JP2012021538A - Design program for gear meshing with pinion, method for manufacturing die by the design program and die manufactured by the method for manufacturing the die, method for manufacturing gear meshing with pinion by design program and gear meshing with pinion manufactured by method for manufacturing the gear - Google Patents

Design program for gear meshing with pinion, method for manufacturing die by the design program and die manufactured by the method for manufacturing the die, method for manufacturing gear meshing with pinion by design program and gear meshing with pinion manufactured by method for manufacturing the gear Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a design program by which a pinion and a tooth flank and/or a bottom of a mating gear do not interfere with each other.SOLUTION: In a design program for a gear meshing with a pinion, a locus of a pinion is determined by a function f(u, θ, Φ) of a parameter u in a pinion facewidth direction, a parameter θ of a pinion pressure angle and a parameter Φ of rotational motion of the pinion, and with respect to a function f(Φ) of coordinates z of a plurality of intersections of the locus of the pinion of an optional cross section of the function f(θ, Φ) and y=y*, the design program has a first step for extracting ranges where three equinoctial points a, b and c in an optional section (a, c) satisfy a<b<c, f(b)<f(a) and f(b)<f(c), a second step for specifying an intermediate point between b and c as d and extracting the minimum value existent section of the function f(Φ) as a section (a, d) and a section (b, c), respectively, when f(b)<f(d), a<b<d, f(b)<f(a) and f(b)<f(d) are satisfied and when f(d)<f(b), b<d<c, f(d)<f(b) and f(d)<f(c) are satisfied and a third step for replacing the minimum value existent section in the second step into a section (a, c), The minimum value of the function f(Φ) is employed as a standard of the coordinate z of the tooth flank and/or bottom of the gear 2 by repeating the second and third steps.

Description

本発明は、ピニオンに噛み合う歯車の設計プログラム、該設計プログラムによる金型の製造方法及び該製造方法により製造された金型、該設計プログラムによるピニオンに噛み合う歯車の製造方法及び該製造方法により製造されたピニオンに噛み合う歯車に関する。   The present invention relates to a design program for a gear meshing with a pinion, a method for producing a mold by the design program, a mold produced by the production method, a method for producing a gear meshing with a pinion by the design program, and the production method. Relates to a gear meshing with a pinion.

従来より、ピニオン及びピニオンに噛み合う歯車の歯面座標を算出する方法として、ピッチ円半径、歯車対の圧力角、曲率半径からなる方程式を解き算出する方法が知られている。   Conventionally, as a method for calculating the tooth surface coordinates of a pinion and a gear meshing with the pinion, a method of solving and calculating an equation including a pitch circle radius, a pressure angle of a gear pair, and a curvature radius is known.

また、ピニオン及びピニオンに噛み合う歯車の歯底座標を算出するの設計方法として上述の方程式で得られる値に対し、歯車設計の熟練者が所定パーセント(例えば51%)に等しい最大相対曲率で値を求める方法が知られている(特許文献1参照)。   Further, as a design method for calculating the bottom coordinate of the pinion and the gear meshing with the pinion, the value obtained by the above-mentioned equation is calculated by a gear design expert with a maximum relative curvature equal to a predetermined percentage (for example, 51%). A method for obtaining it is known (see Patent Document 1).

特表2001−519013号公報JP-T-2001-519013

しかし、ピッチ円半径、歯車対の圧力角、曲率半径からなる方程式により歯面座標を算出する方法では、ピニオン及びピニオンに噛み合う歯車の歯面座標しか正確に算出することができない。すなわち、歯底座標は歯車設計者が所定パーセントに等しい最大相対曲率で設定するため、設定値によってはピニオンとピニオンに噛み合う歯車の歯底が干渉する可能性がある。   However, in the method of calculating the tooth surface coordinates by the equation of the pitch circle radius, the pressure angle of the gear pair, and the radius of curvature, only the tooth surface coordinates of the gear meshing with the pinion and the pinion can be accurately calculated. That is, since the gear bottom coordinate is set by the gear designer with a maximum relative curvature equal to a predetermined percentage, depending on the set value, the gear bottom meshing with the pinion may interfere with the pinion.

本発明は、上記事情により鑑みなされたもので、ピニオンの歯面又は歯底の軌跡を再現し、この軌跡からピニオンに噛み合う歯車の歯面座標又は歯底座標を算出して、ピニオンの歯面又は歯底の軌跡とピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底を相似形状として、ピニオンとピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底が干渉することのないピニオンに噛み合う歯車の設計プログラム、該設計プログラムによる金型の製造方法及び該製造方法により製造された金型、該設計プログラムによるピニオンに噛み合う歯車の製造方法及び該製造方法により製造されたピニオンに噛み合う歯車を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and reproduces the locus of the tooth surface or root of the pinion, calculates the tooth surface coordinate or the tooth bottom coordinate of the gear meshing with the pinion from this locus, and calculates the tooth surface of the pinion. Alternatively, a design program for a gear that meshes with a pinion that does not interfere with the tooth surface or the tooth bottom of a gear that meshes with the pinion and the pinion, with the tooth surface or the tooth bottom meshing with the pinion and the tooth surface or the tooth bottom having a similar shape. It is an object of the present invention to provide a mold manufacturing method according to the present invention, a mold manufactured by the manufacturing method, a manufacturing method of a gear meshing with a pinion by the design program, and a gear meshing with a pinion manufactured by the manufacturing method.

本発明のピニオンに噛み合う歯車の設計プログラムは、ピニオンの歯幅方向のパラメータをu、ピニオンの圧力角のパラメータをθ、ピニオンの回転運動のパラメータをΦとし、ピニオンの軌跡は関数f(u,θ,Φ)により決定され、任意の断面について考えることによって歯幅方向のパラメータuが任意になり、関数f(θ,Φ)により決定される任意の断面でのピニオンの軌跡とy=y*により得られる複数の交点のz座標を表す関数f(Φ)に関し、第一ステップにおいて、任意区間(a,c)において三分点a,b,cがa<b<cであり、f(b)<f(a)かつf(b)<f(c)である範囲を抽出する処理と、第二ステップにおいて、抽出された任意区間(a,c)において、点bと点cの中間点dとし、f(d)の計算を行い、f(b)<f(d)であり、三分点a,b,dはa<b<dでかつ、f(b)<f(a)かつf(b)<f(d)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(a,d)とし、f(d)<f(b)であり、三分点b,d,cはb<d<cでかつ、f(d)<f(b)かつf(d)<f(c)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(b,c)とする最小値区間を抽出する処理と、第三ステップにおいて、第二ステップで抽出された新たな最小値のある区間を区間(a,c)として置き直す処理と、前記第二ステップ及び第三ステップを繰り返し、最終的に区間(a,c)における関数f(Φ)の値の最小値を求めるという三分点法という計算処理により、y=y*における該関数f(Φ)の最小値を求め、該最小値をピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底のy=y*におけるz座標の基準として算出することを特徴とすることを第一の特徴とする。   The design program for the gear meshing with the pinion of the present invention is such that the pinion tooth width direction parameter is u, the pinion pressure angle parameter is θ, the pinion rotational motion parameter is Φ, and the pinion locus is a function f (u, The parameter u in the tooth width direction is made arbitrary by considering an arbitrary cross section, and y = y * in the arbitrary cross section determined by the function f (θ, Φ). With respect to the function f (Φ) representing the z-coordinates of a plurality of intersections obtained by the following, in the first step, the trisection points a, b, c are a <b <c in the arbitrary section (a, c), b) Processing for extracting a range where <f (a) and f (b) <f (c), and in the second step, between the points b and c in the extracted arbitrary section (a, c) Let f be d and calculate f (d). b) <f (d), and the triple points a, b, d are a <b <d and f (b) <f (a) and f (b) <f (d) The interval in which the minimum value of the function f (Φ) exists is (a, d), f (d) <f (b), and the triple points b, d, c are b <d <c and f When (d) <f (b) and f (d) <f (c), a process of extracting a minimum value section in which a section where the minimum value of the function f (Φ) exists is (b, c); In the third step, the process of replacing the section having the new minimum value extracted in the second step as the section (a, c), the second step and the third step are repeated, and finally the section (a , C), the minimum value of the function f (Φ) at y = y * is determined by a calculation process called the trichodum method of determining the minimum value of the function f (Φ) in The first, characterized in that and calculates as a reference z-coordinate in the y = y * of the tooth surface or tooth bottom of the gear meshing.

本発明のピニオンに噛み合う歯車の設計プログラムは、歯面座標及び歯底座標の双方をy=y*におけるz座標の基準として算出することを第二の特徴とする。   A second feature of the design program for the gear meshing with the pinion of the present invention is that both the tooth surface coordinate and the tooth bottom coordinate are calculated as a reference for the z coordinate at y = y *.

本発明のピニオンに噛み合う歯車の設計プログラムは、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオンに噛み合う歯車とピニオンの相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求めることを第三の特徴とする。   The third feature of the design program for the gear meshing with the pinion according to the present invention is that the tooth surface coordinate is obtained by a mechanical essential condition that the normal vector of the tooth surface and the relative velocity vector of the gear meshing with the pinion and the pinion are orthogonal to each other. And

本発明のピニオンに噛み合う歯車の設計プログラムは、ピニオンに噛み合う歯車はフェースギヤであることを第四の特徴とする。   The design program for a gear meshing with a pinion according to the present invention has a fourth feature that the gear meshing with the pinion is a face gear.

本発明のピニオンに噛み合う歯車の金型の製造方法は、ピニオンの歯幅方向のパラメータをu、ピニオンの圧力角のパラメータをθ、ピニオンの回転運動のパラメータをΦとし、ピニオンの軌跡は関数f(u,θ,Φ)により決定され、任意の断面について考えることによって歯幅方向のパラメータuが任意になり関数f(θ,Φ)により決定される任意の断面でのピニオンの軌跡とy=y*により得られる複数の交点のz座標を表す関数f(Φ)に関し、第一ステップにおいて、任意区間(a,c)において三分点a,b,cがa<b<cであり、f(b)<f(a)かつf(b)<f(c)である範囲を抽出する処理と、第二ステップにおいて、抽出された任意区間(a,c)において、点bと点cの中間点dとし、f(d)の計算を行い、f(b)<f(d)であり、三分点a,b,dはa<b<dでかつ、f(b)<f(a)かつf(b)<f(d)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(a,d)とし、f(d)<f(b)であり、三分点b,d,cはb<d<cでかつ、f(d)<f(b)かつf(d)<f(c)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(b,c)とする最小値区間を抽出する処理と、第三ステップにおいて、第二ステップで抽出された新たな最小値のある区間を区間(a,c)として置き直す処理と、前記第二ステップ及び第三ステップを繰り返し、最終的に区間(a,c)における関数f(Φ)の値の最小値を求めるという三分点法という計算処理により、y=y*における該関数f(Φ)の最小値を求め、該最小値をピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底のy=y*におけるz座標の基準として算出し、算出された座標からピニオンに噛み合う歯車の歯面形状又は歯底形状を算出して、ピニオンに噛み合う歯車の歯面形状又は歯底形状から金型を製造することを第一の特徴とする。   In the method of manufacturing a mold for a gear meshing with a pinion according to the present invention, the pinion tooth width direction parameter is u, the pinion pressure angle parameter is θ, the pinion rotational motion parameter is Φ, and the pinion locus is a function f. The parameter u in the tooth width direction is determined by considering an arbitrary cross section determined by (u, θ, Φ), and the pinion trajectory in an arbitrary cross section determined by the function f (θ, Φ) and y = Regarding the function f (Φ) representing the z-coordinates of a plurality of intersections obtained by y *, in the first step, the trisection points a, b, c are a <b <c in an arbitrary section (a, c), In the process of extracting a range where f (b) <f (a) and f (b) <f (c), and in the second step, points b and c in the extracted arbitrary section (a, c) F (d) is calculated using the intermediate point d of f (d) ) <F (d), and the triple points a, b, d are functions when a <b <d and f (b) <f (a) and f (b) <f (d). An interval where the minimum value of f (Φ) exists is (a, d), f (d) <f (b), and the three-quarter points b, d, c are b <d <c and f (d When d) <f (b) and f (d) <f (c), a process of extracting a minimum value section having (b, c) as a section where the minimum value of the function f (Φ) exists; In the third step, the process of replacing the section having the new minimum value extracted in the second step as the section (a, c), the second step and the third step are repeated, and finally the section (a, c The minimum value of the function f (Φ) at y = y * is obtained by a calculation process called the trichodum method of obtaining the minimum value of the function f (Φ) in c), and the minimum value is used as a pinion. The tooth surface of the meshing gear or the root of the gear is calculated as a reference for the z coordinate at y = y *, the tooth surface shape or the tooth bottom shape of the gear meshing with the pinion is calculated from the calculated coordinates, and the gear meshing with the pinion is calculated. The first feature is to manufacture a mold from a tooth surface shape or a tooth bottom shape.

本発明のピニオンに噛み合う歯車の金型の製造方法は、歯面座標及び歯底座標の双方をy=y*におけるz座標の基準として算出することを第二の特徴とする。   The method for producing a mold for a gear meshing with a pinion according to the present invention has a second feature in that both the tooth surface coordinates and the tooth bottom coordinates are calculated with reference to the z coordinate at y = y *.

本発明のピニオンに噛み合う歯車の金型の製造方法は、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオンに噛み合う歯車とピニオンの相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求めることを第三の特徴とする。   According to the manufacturing method of a gear mold that meshes with a pinion according to the present invention, the tooth surface coordinates are obtained by a mechanical essential condition that the normal vector of the tooth surface and the relative velocity vector of the gear and the pinion that mesh with the pinion are orthogonal to each other. Three features.

本発明のピニオンに噛み合う歯車の金型の製造方法は、ピニオンに噛み合う歯車はフェースギヤであることを第四の特徴とする。   The fourth aspect of the method for manufacturing a mold for a gear meshing with a pinion according to the present invention is that the gear meshing with the pinion is a face gear.

本発明のピニオンに噛み合う歯車の金型は、上記金型の製造方法により製造されたことを特徴とする。   A mold for a gear meshing with a pinion according to the present invention is manufactured by the above-described mold manufacturing method.

本発明のピニオンに噛み合う歯車の製造方法は、ピニオンの歯幅方向のパラメータをu、ピニオンの圧力角のパラメータをθ、ピニオンの回転運動のパラメータをΦとし、ピニオンの軌跡は関数f(u,θ,Φ)により決定され任意の断面について考えることによって歯幅方向のパラメータuが任意になり、関数f(θ,Φ)により決定される任意の断面でのピニオンの軌跡とy=y*により得られる複数の交点のz座標を表す関数f(Φ)に関し、第一ステップにおいて、任意区間(a,c)において三分点a,b,cがa<b<cであり、f(b)<f(a)かつf(b)<f(c)である範囲を抽出する処理と、第二ステップにおいて、抽出された任意区間(a,c)において、点bと点cの中間点dとし、f(d)の計算を行い、f(b)<f(d)であり、三分点a,b,dはa<b<dでかつ、f(b)<f(a)かつf(b)<f(d)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(a,d)とし、f(d)<f(b)であり、三分点b,d,cはb<d<cでかつ、f(d)<f(b)かつf(d)<f(c)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(b,c)とする最小値区間を抽出する処理と、第三ステップにおいて、第二ステップで抽出された新たな最小値のある区間を区間(a,c)として置き直す処理と、前記第二ステップ及び第三ステップを繰り返し、最終的に区間(a,c)における関数f(Φ)の値の最小値を求めるという三分点法という計算処理により、y=y*における該関数f(Φ)の最小値を求め、該最小値をピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底のy=y*におけるz座標の基準として算出し、算出された座標からピニオンに噛み合う歯車の歯面形状又は歯底形状を設計する歯車の設計工程と、ピニオンに噛み合う歯車の歯面形状又は歯底形状から金型を製造する金型の製造工程と、金型によりピニオンに噛み合う歯車を製造することを第一の特徴とする。   In the method of manufacturing a gear meshing with a pinion according to the present invention, the pinion tooth width direction parameter is u, the pinion pressure angle parameter is θ, the pinion rotational motion parameter is Φ, and the pinion locus is a function f (u, By considering an arbitrary cross section determined by θ, Φ), the parameter u in the tooth width direction becomes arbitrary, and the pinion trajectory in an arbitrary cross section determined by the function f (θ, Φ) and y = y * Regarding the function f (Φ) representing the z-coordinates of the plurality of intersections obtained, in the first step, the trisection points a, b, c are a <b <c in the arbitrary section (a, c), and f (b ) <F (a) and f (b) <f (c) are extracted, and in the second step, in the extracted arbitrary section (a, c), an intermediate point between points b and c d, f (d) is calculated, and f (b) < If (d), and the three-points a, b, d are a <b <d and f (b) <f (a) and f (b) <f (d), then the function f (Φ ) Is a section where the minimum value exists (a, d), and f (d) <f (b), and the trisection points b, d, c are b <d <c and f (d) < When f (b) and f (d) <f (c), a process of extracting a minimum value section having (b, c) as a section where the minimum value of the function f (Φ) exists, and a third step , The process of replacing the section having the new minimum value extracted in the second step as the section (a, c), the second step and the third step are repeated, and finally the section (a, c) The minimum value of the function f (Φ) is obtained by calculating the minimum value of the function f (Φ), and the minimum value of the function f (Φ) at y = y * is obtained. The gear tooth surface or the tooth bottom is calculated as a reference for the z coordinate at y = y *, and the gear tooth surface shape or the tooth bottom shape meshing with the pinion is calculated from the calculated coordinates, and the gear is engaged with the pinion. The first feature is to manufacture a mold that manufactures a mold from the tooth surface shape or the bottom shape of the gear, and to manufacture a gear that meshes with the pinion by the mold.

本発明のピニオンに噛み合う歯車の製造方法は、歯面座標及び歯底座標の双方をy=y*におけるz座標の基準として算出することを第二の特徴とする。   The manufacturing method of the gear meshing with the pinion according to the present invention has a second feature that both the tooth surface coordinate and the tooth bottom coordinate are calculated as the reference of the z coordinate at y = y *.

本発明のピニオンに噛み合う歯車の製造方法は、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオンに噛み合う歯車とピニオンの相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求めることを第三の特徴とする。   The third feature of the method for manufacturing a gear meshing with a pinion according to the present invention is that the tooth surface coordinates are obtained by a mechanical essential condition that the normal vector of the tooth surface and the relative velocity vector of the gear meshing with the pinion and the pinion are orthogonal to each other. And

本発明のピニオンに噛み合う歯車の製造方法は、ピニオンに噛み合う歯車はフェースギヤであることを第四の特徴とする。   A fourth feature of the method of manufacturing a gear meshing with a pinion according to the present invention is that the gear meshing with the pinion is a face gear.

本発明のピニオンに噛み合う歯車は、上記ピニオンに噛み合う歯車の製造方法により製造されたことを特徴とする。   The gear meshing with the pinion according to the present invention is manufactured by the method of manufacturing the gear meshing with the pinion.

本発明の第一の特徴のピニオンに噛み合う歯車の歯面座標又は歯底座標を算出するピニオンに噛み合う歯車の設計プログラムによれば、ピニオンの歯幅方向のパラメータをu、ピニオンの圧力角のパラメータをθ、ピニオンの回転運動のパラメータをΦとし、ピニオンの軌跡は関数f(u,θ,Φ)により決定され、任意の断面について考えることによって歯幅方向のパラメータuが任意になり、関数f(θ,Φ)により決定される任意の断面でのピニオンの軌跡とy=y*により得られる複数の交点のz座標を表す関数f(Φ)に関し、第一ステップにおいて、任意区間(a,c)において三分点a,b,cがa<b<cであり、f(b)<f(a)かつf(b)<f(c)である範囲を抽出する処理と、第二ステップにおいて、抽出された任意区間(a,c)において、点bと点cの中間点dとし、f(d)の計算を行い、f(b)<f(d)であり、三分点a,b,dはa<b<dでかつ、f(b)<f(a)かつf(b)<f(d)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(a,d)とし、f(d)<f(b)であり、三分点b,d,cはb<d<cでかつ、f(d)<f(b)かつf(d)<f(c)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(b,c)とする最小値区間を抽出する処理と、第三ステップにおいて、第二ステップで抽出された新たな最小値のある区間を区間(a,c)として置き直す処理と、前記第二ステップ及び第三ステップを繰り返し、最終的に区間(a,c)における関数f(Φ)の値の最小値を求めるという三分点法という計算処理により、y=y*における該関数f(Φ)の最小値を求め、該最小値をピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底のy=y*におけるz座標の基準として算出するため、ピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底の形状を再現することができ、ピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底はピニオンの歯面又は歯先の軌跡と相似形状となり、ピニオンの歯先とピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底形状が干渉することのないピニオンに噛み合う歯車の設計プログラムを提供することができる。   According to the first aspect of the present invention, according to the design program for the gear meshing with the pinion that calculates the tooth surface coordinate or the tooth bottom coordinate of the gear meshing with the pinion, the pinion tooth width direction parameter is u, and the pinion pressure angle parameter is Is θ, the pinion rotational motion parameter is Φ, the pinion trajectory is determined by the function f (u, θ, Φ), the parameter u in the tooth width direction becomes arbitrary by considering an arbitrary cross section, and the function f With respect to the function f (Φ) representing the pinion trajectory in an arbitrary cross section determined by (θ, Φ) and the z coordinates of a plurality of intersections obtained by y = y *, in the first step, an arbitrary section (a, a process of extracting a range in which c is a third point a, b, c is a <b <c, and f (b) <f (a) and f (b) <f (c); In the step, the extracted arbitrary district In (a, c), an intermediate point d between points b and c is used, and f (d) is calculated, and f (b) <f (d). If b <d, and f (b) <f (a) and f (b) <f (d), the interval where the minimum value of the function f (Φ) exists is (a, d), and f (D) <f (b), where the three-points b, d, c are b <d <c, and f (d) <f (b) and f (d) <f (c) , A process of extracting a minimum value section having (b, c) as a section where the minimum value of the function f (Φ) exists, and a section having a new minimum value extracted in the second step in the third step. The three-point method in which the processing to be replaced as the section (a, c) and the second step and the third step are repeated to finally obtain the minimum value of the function f (Φ) in the section (a, c). Calculation process To obtain the minimum value of the function f (Φ) at y = y * and calculate the minimum value as a reference for the z coordinate of the tooth surface or the bottom of the gear meshing with the pinion at y = y *. The tooth surface or root shape of the meshing gear can be reproduced, and the tooth surface or tooth bottom of the gear meshing with the pinion has a similar shape to the locus of the pinion tooth surface or tooth tip, and meshes with the pinion tooth tip and pinion. It is possible to provide a design program for a gear that meshes with a pinion in which a tooth surface or a tooth bottom shape of the gear does not interfere.

本発明の第二の特徴のピニオンに噛み合う歯車の歯面座標又は歯底座標を算出する歯車の設計プログラムによれば、歯面及び歯底の双方をy=y*におけるz座標の基準として算出するため、ピニオンに噛み合う歯車の歯面及び歯底の双方の座標が同一計算手法で算出され、ピニオンに噛み合う歯車の歯面と歯底の間のすきまを段差なくシームレスにつなぐことができる。   According to the gear design program for calculating the tooth surface coordinate or the tooth bottom coordinate of the gear meshing with the pinion of the second feature of the present invention, both the tooth surface and the tooth bottom are calculated as the reference of the z coordinate at y = y *. Therefore, the coordinates of both the tooth surface and the tooth bottom of the gear meshing with the pinion are calculated by the same calculation method, and the clearance between the tooth surface and the tooth bottom of the gear meshing with the pinion can be seamlessly connected without any step.

本発明の第二の特徴のピニオンに噛み合う歯車の歯面座標又は歯底座標を算出する歯車の設計プログラムによれば、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオンに噛み合う歯車とピニオンの相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求めるため、三分点法は繰り返し計算であり演算時間を要するが、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオンに噛み合う歯車とピニオンの相対速度ベクトルが直交するという演算時間が短い機構学的必須条件によって求め、歯底座標のみを三分点法によって求めることによって、演算時間を短縮することができる。   According to the gear design program for calculating the tooth surface coordinate or the tooth bottom coordinate of the gear meshing with the pinion of the second feature of the present invention, the tooth surface coordinate is the relative value of the gear and the pinion meshing with the normal vector of the tooth surface and the pinion. Since the three-point method is an iterative calculation and requires computation time because it is determined by the mechanical requirement that the velocity vectors are orthogonal, the tooth surface coordinates are the relative velocity of the gear and pinion meshing with the tooth surface normal vector and the pinion. The calculation time can be shortened by obtaining by the mechanical essential condition that the calculation time that the vectors are orthogonal is short and by obtaining only the root coordinate by the three-point method.

本発明の第三の特徴のピニオンに噛み合う歯車の歯面座標又は歯底座標を算出するピニオンに噛み合う歯車の設計プログラムによれば、ピニオンに噛み合う歯車はフェースギヤであるため、オフセット量、ねじれ角等の複雑な噛み合いとなるフェースギヤはフェースギヤと噛み合うピニオンを型取りした切削工具で切削するしか正確な歯面形状及び歯底形状を再現することができなかったが、フェースギヤの正確な歯面形状及び歯底形状を歯車の設計プログラムにて再現することができる。   According to the third feature of the present invention, according to the design program for the gear meshing with the pinion which calculates the tooth surface coordinate or the tooth bottom coordinate of the gear meshing with the pinion, since the gear meshing with the pinion is a face gear, the offset amount, the twist angle As for the face gear that has a complex mesh, the accurate tooth surface shape and root shape can only be reproduced with a cutting tool that molds the pinion that meshes with the face gear. Surface shape and root shape can be reproduced by a gear design program.

本発明の第一の特徴のピニオンに噛み合う歯車の金型の製造方法によれば、ピニオンの歯幅方向のパラメータをu、ピニオンの圧力角のパラメータをθ、ピニオンの回転運動のパラメータをΦとし、ピニオンの軌跡は関数f(u,θ,Φ)により決定され、任意の断面について考えることによって歯幅方向のパラメータuが任意になり、関数f(θ,Φ)により決定される任意の断面でのピニオンの軌跡とy=y*により得られる複数の交点のz座標を表す関数f(Φ)に関し、第一ステップにおいて、任意区間(a,c)において三分点a,b,cがa<b<cであり、f(b)<f(a)かつf(b)<f(c)である範囲を抽出する処理と、第二ステップにおいて、抽出された任意区間(a,c)において、点bと点cの中間点dとし、f(d)の計算を行い、f(b)<f(d)であり、三分点a,b,dはa<b<dでかつ、f(b)<f(a)かつf(b)<f(d)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(a,d)とし、f(d)<f(b)であり、三分点b,d,cはb<d<cでかつ、f(d)<f(b)かつf(d)<f(c)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(b,c)とする最小値区間を抽出する処理と、第三ステップにおいて、第二ステップで抽出された新たな最小値のある区間を区間(a,c)として置き直す処理と、前記第二ステップ及び第三ステップを繰り返し、最終的に区間(a,c)における関数f(Φ)の値の最小値を求めるという三分点法という計算処理により、y=y*における該関数f(Φ)の最小値を求め、該最小値をピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底のy=y*におけるz座標の基準として算出し、算出された座標からピニオンに噛み合う歯車の歯面形状又は歯底形状を算出して、ピニオンに噛み合う歯車の歯面形状又は歯底形状から金型を製造するため、ピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底はピニオンの歯面又は歯先の軌跡と相似形状となり、ピニオンとピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底形状が干渉することのないピニオンに噛み合う歯車を成形する金型を製造することができる。   According to the manufacturing method of the gear mold that meshes with the pinion of the first feature of the present invention, the pinion tooth width direction parameter is u, the pinion pressure angle parameter is θ, and the pinion rotational motion parameter is Φ. The pinion trajectory is determined by the function f (u, θ, Φ), and by considering the arbitrary cross section, the parameter u in the tooth width direction is arbitrary, and the arbitrary cross section determined by the function f (θ, Φ) For the function f (Φ) representing the pinion trajectory and the z-coordinates of a plurality of intersections obtained by y = y *, in the first step, the trisection points a, b, c are a process of extracting a range where a <b <c, and f (b) <f (a) and f (b) <f (c), and in the second step, the extracted arbitrary sections (a, c ), The intermediate point d between points b and c is f (d F (b) <f (d), and the three-points a, b, d are a <b <d and f (b) <f (a) and f (b) <f In the case of (d), the interval where the minimum value of the function f (Φ) exists is (a, d), f (d) <f (b), and the three-points b, d, c are b < When d <c, and f (d) <f (b) and f (d) <f (c), the minimum of (b, c) is the interval where the minimum value of the function f (Φ) exists The process of extracting the value section, the process of replacing the section with the new minimum value extracted in the second step as the section (a, c) in the third step, and the second step and the third step are repeated. Then, finally, the minimum value of the function f (Φ) at y = y * is obtained by a calculation process called a three-point method in which the minimum value of the function f (Φ) in the section (a, c) is obtained, Calculate the minimum value as a reference for the z coordinate of the tooth surface or bottom of the gear meshing with the pinion at y = y *, and calculate the tooth surface shape or the tooth bottom shape of the gear meshing with the pinion from the calculated coordinate. To produce a mold from the tooth surface shape or the bottom shape of the gear meshing with the pinion, the tooth surface or the tooth bottom of the gear meshing with the pinion has a similar shape to the tooth surface of the pinion or the locus of the tooth tip, and the gear meshes with the pinion and the pinion. A mold for forming a gear that meshes with a pinion that does not interfere with the tooth surface or the tooth bottom shape can be manufactured.

本発明の第二の特徴のピニオンに噛み合う歯車の金型の製造方法によれば、歯面座標及び歯底座標の双方をy=y*におけるz座標の基準として算出するため、ピニオンに噛み合う歯車の歯面及び歯底の双方の座標が同一計算手法で算出され、ピニオンに噛み合う歯車の歯面と歯底の間のすきまを段差なくシームレスにつながれたピニオンに噛み合う歯車の金型を製造することができる。   According to the second aspect of the present invention, the gear mold for meshing with the pinion calculates both the tooth surface coordinate and the root coordinate as the reference of the z coordinate at y = y *, and therefore the gear meshed with the pinion. Coordinates of both tooth surface and tooth bottom of the gear are calculated by the same calculation method, and a gear mold that meshes with the pinion is seamlessly connected without gap between the tooth surface and the tooth bottom of the gear meshing with the pinion. Can do.

本発明の第三の特徴のピニオンに噛み合う歯車の金型の製造方法によれば、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオンに噛み合う歯車とピニオンの相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求めるため、三分点法は繰り返し計算であるため、演算時間を要するため、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオンに噛み合う歯車とピニオンの相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求め、歯底座標は三分点法によって求めることによって、演算時間を短縮することができ、金型の設計時間を短縮した金型の製造方法を実現できる。   According to the third aspect of the present invention, the method for manufacturing a mold for a gear meshing with a pinion is such that the tooth surface coordinate is orthogonal to the normal vector of the tooth surface and the relative velocity vector of the gear meshing with the pinion and the pinion. Since the three-point method is an iterative calculation because it is calculated according to the essential conditions, it takes time to calculate the tooth surface coordinates, and the tooth surface normal vector and the gear meshing with the pinion and the relative velocity vector of the pinion are orthogonal. It is possible to reduce the calculation time and to obtain the mold manufacturing method in which the mold design time is shortened by obtaining the root essential coordinates by the three-point method.

本発明の第四の特徴のピニオンに噛み合う歯車の金型の製造方法によれば、ピニオンに噛み合う歯車はフェースギヤであるため、オフセット量、ねじれ角等の複雑な噛み合いとなるフェースギヤはフェースギヤと噛み合うピニオンを型取りした切削工具で切削するしか正確な歯面形状及び歯底形状を再現することができなかったが、フェースギヤの正確な歯面形状及び歯底形状をピニオンに噛み合う歯車の設計プログラムにて再現することができ、その設計プログラムによりフェースギヤの金型を製造することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the gear mold for meshing with the pinion is a face gear. Therefore, the face gear having complicated meshing such as an offset amount and a torsion angle is a face gear. The exact tooth surface shape and root shape can only be reproduced with a cutting tool that has a pinion that meshes with the pinion, but the exact tooth surface shape and root shape of the face gear can be reproduced. It can be reproduced by a design program, and a face gear mold can be manufactured by the design program.

本発明のピニオンに噛み合う歯車の金型によれば、ピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底はピニオンの歯面又は歯先の軌跡と相似形状となり、ピニオンとピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底形状が干渉することのないピニオンに噛み合う歯車を成形する金型を製造することができ、その金型によりピニオンに噛み合う歯車を大量生産することができる。   According to the mold of the gear meshing with the pinion of the present invention, the tooth surface or the tooth bottom of the gear meshing with the pinion has a shape similar to the locus of the tooth surface or tip of the pinion, and the tooth surface or tooth of the gear meshing with the pinion and the pinion A mold that molds a gear that meshes with a pinion that does not interfere with the bottom shape can be manufactured, and a gear that meshes with the pinion can be mass-produced with the mold.

本発明の第一の特徴のピニオンに噛み合う歯車の製造方法によれば、ピニオンの歯幅方向のパラメータをu、ピニオンの圧力角のパラメータをθ、ピニオンの回転運動のパラメータをΦとし、ピニオンの軌跡は関数f(u,θ,Φ)により決定され、任意の断面について考えることによって歯幅方向のパラメータuが任意になり、関数f(θ,Φ)により決定される任意の断面でのピニオンの軌跡とy=y*により得られる複数の交点のz座標を表す関数f(Φ)に関し、三分点法によりy=y*における該関数f(Φ)の最小値を求め、最小値をピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底のy=y*におけるZ座標の基準として算出し、算出された座標からピニオンに噛み合う歯車の歯面形状又は歯底形状を設計するピニオンに噛み合う歯車の設計工程と、ピニオンに噛み合う歯車の歯面形状又は歯底形状から金型を製造する金型の製造工程と、金型によりピニオンに噛み合う歯車を製造するため、ピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底はピニオンの歯面又は歯先の軌跡と相似形状となり、ピニオンとピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底形状が干渉することのないピニオンに噛み合う歯車を金型により製造することができる。   According to the manufacturing method of the gear meshing with the pinion of the first feature of the present invention, the pinion tooth width direction parameter is u, the pinion pressure angle parameter is θ, the pinion rotational motion parameter is Φ, The trajectory is determined by the function f (u, θ, Φ), and by considering an arbitrary cross section, the parameter u in the tooth width direction is arbitrary, and the pinion at an arbitrary cross section determined by the function f (θ, Φ) For the function f (Φ) representing the z-coordinates of a plurality of intersections obtained from the locus of y and y = y *, the minimum value of the function f (Φ) at y = y * is obtained by the three-point method, and the minimum value is obtained. The design of the gear meshing with the pinion is calculated as a reference of the Z coordinate at y = y * of the tooth surface or the tooth bottom of the gear meshing with the pinion, and designing the tooth surface shape or the tooth bottom shape of the gear meshing with the pinion from the calculated coordinate Process And the manufacturing process of the mold for manufacturing the mold from the tooth surface shape or the root shape of the gear meshing with the pinion, and the tooth surface or the tooth bottom of the gear meshing with the pinion are manufactured in order to manufacture the gear meshing with the pinion by the mold. A gear meshing with the pinion that has a shape similar to the locus of the tooth surface or tip of the pinion and does not interfere with the tooth surface or bottom shape of the gear meshing with the pinion and the pinion can be manufactured by the mold.

本発明の第二の特徴のピニオンに噛み合う歯車の製造方法によれば、歯面座標及び歯底座標の双方をy=y*におけるz座標の基準として算出するため、ピニオンに噛み合う歯車の歯面及び歯底の双方の座標が同一計算手法で算出され、ピニオンに噛み合う歯車の歯面と歯底の間のすきまを段差なくシームレスにつながれたピニオンに噛み合う歯車を製造することができる。   According to the manufacturing method of the gear meshing with the pinion according to the second aspect of the present invention, both the tooth surface coordinate and the tooth bottom coordinate are calculated as the reference of the z coordinate at y = y *. Therefore, the tooth surface of the gear meshing with the pinion In addition, the coordinates of both the tooth bottom and the tooth bottom are calculated by the same calculation method, and the gear meshing with the pinion seamlessly connected without gap between the tooth surface and the tooth bottom of the gear meshing with the pinion can be manufactured.

本発明の第三の特徴のピニオンに噛み合う歯車の製造方法によれば、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオンに噛み合う歯車とピニオンの相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求めるため、三分点法は繰り返し計算であるため、演算時間を要するため、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオンに噛み合う歯車とピニオンの相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求め、歯底座標は三分点法によって求めることによって、演算時間を短縮することができ、金型の設計時間を短縮したピニオンに噛み合う歯車の製造方法を実現できる。   According to the third aspect of the present invention, the tooth surface coordinates are determined by the mechanical requirement that the normal vector of the tooth surface and the relative velocity vector of the gear and the pinion meshing with each other are orthogonal to each other. Therefore, since the three-point method is an iterative calculation, it takes time to calculate, so the tooth surface coordinate is a mechanical prerequisite that the normal vector of the tooth surface, the gear meshing with the pinion, and the relative velocity vector of the pinion are orthogonal By obtaining the root coordinates by the three-point method, the calculation time can be shortened, and a method of manufacturing a gear meshing with a pinion with a reduced mold design time can be realized.

本発明の第四の特徴のピニオンに噛み合う歯車の製造方法によれば、ピニオンに噛み合う歯車はフェースギヤであるため、オフセット量、ねじれ角等の複雑な噛み合いとなるフェースギヤはフェースギヤと噛み合うピニオンを型取りした切削工具で切削するしか正確な歯面形状及び歯底形状を再現することができなかったが、フェースギヤの正確な歯面形状及び歯底形状をピニオンに噛み合う歯車の設計プログラムにて再現することができ、その設計プログラムによりフェースギヤを金型により製造することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the gear that meshes with the pinion is a face gear. Therefore, the face gear that engages in a complicated manner such as an offset amount and a torsion angle meshes with the pinion. The exact tooth surface shape and root shape can only be reproduced with a cutting tool that has been molded, but this is a design program for gears that mesh the exact tooth surface shape and bottom shape of the face gear with the pinion. The face gear can be manufactured by a mold according to the design program.

本発明のピニオンに噛み合う歯車によれば、ピニオンに噛み合う歯車の製造方法により製造されたため、ピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底はピニオンの歯面又は歯先の軌跡と相似形状となり、ピニオンとピニオンに噛み合う歯車の歯面又は歯底形状が干渉することのないピニオンに噛み合う歯車を成形する金型を製造することができ、その金型によりピニオンに噛み合う歯車を大量生産することができる。   According to the gear meshing with the pinion of the present invention, since the gear surface meshing with the pinion is manufactured by the manufacturing method of the gear meshing with the pinion, the tooth surface or the tooth bottom of the gear meshing with the pinion has a shape similar to the locus of the pinion tooth surface or the tooth tip. It is possible to manufacture a mold for molding a gear that meshes with the pinion without interference of the tooth surface or the root shape of the gear that meshes with the pinion, and it is possible to mass-produce gears that mesh with the pinion.

図1乃至図5は、本発明の第一実施例を示すもので、図1は、本発明のピニオンとフェースギヤの斜視図、図2は、本発明のピニオンとフェースギヤの座標系を表した図、図3は、本発明の任意のx断面におけるピニオンの曲線群と包絡線を表した図、図4は、関数f(Φ)と三分点を表した図、図5は、三分点法により得られたフェースギヤの歯面と歯底の点列を表す図である。   1 to 5 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of the pinion and face gear of the present invention, and FIG. 2 shows a coordinate system of the pinion and face gear of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a pinion curve group and an envelope in an arbitrary x cross section of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing a function f (Φ) and a ternary point, and FIG. It is a figure showing the tooth gear surface and tooth bottom point sequence obtained by the dividing point method.

まず、ピニオン1とピニオン1に噛み合う歯車2としてのフェースギヤは、図1に示す如く食違い軸により回転伝達を行う。よって、ピニオン1とフェースギヤの回転軸は、図2に示す如く、ねじれの位置にある。図2における添字1はピニオン1を表し、添字2はフェースギヤを表し、添字のないものがフレーム座標系を表す。ここで、Φは回転運動のパラメータ、Cyはオフセット量を表し、Cxはオフセット量とともにピニオン1の設定位置を決定するパラメータを表す。   First, the face gear as the gear 2 meshing with the pinion 1 and the pinion 1 transmits the rotation by the staggered shaft as shown in FIG. Therefore, the rotation shafts of the pinion 1 and the face gear are in a twisted position as shown in FIG. The subscript 1 in FIG. 2 represents the pinion 1, the subscript 2 represents the face gear, and the one without the subscript represents the frame coordinate system. Here, Φ represents a rotational motion parameter, Cy represents an offset amount, and Cx represents a parameter for determining the setting position of the pinion 1 together with the offset amount.

ピニオン1の座標系S1からフェースギヤの座標系S2への座標変換を次の数式1にて表す。この時、数式2を満たす。   The coordinate conversion from the coordinate system S1 of the pinion 1 to the coordinate system S2 of the face gear is expressed by the following formula 1. At this time, Expression 2 is satisfied.

Figure 2012021538
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Figure 2012021538
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次にピニオン歯面の決定について説明する。フェースギヤ歯面の創成を行う上で、まずピニオン1の歯面を決定しなければならない。ピニオン1に円筒のインボリュート歯車を用いることを想定し、ピニオン座標系の原点を歯溝、歯幅中央とし、インボリュート歯形は圧力角のパラメータθを用いて表した関数を数式3に示す。ここでdbは基礎円直径を表す。また、インボリュート関数を数式4にて表す。   Next, determination of the pinion tooth surface will be described. In creating the face gear tooth surface, the tooth surface of the pinion 1 must first be determined. Assuming that a cylindrical involute gear is used for the pinion 1, the origin of the pinion coordinate system is the tooth gap and the center of the tooth width, and the involute tooth profile is a function expressed using the pressure angle parameter θ. Here, db represents the basic circle diameter. Further, the involute function is expressed by Equation 4.

Figure 2012021538
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Figure 2012021538
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数式4のインボリュート歯形を歯溝中央にy1軸が位置するように、回転マトリックスを用いて変換したものが数式5にて表される。ここで、ηbは基礎円上歯溝幅中心角を表し、復号は歯面の左右を表し上が左側、下が右側を示している。   A formula obtained by converting the involute tooth profile of Formula 4 using a rotation matrix so that the y1 axis is located at the center of the tooth gap is expressed by Formula 5. Here, ηb represents the center angle of the tooth gap width on the basic circle, and decoding represents the left and right sides of the tooth surface, with the upper side on the left side and the lower side on the right side.

Figure 2012021538
Figure 2012021538

ピニオン歯面は、歯幅方向のパラメータuと圧力角のパラメータθの2つのパラメータで決定する。よって、ピニオン1の歯幅をb1とすれば、歯幅方向のパラメータuの値の範囲は、数式6で与えられる。   The pinion tooth surface is determined by two parameters, a parameter u in the tooth width direction and a parameter θ of the pressure angle. Therefore, if the tooth width of the pinion 1 is b1, the value range of the parameter u in the tooth width direction is given by Equation 6.

Figure 2012021538
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ピニオン1が平歯車の場合は数式5の歯形をそのまま歯幅方向に拡張してやればよいが、はすば歯車の場合は、簡単でない。そこで、歯幅方向のパラメータuを用いてねじれ角βを有するはすば歯車の歯面を数式7で表した。この数式7で与えられる座標マトリクスを数式5に適用する。ここで、ψは数式8で表される。Lはリードを表す。リードLは基準円直径d及びねじれ角βを用いて数式9と与えられる。ここでのねじれ角の正負はそれぞれ左ねじれ、右ねじれを表す。従って、数式10により、ピニオン1のインボリュート部は数式11で表される。   When the pinion 1 is a spur gear, the tooth profile of Formula 5 may be expanded as it is in the tooth width direction, but it is not easy with a helical gear. Therefore, the tooth surface of a helical gear having a helix angle β using the parameter u in the tooth width direction is expressed by Equation 7. The coordinate matrix given by Equation 7 is applied to Equation 5. Here, ψ is expressed by Equation 8. L represents a lead. The lead L is given by Equation 9 using the reference circle diameter d and the twist angle β. Here, the sign of the twist angle represents the left twist and the right twist, respectively. Therefore, the involute part of the pinion 1 is expressed by Expression 11 according to Expression 10.

Figure 2012021538
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Figure 2012021538
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Figure 2012021538
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フェースギヤの歯底をピニオン1の軌跡によって計算する際に、ピニオン1の歯先の形状が重要である。歯先は式12で表されるが、インボリュート部と接する円弧の数式15を与えればピニオン1の歯先の形状を得ることができる。ここで、rcは円弧の半径、αaは歯先円での圧力角、ψaは歯先幅中心角、θcはx軸とrcがなす角であり数式14で与えられる。ピニオン歯面による曲面群は数式1及び数式11から数式13で表される。   When calculating the root of the face gear from the locus of the pinion 1, the shape of the tooth tip of the pinion 1 is important. The tooth tip is expressed by Equation 12, but the shape of the tooth tip of the pinion 1 can be obtained by giving Equation 15 of the arc in contact with the involute portion. Here, rc is the radius of the arc, αa is the pressure angle in the tip circle, ψa is the center angle of the tip width, and θc is the angle formed by the x axis and rc, and is given by Equation 14. The curved surface group by the pinion tooth surface is expressed by Formula 1 and Formula 11 to Formula 13.

Figure 2012021538
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Figure 2012021538
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Figure 2012021538
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ここで歯幅方向のパラメータuを任意とすることによって数式13はθとΦの関数となる。更に変数θをフェースギヤの一歯面を得るだけの十分な範囲を取り、変数Φを一定の間隔で変化させることによって、図3に示すような曲線群(ピニオン1の歯先、歯面及び歯底の軌跡)と包絡線(ピニオン1の歯先、歯面及び歯底の軌跡における最下点の軌跡)を得ることができる。この包絡線がまさに求めようとしているピニオン1の歯先、歯面及び歯底の軌跡と相似形状となるフェースギヤの断面形状となる。さらに、任意としていた歯幅方向のパラメータuを変化させることで、各断面でのフェースギヤ断面形状、つまり、フェースギヤ歯面形状を得ることができる。   Here, by making the parameter u in the tooth width direction optional, Equation 13 becomes a function of θ and Φ. Furthermore, the variable θ is set to a sufficient range for obtaining one tooth surface of the face gear, and the variable Φ is changed at a constant interval, thereby making it possible to obtain a group of curves (the tooth tip, tooth surface and pinion of the pinion 1) as shown in FIG. The locus of the root) and the envelope (the locus of the lowest point in the tooth tip, tooth surface, and root locus of the pinion 1) can be obtained. This envelope is the cross-sectional shape of the face gear that is similar to the locus of the tooth tip, tooth surface, and tooth bottom of the pinion 1 that is about to be obtained. Furthermore, the face gear cross-sectional shape in each cross section, that is, the face gear tooth surface shape, can be obtained by changing the arbitrary parameter u in the tooth width direction.

上述した包絡線(ピニオン1の歯先、歯面及び歯底の軌跡におけるZ座標の最小値の軌跡)を関数として求めることは困難であるので、包絡線上の点列を得ることによって、フェースギヤ断面形状を求める。この点列を得る手順を以下に説明する。図3に示されたように任意のy=y*を設定する。y=y*におけるz座標を表す関数f(Φ)で決定されるピニオン1の歯先、歯面及び歯底の軌跡との交点のz座標が最小となる点Aが、包絡線上の点、すなわち、ピニオン1の歯先、歯面及び歯底の軌跡と相似形状となるフェースギヤ歯面形状を得るために求める点となる。さらに、一定の間隔でy*を変化させれば、包絡線上の点列を得ることができる。   Since it is difficult to obtain the above-described envelope curve (the locus of the minimum value of the Z coordinate in the tooth tip, tooth surface, and tooth bottom locus of the pinion 1) as a function, the face gear can be obtained by obtaining a point sequence on the envelope. Find the cross-sectional shape. The procedure for obtaining this point sequence will be described below. Arbitrary y = y * is set as shown in FIG. A point A at which the z coordinate of the intersection with the tooth tip, tooth surface and root locus of the pinion 1 determined by the function f (Φ) representing the z coordinate at y = y * is a point on the envelope, That is, it is a point to obtain in order to obtain a face gear tooth surface shape that is similar to the locus of the tooth tip, tooth surface, and tooth bottom of the pinion 1. Furthermore, if y * is changed at regular intervals, a point sequence on the envelope can be obtained.

次に三分点法によりy=y*におけるz座標を表す関数f(Φ)の最小値(ピニオン1の歯先、歯面及び歯底の軌跡におけるz座標の最小値)を求める方法を説明する。例えば、y=y*における関数f(Φ)が図4に示されるような非特異曲線を描く場合、関数f(Φ)に関し、第一ステップにおいて、任意区間(a,c)において三分点a,b,cがa<b<cであり、f(b)<f(a)かつf(b)<f(c)である範囲を関数f(Φ)の最小値が任意区間(a,c)内にある範囲として抽出する処理と、第二ステップにおいて、抽出された任意区間(a,c)において、点bと点cの中間点dとし、f(d)の計算を行い、f(b)<f(d)であり、三分点a,b,dはa<b<dでかつ、f(b)<f(a)かつf(b)<f(d)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(a,d)とし、f(d)<f(b)であり、三分点b,d,cはb<d<cでかつ、f(d)<f(b)かつf(d)<f(c)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(b,c)とする最小値区間を抽出する処理と、第三ステップにおいて、第二ステップで抽出された新たな最小値のある区間を区間(a,c)として置き直す処理と、前記第二ステップ及び第三ステップを繰り返し、最終的に区間(a,c)における関数f(Φ)の値の最小値を求めるという三分点法という計算処理により、ピニオン1の歯先、歯面及び歯底の軌跡におけるz座標の最小値を求める。   Next, a method for obtaining the minimum value of the function f (Φ) representing the z coordinate at y = y * (minimum value of the z coordinate in the locus of the tooth tip, tooth surface, and tooth bottom of the pinion 1) by the three-point method will be described. To do. For example, when the function f (Φ) at y = y * draws a non-singular curve as shown in FIG. 4, with respect to the function f (Φ), in the first step, the trisection point in the arbitrary interval (a, c) a, b, c are in a range where a <b <c, f (b) <f (a) and f (b) <f (c), and the minimum value of the function f (Φ) is an arbitrary interval (a , C), and in the second step, in the extracted arbitrary section (a, c), an intermediate point d between the points b and c is calculated and f (d) is calculated. f (b) <f (d), and the triple points a, b, d are a <b <d and f (b) <f (a) and f (b) <f (d). In this case, the interval in which the minimum value of the function f (Φ) exists is (a, d), f (d) <f (b), and the trisection points b, d, c are b <d <c and , F (d) <f (b) and f ( d) If f <c (c), extract the minimum value section with (b, c) as the section where the minimum value of the function f (Φ) exists, and extract in the second step in the third step The process of replacing the section having the new minimum value as the section (a, c) and the second step and the third step are repeated, and finally the value of the function f (Φ) in the section (a, c) The minimum value of the z coordinate in the locus of the tooth tip, tooth surface, and tooth bottom of the pinion 1 is obtained by a calculation process called the three-point method for obtaining the minimum value of.

上記三分点法という計算処理を行う設計プログラムにより得られたピニオン1の歯面、歯先、歯底の軌跡の各座標におけるz座標の最下点と接するフェースギヤの歯面、歯先、歯底形状を図5に示す。ここで、予めピニオン1に所定のバックラッシを設定しておくことにより、得られるフェースギヤの歯面、歯先、歯底形状は、現実のピニオン1に対し所定のクリアランスを得ることができる。   The tooth surface of the face gear, the tooth tip, which is in contact with the lowest point of the z coordinate in each coordinate of the tooth surface, the tooth tip, and the locus of the root of the pinion 1 obtained by the design program that performs the calculation process referred to as the above-described three-point method. The tooth bottom shape is shown in FIG. Here, by setting a predetermined backlash in the pinion 1 in advance, the tooth face, the tooth tip, and the tooth bottom shape of the obtained face gear can obtain a predetermined clearance with respect to the actual pinion 1.

尚、三分点法は繰り返し計算であるため、演算時間を要するため、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオンに噛み合う歯車2とピニオン1の相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求め、歯底座標は三分点法によって求めることによって、演算時間を短縮することも可能である。この時、歯面と歯底の間にすきまを与え、C1連続(対象の関数に対して1回の連続的微分が可能であり、1階導関数が存在し連続である)により、ピニオン1に噛み合う歯車2の歯面と歯底の間のすきまを段差なくシームレスにつなぐことができる。   Since the three-point method is an iterative calculation, it requires calculation time, so the tooth surface coordinates are mechanistically essential that the normal vector of the tooth surface and the relative velocity vector of the gear 2 and the pinion 1 meshing with the pinion are orthogonal to each other. It is also possible to reduce the calculation time by obtaining the condition and obtaining the tooth bottom coordinates by the three-point method. At this time, a clearance is given between the tooth surface and the tooth bottom, and pinion 1 is obtained by C1 continuation (one continuous differentiation is possible with respect to the target function, and the first derivative exists and is continuous). The gap between the tooth surface and the tooth bottom of the gear 2 meshing with each other can be seamlessly connected without any step.

歯面座標を歯面の法線ベクトルとピニオン1に噛み合う歯車2とピニオン1の相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求める方法を説明する。各々の回転軸で回転している両歯面が接触しているとき、それらが噛み合い式と呼ばれる式を満たせばその両歯面は共役であると言える。噛み合い式を求めるには、両歯面の接触点における共通法線ベクトルNと、その点における相対速度ベクトル(すべり速度)(V(12))を求めることから始まる。そしてこれらのベクトルの内積が0、すなわち図6に示すように相対速度ベクトルが法線ベクトルに対して直交であるとき、両歯面は共役である。したがって、噛み合い式は、数式16で表される。   A method for obtaining the tooth surface coordinates based on the mechanical essential condition that the normal vector of the tooth surface and the relative velocity vector of the gear 2 meshing with the pinion 1 and the pinion 1 are orthogonal to each other will be described. When both tooth surfaces rotating on the respective rotating shafts are in contact with each other, both tooth surfaces can be said to be conjugate if they satisfy an equation called a meshing equation. The meshing formula is obtained by obtaining a common normal vector N at the contact point of both tooth surfaces and a relative velocity vector (slip velocity) (V (12)) at that point. When the inner product of these vectors is 0, that is, when the relative velocity vector is orthogonal to the normal vector as shown in FIG. 6, both tooth surfaces are conjugate. Therefore, the meshing formula is expressed by Formula 16.

Figure 2012021538
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これは、ピニオン1に噛み合う歯車2の幾何学の機構学的必須要件に他ならない。この噛み合い式が0でなければ、歯面の相対速度ベクトルは法線方向の成分を持つことになるので、次の瞬間両歯面は離れるか食い込むかのどちらかとなる。したがって、接触状態ある2つの接点が、数式16を満足していれば共役であると言える。   This is nothing but the mechanical requirement of the geometry of the gear 2 meshing with the pinion 1. If this meshing expression is not 0, the relative velocity vector of the tooth surface has a component in the normal direction, so that the next two tooth surfaces are either separated or bite. Therefore, it can be said that two contact points in contact state are conjugate if Expression 16 is satisfied.

続いて、共役歯面の法線ベクトルと主曲率について説明する。数式17で与えられる正則曲面を考えるとき、その単位法線ベクトルは数式18によって表される。   Subsequently, the normal vector and the principal curvature of the conjugate tooth surface will be described. When considering a regular curved surface given by Expression 17, the unit normal vector is expressed by Expression 18.

Figure 2012021538
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Figure 2012021538
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正則曲面に共役な曲面の各接点での法線ベクトルの方向は正則曲面の接点の法線ベクトルの方向と等しい。つまりピニオン1の歯面外向き法線に対して逆方向のベクトルが共役歯面の外向き法線ベクトルとなる。よって、ピニオン1の歯面外向き法線の符号を−にすることで、共役歯面の法線ベクトルを得ることができる。曲面の第一基本形式は数式19のように定義されている。但し、数式20、数式21を満たす。   The direction of the normal vector at each contact point of the curved surface conjugate to the regular curved surface is equal to the direction of the normal vector of the contact point of the regular curved surface. That is, the vector in the opposite direction to the tooth surface outward normal of the pinion 1 becomes the outward normal vector of the conjugate tooth surface. Therefore, the normal vector of the conjugate tooth surface can be obtained by setting the sign of the tooth surface outward normal of the pinion 1 to-. The first basic form of the curved surface is defined as Equation 19. However, Expression 20 and Expression 21 are satisfied.

Figure 2012021538
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また、第二基本形式についても数式22に定義されている。但し、数式23を満たす。   Further, the second basic format is also defined in Equation 22. However, Expression 23 is satisfied.

Figure 2012021538
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Figure 2012021538
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主曲率κf、κhは数式23、数式25を用いて数式24のような関係にある。   The main curvatures κf and κh are in the relationship of Equation 24 using Equations 23 and 25.

Figure 2012021538
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従って数式24の2式を連立して解くことにより、ピニオン歯面の任意の点における主曲率を求めることができる。求めたピニオン歯面の主曲率κf、κhを用いると、ピニオン1に共役な歯面の主曲率κq、κsは数式25、数式26、数式27のような関係にある。但し、数式28、数式29、数式30を満たす。   Therefore, the principal curvature at an arbitrary point on the pinion tooth surface can be obtained by simultaneously solving the two expressions of Expression 24. When the obtained principal curvatures κf and κh of the pinion tooth surface are used, the principal curvatures κq and κs of the tooth surface conjugate with the pinion 1 are in a relationship as shown in Equation 25, Equation 26, and Equation 27. However, Expression 28, Expression 29, and Expression 30 are satisfied.

Figure 2012021538
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それぞれの記号の内、nは単位法線ベクトル、ω(12)は相対角速度ベクトル、eは主方向の単位ベクトル、vtrは絶対座標系に対する接触点の速度ベクトル、Rはピニオン座標系原点からギヤ回転軸の任意の点へのベクトル、σはefとehのなす角、添字のfは主方向1(ピニオン1)、添字のhは主方向2(ピニオン1)を意味している。従って、数式25、数式26、数式27の3式を連立して解くことにより、共役歯面の主曲率を求めることができる。   Of these symbols, n is a unit normal vector, ω (12) is a relative angular velocity vector, e is a unit vector in the main direction, vtr is a velocity vector of a contact point with respect to the absolute coordinate system, and R is a gear from the origin of the pinion coordinate system. A vector to an arbitrary point on the rotation axis, σ is an angle formed by ef and eh, subscript f means main direction 1 (pinion 1), and subscript h means main direction 2 (pinion 1). Therefore, the principal curvature of the conjugate tooth surface can be obtained by simultaneously solving the three expressions of Expression 25, Expression 26, and Expression 27.

次にピニオン1に噛み合うフェースギヤの金型の製造方法について説明する。まず、フェースギヤを成形する熱間又は冷間の鍛造用金型を準備する。この最終成形用の鍛造金型を製造する方法としては、上記設計プログラムにより得られたフェースギヤの歯面、歯先、歯底形状のデータをNC加工機へ入力し、最終成形用の鍛造金型を切削加工することにより行われる。尚、最終成形用の鍛造金型を製造するために、上記設計プログラムにより得られたフェースギヤの歯面、歯先、歯底形状をNC加工機へ供給し、NC加工機によりフェースギヤの歯面、歯先、歯底形状が再現された電極歯形を作製し、この電極歯形により最終成形用の鍛造金型を放電加工して、フェースギヤの歯面、歯先、歯底形状が再現された最終成形用の鍛造金型を製造してもよい。   Next, a method of manufacturing a face gear mold that meshes with the pinion 1 will be described. First, a hot or cold forging die for forming the face gear is prepared. As a method for manufacturing this forging die for final molding, the face gear tooth surface, tooth tip and root shape data obtained by the above design program are input to the NC processing machine, and the forging die for final molding. This is done by cutting the mold. In addition, in order to manufacture a forging die for final molding, the face surface, tooth tip, and root shape of the face gear obtained by the above design program are supplied to the NC processing machine, and the face gear teeth are generated by the NC processing machine. An electrode tooth profile that reproduces the surface, tooth tip, and tooth bottom shape is produced, and the forging die for final molding is electrodischarge processed with this electrode tooth shape to reproduce the face surface, tooth tip, and tooth bottom shape of the face gear. Alternatively, a forging die for final molding may be manufactured.

続いてフェースギヤの製造方法について説明する。まず、所定形状の素材とフェースギヤを成形する鍛造装置を準備する。尚、鍛造金型装置は1つである必要はなく、複数段階の鍛造装置を準備することが一般的である。まず、素材を鍛造装置の鍛造金型に載置し鍛造成形し、複数段階で鍛造成形してフェースギヤ形状に近い粗フェースギヤを得る。次にフェースギヤを最終成形用の鍛造装置の最終成形用の鍛造金型に載置し鍛造成形してフェースギヤの歯面、歯先、歯底形状を成形する。最後に必要な切削加工を施し、フェースギヤの成形が完成する。その後、所定の熱処理が行われフェースギヤの製造が完了する。   Next, a method for manufacturing a face gear will be described. First, a forging device for forming a predetermined shape material and face gear is prepared. In addition, it is not necessary to have one forging die device, and it is general to prepare a forging device having a plurality of stages. First, a raw material is placed on a forging die of a forging device, forged, and forged in a plurality of stages to obtain a rough face gear close to the face gear shape. Next, the face gear is placed on a forging die for final molding of a forging apparatus for final molding and forged to form the tooth surface, tooth tip, and tooth bottom shape of the face gear. Finally, the necessary cutting process is performed to complete the face gear molding. Thereafter, predetermined heat treatment is performed to complete the manufacture of the face gear.

以上のようにフェースギヤの歯面座標又は歯底座標を算出するピニオン1に噛み合う歯車2の設計プログラムによれば、ピニオン1の歯幅方向のパラメータをu、ピニオン1の圧力角のパラメータをθ、ピニオン1の回転運動のパラメータをΦとし、ピニオン1の軌跡は関数f(u,θ,Φ)により決定され、任意の断面について考えることによって歯幅方向のパラメータuが任意になり、関数f(θ,Φ)により決定される任意の断面でのピニオン1の軌跡とy=y*により得られる複数の交点のz座標を表す関数f(Φ)に関し、第一ステップにおいて、任意区間(a,c)において三分点a,b,cがa<b<cであり、f(b)<f(a)かつf(b)<f(c)である範囲を抽出する処理と、第二ステップにおいて、抽出された任意区間(a,c)において、点bと点cの中間点dとし、f(d)の計算を行い、f(b)<f(d)であり、三分点a,b,dはa<b<dでかつ、f(b)<f(a)かつf(b)<f(d)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(a,d)とし、f(d)<f(b)であり、三分点b,d,cはb<d<cでかつ、f(d)<f(b)かつf(d)<f(c)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(b,c)とする最小値区間を抽出する処理と、第三ステップにおいて、第二ステップで抽出された新たな最小値のある区間を区間(a,c)として置き直す処理と、前記第二ステップ及び第三ステップを繰り返し、最終的に区間(a,c)における関数f(Φ)の値の最小値を求めるという三分点法という計算処理により、y=y*における該関数f(Φ)の最小値を求め、最小値をピニオン1に噛み合う歯車2の歯面又は歯底のy=y*におけるz座標の基準として算出するため、フェースギヤの歯面又は歯底の形状を再現することができる。   As described above, according to the design program of the gear 2 meshing with the pinion 1 for calculating the tooth surface coordinate or the tooth bottom coordinate of the face gear, u is the parameter in the tooth width direction of the pinion 1 and θ is the parameter of the pressure angle of the pinion 1. , The parameter of the rotational motion of the pinion 1 is Φ, the locus of the pinion 1 is determined by the function f (u, θ, Φ), the parameter u in the tooth width direction is arbitrary by considering an arbitrary cross section, and the function f In relation to the function f (Φ) representing the locus of the pinion 1 in an arbitrary cross section determined by (θ, Φ) and the z coordinates of a plurality of intersections obtained by y = y *, in the first step, an arbitrary section (a , C), a process of extracting a range where the three-points a, b, c are a <b <c, and f (b) <f (a) and f (b) <f (c); In two steps, the extracted arbitrary section ( , C), an intermediate point d between the points b and c is calculated, and f (d) is calculated, and f (b) <f (d), and the ternary points a, b, d are a <b < When d and f (b) <f (a) and f (b) <f (d), the interval where the minimum value of the function f (Φ) exists is defined as (a, d), and f (d ) <F (b), and the triple points b, d, c are b <d <c and f (d) <f (b) and f (d) <f (c) In the third step, a section having a new minimum value extracted in the second step is defined as a section ((b, c)). A calculation called a three-point method in which the processing to be replaced as a, c), the second step and the third step are repeated, and the minimum value of the function f (Φ) in the section (a, c) is finally obtained. By processing Therefore, the minimum value of the function f (Φ) at y = y * is obtained, and the minimum value is calculated as a reference for the z coordinate of the tooth surface or the tooth bottom of the gear 2 meshing with the pinion 1 at y = y *. The shape of the tooth surface or the tooth bottom of the gear can be reproduced.

また、フェースギヤの歯面座標又は歯底座標を算出するピニオン1に噛み合う歯車2の設計プログラムによれば、歯面及び歯底の双方をy=y*におけるz座標の基準として算出するため、ピニオン1に噛み合う歯車2の歯面及び歯底の双方の座標が同一計算手法で算出され、ピニオン1に噛み合う歯車2の歯面と歯底の間のすきまを段差なくシームレスにつなぐことができるため、計算手法の違いによる微細なズレを抑制することができる。   Further, according to the design program of the gear 2 meshing with the pinion 1 for calculating the tooth surface coordinate or the tooth bottom coordinate of the face gear, both the tooth surface and the tooth bottom are calculated as the reference of the z coordinate at y = y *. Since the coordinates of both the tooth surface and the tooth bottom of the gear 2 meshing with the pinion 1 are calculated by the same calculation method, the clearance between the tooth surface and the tooth bottom of the gear 2 meshing with the pinion 1 can be seamlessly connected without any step. Further, it is possible to suppress a minute shift due to a difference in calculation method.

更に、フェースギヤの歯面座標又は歯底座標を算出するピニオン1に噛み合う歯車2の設計プログラムによれば、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオン1に噛み合う歯車2とピニオン1の相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求めるため、三分点法は繰り返し計算であるため、演算時間を要するため、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオン1に噛み合う歯車2とピニオン1の相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求め、歯底座標は三分点法によって求めることによって、演算時間を短縮することができる。   Furthermore, according to the design program of the gear 2 meshed with the pinion 1 for calculating the tooth surface coordinate or the tooth bottom coordinate of the face gear, the tooth surface coordinate is the relative value of the gear 2 and the pinion 1 meshed with the normal vector of the tooth surface and the pinion 1. Since the three-point method is an iterative calculation because it is determined by the mechanical requirement that the velocity vectors are orthogonal, the operation time is required. Therefore, the tooth surface coordinates are the gear 2 meshed with the tooth surface normal vector and the pinion 1. The calculation time can be shortened by obtaining by the mechanical essential condition that the relative velocity vectors of the pinion 1 are orthogonal, and by obtaining the root coordinate by the three-point method.

その上、フェースギヤの歯面座標又は歯底座標を算出するピニオン1に噛み合う歯車2の設計プログラムによれば、ピニオン1に噛み合う歯車2はフェースギヤであるため、オフセット量、ねじれ角等の複雑な噛み合いとなるフェースギヤはフェースギヤと噛み合うピニオン1を型取りした切削工具で切削するしか正確な歯面形状及び歯底形状を再現することができなかったが、フェースギヤの正確な歯面形状及び歯底形状をピニオン1に噛み合う歯車2の設計プログラムにて再現することができる。   In addition, according to the design program for the gear 2 meshing with the pinion 1 for calculating the tooth surface coordinate or the tooth bottom coordinate of the face gear, the gear 2 meshing with the pinion 1 is a face gear, so that the offset amount, the twist angle, and the like are complicated. As for the face gear that is in mesh, the pinion 1 that meshes with the face gear can only be reproduced with a cutting tool that is shaped, but the exact tooth surface shape and root shape can only be reproduced. The tooth bottom shape can be reproduced by the design program of the gear 2 meshing with the pinion 1.

フェースギヤの金型の製造方法によれば、ピニオン1の歯幅方向のパラメータをu、ピニオン1の圧力角のパラメータをθ、ピニオン1の回転運動のパラメータをΦとし、ピニオン1の軌跡は関数f(u,θ,Φ)により決定され、任意の断面について考えることによって歯幅方向のパラメータuが任意になり、関数f(θ,Φ)により決定される任意の断面でのピニオン1の軌跡とy=y*により得られる複数の交点のz座標を表す関数f(Φ)に関し、第一ステップにおいて、任意区間(a,c)において三分点a,b,cがa<b<cであり、f(b)<f(a)かつf(b)<f(c)である範囲を抽出する処理と、第二ステップにおいて、抽出された任意区間(a,c)において、点bと点cの中間点dとし、f(d)の計算を行い、f(b)<f(d)であり、三分点a,b,dはa<b<dでかつ、f(b)<f(a)かつf(b)<f(d)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(a,d)とし、f(d)<f(b)であり、三分点b,d,cはb<d<cでかつ、f(d)<f(b)かつf(d)<f(c)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(b,c)とする最小値区間を抽出する処理と、第三ステップにおいて、第二ステップで抽出された新たな最小値のある区間を区間(a,c)として置き直す処理と、前記第二ステップ及び第三ステップを繰り返し、最終的に区間(a,c)における関数f(Φ)の値の最小値を求めるという三分点法という計算処理により、y=y*における該関数f(Φ)の最小値を求め、最小値をピニオン1に噛み合う歯車2の歯面又は歯底のy=y*におけるz座標の基準として算出し、算出された座標からピニオン1に噛み合う歯車2の歯面形状又は歯底形状を算出して、ピニオン1に噛み合う歯車2の歯面形状又は歯底形状から金型を製造するため、ピニオン1に噛み合う歯車2の歯面又は歯底はピニオン1の歯面又は歯先の軌跡と相似形状となり、ピニオン1とピニオン1に噛み合う歯車2の歯面又は歯底形状が干渉することのないフェースギヤを成形する金型を製造することができる。   According to the face gear mold manufacturing method, the pinion 1 tooth width direction parameter is u, the pinion 1 pressure angle parameter is θ, the pinion 1 rotational motion parameter is Φ, and the pinion 1 trajectory is a function. The parameter u in the tooth width direction is determined by considering an arbitrary cross section, determined by f (u, θ, Φ), and the trajectory of the pinion 1 at an arbitrary cross section determined by the function f (θ, Φ) And the function f (Φ) representing the z-coordinates of a plurality of intersections obtained by y = y *, in the first step, the trisection points a, b, c are a <b <c in the arbitrary section (a, c). In the second step, a point b is extracted in the extracted arbitrary section (a, c) in the process of extracting a range where f (b) <f (a) and f (b) <f (c) And f (d) is calculated as an intermediate point d between point c and point c. ) <F (d), and the triple points a, b, d are functions when a <b <d and f (b) <f (a) and f (b) <f (d). An interval where the minimum value of f (Φ) exists is (a, d), f (d) <f (b), and the three-quarter points b, d, c are b <d <c and f (d When d) <f (b) and f (d) <f (c), a process of extracting a minimum value section having (b, c) as a section where the minimum value of the function f (Φ) exists; In the third step, the process of replacing the section having the new minimum value extracted in the second step as the section (a, c), the second step and the third step are repeated, and finally the section (a, c The minimum value of the function f (Φ) at y = y * is determined by a calculation process called the trichotomy method of determining the minimum value of the function f (Φ) in c), and the minimum value is set to the pinion 1 The tooth surface of the meshing gear 2 or the tooth bottom is calculated as a reference for the z coordinate at y = y *, and the tooth surface shape or the tooth bottom shape of the gear 2 meshing with the pinion 1 is calculated from the calculated coordinates. In order to manufacture a mold from the tooth surface shape or the tooth bottom shape of the gear 2 meshing with the pinion 1, the tooth surface or tooth bottom of the gear 2 meshing with the pinion 1 has a shape similar to the locus of the tooth surface or tooth tip of the pinion 1, and the pinion 1 Thus, it is possible to manufacture a mold for molding a face gear in which the tooth surface or the tooth bottom shape of the gear 2 meshing with the pinion 1 does not interfere.

フェースギヤの金型の製造方法によれば、歯面座標及び歯底座標の双方をy=y*におけるz座標の基準として算出するため、ピニオン1に噛み合う歯車2の歯面及び歯底の双方の座標が同一計算手法で算出され、ピニオン1に噛み合う歯車2の歯面と歯底の間のすきまを段差なくシームレスにつなぐことができるため、計算手法の違いによる微細なズレがない金型を製造することができる。   According to the manufacturing method of the face gear mold, both the tooth surface coordinate and the tooth bottom coordinate are calculated as the reference of the z coordinate at y = y *, and therefore both the tooth surface and the tooth bottom of the gear 2 meshing with the pinion 1 are used. Are calculated using the same calculation method, and the gap between the tooth surface and the tooth bottom of the gear 2 meshing with the pinion 1 can be seamlessly connected without any step. Can be manufactured.

フェースギヤの金型の製造方法によれば、ピニオン1に噛み合う歯車2の金型の製造方法によれば、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオン1に噛み合う歯車2とピニオン1の相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求めるため、三分点法は繰り返し計算であるため、演算時間を要するため、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオン1に噛み合う歯車2とピニオン1の相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求め、歯底座標は三分点法によって求めることによって、演算時間を短縮することができ、金型の設計時間を短縮した金型の製造方法を実現できる。   According to the manufacturing method of the face gear mold, according to the manufacturing method of the gear 2 meshing with the pinion 1, the tooth surface coordinates are relative to the normal vector of the tooth surface and the gear 2 and the pinion 1 meshing with the pinion 1. Since the three-point method is an iterative calculation because it is determined by the mechanical requirement that the velocity vectors are orthogonal, the operation time is required. Therefore, the tooth surface coordinates are the gear 2 meshed with the tooth surface normal vector and the pinion 1. By obtaining the mechanical requirement that the relative velocity vectors of the pinion 1 are orthogonal, and by obtaining the root coordinate by the ternary point method, the calculation time can be shortened, and the mold design time is shortened. The manufacturing method can be realized.

ピニオン1に噛み合う歯車2の金型の製造方法によれば、ピニオン1に噛み合う歯車2はフェースギヤであるため、オフセット量、ねじれ角等の複雑な噛み合いとなるフェースギヤはフェースギヤと噛み合うピニオン1を型取りした切削工具で切削するしか正確な歯面形状及び歯底形状を再現することができなかったが、フェースギヤの正確な歯面形状及び歯底形状をピニオン1に噛み合う歯車2の設計プログラムにて再現することができ、その設計プログラムによりフェースギヤの金型を製造することができる。   According to the method of manufacturing the mold of the gear 2 that meshes with the pinion 1, the gear 2 that meshes with the pinion 1 is a face gear. Therefore, the face gear that has complicated meshing such as an offset amount and a torsion angle meshes with the face gear. The accurate tooth surface shape and root shape can be reproduced only by cutting with a cutting tool that has been shaped, but the gear 2 is designed to mesh with the pinion 1 with the exact tooth surface shape and bottom shape of the face gear. It can be reproduced by a program, and a face gear mold can be manufactured by the design program.

フェースギヤの金型によれば、フェースギヤの歯面又は歯底はピニオン1の歯面又は歯先の軌跡と相似形状となり、ピニオン1とピニオン1に噛み合う歯車2の歯面又は歯底形状が干渉することのないピニオン1に噛み合う歯車2を成形する金型を製造することができ、その金型によりフェースギヤを大量生産することができる。   According to the mold of the face gear, the tooth surface or bottom of the face gear has a shape similar to the locus of the tooth surface or tip of the pinion 1, and the tooth surface or bottom of the gear 2 that meshes with the pinion 1 and the pinion 1. A mold for molding the gear 2 that meshes with the pinion 1 without interference can be manufactured, and the face gear can be mass-produced with the mold.

フェースギヤの製造方法によれば、ピニオン1の歯幅方向のパラメータをu、ピニオン1の圧力角のパラメータをθ、ピニオン1の回転運動のパラメータをΦとし、ピニオン1の軌跡は関数f(u,θ,Φ)により決定され、任意の断面について考えることによって歯幅方向のパラメータuが任意になり、関数f(θ,Φ)により決定される任意の断面でのピニオン1の軌跡とy=y*により得られる複数の交点のz座標を表す関数f(Φ)に関し、第一ステップにおいて、任意区間(a,c)において三分点a,b,cがa<b<cであり、f(b)<f(a)かつf(b)<f(c)である範囲を抽出する処理と、第二ステップにおいて、抽出された任意区間(a,c)において、点bと点cの中間点dとし、f(d)の計算を行い、f(b)<f(d)であり、三分点a,b,dはa<b<dでかつ、f(b)<f(a)かつf(b)<f(d)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(a,d)とし、f(d)<f(b)であり、三分点b,d,cはb<d<cでかつ、f(d)<f(b)かつf(d)<f(c)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(b,c)とする最小値区間を抽出する処理と、第三ステップにおいて、第二ステップで抽出された新たな最小値のある区間を区間(a,c)として置き直す処理と、前記第二ステップ及び第三ステップを繰り返し、最終的に区間(a,c)における関数f(Φ)の値の最小値を求めるという三分点法という計算処理により、y=y*における該関数f(Φ)の最小値を求め、該最小値をピニオン1に噛み合う歯車2の歯面又は歯底のy=y*におけるz座標の基準として算出し、算出された座標からピニオン1に噛み合う歯車2の歯面形状又は歯底形状を設計するピニオン1に噛み合う歯車2の設計工程と、ピニオン1に噛み合う歯車2の歯面形状又は歯底形状から金型を製造する金型の製造工程と、金型によりピニオン1に噛み合う歯車2を製造するため、フェースギヤの歯面又は歯底はピニオン1の歯面又は歯先の軌跡と相似形状となり、ピニオン1とフェースギヤの歯面又は歯底形状が干渉することのないピニオン1に噛み合う歯車2を金型により製造することができる。   According to the manufacturing method of the face gear, u is the parameter in the tooth width direction of the pinion 1, θ is the parameter of the pressure angle of the pinion 1, and Φ is the parameter of the rotational motion of the pinion 1, and the locus of the pinion 1 is a function f (u , θ, Φ), and by considering an arbitrary cross section, the parameter u in the tooth width direction becomes arbitrary, and the locus of the pinion 1 in an arbitrary cross section determined by the function f (θ, Φ) and y = Regarding the function f (Φ) representing the z-coordinates of a plurality of intersections obtained by y *, in the first step, the trisection points a, b, c are a <b <c in an arbitrary section (a, c), In the process of extracting a range where f (b) <f (a) and f (b) <f (c), and in the second step, points b and c in the extracted arbitrary section (a, c) F (d) is calculated using the intermediate point d of f (b) < If (d), and the three-points a, b, d are a <b <d and f (b) <f (a) and f (b) <f (d), then the function f (Φ ) Is a section where the minimum value exists (a, d), and f (d) <f (b), and the trisection points b, d, c are b <d <c and f (d) < When f (b) and f (d) <f (c), a process of extracting a minimum value section having (b, c) as a section where the minimum value of the function f (Φ) exists, and a third step , The process of replacing the section having the new minimum value extracted in the second step as the section (a, c), the second step and the third step are repeated, and finally the section (a, c) The minimum value of the function f (Φ) at y = y * is obtained by a calculation process called a three-point method in which the minimum value of the function f (Φ) is obtained, and the minimum value is engaged with the pinion 1 A gear meshing with the pinion 1 that calculates the tooth surface shape or the tooth bottom shape of the gear 2 that meshes with the pinion 1 based on the calculated coordinates and calculated as the reference of the z coordinate at the tooth surface or the tooth bottom of the gear wheel 2 In order to manufacture the gear 2 that meshes with the pinion 1 by the mold, and the manufacturing process of the mold that manufactures the mold from the tooth surface shape or the tooth bottom shape of the gear 2 that meshes with the pinion 1, The tooth surface or bottom of the tooth is similar to the locus of the tooth surface or tip of the pinion 1, and the gear 2 that meshes with the pinion 1 without interference of the tooth surface or the bottom of the face gear is manufactured by a mold. can do.

フェースギヤの製造方法によれば、歯面座標及び歯底座標の双方をy=y*におけるz座標の基準として算出するため、ピニオン1に噛み合う歯車2の歯面及び歯底の双方の座標が同一計算手法で算出され、ピニオン1に噛み合う歯車2の歯面と歯底の間のすきまを段差なくシームレスにつなぐことができるため、計算手法の違いによる微細なズレがなく、フェースギヤの歯面と歯底の間に段差なくシームレスにつながれたフェースギヤを金型により製造することができる。   According to the manufacturing method of the face gear, since both the tooth surface coordinate and the tooth bottom coordinate are calculated as the reference of the z coordinate at y = y *, the coordinates of both the tooth surface and the tooth bottom of the gear 2 meshing with the pinion 1 are obtained. The gap between the tooth surface of the gear 2 and the tooth bottom calculated by the same calculation method and meshing with the pinion 1 can be seamlessly connected without any step, so there is no fine deviation due to the difference in the calculation method, and the tooth surface of the face gear A face gear that is seamlessly connected between the tooth bottom and the tooth bottom can be manufactured by a mold.

フェースギヤの製造方法によれば、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオン1に噛み合う歯車2とピニオン1の相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求めるため、三分点法は繰り返し計算であるため、演算時間を要するため、歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオン1に噛み合う歯車2とピニオン1の相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求め、歯底座標は三分点法によって求めることによって、演算時間を短縮することができ、金型の設計時間を短縮したピニオン1に噛み合う歯車2の製造方法を実現できる。   According to the manufacturing method of the face gear, the tooth surface coordinates are obtained by the mechanical essential condition that the normal vector of the tooth surface and the relative velocity vector of the gear 2 and the pinion 1 meshing with the pinion 1 are orthogonal to each other. Since it is an iterative calculation, calculation time is required. Therefore, the tooth surface coordinate is obtained by a mechanical essential condition that the normal vector of the tooth surface and the relative velocity vector of the gear 2 and the pinion 1 meshing with the pinion 1 are orthogonal to each other. By obtaining the base coordinates by the trichotomy method, the calculation time can be shortened, and a method of manufacturing the gear 2 meshing with the pinion 1 with a shortened mold design time can be realized.

ピニオン1に噛み合う歯車2の製造方法によれば、ピニオン1に噛み合う歯車2はフェースギヤであるため、オフセット量、ねじれ角等の複雑な噛み合いとなるフェースギヤはフェースギヤと噛み合うピニオン1を型取りした切削工具で切削するしか正確な歯面形状及び歯底形状を再現することができなかったが、フェースギヤの正確な歯面形状及び歯底形状をピニオン1に噛み合う歯車2の設計プログラムにて再現することができ、その設計プログラムによりフェースギヤを金型により製造することができる。   According to the manufacturing method of the gear 2 that meshes with the pinion 1, the gear 2 that meshes with the pinion 1 is a face gear. Therefore, the face gear that is complicatedly meshed such as the offset amount and the torsion angle takes the pinion 1 that meshes with the face gear. The exact tooth surface shape and root shape can only be reproduced by cutting with the cutting tool, but with the design program for the gear 2 that meshes the exact tooth surface shape and the tooth bottom shape of the face gear with the pinion 1. The face gear can be manufactured by a mold according to the design program.

フェースギヤは上記フェースギヤの製造方法により製造されたため、フェースギヤはピニオン1の歯面又は歯先の軌跡と相似形状となり、ピニオン1とフェースギヤの歯面又は歯底形状が干渉することのないピニオン1に噛み合う歯車2を成形する金型を製造することができ、その金型によりフェースギヤを大量生産することができる。   Since the face gear is manufactured by the method for manufacturing the face gear, the face gear has a shape similar to the tooth surface or tooth tip locus of the pinion 1, and the tooth surface or the tooth bottom shape of the pinion 1 does not interfere with each other. A mold for molding the gear 2 meshing with the pinion 1 can be manufactured, and the face gear can be mass-produced with the mold.

尚、本実施例では、ピニオン1に噛み合う歯車2としてフェースギヤを中心に説明したが、ピニオン1及びピニオン1に噛み合う歯車2として平歯車、はすば歯車、やまば歯車、ラック、傘歯車、冠歯車、ウォームギヤ、ハイポイドギヤに用いてもよい。   In this embodiment, the face gear is mainly described as the gear 2 that meshes with the pinion 1, but the spur gear, the helical gear, the helical gear, the rack, the bevel gear, the pinion 1 and the gear 2 that meshes with the pinion 1, You may use for a crown gear, a worm gear, and a hypoid gear.

本発明のピニオンとフェースギヤの斜視図である。It is a perspective view of the pinion and face gear of the present invention. 本発明のピニオンとフェースギヤの座標系を表した図である。It is a figure showing the coordinate system of the pinion and face gear of this invention. 本発明の任意のx断面におけるピニオンの曲線群と包絡線を表した図である。It is a figure showing the curve group and envelope of the pinion in arbitrary x cross sections of the present invention. 本発明の関数f(Φ)と三分点を表した図である。It is a figure showing the function f ((PHI)) and the half point of this invention. 本発明の三分点法により得られたフェースギヤの歯面と歯底の点列を表す図である。It is a figure showing the tooth | gear surface of a face gear obtained by the three point method of this invention, and the point sequence of a tooth base. 本発明の歯面の相対速度ベクトルと法線ベクトルの関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the relative velocity vector of a tooth surface of this invention, and a normal vector.

1 ピニオン
2 ピニオンに噛み合う歯車
1 Pinion 2 Gear meshing with pinion

Claims (14)

ピニオン(1)に噛み合う歯車(2)の歯面座標又は歯底座標を算出するピニオンに噛み合う歯車の設計プログラムにおいて、
ピニオン(1)の歯幅方向のパラメータをu、ピニオン(1)の圧力角のパラメータをθ、ピニオン(1)の回転運動のパラメータをΦとし、ピニオン(1)の軌跡は関数f(u,θ,Φ)により決定され、任意の断面について考えることによって歯幅方向のパラメータuが任意になり、関数f(θ,Φ)により決定される任意の断面でのピニオン(1)の軌跡とy=y*により得られる複数の交点のz座標を表す関数f(Φ)に関し、
第一ステップにおいて、任意区間(a,c)において三分点a,b,cがa<b<cであり、f(b)<f(a)かつf(b)<f(c)である範囲を抽出する処理と、
第二ステップにおいて、抽出された任意区間(a,c)において、点bと点cの中間点dとし、f(d)の計算を行い、f(b)<f(d)であり、三分点a,b,dはa<b<dでかつ、f(b)<f(a)かつf(b)<f(d)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(a,d)とし、
f(d)<f(b)であり、三分点b,d,cはb<d<cでかつ、f(d)<f(b)かつf(d)<f(c)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(b,c)とする最小値区間を抽出する処理と、
第三ステップにおいて、第二ステップで抽出された新たな最小値のある区間を区間(a,c)として置き直す処理と、
前記第二ステップ及び第三ステップを繰り返し、最終的に区間(a,c)における関数f(Φ)の値の最小値を求めるという三分点法という計算処理により、
y=y*における該関数f(Φ)の最小値を求め、該最小値をピニオン(1)に噛み合う歯車(2)の歯面又は歯底のy=y*におけるz座標の基準として算出することを特徴とするピニオンに噛み合う歯車の設計プログラム。
In the design program of the gear meshing with the pinion for calculating the tooth surface coordinate or the tooth bottom coordinate of the gear (2) meshing with the pinion (1),
The pinion (1) tooth width direction parameter is u, the pinion (1) pressure angle parameter is θ, the pinion (1) rotational motion parameter is Φ, and the pinion (1) trajectory is a function f (u, The parameter u in the tooth width direction is determined by considering an arbitrary cross section, and the locus of the pinion (1) at an arbitrary cross section determined by the function f (θ, Φ) and y = Function f (Φ) representing z coordinates of a plurality of intersection points obtained by y *
In the first step, in the arbitrary section (a, c), the third points a, b, c are a <b <c, and f (b) <f (a) and f (b) <f (c) A process of extracting a range;
In the second step, in the extracted arbitrary section (a, c), f (d) is calculated by setting an intermediate point d between the points b and c, and f (b) <f (d). The dividing points a, b, and d have a minimum value of the function f (Φ) when a <b <d and f (b) <f (a) and f (b) <f (d). Let the interval be (a, d),
f (d) <f (b), and the triple points b, d, c are b <d <c and f (d) <f (b) and f (d) <f (c). A process of extracting a minimum value section having (b, c) as a section where the minimum value of the function f (Φ) exists;
In the third step, a process of replacing the section having the new minimum value extracted in the second step as the section (a, c);
By repeating the second step and the third step, and finally calculating the minimum value of the function f (Φ) in the section (a, c), a calculation process called a trichotomy method,
The minimum value of the function f (Φ) at y = y * is obtained, and the minimum value is calculated as a reference for the z coordinate of the tooth surface or the bottom of the gear (2) meshing with the pinion (1) at y = y *. A design program for a gear that meshes with a pinion.
歯面座標及び歯底座標の双方をy=y*におけるz座標の基準として算出することを特徴とする請求項1に記載のピニオンに噛み合う歯車の設計プログラム。   2. The design program for a gear meshing with a pinion according to claim 1, wherein both the tooth surface coordinate and the tooth bottom coordinate are calculated as a reference for the z coordinate at y = y *. 歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオン(1)に噛み合う歯車(2)とピニオン(1)の相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求めることを特徴とする請求項1に記載のピニオンに噛み合う歯車の設計プログラム。   The tooth surface coordinates are obtained by a mechanical essential condition that the normal vector of the tooth surface and the relative velocity vector of the gear (2) and the pinion (1) meshing with the pinion (1) are orthogonal to each other. Design program for gears that mesh with the described pinion. 前記ピニオン(1)に噛み合う歯車(2)はフェースギヤであることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のピニオンに噛み合う歯車の設計プログラム。   The gear (2) meshing with the pinion (1) is a face gear, and the design program for the gear meshing with the pinion according to any one of claims 1 to 3. ピニオン(1)に噛み合う歯車(2)の金型の製造方法において、
ピニオン(1)の歯幅方向のパラメータをu、ピニオン(1)の圧力角のパラメータをθ、ピニオン(1)の回転運動のパラメータをΦとし、ピニオン(1)の軌跡は関数f(u,θ,Φ)により決定され、任意の断面について考えることによって歯幅方向のパラメータuが任意になり、関数f(θ,Φ)により決定される任意の断面でのピニオン(1)の軌跡とy=y*により得られる複数の交点のz座標を表す関数f(Φ)に関し、
第一ステップにおいて、任意区間(a,c)において三分点a,b,cがa<b<cであり、f(b)<f(a)かつf(b)<f(c)である範囲を抽出する処理と、
第二ステップにおいて、抽出された任意区間(a,c)において、点bと点cの中間点dとし、f(d)の計算を行い、f(b)<f(d)であり、三分点a,b,dはa<b<dでかつ、f(b)<f(a)かつf(b)<f(d)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(a,d)とし、
f(d)<f(b)であり、三分点b,d,cはb<d<cでかつ、f(d)<f(b)かつf(d)<f(c)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(b,c)とする最小値区間を抽出する処理と、
第三ステップにおいて、第二ステップで抽出された新たな最小値のある区間を区間(a,c)として置き直す処理と、
前記第二ステップ及び第三ステップを繰り返し、最終的に区間(a,c)における関数f(Φ)の値の最小値を求めるという三分点法という計算処理により、
y=y*における該関数f(Φ)の最小値を求め、該最小値をピニオン(1)に噛み合う歯車(2)の歯面又は歯底のy=y*におけるz座標の基準として算出し、
算出された座標からピニオン(1)に噛み合う歯車(2)の歯面形状又は歯底形状を算出して、該ピニオン(1)に噛み合う歯車(2)の歯面形状又は歯底形状から金型を製造することを特徴とするピニオンに噛み合う歯車の金型の製造方法。
In the manufacturing method of the mold of the gear (2) meshing with the pinion (1),
The pinion (1) tooth width direction parameter is u, the pinion (1) pressure angle parameter is θ, the pinion (1) rotational motion parameter is Φ, and the pinion (1) trajectory is a function f (u, The parameter u in the tooth width direction is determined by considering an arbitrary cross section, and the locus of the pinion (1) at an arbitrary cross section determined by the function f (θ, Φ) and y = Function f (Φ) representing z coordinates of a plurality of intersection points obtained by y *
In the first step, in the arbitrary section (a, c), the third points a, b, c are a <b <c, and f (b) <f (a) and f (b) <f (c) A process of extracting a range;
In the second step, in the extracted arbitrary section (a, c), f (d) is calculated by setting an intermediate point d between the points b and c, and f (b) <f (d). The dividing points a, b, and d have a minimum value of the function f (Φ) when a <b <d and f (b) <f (a) and f (b) <f (d). Let the interval be (a, d),
f (d) <f (b), and the triple points b, d, c are b <d <c and f (d) <f (b) and f (d) <f (c). A process of extracting a minimum value section having (b, c) as a section where the minimum value of the function f (Φ) exists;
In the third step, a process of replacing the section having the new minimum value extracted in the second step as the section (a, c);
By repeating the second step and the third step, and finally calculating the minimum value of the function f (Φ) in the section (a, c), a calculation process called a trichotomy method,
The minimum value of the function f (Φ) at y = y * is obtained, and the minimum value is calculated as a reference for the z coordinate of the tooth surface or the bottom of the gear (2) meshing with the pinion (1) at y = y *. ,
The tooth surface shape or the root shape of the gear (2) meshing with the pinion (1) is calculated from the calculated coordinates, and the mold is calculated from the tooth surface shape or the tooth bottom shape of the gear (2) meshing with the pinion (1). The manufacturing method of the metal mold | die of the gear meshing | engaged with a pinion characterized by manufacturing this.
歯面座標及び歯底座標の双方をy=y*におけるz座標の基準として算出することを特徴とする請求項5に記載のピニオンに噛み合う歯車の金型の製造方法。   6. The method for producing a mold for a gear meshing with a pinion according to claim 5, wherein both the tooth surface coordinate and the tooth bottom coordinate are calculated as a reference for the z coordinate at y = y *. 歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオン(1)に噛み合う歯車(2)とピニオン(1)の相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求めることを特徴とする請求項5に記載のピニオンに噛み合う歯車の金型の製造方法。   The tooth surface coordinates are obtained by a mechanical requirement that the normal vector of the tooth surface and the relative velocity vector of the gear (2) and the pinion (1) meshing with the pinion (1) are orthogonal to each other. The manufacturing method of the metal mold | die of the gear which meshes with the pinion of description. 前記ピニオン(1)に噛み合う歯車(2)はフェースギヤであることを特徴とする請求項6乃至7の何れかに記載のピニオンに噛み合う歯車の金型の製造方法。   The method for manufacturing a mold for a gear meshing with a pinion according to any one of claims 6 to 7, wherein the gear (2) meshing with the pinion (1) is a face gear. 前記金型の製造方法により製造されたことを特徴とする請求項5乃至8の何れかに記載のピニオンに噛み合う歯車の金型。   The gear mold for meshing with the pinion according to any one of claims 5 to 8, wherein the mold is manufactured by the method for manufacturing the mold. ピニオン(1)に噛み合う歯車(2)の製造方法において、
ピニオン(1)の歯幅方向のパラメータをu、ピニオン(1)の圧力角のパラメータをθ、ピニオン(1)の回転運動のパラメータをΦとし、ピニオン(1)の軌跡は関数f(u,θ,Φ)により決定され、任意の断面について考えることによって歯幅方向のパラメータuが任意になり、関数f(θ,Φ)により決定される任意の断面でのピニオン(1)の軌跡とy=y*により得られる複数の交点のz座標を表す関数f(Φ)に関し、
第一ステップにおいて、任意区間(a,c)において三分点a,b,cがa<b<cであり、f(b)<f(a)かつf(b)<f(c)である範囲を抽出する処理と、
第二ステップにおいて、抽出された任意区間(a,c)において、点bと点cの中間点dとし、f(d)の計算を行い、f(b)<f(d)であり、三分点a,b,dはa<b<dでかつ、f(b)<f(a)かつf(b)<f(d)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(a,d)とし、
f(d)<f(b)であり、三分点b,d,cはb<d<cでかつ、f(d)<f(b)かつf(d)<f(c)である場合、関数f(Φ)の最小値の存在する区間を(b,c)とする最小値区間を抽出する処理と、
第三ステップにおいて、第二ステップで抽出された新たな最小値のある区間を区間(a,c)として置き直す処理と、
前記第二ステップ及び第三ステップを繰り返し、最終的に区間(a,c)における関数f(Φ)の値の最小値を求めるという三分点法という計算処理により、
y=y*における該関数f(Φ)の最小値を求め、該最小値をピニオン(1)に噛み合う歯車(2)の歯面又は歯底のy=y*におけるz座標の基準として算出し、
算出された座標からピニオン(1)に噛み合う歯車(2)の歯面形状又は歯底形状を設計するピニオン(1)に噛み合う歯車(2)の設計工程と、該ピニオン(1)に噛み合う歯車(2)の歯面形状又は歯底形状から金型を製造する金型の製造工程と、該金型によりピニオン(1)に噛み合う歯車(2)を製造することを特徴とするピニオンに噛み合う歯車の製造方法。
In the manufacturing method of the gear (2) meshing with the pinion (1),
The pinion (1) tooth width direction parameter is u, the pinion (1) pressure angle parameter is θ, the pinion (1) rotational motion parameter is Φ, and the pinion (1) trajectory is a function f (u, The parameter u in the tooth width direction is determined by considering an arbitrary cross section, and the locus of the pinion (1) at an arbitrary cross section determined by the function f (θ, Φ) and y = Function f (Φ) representing z coordinates of a plurality of intersection points obtained by y *
In the first step, in the arbitrary section (a, c), the third points a, b, c are a <b <c, and f (b) <f (a) and f (b) <f (c) A process of extracting a range;
In the second step, in the extracted arbitrary section (a, c), f (d) is calculated by setting an intermediate point d between the points b and c, and f (b) <f (d). The dividing points a, b, and d have a minimum value of the function f (Φ) when a <b <d and f (b) <f (a) and f (b) <f (d). Let the interval be (a, d),
f (d) <f (b), and the triple points b, d, c are b <d <c and f (d) <f (b) and f (d) <f (c). A process of extracting a minimum value section having (b, c) as a section where the minimum value of the function f (Φ) exists;
In the third step, a process of replacing the section having the new minimum value extracted in the second step as the section (a, c);
By repeating the second step and the third step, and finally calculating the minimum value of the function f (Φ) in the section (a, c), a calculation process called a trichotomy method,
The minimum value of the function f (Φ) at y = y * is obtained, and the minimum value is calculated as a reference for the z coordinate of the tooth surface or the bottom of the gear (2) meshing with the pinion (1) at y = y *. ,
The design step of the gear (2) meshing with the pinion (1) for designing the tooth surface shape or the root shape of the gear (2) meshing with the pinion (1) from the calculated coordinates, and the gear meshing with the pinion (1) ( 2) A manufacturing process of a mold for manufacturing a mold from a tooth surface shape or a tooth bottom shape, and a gear (2) that meshes with the pinion (1) by the mold. Production method.
歯面座標及び歯底座標の双方をy=y*におけるz座標の基準として算出することを特徴とする請求項10に記載のピニオンに噛み合う歯車の製造方法。   11. The method of manufacturing a gear meshing with a pinion according to claim 10, wherein both the tooth surface coordinate and the tooth bottom coordinate are calculated as a reference for the z coordinate at y = y *. 歯面座標は歯面の法線ベクトルとピニオン(1)に噛み合う歯車(2)とピニオン(1)の相対速度ベクトルが直交するという機構学的必須条件によって求めることを特徴とする請求項10に記載のピニオンに噛み合う歯車の製造方法。   The tooth surface coordinates are obtained by a mechanical requirement that the normal vector of the tooth surface and the relative velocity vector of the gear (2) and the pinion (1) meshing with the pinion (1) are orthogonal to each other. The manufacturing method of the gear which meshes with the pinion of description. 前記ピニオン(1)に噛み合う歯車(2)はフェースギヤであることを特徴とする請求項10乃至12に何れかに記載の歯車の製造方法。   The gear manufacturing method according to any one of claims 10 to 12, wherein the gear (2) meshing with the pinion (1) is a face gear. 前記ピニオン(1)に噛み合う歯車(2)の製造方法により製造されたことを特徴とする請求項10乃至13の何れかに記載のピニオンに噛み合う歯車。   14. The gear meshing with the pinion according to claim 10, wherein the gear meshing with the pinion is manufactured by a manufacturing method of the gear (2) meshing with the pinion (1).
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