[发明专利]齿轮及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有多个轮齿并利用与配对齿轮的轮齿的啮合而在两轴之间传递旋转运动的齿轮，具体来说涉及一种当与配对齿轮的轮齿啮合时减少齿根侧的发生应力，具有能实现轮齿的高强度化的齿形形状的齿轮及其制造方法。

背景技术

以往，对于汽车和精密机械等动力传递机构所使用的齿轮，实施了各种提高轮齿强度的方法。

作为这种齿轮，有这样一种具有轮齿和齿槽的环形齿轮，即，在使轮齿与介由其齿面而联动的配对齿轮(小齿轮)相卡合的形式的齿轮中，齿面在小齿轮的最后卡合点之后，从齿顶向齿底而接近由小齿轮画出的、相对于基准齿面投影成垂直截面的次摆线，所述齿槽在横截面看时在齿底区域呈尖的拱形(例如参照日本专利特表2004-519644号公报)。

但是，在日本专利特表2004-519644号公报所记载的齿轮中，由于相邻的轮齿与轮齿之间的齿槽在横截面看时，在齿底的区域呈尖的拱形，因此，是一种齿底形成尖三角状的凹点的齿轮。在这种齿轮中，当与配对齿轮的轮齿啮合时容易在齿底的凹点产生应力集中，有增大发生应力并使之破损的可能。因此，要求包含齿底在内的轮齿整体的高强度化。

发明内容

因此，为了解决这类问题，本发明所要解决的课题是，提供具有这样一种齿形形状的齿轮及其制造方法，当与配对齿轮的轮齿啮合时能减少齿根侧的发生应力，获得轮齿高强度化。

用于解决课题的手段

为了实现上述课题，第1实施形态的齿轮是，具有多个轮齿，并通过与配对齿轮的轮齿啮合而传递旋转运动，各个轮齿的齿根侧形状形成为包含第1曲面和第2曲面，所述第1曲面是与渐开线曲线的齿面平滑连接的曲面，并由相对于所述渐开线曲线的齿面向相反方向凸出的曲线来表示，所述第2曲面与所述第1曲面平滑连接，并由相对于所述第1曲面向相同方向凸出的二次函数来定义。

所述第2曲面，其轮齿直角截面的形状也可做成具有不与所述啮合的配对齿轮的轮齿的运动轨迹相干涉的曲率半径的曲线形状。

所述第1曲面，其轮齿直角截面的形状也可为具有不与所述啮合的配对齿轮的轮齿的运动轨迹相干涉的曲率半径的圆弧形状，或沿着所述运动轨迹的干涉区域的样条曲线的形状。

而采用第1实施形态的齿轮，由于各个轮齿的齿根侧形状形成为包含第1曲面和第2曲面，所述第1曲面是与渐开线曲线的齿面平滑连接的曲面，并由相对于所述渐开线曲线的齿面向相反方向凸出的曲线来表示，所述第2曲面与所述第1曲面平滑连接，并由相对于所述第1曲面向相同方向凸出的二次函数来定义，故齿底面不会形成尖的三角状的凹点，可形成由二次函数所定义的曲面。因此，齿根侧难以产生应力集中，当与配对齿轮的轮齿啮合时能减少齿根侧的发生应力，能获得轮齿的高强度化。由此，轮齿的长期耐久特性得到改善。

另外，第2实施形态的齿轮是，具有多个轮齿，并通过与配对齿轮的轮齿啮合而传递旋转运动，各个轮齿的齿根侧形状具有与用齿条刀被展成切齿（日语：創成歯切り）后的形状相同的形状，所述齿条刀的刀刃具有由二次函数所定义的曲线的圆形部分。

而采用第2实施形态的齿轮，对于各个轮齿的齿根侧形状，可做成具有与用齿条刀被展成切齿后的形状相同的曲面，该齿条刀的刀刃具有由二次函数所定义的曲线的圆形部分，而齿底面不会形成尖的三角状的凹点。因此，齿根侧难以产生应力集中，当与配对齿轮的轮齿啮合时能减少齿根侧的发生应力，能获得轮齿的高强度化。由此，轮齿的长期耐久特性得到改善。

此外，第2实施形态的齿轮的制造方法，是具有多个轮齿并通过与配对齿轮的轮齿啮合而传递旋转运动的齿轮的制造方法，将各个轮齿的齿根侧形状做成与用齿条刀被展成切齿后的形状相同的形状，所述齿条刀的刀刃具有由二次函数所定义的曲线的圆形部分。

所述齿轮的制造方法也可是，以金属作为齿轮的原材料，并对各个轮齿的齿根侧形状用齿条刀进行展成切齿，所述齿条刀的刀刃具有由二次函数所定义的曲线的圆形部分。

所述齿轮的制造方法也可是，以树脂作为齿轮的原材料，并对各个轮齿的齿根侧形状用齿轮模子（日语：ギヤ駒）进行射出成型，所述齿轮模子是基于用齿条刀被展成切齿后的齿轮而制成的，所述齿条刀的刀刃具有由二次函数所定义的曲线的圆形部分。

而采用第2实施形态的齿轮的制造方法，对于各个轮齿的齿根侧形状，可做成具有与用齿条刀被展成切齿后的形状相同的曲面，该齿条刀的刀刃具有由二次函数所定义的曲线的圆形部分，而齿底面不会形成尖的三角状的凹点。因此，齿根侧难以产生应力集中，当与配对齿轮的轮齿啮合时能减少齿根侧的发生应力，能获得轮齿的高强度化。由此，轮齿的长期耐久特性得到改善。