JPH11264453A - High surface pressure strength gear and manufacturing method thereof - Google Patents
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- JPH11264453A JPH11264453A JP6653698A JP6653698A JPH11264453A JP H11264453 A JPH11264453 A JP H11264453A JP 6653698 A JP6653698 A JP 6653698A JP 6653698 A JP6653698 A JP 6653698A JP H11264453 A JPH11264453 A JP H11264453A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工費の増大および新たな加工工程の付加を
することなく、歯車の伝達トルクが大きい場合でも、歯
面の面圧強度を向上させることができる高面圧強度歯車
およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 噛み合う歯面２（左歯面２ａおよび右刃
面２ｂ）に最表面が略菱形状３ａでその略重心位置３ｂ
が最も深くされている略菱形錘状とされている凹状の油
溜り部３を歯先４から歯元５にかけて連続的に形成す
る。この歯面は、被削歯車を回転させる回転テーブルま
たはホブ軸を相対的に振動させて形成する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] High surface pressure strength that can improve the surface pressure strength of the tooth surface even when the transmission torque of the gear is large without increasing the processing cost and adding a new processing step. A gear and a method of manufacturing the same are provided. SOLUTION: The outermost surface of a meshing tooth surface 2 (left tooth surface 2a and right blade surface 2b) has a substantially rhombic shape 3a and a substantially center of gravity position 3b.
Is formed in a substantially rhombic cone-shaped concave oil reservoir 3 continuously extending from the tooth tip 4 to the root 5. The tooth surface is formed by relatively vibrating a rotary table or a hob shaft for rotating the gear to be cut.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば減速機，増
速機，変速機等の伝導機構に用いられる高面圧強度歯車
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high surface pressure gear used for a transmission mechanism such as a speed reducer, a speed increaser, and a transmission.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、歯車の噛み合う歯面の面圧強度
は、歯の表面起点で発生すると言われているピッチング
損傷に支配される。このピッチングは、歯当たりや表面
粗さに起因する局所的な過度に高い応力と潤滑油膜、材
料強度の関係により発生する。すなわち、ピッチング強
度の向上を図るためには、歯面粗さを含む歯車精度の向
上、潤滑油膜の安定した生成、材料強度そのものの向上
が考えられる。2. Description of the Related Art Conventionally, the surface pressure strength of a tooth surface with which a gear meshes is governed by pitching damage which is said to occur at the starting point of the tooth surface. This pitching occurs due to the relationship between local excessively high stress due to tooth contact and surface roughness, lubricating oil film, and material strength. That is, in order to improve the pitting strength, it is conceivable to improve gear accuracy including tooth surface roughness, stably generate a lubricating oil film, and improve material strength itself.
【０００３】このような面圧強度の向上については、材
料・熱処理・加工の各分野で取り組まれており、これら
各分野の技術を組み合わせることにより、より面圧強度
の向上が図られている。特に、面圧強度の高い歯車には
浸炭鋼に浸炭焼き入れ処理が施され、表面が硬化するよ
うに処理されるのが一般的である。この浸炭鋼において
は焼き入れ性の向上（浸炭異常層の低減）を図るために
ＭｏやＣｒなどを適量添加した材料の開発が行われてお
り、また浸炭焼き入れにおいても表面の不完全焼き入れ
層を抑制するための雰囲気の適正化（真空化など）が実
施されている。このように前記材料・熱処理分野の技術
は、歯車にかかる負荷に対する面圧許容値の向上を図る
ものである。[0003] Such improvement of the surface pressure strength is being addressed in various fields of materials, heat treatment and processing, and further improvement of the surface pressure strength has been achieved by combining the technologies in these fields. In particular, a gear having a high surface pressure strength is generally subjected to carburizing and quenching treatment on carburized steel so that the surface is hardened. In order to improve the hardenability of this carburized steel (reduce the abnormal carburized layer), materials with an appropriate amount of Mo, Cr, etc. are being developed. Optimization of the atmosphere (such as vacuuming) for suppressing the layers has been implemented. As described above, the technology in the field of materials and heat treatment aims to improve the allowable value of the surface pressure with respect to the load applied to the gear.
【０００４】一方、加工分野の技術では、被削歯車を高
精度に加工して歯面の粗さを小さくすることにより、歯
面の接触面積を増加させ面粗さに起因する局所的な過度
に高い応力を抑制するように処理している。また、歯面
粗さを小さくすることは、噛み合う歯面間の潤滑油膜の
形成を安定化させて、実質上の負荷の低減が図られる。
こうして面圧強度の向上を図ることができる。On the other hand, in the technology in the field of machining, by reducing the roughness of the tooth surface by processing the gear to be cut with high precision, the contact area of the tooth surface is increased, and the local excessiveness due to the surface roughness is increased. To suppress high stress. Further, reducing the tooth surface roughness stabilizes the formation of a lubricating oil film between the meshing tooth surfaces, thereby substantially reducing the load.
Thus, the surface pressure strength can be improved.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記高
精度加工により歯面の粗さを小さくして面圧強度を向上
させるためには、特殊な加工技術および加工工程が必要
であり、加工費が増大するという問題点がある。また、
前記歯面粗さが小さくされた場合であっても、面圧が高
くなることにより噛み合う歯面間に潤滑油膜を生成させ
るのが困難となる問題点がある。However, in order to improve the surface pressure strength by reducing the roughness of the tooth surface by the high-precision processing, special processing techniques and processing steps are required, and the processing cost is high. There is a problem that it increases. Also,
Even when the tooth surface roughness is reduced, there is a problem that it is difficult to generate a lubricating oil film between the meshing tooth surfaces due to an increased surface pressure.
【０００６】前記潤滑油膜の厚みは、潤滑油種類（粘性
等）や温度の影響を受け、最終油膜厚みは次式（１）で
求められる。 ｈmin=２．６５Ｇ0.54Ｕ0.7Ｗ-1.13Ｒ ……（１） Ｇ＝ａＥ’：剛性係数 Ｕ＝η0ｕ／（Ｅ’Ｒ）：潤滑係数 Ｗ＝ｗ／（Ｅ’Ｒ）：荷重係数 Ｒ＝（１／Ｒ1＋１／Ｒ2）-1：ピッチ点での相対曲率半
径 Ｅ’＝２／｛（１−ｖ1 2）／Ｅ1＋（１−ｖ2 2）／
Ｅ2｝：相対縦弾性係数 ａ：潤滑油の圧力―粘度係数（ｍｍ2／ｋｇｆ） η0：大気中における潤滑油の粘度（ｋｇｓ／ｍｍ） ｕ：ピッチ点における転がり速度（ｍｍ／ｓ） ｗ：単位歯幅当たりの負荷重（ｋｇｆ／ｍｍ） ｖ1，ｖ2：噛み合い歯車のポアソン比 Ｅ1，Ｅ2：噛み合い歯車の縦弾性係数（ｋｇｆ／ｍｍ）The thickness of the lubricating oil film is affected by the type (viscosity, etc.) of the lubricating oil and the temperature, and the final oil film thickness is determined by the following equation (1). h min = 2.65G 0.54 U 0.7 W -1.13 R (1) G = aE ′: Stiffness coefficient U = η 0 u / (E′R): Lubrication coefficient W = w / (E′R): Load factor R = (1 / R 1 + 1 / R 2) -1: relative curvature radius E at the pitch point '= 2 / {(1- v 1 2) / E 1 + (1-v 2 2) /
E 2 ｝: Relative longitudinal elastic modulus a: Pressure-viscosity coefficient of lubricating oil (mm 2 / kgf) η 0 : Viscosity of lubricating oil in air (kgs / mm) u: Rolling speed at pitch point (mm / s) w: load weight per unit tooth width (kgf / mm) v 1, v 2: Poisson's ratio of the meshing gears E 1, E 2: Young's modulus of the meshing gears (kgf / mm)
【０００７】前記式（１）からも明らかなように、負荷
重が大きくなると最小油膜厚みは小さくなり、噛み合う
歯面間に潤滑油膜を生成させるのが困難となる。したが
って、例えば建設機械の終減速装置など伝達トルクが大
きい伝導機構として用いられる場合では、噛み合う歯面
の最終油膜厚みが小さくなり、その歯面の粗さを考慮す
ると安定した油膜形成が行われておらず、これら歯面が
金属接触状態で噛み合い面圧強度が低下してしまう問題
点がある。また、更なる伝達トルクの向上を考慮する
と、噛み合う歯面の金属接触は避けられないものとなる
問題点がある。As is apparent from the above equation (1), as the load weight increases, the minimum oil film thickness decreases, and it becomes difficult to form a lubricating oil film between the meshing tooth surfaces. Therefore, for example, when used as a transmission mechanism having a large transmission torque such as a final reduction gear of a construction machine, the final oil film thickness of the meshing tooth surface is reduced, and a stable oil film is formed in consideration of the roughness of the tooth surface. However, there is a problem in that the tooth surfaces are engaged with each other in a metal contact state and the surface pressure strength is reduced. Further, in consideration of further improvement of the transmission torque, there is a problem that metal contact between the meshing tooth surfaces is inevitable.
【０００８】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、加工費の増大および新たな加工工
程の付加を招くことなく、歯車の伝達トルクが大きい場
合でも、歯面の面圧強度を向上させることができる高面
圧強度歯車およびその製造方法を提供することを目的と
するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and does not increase the machining cost and does not add a new machining process. It is an object of the present invention to provide a high surface pressure strength gear capable of improving the surface pressure strength and a method for manufacturing the same.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段および作用・効果】第１発
明による高面圧強度歯車は、前述された目的を達成する
ために、歯面に油膜形成状態を維持する凹形状の油溜り
部を備えることを特徴とするものである。Means for Solving the Problems and Action / Effect The high surface pressure gear according to the first invention has a concave oil reservoir for maintaining an oil film formed state on the tooth surface in order to achieve the above-mentioned object. It is characterized by having.
【００１０】第１発明においては、別の歯車の歯面と噛
み合う歯面に凹形状の油溜り部が形成されており、この
油溜り部に潤滑油が貯溜するようにされている。こうし
て前記歯面同士が噛み合う際に、例えば歯面にかかる負
荷重が大きく歯面同士が金属接触状態である場合であっ
てもその噛み合い点における歯面間に潤滑作用が付加さ
れる。したがって、歯面に加わる実際上の負荷の低減を
図ることができ、面圧強度を向上させることができる効
果を奏する。In the first invention, a concave oil reservoir is formed on a tooth surface meshing with a tooth surface of another gear, and lubricating oil is stored in the oil reservoir. Thus, when the tooth surfaces mesh with each other, for example, even when the load applied to the tooth surfaces is large and the tooth surfaces are in metal contact with each other, a lubricating effect is added between the tooth surfaces at the mesh point. Therefore, the actual load applied to the tooth surface can be reduced, and the effect of improving the surface pressure strength can be obtained.
【００１１】第１発明においては、前記油溜り部は歯面
全体に連続的に設けられているのが望ましい。こうする
ことにより、前記歯面の噛み合い点が歯車の回転にとも
ない移動した場合であっても、常に安定した潤滑作用を
付加することができる効果を奏する。In the first invention, it is preferable that the oil reservoir is provided continuously over the entire tooth surface. By doing so, there is an effect that a stable lubricating action can always be added even when the mesh point of the tooth surface moves with the rotation of the gear.
【００１２】第１発明においては、前記油溜り部の凹形
状が球の一部もしくは略多角錐状であるのが望ましい。
また、その油溜り部の深さが１から２０μｍであるのが
望ましい。また、互いに噛み合う歯車のうち、少なくと
も一方の歯車の歯面に前記油溜り部が設けられるのが望
ましい。In the first invention, it is desirable that the concave shape of the oil reservoir is a part of a sphere or a substantially polygonal pyramid.
It is desirable that the depth of the oil reservoir is 1 to 20 μm. It is preferable that the oil reservoir is provided on a tooth surface of at least one of the gears meshing with each other.
【００１３】第２発明による高面圧強度歯車の製造方法
は、前記請求項１乃至５のうちのいずれかに記載の高面
圧強度歯車を製造する製造方法であって、前記凹形状の
油溜り部を凹凸反転させた同形状の凸形状の油溜り形成
部を表面に有する歯車工具を用いて、切削加工仕上げ時
に前記油溜り形成部の凸形状を前記歯面に転写させて凹
状の油溜り部を形成することを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a high-surface-pressure-strength gear according to any one of claims 1 to 5, wherein the concave-shaped oil is provided. Using a gear tool having a convex oil sump forming part of the same shape in which the sump part is inverted, the convex shape of the oil sump forming part is transferred to the tooth surface at the time of cutting and finishing, so that a concave oil is formed. It is characterized in that a reservoir is formed.
【００１４】第２発明においては、前記凹形状の油溜り
部を凹凸反転させた同形状の凸形状の油溜り形成部を表
面に有する歯車工具を、従来の歯車加工方法と同様に形
成された歯車の歯面に噛み合わせることにより、その油
溜り形成部が歯面に押し当てられその形状が転写され
る。こうして歯面に凹状の油溜り部が形成される。In the second invention, a gear tool having on the surface a convex oil sump forming portion of the same shape obtained by inverting the concave oil sump portion is formed in the same manner as a conventional gear machining method. By meshing with the tooth surface of the gear, the oil reservoir forming portion is pressed against the tooth surface and its shape is transferred. Thus, a concave oil reservoir is formed on the tooth surface.
【００１５】第２発明によれば、特殊な加工技術を要す
ることなく、その数や形状に応じた凹状の油溜り部を容
易に、かつ安価に歯面に形成することができる効果を奏
する。According to the second aspect of the present invention, there is an effect that a concave oil reservoir according to the number and shape can be easily and inexpensively formed on the tooth surface without requiring any special processing technique.
【００１６】第３発明の高面圧強度歯車の製造方法は、
被削歯車を回転させる回転テーブルとこの被削歯車を切
削するホブとを互いに直交する軸周りに回転させて前記
被削歯車を切削加工するホブ盤を用いて、前記請求項１
乃至５のうちのいずれかに記載の高面圧強度歯車を製造
する製造方法であって、前記回転テーブルまたはホブの
回転駆動軸を制御して、前記被削歯車に形成される歯面
に凹状の油溜り部を形成することを特徴とするものであ
る。According to a third aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing a high surface pressure gear.
2. The hobbing machine according to claim 1, wherein the rotary table for rotating the gear to be machined and the hob for cutting the gear to be machined are rotated about axes orthogonal to each other, and the hob machine is used to machine the gear to be machined.
A method for manufacturing a high surface pressure strength gear according to any one of claims 1 to 5, wherein a rotary drive shaft of the rotary table or hob is controlled to form a concave surface on a tooth surface formed on the gear to be cut. In which an oil reservoir is formed.
【００１７】第３発明においては、前記ホブの回転と前
記回転テーブルの回転との同期を互いにずらすことによ
り行われるのが望ましい。このようにホブの各切刃と被
削歯車との回転同期をずらすことにより、ホブの刃先が
被削歯車に形成される歯面に接触して凹状の油溜り部が
形成される。In the third invention, it is desirable that the rotation of the hob and the rotation of the rotary table be synchronized with each other. By shifting the rotational synchronization between each cutting edge of the hob and the gear to be machined in this way, the cutting edge of the hob comes into contact with the tooth surface formed on the gear to be machined to form a concave oil reservoir.
【００１８】この場合、前記回転テーブルを駆動させる
ウォーム軸を偏心させるか、または前記ホブを回転させ
るホブ軸に小ねじり振動を与えることにより、前記ホブ
の回転と前記回転テーブルの回転との同期がずらされる
のが望ましい。前記ウォーム軸を偏心させることにより
被削歯車に規則的な振動が与えられ、前記ホブ軸に小ね
じり振動を与えることにより前記被削歯車に接触するホ
ブに振動が与えられる。このように被削歯車とホブとに
相対的な振動が与えられることにより、被削歯車に形成
される歯面に凹状の油溜り部が形成される。In this case, by synchronizing the rotation of the hob with the rotation of the rotary table, the worm shaft for driving the rotary table is decentered or a small torsional vibration is applied to the hob shaft for rotating the hob. It is desirable to be shifted. By eccentricizing the worm shaft, regular vibrations are given to the gear to be machined, and by applying small torsional vibration to the hob shaft, vibrations are given to the hob which contacts the gear to be machined. Thus, the relative vibration is applied to the gear and the hob, whereby a concave oil reservoir is formed on the tooth surface formed on the gear.
【００１９】第３発明によれば、従来の歯車製造技術に
用いられるホブ盤を使用し従来工程の中で加工でき、加
工条件への制約もないことから加工費を増大させること
なく容易にかつ高効率に高面圧強度歯車を製造すること
ができる効果を奏する。According to the third aspect of the present invention, the hobbing machine used in the conventional gear manufacturing technology can be used to perform the processing in the conventional process, and there is no restriction on the processing conditions, so that the processing cost can be easily and without increasing. This has the effect that a high surface pressure gear can be manufactured with high efficiency.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】次に、本発明による高面圧強度歯
車およびその製造方法の具体的な実施の形態につき、図
面を参照しつつ説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, specific embodiments of a high surface pressure strength gear and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【００２１】本発明の一実施例にかかる高面圧強度歯車
の歯面の斜視図（ａ）およびその歯面の展開図（ｂ）が
図１に示されている。FIG. 1 is a perspective view of a tooth surface of a high surface pressure strength gear according to an embodiment of the present invention, and FIG.
【００２２】本実施例の高面圧強度歯車（歯１つのみ図
示）１は、別の歯車の歯面と噛み合う歯面２（左歯面２
ａおよび右刃面２ｂ）に凹状の油溜り部３が歯先４から
歯元５にかけて連続的に形成されている。この油溜り部
３は、最表面が略菱形状３ａでその略重心位置３ｂが最
も深くされている略菱形錘状とされている。また、前記
油溜り部３の最表面の略菱形状３ａの大きさは、歯先４
から歯元５にかけて徐々に小さくなるようにされてい
る。The high-surface-pressure-strength gear (only one tooth is shown) 1 of this embodiment has a tooth surface 2 (a left tooth surface 2) that meshes with the tooth surface of another gear.
a and the right blade surface 2b), a concave oil reservoir 3 is formed continuously from the tooth tip 4 to the tooth root 5. The oil reservoir 3 has a substantially rhombus cone shape with the outermost surface formed in a substantially rhombic shape 3a and a substantially center of gravity 3b at its deepest position. The size of the substantially rhombus 3a on the outermost surface of the oil sump 3 is determined by the tooth tip 4
From the tooth to the root 5.
【００２３】前記油溜り部３のそれぞれの重心を通る位
置（図１（ａ）点線Ａ）および前記油溜り部３の重心と
端部との中間を通る位置（図１（ａ）点線Ｂ）の歯面形
状を深さ方向に計測した結果図が図２に示されている。
図示されるように、点線Ａ位置の歯面の深さ形状は点線
Ｂ位置の歯面の深さ形状に比べて深く、かつ凹凸が大き
くなるように形成されている。なお、前記油溜り部３の
略重心位置３ｂの深さは、約２０μｍとされている。A position passing through the center of gravity of the oil sump 3 (dotted line A in FIG. 1A) and a position passing midway between the center of gravity and the end of the oil sump 3 (dotted line B in FIG. 1A). FIG. 2 shows the result of measuring the tooth flank shape in the depth direction.
As illustrated, the depth shape of the tooth surface at the position of the dotted line A is formed to be deeper and larger than the depth shape of the tooth surface at the position of the dotted line B. The depth of the center of gravity 3b of the oil reservoir 3 is about 20 μm.
【００２４】次いで、前述のように形成される歯面２を
有する高面圧強度歯車１が動力循環式歯車試験機１１に
装着されて面圧強度の評価試験が行われる。前記動力循
環式歯車試験機１１の外観上面図（ａ），外観側面図
（ｂ），部分断面図（ｃ）および試験条件（ｄ）が図３
に示されている。Next, the high surface pressure strength gear 1 having the tooth surface 2 formed as described above is mounted on the power circulation type gear testing machine 11, and an evaluation test of the surface pressure strength is performed. The external top view (a), external side view (b), partial cross-sectional view (c), and test conditions (d) of the power circulation type gear testing machine 11 are shown in FIG.
Is shown in
【００２５】この動力循環式歯車試験機１１は、駆動部
１１ａが方向変換ギアボックス１１ｂに接続され、この
方向変換ギアボックス１１ｂは、並列配置のトルク測定
部１１ｃと供試ギアボックス（Ａ，Ｂ）１１ｄ，１１ｅ
とを介してトルク制御ギアボックス１１ｆに接続されて
いる。なお、図３（ａ）中の矢印Ａは、トルクの伝達方
向を示している。In the power circulating gear testing machine 11, a driving unit 11a is connected to a direction changing gear box 11b, and the direction changing gear box 11b is connected to a torque measuring unit 11c and a test gear box (A, B) arranged in parallel. ) 11d, 11e
And to the torque control gearbox 11f. The arrow A in FIG. 3A indicates the direction of torque transmission.
【００２６】前記供試ギアボックスＡ（Ｂ）１１ｄ（１
１ｅ）においては、図３（ｃ）の断面図に示されるよう
に、内部に駆動側の回転軸１１ｈと従動側の回転軸１１
ｇとが挿入されており、それぞれ供試歯車１１ｊ（駆動
側），１１ｋ（従動側）が噛み合うように配設されてい
る。一方、上部には潤滑油供給口（図示せず）が設けら
れ、前記供試歯車１１ｊ（駆動側），１１ｋ（従動側）
が噛み合い回転する際に噛み合い上部から潤滑油が供給
される。The test gear box A (B) 11d (1
1e), as shown in the cross-sectional view of FIG. 3 (c), the driving side rotation shaft 11h and the driven side rotation shaft 11h are internally provided.
g are inserted, and the test gears 11j (drive side) and 11k (driven side) are arranged so as to mesh with each other. On the other hand, a lubricating oil supply port (not shown) is provided in the upper part, and the test gears 11j (drive side) and 11k (driven side) are provided.
The lubricating oil is supplied from the upper portion of the mesh when the meshes rotate.
【００２７】このように構成される動力循環式歯車試験
機１１に、本実施例の高面圧強度歯車１が前記供試歯車
１１ｊ，１１ｋとして駆動側の回転軸１１ｈと従動側の
回転軸１１ｇとにそれぞれ装着され、前記駆動部１１ａ
よりトルク制御ギアボックス１１ｆを介して駆動側の回
転軸１１ｈにトルクが伝達される。こうして高面圧強度
歯車１がこの駆動側の回転軸１１ｈ周りに回転され、従
動側の回転軸１１ｇに装着される高面圧強度歯車１が前
記高面圧強度歯車１に噛み合って回転する。そして、図
３（ｄ）中に示される試験条件により負荷条件の最大面
圧を変化させ、歯面に発生するピッチング発生状況に判
定基準を設け、面圧強度の評価試験が行われる。In the power circulating type gear testing machine 11 constructed as described above, the high surface pressure strength gear 1 of this embodiment is used as the test gears 11j and 11k as a driving-side rotating shaft 11h and a driven-side rotating shaft 11g. And the drive unit 11a
Further, torque is transmitted to the drive-side rotating shaft 11h through the torque control gear box 11f. In this way, the high surface pressure gear 1 is rotated around the drive side rotation shaft 11h, and the high surface pressure gear 1 mounted on the driven side rotation shaft 11g meshes with the high surface pressure gear 1 and rotates. Then, the maximum surface pressure under the load condition is changed according to the test conditions shown in FIG. 3D, a criterion is set for the pitting occurrence state occurring on the tooth surface, and an evaluation test of the surface pressure strength is performed.
【００２８】前記面圧強度の評価試験の結果が従来の歯
車の面圧強度と比較されつつ図４に示されている。図示
されるように、本実施例の高面圧強度歯車１の面圧強度
は２５０ｋｇ／ｍｍ2であり、従来の歯車の面圧強度２
０７ｋｇ／ｍｍ2に比べて約２０％向上されているのが
確認された。なお、駆動側もしくは従動側の回転軸に装
着される供試歯車のうち、いずれか一方は通常の歯車を
用いていても同様の効果を得ることができる。FIG. 4 shows the results of the evaluation test of the surface pressure strength in comparison with the surface pressure strength of a conventional gear. As shown, the surface pressure strength of the high surface pressure strength gear 1 of this embodiment is 250 kg / mm 2 ,
It was confirmed that it was improved by about 20% compared to 07 kg / mm 2 . The same effect can be obtained even if one of the test gears mounted on the drive-side or driven-side rotary shaft is a normal gear.
【００２９】本実施例によれば、前記油溜り部３が潤滑
油溜りとしての役割を果たし常に油膜が形成される効果
を奏する。この油溜り部が歯先から歯元にかけて連続的
に形成されているため、歯面の噛み合い点（線）の移動
に対しても安定した潤滑作用を付加することができる。
したがって、例えば負荷重が非常に大きく、歯面同士が
金属接触状態の中でも歯面全体の面圧強度向上を実現す
ることができるという効果を奏する。According to the present embodiment, the oil sump 3 functions as a lubricating oil sump, so that an oil film is always formed. Since this oil reservoir is formed continuously from the tooth tip to the tooth root, a stable lubricating action can be added to the movement of the mesh point (line) on the tooth surface.
Therefore, for example, even when the load weight is extremely large and the tooth surfaces are in metal contact with each other, an effect of improving the surface pressure strength of the entire tooth surface can be achieved.
【００３０】次に、本発明の高面圧強度歯車１の製造方
法について説明する。図５に前記高面圧強度歯車１を製
造するホブ盤（ＮＣ制御）１２の駆動系統図が示されて
いる。前記ホブ盤１２は、被削歯車（円筒形状で前記高
面圧強度歯車1の成形前の状態、すなわち歯の形成され
ていない歯車）を回転させる回転テーブル１３とこの被
削歯車を切削するホブ１４とを備えており、これら回転
テーブル１３とホブ１４とを互いに直交する軸周りに回
転させる構造である。Next, a method of manufacturing the high surface pressure strength gear 1 of the present invention will be described. FIG. 5 shows a drive system diagram of a hobbing machine (NC control) 12 for manufacturing the high surface pressure strength gear 1. The hobbing machine 12 includes a rotary table 13 for rotating a gear to be machined (a cylindrical shape before forming the high surface pressure gear 1, ie, a gear having no teeth), and a hob for cutting the gear to be machined. And a structure for rotating the turntable 13 and the hob 14 about axes orthogonal to each other.
【００３１】前記回転テーブル１３に設けられたウォー
ムホィール１３ａと噛み合うようにウォーム歯車１５が
設けられ、このウォーム歯車１５にはウォーム軸１６を
介してギアボックス（Ｇ．Ｂ）１９およびＡＣサーボモ
ータ１８が接続されている。また、前記ＡＣサーボモー
タ１８は制御装置１７に接続されてその駆動が制御され
る。前記ウォーム歯車１５は、前記制御装置１７により
ＡＣサーボモータ１８が駆動され、この駆動力が前記ギ
アボックス１９を介してウォーム軸１６に伝達されるこ
とによりウォーム軸１６周りに回転され、そのウォーム
歯車１５と噛み合うウォームホィール１３ａを有する回
転テーブル１３が回転する。A worm gear 15 is provided so as to mesh with a worm wheel 13 a provided on the rotary table 13. The worm gear 15 has a worm shaft 16 through a gear box (GB) 19 and an AC servo motor 18. Is connected. The AC servomotor 18 is connected to a control device 17 and its driving is controlled. The worm gear 15 is rotated around the worm shaft 16 by an AC servomotor 18 driven by the control device 17 and the driving force is transmitted to the worm shaft 16 via the gear box 19. The rotary table 13 having the worm wheel 13a meshing with the rotary table 15 rotates.
【００３２】一方、前記ホブ１４には、ホブ軸２０を介
してギアボックス２１およびＡＣスピンドルモータ２２
が接続されている。また、前記ＡＣスピンドルモータ２
２は、前記制御装置１７内のＡＣスピンドルモータコン
トロールユニット１７ａに接続され、その駆動が制御さ
れる。このホブ１４は、前記ＡＣスピンドルモータコン
トロールユニット１７ａにより前記ＡＣスピンドルモー
タ２２が駆動され、この駆動力がギアボックス２１を介
してホブ軸２０に伝達されることによりホブ１４が回転
される。また、前記ギアボックス２１はインクレメンタ
ルエンコーダ２３を介して前記制御装置１７内のテーブ
ル制御部１７ｂに接続されており、このインクレメンタ
ルエンコーダ２３により前記ホブ１４の回転数等が検出
され、この検出値が前記制御装置１７内のテーブル制御
部１７ｂに入力される。On the other hand, a gear box 21 and an AC spindle motor 22 are connected to the hob 14 via a hob shaft 20.
Is connected. The AC spindle motor 2
2 is connected to an AC spindle motor control unit 17a in the control device 17, and its driving is controlled. The hob 14 is rotated by the AC spindle motor 22 driven by the AC spindle motor control unit 17a, and the driving force is transmitted to the hob shaft 20 via the gear box 21 to rotate the hob 14. The gear box 21 is connected to a table controller 17b in the controller 17 via an incremental encoder 23. The incremental encoder 23 detects the number of revolutions of the hob 14 and the like. Is input to the table controller 17b in the controller 17.
【００３３】本実施例の高面圧強度歯車１において、前
記ホブ盤１２を用いて製造する際には、前記被削歯車を
回転させる回転テーブル１３を駆動させるウォーム軸１
６が偏心されており、この回転テーブル１３とホブ１４
とが互いに直交する軸周りに回転され、このホブ１４が
前記被削歯車に接触して歯面が形成される。前記回転テ
ーブル１３は偏心されたウォーム軸１６周りに回転され
るウォーム歯車１５により駆動されるため、この回転テ
ーブル１３の回転中に規則的な振動が加えられる。この
ようにホブ１４により歯面が形成されている状態で被削
歯車に回転方向の振動が加えられるため、歯面２の歯先
から歯元にかけて規則的に油溜り部３が形成される。こ
の場合、ウォーム軸１６により、機械的に振動が付与さ
れているため、ホブ１４と被削歯車間の剛性も十分にあ
り、従来のホブ切りと同等の加工条件の設定が可能であ
る。When manufacturing the high surface pressure gear 1 of this embodiment using the hobbing machine 12, the worm shaft 1 for driving the rotary table 13 for rotating the work gear is used.
6, the rotary table 13 and the hob 14
Are rotated about axes orthogonal to each other, and the hob 14 contacts the work gear to form a tooth surface. Since the rotary table 13 is driven by the worm gear 15 rotated around the eccentric worm shaft 16, regular vibration is applied during the rotation of the rotary table 13. Since the vibration in the rotating direction is applied to the gear to be cut in a state where the tooth surface is formed by the hob 14, the oil reservoir 3 is formed regularly from the tooth tip to the tooth root of the tooth surface 2. In this case, since the vibration is mechanically applied by the worm shaft 16, the rigidity between the hob 14 and the gear to be machined is also sufficient, and the same processing conditions as in the conventional hob cutting can be set.
【００３４】本実施例の製造方法によれば、従来の歯車
製造技術に用いるホブ盤と略同様のものを使用し、加工
条件への制約がないことより加工費を増加させることが
なく、また新たな加工工程を加える必要がないため、高
効率に歯面に油溜り部が形成されている高面圧強度歯車
を製造することができるという効果を奏する。According to the manufacturing method of this embodiment, a hobbing machine which is substantially the same as the hobbing machine used in the conventional gear manufacturing technology is used, and there is no restriction on the processing conditions, so that the processing cost is not increased, and Since it is not necessary to add a new processing step, it is possible to produce a high-surface-pressure-strength gear having an oil reservoir formed on the tooth surface with high efficiency.
【００３５】本実施例において、油溜り部の深さが約２
０μｍとされているが、これに限らず、例えば歯車の大
きさ，形状または歯車の伝達トルクなどに応じて任意に
設定することができる。In this embodiment, the depth of the oil reservoir is about 2
Although it is 0 μm, it is not limited to this, and can be set arbitrarily according to, for example, the size and shape of the gear or the transmission torque of the gear.
【００３６】本実施例においては、油溜り部が歯先から
歯元にかけて徐々に小さくなるようにされているが、こ
れに限らず、歯面上の油溜り部がすべて同じ大きさでも
良く、また歯先から歯元にかけて徐々に大きくなっても
良いIn the present embodiment, the oil reservoir is made gradually smaller from the tooth tip to the tooth root. However, the invention is not limited to this, and the oil reservoirs on the tooth surface may all be the same size. Also, it may gradually increase from the tip to the root
【００３７】本実施例の製造方法においては、ホブ盤の
ウォーム軸が偏心されて回転テーブルに振動が加えられ
ているが、これに限らず、例えばウォーム軸を偏心させ
ない状態でホブ軸に小さなねじり振動を与えてもよく、
前記ホブと被削歯車とが相対的に振動されていればよ
い。また、前記ホブ盤の制御装置により、前記ホブと回
転テーブルとの回転同期をずらすようにして歯車の歯面
に歯先から歯元にかけて連続的な油溜り部を設けるよう
にしても良い。In the manufacturing method of this embodiment, the worm shaft of the hobbing machine is eccentric and vibration is applied to the rotary table. However, the present invention is not limited to this. Vibration may be given,
It is sufficient that the hob and the gear to be machined are relatively vibrated. Further, a continuous oil reservoir may be provided on the tooth surface of the gear from the tooth tip to the root by shifting the rotation synchronization between the hob and the rotary table by the control device of the hobbing machine.
【００３８】また、本実施例の製造方法においては、Ｎ
Ｃ制御可能なホブ盤が用いられているが、これに限ら
ず、非ＮＣ制御タイプのホブ盤３１を用いるようにして
も良い。この非ＮＣ制御タイプのホブ盤３１は、図６に
その駆動系統図が示されるように、互いに直交する軸周
りに回転する回転テーブル３２とホブ３３が設けられ、
前記回転テーブル３２はウォーム歯車３４がウォーム軸
３５周りに回転することにより駆動され、このウォーム
軸３５はアイドル歯車３６により回転され、その回転速
度は割り出し換え歯車３７により調整されている。一
方、前記ホブ３３はホブ軸３８周りに回転され、このホ
ブ軸３８は速度変換歯車３９を介してモータ４０により
駆動されている。このように構成される非ＮＣ制御タイ
プのホブ盤３１を用いて、前記ウォーム軸３５を偏心さ
せる、あるいは前記ホブ軸３８に小さなねじり振動を加
えることにより、新たな工程を加えることなく歯面に歯
先から歯元にかけて連続的な油溜り部が形成される高面
圧強度歯車を形成することができる。Further, in the manufacturing method of this embodiment, N
Although a hob board capable of C control is used, the present invention is not limited to this, and a hob board 31 of a non-NC control type may be used. As shown in the drive system diagram of FIG. 6, the non-NC control type hob board 31 is provided with a turntable 32 and a hob 33 that rotate around axes orthogonal to each other.
The rotary table 32 is driven by rotating a worm gear 34 around a worm shaft 35. The worm shaft 35 is rotated by an idle gear 36, and the rotation speed thereof is adjusted by an indexing gear 37. On the other hand, the hob 33 is rotated around a hob shaft 38, and the hob shaft 38 is driven by a motor 40 via a speed conversion gear 39. By using the non-NC control type hobbing machine 31 having such a configuration, the worm shaft 35 is decentered or the hob shaft 38 is subjected to a small torsional vibration, so that the tooth surface can be added to the tooth surface without adding a new process. A high surface pressure strength gear in which a continuous oil reservoir is formed from the tooth tip to the tooth root can be formed.
【００３９】また、本実施例の製造方法の別態様として
は、前記油溜り部を反転させた形状の凸部を設ける歯車
型工具（図示省略）を従来の歯車加工方法と同様に形成
された歯車の歯面に噛み合わせて回転させることによ
り、歯面に所定の形状の油溜り部を有する高面圧強度歯
車を製造する方法もある。こうして特殊な技術を必要と
することなく、容易にかつ安価に高面圧強度歯車を製造
することができる。As another aspect of the manufacturing method of the present embodiment, a gear type tool (not shown) having a convex portion having a shape obtained by inverting the oil reservoir portion is formed in the same manner as the conventional gear machining method. There is also a method of manufacturing a high surface pressure strength gear having an oil reservoir of a predetermined shape on the tooth surface by meshing with and rotating the tooth surface of the gear. Thus, a high surface pressure strength gear can be easily and inexpensively manufactured without requiring special technology.
【００４０】本実施例においては、凹形状でかつその凹
形状が略菱形錘状の油溜り部が歯面に歯先から歯元にか
けて連続的に形成されているが、これに限らず、その凹
形状は例えば球の一部，三角錐状または四角錘状等でも
よく、その油溜り部の形状は任意に設定することができ
る。In the present embodiment, the oil reservoir having a concave shape and a substantially rhombus-shaped concave shape is continuously formed on the tooth surface from the tooth tip to the tooth root. However, the present invention is not limited to this. The concave shape may be, for example, a part of a sphere, a triangular pyramid or a quadrangular pyramid, and the shape of the oil reservoir may be arbitrarily set.
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る高面圧強度歯
車の歯面の斜視図（ａ）およびその展開図（ｂ）であ
る。FIG. 1 is a perspective view (a) of a tooth surface of a high surface pressure strength gear according to an embodiment of the present invention and a development view (b) thereof.
【図２】図２は、歯面の深さ方向の形状を表す計測結果
図である。FIG. 2 is a measurement result diagram illustrating a shape of a tooth surface in a depth direction.
【図３】図３は、重力循環式歯車試験機の外観上面図
（ａ），外観平面図（ｂ），部分断面図（ｃ）および試
験条件（ｄ）である。FIG. 3 is an external top view (a), an external plan view (b), a partial cross-sectional view (c), and test conditions (d) of a gravity circulation gear testing machine.
【図４】図４は、面圧強度の評価試験結果比較図であ
る。FIG. 4 is a comparison diagram of evaluation test results of surface pressure strength.
【図５】図５は、本実施例の高面圧強度歯車１を製造す
るホブ盤（ＮＣ制御）の駆動系統図である。FIG. 5 is a drive system diagram of a hobbing machine (NC control) for manufacturing the high surface pressure strength gear 1 of the present embodiment.
【図６】図６は、非ＮＣ制御のホブ盤の駆動系統図であ
る。FIG. 6 is a drive system diagram of a non-NC controlled hobbing machine.
１ 高面圧強度歯車 ２ 歯面 ２ａ 左歯面 ２ｂ 右歯面 ３ 油溜り部 ４ 歯先 ５ 歯元 １１ 動力循環式歯車試験機 １１ａ 駆動部 １１ｂ 方向変換ギアボックス １１ｃ トルク測定部 １１ｄ 供試ギアボックスＡ １１ｅ 供試ギアボックスＢ １１ｆ トルク制御ギアボックス １１ｇ 従動側回転軸 １１ｈ 駆動側回転軸 １１ｊ，１１ｋ 供試歯車 １２ ホブ盤（ＮＣ制御） １３，３２ 回転テーブル １４，３３ ホブ １５，３４ ウォーム歯車 １６，３５ ウォーム軸 １７ 制御装置 １７ａ ＡＣスピンドルモータコントロールユニット １７ｂ テーブル制御部 １８ ＡＣサーボモータ １９，２１ ギアボックス ２０，３８ ホブ軸 ２２ ＡＣスピンドルモータ ２３ インクレメンタルエンコーダ ３１ 非ＮＣ制御ホブ盤 ３６ アイドル歯車 ３７ 割り出し換え歯車 ３９ 速度変換歯車 ４０ モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High surface pressure gear 2 Tooth surface 2a Left flank 2b Right flank 3 Oil sump part 4 Tooth tip 5 Root 11 Power circulating gear testing machine 11a Driving unit 11b Direction conversion gearbox 11c Torque measuring unit 11d Test gear Box A 11e Test gear box B 11f Torque control gear box 11g Drive-side rotating shaft 11h Drive-side rotating shaft 11j, 11k Test gear 12 Hobbing machine (NC control) 13, 32 Rotary table 14, 33 Hob 15, 34 Worm gear 16, 35 Worm shaft 17 Control device 17a AC spindle motor control unit 17b Table controller 18 AC servo motor 19, 21 Gear box 20, 38 Hob shaft 22 AC spindle motor 23 Incremental encoder 31 Non-NC control hobbing machine 36 Idle gear 37 Indexing tooth 39 speed change gear 40 motor
Claims (9)
油溜り部を備えることを特徴とする高面圧強度歯車。1. A high surface pressure strength gear comprising a concave oil reservoir for maintaining an oil film formed state on a tooth surface.
られている請求項１に記載の高面圧強度歯車。2. The high surface pressure strength gear according to claim 1, wherein the oil reservoir is provided continuously over the entire tooth surface.
は略多角錐状である請求項１または２に記載の高面圧強
度歯車。3. The high surface pressure strength gear according to claim 1, wherein the concave shape of the oil reservoir is a part of a sphere or a substantially polygonal pyramid.
ある請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の高面圧強
度歯車。4. The high surface pressure strength gear according to claim 1, wherein the oil reservoir has a depth of 1 to 20 μm.
一方の歯車の歯面に前記油溜り部が設けられる請求項１
乃至４のうちのいずれかに記載の高面圧強度歯車。5. The oil sump portion is provided on a tooth surface of at least one of gears meshing with each other.
5. The high surface pressure strength gear according to any one of claims 4 to 4.
記載の高面圧強度歯車を製造する製造方法であって、 前記凹形状の油溜り部を凹凸反転させた同形状の凸形状
の油溜り形成部を表面に有する歯車工具を用いて、切削
加工仕上げ時に前記油溜り形成部の凸形状を前記歯面に
転写させて凹状の油溜り部を形成することを特徴とする
高面圧強度歯車の製造方法。6. A manufacturing method for manufacturing a high surface pressure strength gear according to claim 1, wherein said concave oil sump portion has the same convex shape in which the concave and the convex are reversed. Using a gear tool having an oil sump forming part on the surface, transferring a convex shape of the oil sump forming part to the tooth surface at the time of finishing cutting to form a concave oil sump part. Manufacturing method of pressure strength gear.
の被削歯車を切削するホブとを互いに直交する軸周りに
回転させて前記被削歯車を切削加工するホブ盤を用い
て、前記請求項１乃至５のうちのいずれかに記載の高面
圧強度歯車を製造する製造方法であって、 前記回転テーブルまたはホブの回転駆動軸を制御して、
前記被削歯車に形成される歯面に凹状の油溜り部を形成
することを特徴とする高面圧強度歯車の製造方法。7. A hob machine for cutting a gear by rotating a rotary table for rotating the gear and a hob for cutting the gear, about axes orthogonal to each other. It is a manufacturing method of manufacturing the high surface pressure strength gear according to any one of 1 to 5, wherein a rotary drive shaft of the rotary table or the hob is controlled,
A method for manufacturing a high-surface-pressure-strength gear, comprising forming a concave oil reservoir on a tooth surface formed on the work gear.
軸の制御は、前記ホブの回転と前記回転テーブルの回転
との同期を互いにずらすことにより行われる請求項７に
記載の高面圧強度歯車の製造方法。8. The high surface pressure gear according to claim 7, wherein the control of the rotary drive shaft of the rotary table or the hob is performed by shifting the synchronization of the rotation of the hob and the rotation of the rotary table from each other. Production method.
軸を偏心させるか、または前記ホブを回転させるホブ軸
に小ねじり振動を与えることにより、前記ホブの回転と
前記回転テーブルの回転との同期がずらされる請求項８
に記載の高面圧強度歯車の製造方法。9. The synchronization between the rotation of the hob and the rotation of the rotary table is shifted by eccentricizing a worm shaft for driving the rotary table or applying a small torsional vibration to the hob shaft for rotating the hob. Claim 8
3. The method for producing a high surface pressure strength gear according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6653698A JPH11264453A (en) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | High surface pressure strength gear and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6653698A JPH11264453A (en) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | High surface pressure strength gear and manufacturing method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264453A true JPH11264453A (en) | 1999-09-28 |
Family
ID=13318729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6653698A Pending JPH11264453A (en) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | High surface pressure strength gear and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11264453A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080015560A (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-20 | 현대자동차주식회사 | Precision Synchronous Control Structure of Hobbing Machine |
| JP2013220530A (en) * | 2012-04-17 | 2013-10-28 | Liebherr-Verzahntechnik Gmbh | Method for manufacturing workpiece, tool to perform manufacturing method, gear cutting device, and computer program |
| JP2016005855A (en) * | 2014-06-20 | 2016-01-14 | 住友重機械工業株式会社 | Gear processing method using machining center |
| JP2016083748A (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-19 | トーヨーエイテック株式会社 | Method for manufacturing gear wheel by gear wheel grinding machine |
| JP2021110349A (en) * | 2020-01-08 | 2021-08-02 | 住友重機械工業株式会社 | Flexible meshing gear device |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP6653698A patent/JPH11264453A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080015560A (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-20 | 현대자동차주식회사 | Precision Synchronous Control Structure of Hobbing Machine |
| JP2013220530A (en) * | 2012-04-17 | 2013-10-28 | Liebherr-Verzahntechnik Gmbh | Method for manufacturing workpiece, tool to perform manufacturing method, gear cutting device, and computer program |
| JP2016005855A (en) * | 2014-06-20 | 2016-01-14 | 住友重機械工業株式会社 | Gear processing method using machining center |
| JP2016083748A (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-19 | トーヨーエイテック株式会社 | Method for manufacturing gear wheel by gear wheel grinding machine |
| JP2021110349A (en) * | 2020-01-08 | 2021-08-02 | 住友重機械工業株式会社 | Flexible meshing gear device |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040323 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A521 | Written amendment |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040817 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20041013 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050809 |