CN101749404A - 齿轮 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在包含齿底在内的齿根侧不容易产生应力集中且能够实现齿的强度提高的齿形形状的齿轮。齿(2)的齿根侧形成：与渐开线齿形的齿面(3)平滑地连接、且在与齿面(3)相反的方向上为凸的第一曲面(4)；与该第一曲面(4)连接的平面(5)；以及与该平面(5)平滑地连接而且在与上述第一曲面(4)相同的方向上为凸的第二曲面(6)。平面(5)的齿直角截面的形状是与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹(B)的前端侧端部相切的切线，如果延长第一曲面侧的端部则是以30°的角度与齿形中心线相交(7)的切线。第一曲面和第二曲面的齿直角截面的形状是与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹不干涉尺寸的圆弧中的最大曲率半径的圆弧形状。

Description

齿轮
技术领域
本发明涉及广泛用于汽车、精密机器、产业机器以及这些部件等的动力传送机构的齿轮。
背景技术
一直以来，对用于汽车和精密机器等的动力传送机构的齿轮实施了用于提高齿的强度的各种研究。
图19表示这种齿轮100的齿形形状。该图19所示的齿轮100的齿101的齿底侧的形状做成接近与邻接的对方齿轮(小齿轮)的齿的运动轨迹不干涉程度的拱形状的曲面102，使30°切线法中的危险截面的位置从P1向P2接近齿顶侧，可提高齿的强度(参照专利文献1：日本特表2004-519644号公报)。
但是，就图19所示的齿轮100而言，相邻的齿101、101的拱形状的曲面102、102合流，而尖锐的三角形状的顶点103形成于齿底。由此，图19所示的齿轮100在齿底的顶点103容易集中应力，需要提高包含齿底在内的齿101整体的强度。
发明内容
本发明为了应对这种需要而做出，目的在于提供一种做成为在包含齿底在内的齿根侧不容易产生应力集中且能够实现齿的强度提高的齿形形状的齿轮。
方案一的发明如图1～图6所示，涉及齿形形状具有特征的齿轮1。即、在本发明中，齿2的齿根侧形成：与渐开线齿形A的齿面3平滑地连接、且在与上述齿面3相反的方向上为凸的第一曲面4；与该第一曲面4连接的平面5；以及与该平面5平滑地连接而且在与上述第一曲面4相同的方向上为凸的第二曲面6。上述平面5在其齿直角截面中的形状是与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B的前端侧端部相切的切线8，如果延长上述第一曲面4侧的端部则是以30°的角度与齿形中心线7相交的切线8。上述第二曲面6在其齿直角截面中的形状是通过使与上述齿面3和上述渐开线齿形A的齿底圆10相切的、而且在与上述啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉的圆弧中最大曲率半径R1的圆弧沿着齿槽中心线9移动到与上述切线8相切的位置而形成的圆弧形状。上述第一曲面4在其齿直角截面中的形状是与上述齿面3和上述切线8相切的而且在与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉尺寸的圆弧中最大曲率半径R2的圆弧形状。
方案二的发明如图7～图9所示，涉及齿形形状具有特征的齿轮1。即、在本发明中，齿2的齿根侧形成：与渐开线齿形A的齿面3平滑地连接、且在与上述齿面3相反的方向上为凸的第一曲面4；与该第一曲面4连接的平面5；以及与该平面5平滑地连接而且在与上述第一曲面4相同的方向上为凸的第二曲面6。上述平面5在其齿直角截面中的形状是与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B的前端侧端部相切的切线8，如果延长上述第一曲面4侧的端部则是以30°的角度与齿形中心线7相交的切线8。上述第二曲面6在其齿直角截面中的形状是与上述切线8相切的而且在与上述啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉的圆弧中最大曲率半径Ra的圆弧形状。上述第一曲面4在其齿直角截面中的形状是与上述齿面3和上述切线8相切的而且在与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉尺寸的圆弧中最大曲率半径Rb的圆弧形状。
方案三的发明表示方案二的发明的第二曲面6的变形例。即、在本发明中，上述第二曲面6在其齿直角截面中的形状是通过使与相邻的上述齿2、2的相对的两齿面3、3和上述渐开线齿形A的齿底圆10相切的而且与上述啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉的圆弧中最大曲率半径的圆弧沿着齿槽中心线9移动到与上述切线8相切的位置而形成的圆弧形状。
方案四的发明如图10～图15所示，涉及齿形形状具有特征的齿轮1。即、在本发明中，齿2的齿根侧形成：与渐开线齿形A的齿面3平滑地连接、且在与上述齿面3相反的方向上为凸的第一曲面4；与该第一曲面4连接的平面5；以及与该平面5平滑地连接而且在与上述第一曲面4相同的方向上为凸的第二曲面6。上述平面5在其齿直角截面中的形状是与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B的前端侧端部相切的切线8，如果延长上述第一曲面4侧的端部则是以30°的角度与齿形中心线7相交的切线8。上述第二曲面6在其齿直角截面中的形状是通过使与上述齿面3和上述渐开线齿形A的齿底圆10相切的而且与上述啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉的圆弧中最大曲率半径R1′的圆弧移动到与上述切线8相切而且与上述齿底圆10相切的位置而形成的圆弧形状。上述第一曲面4在其齿直角截面中的形状是与上述齿面3和上述切线8相切的而且在与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉尺寸的圆弧中最大曲率半径R2′的圆弧形状。
方案五的发明如图16～图17所示，涉及齿形形状具有特征的齿轮1。即、在本发明中，齿2的齿根侧形成：与渐开线齿形A的齿面3平滑地连接、且在与上述齿面3相反的方向上为凸的第一曲面4；与该第一曲面4连接的平面5；以及与该平面5平滑地连接而且在与上述第一曲面4相同的方向上为凸的第二曲面6。上述平面5在其齿直角截面中的形状是与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B的前端侧端部相切的切线8，如果延长上述第一曲面4侧的端部则是以30°的角度与齿形中心线7相交的切线8。上述第二曲面6在其齿直角截面中的形状是与上述切线8和上述渐开线齿形A的齿底圆10相切的而且在与上述啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉的圆弧中最大曲率半径R1a的圆弧形状。上述第一曲面4在其齿直角截面中的形状是与上述齿面3和上述切线8相切的而且在与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉尺寸的圆弧中最大曲率半径R2a的圆弧形状。
方案六的发明如图18所示，涉及齿形形状具有特征的齿轮1。即、在本发明中，齿2的齿根侧形成：与渐开线齿形A的齿面3平滑地连接、且在与上述齿面3相反的方向上为凸的第一曲面4；与该第一曲面4连接的平面5；以及与该平面5平滑地连接而且在与上述第一曲面4相同的方向上为凸的第二曲面6。上述平面5在其齿直角截面中的形状是与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B的前端侧端部相切的切线8，如果延长上述第一曲面4侧的端部则是以30°的角度与齿形中心线7相交的切线8。上述第二曲面6在其齿直角截面中的形状是与位于与相邻的上述齿2、2的相对的两齿面3、3侧相对位置的一对上述切线8、8和上述渐开线齿形A的齿底圆10相切的而且在与上述啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉的圆弧中最大曲率半径R1″的圆弧形状。上述第一曲面4在其齿直角截面中的形状是与上述齿面3和上述切线8相切的而且在与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉尺寸的圆弧中最大曲率半径的圆弧形状。
附图说明
图1是放大表示本发明的第一实施方式的齿轮的齿的一部分(齿直角截面)的图。
图2是表示渐开线齿形的齿和与它啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹的关系的图。
图3是表示第一实施方式的齿形形状的第一形成过程的齿直角剖视图。
图4是表示第一实施方式的齿形形状的第二形成过程的齿直角剖视图。
图5是表示第一实施方式的齿形形状的第三形成过程的齿直角剖视图。
图6是表示第一实施方式的齿形形状的第四形成过程的齿直角剖视图。
图7是表示第一实施方式的变形例1的齿形形状的第一形成过程的齿直角截面的局部放大图。
图8是表示第一实施方式的变形例1的齿形形状的第二形成过程的齿直角截面的局部放大图。
图9是表示第一实施方式的变形例1的齿形形状的第三形成过程的齿直角截面的局部放大图。
图10是放大表示第一实施方式的变形例2的齿轮的齿的局部(齿直角截面)的图。
图11是第一实施方式的变形例2的齿轮的齿和与它啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹的关系的图(齿直角剖视图)。
图12是表示第一实施方式的变形例2的齿形形状的第一形成过程的齿直角截面的局部放大图。
图13是表示第一实施方式的变形例2的齿形形状的第二形成过程的齿直角截面的局部放大图。
图14是表示第一实施方式的变形例2的齿形形状的第三形成过程的齿直角截面的局部放大图。
图15是表示第一实施方式的变形例2的齿形形状的第四形成过程的齿直角截面的局部放大图。
图16是表示第一实施方式的变形例4的齿形形状的第二形成过程的齿直角截面的局部放大图。
图17是表示第一实施方式的变形例4的齿形形状的第三形成过程的齿直角截面的局部放大图。
图18是表示第一实施方式的变形例5的齿形形状的形成过程的齿直角截面的局部放大图。
图19是现有的齿轮的齿的齿直角剖视图。
图中：
1-齿轮，2-齿，3-齿面，4-第一曲面，5-平面，6-第二曲面，7-齿形中心线，8-30°切线(切线)，9-齿槽中心线，10-齿底圆，A-渐开线齿形，B-啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹，R1、R2、R1′、R2′、R1a、R2a、R1″-曲率半径。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细陈述。
第一实施方式
图1是放大表示本发明的第一实施方式的齿轮1的齿2的局部的图。再有，在本实施方式中，齿轮1是树脂材料(PA、POM、PPS、PPA等)制，由注射模塑成形制造。
如该图1所示，就本发明的实施方式的齿轮1的齿2而言，对渐开线齿形(通常齿形)A的齿根侧的形状进行研究，并具有：与渐开线齿形A的齿面3连接的第一曲面4；从该第一曲面4的端部延长的平面5；以及与该平面5的端部平滑地连接且与相邻的另外的齿2的平面5的端面平滑地连接的第二曲面6。该齿形形状如下决定。
首先，在图2的齿直角截面中，引出与和渐开线齿形A啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B的前端侧两端部相切的切线，该切线是以30°的角度与齿形中心线7相交的30°切线(参照图3)。并且，图3所示的齿2的齿直角截面中的30°切线的一部分表示位于第一曲面4和第二曲面6之间的平面5的齿直角截面的形状(参照图1)。即、平面5的将其第一曲面4侧的端部延长的假想平面以30°的角度与齿形中心线7相交。再有，齿形中心线7是通过圆弧齿厚的中心和齿轮1中心的直线。
其次，在图4的齿直角截面中，求出与渐开线齿形A的齿底面10相切的同时还与相邻的两个齿2、2中的任一个的齿面3相切，并且在与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉的圆弧中的最大曲率半径R1的圆弧(是从齿顶朝向齿根方向为凸的圆弧，在与齿面3相反方向为凸的圆弧)。再有，为了便于说明，将该圆弧作为齿底R11。
其次，在图5的齿直角截面中，将上述齿底R11沿着齿槽中心线9上抬至与30°切线8相切的位置，描绘与30°切线相切的齿底R11。此时，在齿底R11与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉的场合，将该齿底R11作为第二曲面6的齿直角截面中的形状。再有，齿槽中心线9是通过齿槽的宽度中心和齿轮1的中心的直线。
其次，如图6的齿直角截面所示，求出与齿面3相反方向为凸的圆弧，该圆弧是渐开线齿形A的齿面3与30°切线8相切的圆弧，且是与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉尺寸的圆弧中最大的曲率半径R的圆弧，用该曲率半径R2的圆弧平滑地连接齿面3和30°切线8。再有，为了便于说明，将该曲率半径R2的圆弧作为齿面R12。并且，将该齿面R12作为齿直角截面中的第一曲面4的形状。由此，完成图1所示的齿2的齿形形状。
通过模拟实验1～2求出上述那样形成的本实施方式的齿形形状的齿轮(以下简称为“本发明齿轮”)和通常齿形的齿轮(简称为“通常齿轮”)的齿根应力的最大值，将其结果表示在以下的表1～2中。
表1
  齿根应力的最大值(MPa)
  通常齿轮(第一例)   9.5
  本发明齿轮(第一例)   6.9
上述表1所示的第一模拟实验使用通用有限要素分析软件即ANSYS进行。在该模拟实验中，本发明齿轮(第一例)和通常齿轮(第一例)均为正齿轮，在模数(m)为1，压力角为20°，齿数为13方面共同。另外，本发明齿轮(第一例)的齿底R为0.45mm，齿面R为0.3mm。另一方面，通常齿轮(第一例)的齿底R(齿根侧R)为0.45mm。与这些本发明齿轮(第一例)和通常齿轮(第一例)啮合的对方齿轮(第一例)是正齿轮，使用模数(m)为1，压力角为20°，齿数为57、齿顶R为0的部件。并且，设定为，对在本发明齿轮(第一例)或者通常齿轮(第一例)的齿和对方齿轮(第一例)的齿的啮合从两枚改为一枚时的负载点(以下简称为“最差负载点”)作用0.175Nm的驱动转矩。
根据该第一模拟实验，如表1所示，通常齿轮(第一例)的齿根应力的最大值为9.5MPa，与此相对，本发明齿轮(第一例)的齿根应力的最大值为6.9MPa。即、本发明齿轮(第一例)与通常齿轮(第一例)相比较，能够将齿根应力的最大值降低约27％。
表2
 齿根应力的最大值(MPa)
  通常齿轮(第二例)   29.3
  本发明齿轮(第二例)   26.8
上述表2所示的第二模拟实验与上述第一模拟实验相同，使用通用有限要素分析软件即ANSYS进行。在该模拟实验中，本发明齿轮(第二例)和通常齿轮(第二例)均为正齿轮，在模数(m)为1，压力角为20°，齿数为30方面共同。另外，本发明齿轮(第二例)的齿底R为0.53mm，齿面R为0.4mm。另一方面，通常齿轮(第二例)的齿底R(齿根侧R)为0.53mm。与这些本发明齿轮(第二例)和通常齿轮(第二例)啮合的对方齿轮(第二例)是正齿轮，使用模数(m)为1，压力角为20°，齿数为30、齿顶R为0.2mm的部件。并且，设定为，对在本发明齿轮(第二例)或者通常齿轮(第二例)的齿和对方齿轮(第二例)的齿的啮合中的最差负载点作用2Nm的驱动转矩。
根据该第二模拟实验，如表2所示，通常齿轮(第二例)的齿根应力的最大值为29.3MPa，与此相对，本发明齿轮(第二例)的齿根应力的最大值为26.8MPa。即、本发明齿轮(第二例)与通常齿轮(第二例)相比较，能够将齿根应力的最大值降低约9％。
如上所述，本实施方式的齿轮1如从上述模拟实验的结果明确的那样，相比通常齿轮能够降低齿根应力的最大值，相比通常齿轮能够提高齿的强度。
另外，本实施方式的齿轮1由于包含齿底在内的齿根侧的形状平滑地变化，因而与做成齿底形状为尖锐的三角形状的现有的齿轮100相比(参照图19)，在包含齿底在内的齿根侧变得不容易产生应力集中。
第一实施方式的变形例1
在上述第一实施方式中，在使齿底R11移动到与30°切线8相切的位置上时，如图7所示，在齿底R11与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B干涉的场合，将与30°切线8相切且与对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉的圆弧中的最大曲率半径Ra(比齿底R11的曲率半径R1小的曲率半径Ra(R1＞Ra))的齿底R13再次描绘在啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B和渐开线齿形A的齿底圆10之间(参照图8)。并且，将该齿底R13作为第二曲面6的齿直角截面中的形状(参照图1)。
另外，如图9所示，表示第一曲面4的齿直角截面的形状的齿面R14的曲率半径Rb成为与齿面3相切的同时与30°切线8相切，并且在与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉的尺寸的圆弧中的最大曲率半径(参照图1)。
该第一实施方式的变形例的齿形形状的齿轮1能够得到与第一实施方式的齿轮1相同的效果。
第一实施方式的变形例2
图10表示第一实施方式的变形例2的齿轮1的齿形形状。再有，本变形例2如图11所示，应用于以与渐开线齿形(通常齿形)A的齿2啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B比上述第一实施方式的场合更接近渐开线齿形A的齿2的齿底圆10的方式所使用的齿轮1。
如图10所示，就本变形例2的齿轮1的齿2而言，对渐开线齿形A的齿根侧的形状进行研究，并具有：与渐开线齿形A的齿面3连接的第一曲面4；从该第一曲面4的端部延长的平面5；以及与该平面5的端面平滑地连接且与齿底圆15平滑地连接的第二曲面6。该齿形形状如下决定。
首先，在图12所示的齿形形状的第一形成过程中，求出与齿轮1的齿底圆10相切的同时与相邻的齿2、2的任一个的齿面3相切，并且与和渐开线齿形A的齿2啮合的对方齿轮的运动轨迹B的前端侧端部不干涉的圆弧中的最大的曲率半径R1′的圆弧(是在与啮合的对方齿轮的运动轨迹B的前端侧端部相同的方向为凸的圆弧，且是在从齿顶朝向齿根的方向为凸的圆弧)15。
其次，在图13所示的齿形形状的第二形成过程中，引出分别与和渐开线齿形A的齿2啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B的前端侧端部相切的切线，该切线是以30°的角度与齿形中心线7相交的30°切线8(参照图1)。
其次，在图14所示的齿形形状的第三形成过程中，以与30°切线8相切且与齿底圆10相切的方式描绘用图12的第一形成过程求出的曲率半径R1′的圆弧15(使其移动)。这里，在曲率半径R1′的圆弧15与啮合的对方齿轮的运动轨迹B不干涉的场合，将该曲率半径R1′的圆弧作为齿底R16(参照图14)。并且，将齿底16作为齿直角截面中的第二曲面6的形状。
其次，在图15所示的齿形形状的第四形成过程中，由与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉的尺寸的圆弧中的最大曲率半径R2′且在与齿面3相反方向为凸的圆弧平滑地连接渐开线齿形A的齿面3和30°切线8。这里，将该曲率半径R2′的圆弧作为齿面R17。并且，将该齿面R17作为齿直角截面中的第一曲面4的形状。
另外，在图15所示的齿形形状的第四形成过程中，30°切线8成为在齿面R17的接触位置和齿底R16的接触位置之间的部位为齿直角截面的平面5的形状。由此，完成图10所示的齿2的齿形形状。
本变形例2的齿形形状的齿轮1能够得到与第一实施方式的齿轮1相同的效果。
第一实施方式的变形例3
在图14所示的齿形形状的第三形成过程中，在曲率半径R1′的圆弧与啮合的对方齿轮的运动轨迹B干涉的场合，求出与30°切线8相切的同时与齿底圆10相切并且与啮合的对方齿轮的运动轨迹B不干涉的圆弧中的最大曲率半径Rx(但是Rx在图14中未图示，是比曲率半径R1′小的曲率半径(Rx＜R1′))的圆弧，将该圆弧作为齿底R16。并且，将该齿底R16作为齿直角截面中的第二曲面6的形状。
本变形例3的齿形形状的齿轮1能够得到与第一实施方式的齿轮相同的效果。
第一实施方式的变形例4
图16以及图17表示第一实施方式的变形例4，对上述第一实施方式的变形例2的齿形形状的形成过程进行局部变更。
即、本变形例4在上述第一实施方式的变形例2中省略图12所示的齿形形状的第一形成过程，将图13所示的齿形形状的第二形成过程作为本变形例4中的齿形形状的第一形成过程来实行。
其次，在图16所示的本变形例4的齿形形状的第二形成过程中，求出与齿底圆10相切的同时与30°切线8相切并且与啮合的对方齿轮的运动轨迹B不干涉的圆弧中的最大曲率半径R1a的圆弧，并将该圆弧作为齿底R20。并且，将该齿底R20作为齿直角截面中的第二曲面6的形状。
其次，在图17所示的本变形例4的齿形形状的第三形成过程中，由与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉尺寸的圆弧中的最大曲率半径R2a且在与齿面3相反方向上为凸的圆弧平滑地连接渐开线齿形(通常齿形)A的齿面3和30°切线8。这里，将该曲率半径R2a的圆弧作为齿面R21。并且，将该齿面R21作为齿直角截面中的第一曲面4的形状。
另外，在图17所示的本变形例的齿形形状的第三形成过程中，30°切线8成为在与齿面R21的接触位置和与齿底R20的接触位置之间的部位为齿直角截面的平面5的形状。
本变形例4的齿形形状的齿轮1能够得到与第一实施方式的齿轮相同的效果。
第一实施方式的变形例5
图18表示涉及第一实施方式的变形例5的齿形形状的形成过程，表示上述第一实施方式的齿轮1的齿底形状的变形例。
即、本变形例5在引出图3所示的30°切线8之后，取代图4所示的曲率半径R1的圆弧，而如图18所示，求出与相对位置的一对30°切线8、8相切的同时与齿底圆10相切并且与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹B不干涉的圆弧中的最大曲率半径R1″(R1＞R″)的圆弧，将该曲率半径R1″的圆弧作为齿底R22。并且，将该齿底R22作为第二曲面6的齿直角截面中的形状。
再有，齿面R与图6所示的第一实施方式相同地求出。
根据这样的本变形例5，不必改变渐开线齿形A的齿底圆10的直径(不必改变渐开线齿形A的齿2的全齿高)便能够得到与第一实施方式相同的效果。再有，相对于本变形例5，第一实施方式的齿轮1较小地形成齿2的全齿高。另外，如果将比利用本变形例5求出的齿底R22小的曲率半径(比曲率半径R1″还小的曲率半径)的圆弧作为齿底R，则不必改变齿轮1的外径尺寸，就可以形成比本变形例5的齿2的全齿高还大的全齿高的齿。
第一实施方式的变形例6
在表述上述第一实施方式的齿形形状的第二形成过程的图4中，齿底R11还可以与齿轮1的相邻的齿2、2的相对的齿面3、3的双方相切。
产业上的可利用性
本发明的齿轮的齿形形状能够作为正齿轮、斜齿轮、人字齿轮、半轴齿轮、锥齿轮、蜗轮、双曲线齿轮等的齿形形状而广泛应用。
另外，本发明的齿轮的齿形形状不限于树脂材料制的齿轮，对于金属(例如机械结构用合金钢、碳素钢、不锈钢、易切割钢、黄铜、磷青铜)等的齿轮也适用。

Claims (6)

1.一种齿轮，其特征在于，
齿的齿根侧形成：
与渐开线齿形的齿面平滑地连接、且在与上述齿面相反的方向上为凸的第一曲面；
与该第一曲面连接的平面；以及
与该平面平滑地连接而且在与上述第一曲面相同的方向上为凸的第二曲面，
上述平面在其齿直角截面中的形状是与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹的前端侧端部相切的切线，如果延长上述第一曲面侧的端部则是以30°的角度与齿形中心线相交的切线，
上述第二曲面在其齿直角截面中的形状是通过使与上述齿面和上述渐开线齿形的齿底圆相切的而且在与上述啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹不干涉的圆弧中最大曲率半径的圆弧沿着齿槽中心线移动到与上述切线相切的位置而形成的圆弧形状，
上述第一曲面在其齿直角截面中的形状是与上述齿面和上述切线相切的而且在与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹不干涉尺寸的圆弧中最大曲率半径的圆弧形状。
2.一种齿轮，其特征在于，
齿的齿根侧形成：
与渐开线齿形的齿面平滑地连接、且在与上述齿面相反的方向上为凸的第一曲面；
与该第一曲面连接的平面；以及
与该平面平滑地连接而且在与上述第一曲面相同的方向上为凸的第二曲面，
上述平面在其齿直角截面中的形状是与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹的前端侧端部相切的切线，如果延长上述第一曲面侧的端部则是以30°的角度与齿形中心线相交的切线，
上述第二曲面在其齿直角截面中的形状是与上述切线相切的而且在与上述啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹不干涉的圆弧中最大曲率半径的圆弧形状，
上述第一曲面在其齿直角截面中的形状是与上述齿面和上述切线相切的而且在与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹不干涉尺寸的圆弧中最大曲率半径的圆弧形状。
3.一种齿轮，其特征在于，
齿的齿根侧形成：
与渐开线齿形的齿面平滑地连接、且在与上述齿面相反的方向上为凸的第一曲面；
与该第一曲面连接的平面；以及
与该平面平滑地连接而且在与上述第一曲面相同的方向上为凸的第二曲面，
上述平面在其齿直角截面中的形状是与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹的前端侧端部相切的切线，如果延长上述第一曲面侧的端部则是以30°的角度与齿形中心线相交的切线，
上述第二曲面在其齿直角截面中的形状是通过使与相邻的上述齿的相对的两齿面和上述渐开线齿形的齿底圆相切的而且与上述啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹不干涉的圆弧中最大曲率半径的圆弧沿着齿槽中心线移动到与上述切线相切的位置而形成的圆弧形状，
上述第一曲面在其齿直角截面中的形状是与上述齿面和上述切线相切的而且在与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹不干涉尺寸的圆弧中最大曲率半径的圆弧形状。
4.一种齿轮，其特征在于，
齿的齿根侧形成：
与渐开线齿形的齿面平滑地连接、且在与上述齿面相反的方向上为凸的第一曲面；
与该第一曲面连接的平面；以及
与该平面平滑地连接而且在与上述第一曲面相同的方向上为凸的第二曲面，
上述平面在其齿直角截面中的形状是与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹的前端侧端部相切的切线，如果延长上述第一曲面侧的端部则是以30°的角度与齿形中心线相交的切线，
上述第二曲面在其齿直角截面中的形状是通过使与上述齿面和上述渐开线齿形的齿底圆相切的而且与上述啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹不干涉的圆弧中最大曲率半径的圆弧移动到与上述切线相切而且与上述齿底圆相切的位置而形成的圆弧形状，
上述第一曲面在其齿直角截面中的形状是与上述齿面和上述切线相切的而且在与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹不干涉尺寸的圆弧中最大曲率半径的圆弧形状。
5.一种齿轮，其特征在于，
齿的齿根侧形成：
与渐开线齿形的齿面平滑地连接、且在与上述齿面相反的方向上为凸的第一曲面；
与该第一曲面连接的平面；以及
与该平面平滑地连接而且在与上述第一曲面相同的方向上为凸的第二曲面，
上述平面在其齿直角截面中的形状是与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹的前端侧端部相切的切线，如果延长上述第一曲面侧的端部则是以30°的角度与齿形中心线相交的切线，
上述第二曲面在其齿直角截面中的形状是与上述切线和上述渐开线齿形的齿底圆相切的而且在与上述啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹不干涉的圆弧中最大曲率半径的圆弧形状，
上述第一曲面在其齿直角截面中的形状是与上述齿面和上述切线相切的而且在与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹不干涉尺寸的圆弧中最大曲率半径的圆弧形状。
6.一种齿轮，其特征在于，
齿的齿根侧形成：
与渐开线齿形的齿面平滑地连接、且在与上述齿面相反的方向上为凸的第一曲面；
与该第一曲面连接的平面；以及
与该平面平滑地连接而且在与上述第一曲面相同的方向上为凸的第二曲面，
上述平面在其齿直角截面中的形状是与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹的前端侧端部相切的切线，如果延长上述第一曲面侧的端部则是以30°的角度与齿形中心线相交的切线，
上述第二曲面在其齿直角截面中的形状是与位于与相邻的上述齿的相对的两齿面侧相对位置的一对上述切线和上述渐开线齿形的齿底圆相切的而且在与上述啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹不干涉的圆弧中最大曲率半径的圆弧形状，
上述第一曲面在其齿直角截面中的形状是与上述齿面和上述切线相切的而且在与啮合的对方齿轮的齿的运动轨迹不干涉尺寸的圆弧中最大曲率半径的圆弧形状。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102691773A (zh) * 2012-06-06 2012-09-26 株洲齿轮有限责任公司 一种双接触齿轮旋动干涉量的计算方法
CN104204617A (zh) * 2012-03-19 2014-12-10 丰田自动车株式会社 齿轮机构和齿轮机构的制造方法
CN104235308A (zh) * 2013-06-14 2014-12-24 恩普乐斯股份有限公司 齿轮
CN104662331A (zh) * 2012-09-21 2015-05-27 恩普乐股份有限公司 齿轮及其制造方法
CN105134910A (zh) * 2015-08-31 2015-12-09 重庆百花园齿轮传动技术研究所 同向渐开线齿轮副啮合传动装置
CN107588178A (zh) * 2016-07-08 2018-01-16 五十铃自动车（泰国）株式会社 锥齿轮
CN108351013A (zh) * 2015-11-27 2018-07-31 索尤若驱动有限及两合公司 包括第一齿轮和第二齿轮的减速器
CN108782486A (zh) * 2017-04-26 2018-11-13 株式会社岛野 钓具用卷线器的齿轮机构
CN109268472A (zh) * 2017-07-17 2019-01-25 李保文 一种面接触齿轮传动机构
CN110206866A (zh) * 2012-09-21 2019-09-06 恩普乐股份有限公司 齿轮及其制造方法
CN110805680A (zh) * 2019-10-29 2020-02-18 西安交通大学 一种高强度齿轮齿根过渡曲线的优化方法
CN112756709A (zh) * 2019-10-21 2021-05-07 斯凯孚公司 用于环形齿轮的齿轮齿倒角
CN114110128A (zh) * 2020-08-26 2022-03-01 加特可株式会社 齿轮机构、齿轮机构的制造方法

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008045318B3 (de) * 2008-09-02 2009-10-08 Voith Patent Gmbh Verzahnung eines Zahnrads
KR100945193B1 (ko) * 2009-06-10 2010-03-03 주식회사 세진아이지비 동력전달장치
JP5423460B2 (ja) * 2010-02-12 2014-02-19 株式会社ジェイテクト 揺動歯車の加工方法および加工装置
JP5520374B2 (ja) * 2010-06-21 2014-06-11 大岡技研株式会社 自由曲面歯車
US9267594B2 (en) * 2010-08-24 2016-02-23 American Axle & Manufacturing, Inc. Controlled relative radius of curvature forged bevel gears with involute section
US8967012B2 (en) * 2011-08-17 2015-03-03 Gm Global Technology Operations, Llc Double involute pinion-face gear drive system
JP2014062591A (ja) * 2012-09-21 2014-04-10 Enplas Corp 歯車
CN103671820B (zh) * 2012-09-21 2017-12-12 恩普乐股份有限公司 齿轮及其制造方法
JP6267458B2 (ja) * 2012-09-21 2018-01-24 株式会社エンプラス 歯車
DE102013004861B3 (de) * 2013-03-21 2014-02-27 Voith Patent Gmbh Verzahnung eines Zahnrads
CN103410946A (zh) * 2013-08-22 2013-11-27 内蒙古第一机械集团有限公司 一种小模数渐开线花键齿的成形方法
CN104121350B (zh) * 2014-05-16 2016-06-15 清华大学 一种准双曲面齿轮弯曲几何系数的设置方法
WO2016006102A1 (ja) * 2014-07-11 2016-01-14 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 円弧歯形を用いて形成した連続接触歯形を有する波動歯車装置
MX2017012303A (es) * 2015-03-30 2017-12-14 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Engranaje de alta resistencia.
DE102015219505B4 (de) * 2015-10-08 2019-03-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ritzelstartergetriebe mit korrigierter Zahnradgeometrie
US10816336B2 (en) * 2016-03-01 2020-10-27 Gleason Metrology Systems Corporation Measurement of worm gears
FR3048735B1 (fr) * 2016-03-11 2018-03-09 Valeo Equipements Electriques Moteur Pignon de demarreur de vehicule automobile muni d'un pied de dent a rayon de courbure variable
US10163424B2 (en) 2016-07-08 2018-12-25 Advanced Plating, Inc. Offset compensated tele-style saddle
JP2018083579A (ja) * 2016-11-25 2018-05-31 トヨタ紡織株式会社 減速装置
CN107917176B (zh) * 2017-10-20 2020-06-12 淮阴工学院 一种球面渐开线弧齿锥齿轮的修形方法
US11828356B2 (en) * 2020-10-30 2023-11-28 Harmonic Drive Systems Inc. Strain wave gearing provided with three-dimensional tooth profile
KR102573210B1 (ko) * 2020-10-30 2023-08-30 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 3차원 치형을 구비한 파동기어장치
CN112377594B (zh) * 2020-11-10 2024-05-10 重庆交通大学 一种分段式点线啮合齿轮副

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1035599A (en) * 1975-04-16 1978-08-01 Kabushiki Kaisha Hasegawa Haguruma Multiple-contact type w-n gear
JPS591866A (ja) * 1982-06-29 1984-01-07 Toyota Motor Corp 歯車とその製造方法
JPH02138709U (zh) * 1989-04-24 1990-11-20
WO1993011373A1 (en) * 1991-11-25 1993-06-10 Hybo Science, Inc. Improvements in helical, bevel and worm gear arrangements
JPH05340463A (ja) * 1992-06-05 1993-12-21 Kawasaki Heavy Ind Ltd 平歯車の歯形修正方法および歯形修正平歯車対
JP4737839B2 (ja) * 2000-01-19 2011-08-03 株式会社エンプラス 歯車及び歯車装置
DE10125067A1 (de) * 2001-05-23 2002-12-12 Bosch Gmbh Robert Tellerrad
CN2779164Y (zh) * 2005-02-23 2006-05-10 张国林 复合齿形圆柱齿轮
WO2006109838A1 (ja) * 2005-04-08 2006-10-19 Tsutomu Miyaoku コルヌ螺旋歯形歯車
DE102012203177A1 (de) * 2012-03-01 2013-09-05 Zf Friedrichshafen Ag Zahnradsatz, insbesondere für ein Drehflügelflugzeug

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104204617A (zh) * 2012-03-19 2014-12-10 丰田自动车株式会社 齿轮机构和齿轮机构的制造方法
CN102691773B (zh) * 2012-06-06 2014-09-03 株洲齿轮有限责任公司 一种双接触齿轮旋动干涉量的计算方法
CN102691773A (zh) * 2012-06-06 2012-09-26 株洲齿轮有限责任公司 一种双接触齿轮旋动干涉量的计算方法
CN104662331A (zh) * 2012-09-21 2015-05-27 恩普乐股份有限公司 齿轮及其制造方法
CN104662331B (zh) * 2012-09-21 2018-12-14 恩普乐股份有限公司 齿轮
CN110206866B (zh) * 2012-09-21 2022-07-22 恩普乐股份有限公司 齿轮及其制造方法
CN110206866A (zh) * 2012-09-21 2019-09-06 恩普乐股份有限公司 齿轮及其制造方法
CN104235308A (zh) * 2013-06-14 2014-12-24 恩普乐斯股份有限公司 齿轮
CN105134910A (zh) * 2015-08-31 2015-12-09 重庆百花园齿轮传动技术研究所 同向渐开线齿轮副啮合传动装置
CN108351013B (zh) * 2015-11-27 2021-05-07 索尤若驱动有限及两合公司 包括第一齿轮和第二齿轮的减速器
CN108351013A (zh) * 2015-11-27 2018-07-31 索尤若驱动有限及两合公司 包括第一齿轮和第二齿轮的减速器
CN107588178A (zh) * 2016-07-08 2018-01-16 五十铃自动车（泰国）株式会社 锥齿轮
CN108782486A (zh) * 2017-04-26 2018-11-13 株式会社岛野 钓具用卷线器的齿轮机构
CN108782486B (zh) * 2017-04-26 2022-07-05 株式会社岛野 钓具用卷线器的齿轮机构
CN109268472A (zh) * 2017-07-17 2019-01-25 李保文 一种面接触齿轮传动机构
CN112756709A (zh) * 2019-10-21 2021-05-07 斯凯孚公司 用于环形齿轮的齿轮齿倒角
CN110805680A (zh) * 2019-10-29 2020-02-18 西安交通大学 一种高强度齿轮齿根过渡曲线的优化方法
CN114110128A (zh) * 2020-08-26 2022-03-01 加特可株式会社 齿轮机构、齿轮机构的制造方法

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Publication number Publication date
JP5391396B2 (ja) 2014-01-15
US20100132496A1 (en) 2010-06-03
CN101749404B (zh) 2014-03-19
US9109691B2 (en) 2015-08-18
US20130186225A1 (en) 2013-07-25
US8381608B2 (en) 2013-02-26
JP2010281441A (ja) 2010-12-16

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