JP2012101313A - Method for machining tooth surface of spiral bevel gear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、曲がり歯傘歯車の歯面加工方法に関する。 The present invention relates to a tooth surface processing method for a bent bevel gear.
曲がり歯傘歯車の歯面は、高価な専用歯切り盤及び専用カッタを用い、高度な計算プロセスを経た結果に基づき歯切りを行なうことによって形成している。最終的に行う歯当たりの微妙な修正は経験豊富な技能者の技能に期待するところが大であり、高額な費用と長い作業時間と特殊技能を必要とする。
即ち、ギア、ピニオンの歯面加工には、特殊な技術と経験、及び高度な計算に基づき、基準の座標位置から微小調整(機械テーブルの前後移動による微調整、ワークの軸方向移動による微調整、それぞれの軸心をずらすオフセット調整等)してマシンセッティングを行ない、カッタの傾きや位置等を求める必要があった。
The tooth surface of the bent bevel gear is formed by performing gear cutting based on the result of an advanced calculation process using an expensive dedicated gear cutter and a dedicated cutter. The subtle modification of the final tooth contact is highly expected from the skills of experienced technicians, and requires high costs, long working time and special skills.
In other words, for gear and pinion tooth surface processing, based on special techniques and experience, and advanced calculations, fine adjustment from the reference coordinate position (fine adjustment by moving the machine table back and forth, fine adjustment by moving the workpiece in the axial direction) It was necessary to perform machine settings by adjusting the offsets that shift the axes, and to determine the tilt and position of the cutter.
具体的に説明すると、通常、ギア、ピニオンの歯面は、JIS B 0174に示す「クランプ歯切り工具」、「曲がり歯傘歯車用カッタ」を用いて加工する。
ギア(大歯車)の歯面は、梯形断面の切れ歯を有するカッタを基準位置に取り付け、カッタを回転させながら軸方向に送るというカッタの簡単な動きで加工する。
ピニオン(小歯車)の歯面は、ピニオン歯面加工用の専用カッタで加工するが、相手ギアとの適切な歯当たりを得るために必ず歯当たり修整を含めた加工を行う。
歯当たり修整方法は、カッタ、ピニオン歯車の取付位置を基準位置から単一項目又は複数項目移動させる「マシンセッティング修整」状態で加工を行い、目標とする「歯当たり」を得るのが一般的であるが、マシンセッティング修整仕様を決定するには、高度な経験と技術が要求される。
More specifically, the tooth surfaces of gears and pinions are usually processed using a “clamp tooth cutting tool” and a “bend bevel gear cutter” shown in JIS B 0174.
The tooth surface of the gear (large gear) is processed by a simple movement of the cutter in which a cutter having a trapezoidal section of cutting teeth is attached to a reference position and the cutter is rotated and fed in the axial direction.
The tooth surface of the pinion (small gear) is processed with a dedicated cutter for processing the pinion tooth surface, but in order to obtain an appropriate tooth contact with the mating gear, processing including tooth contact modification is always performed.
Tooth contact correction method is generally to obtain the target “tooth contact” by processing in the “machine setting adjustment” state in which the mounting position of the cutter and pinion gear is moved from the reference position to a single item or multiple items. However, advanced experience and skills are required to determine machine setting modification specifications.
また、十分な歯車の強度、寿命、振動低減を得るためには、適切な歯当たり確保が必要であり、その指針として、曲がり歯傘歯車の歯当たりがJIS B 1741-1977に規定されている。この規定には、傘歯車の区分ごとに必要とされる歯筋方向及び歯丈方向における当たり長さが記載されていると共に、歯筋の両端から歯筋の長さのほぼ10%の部分に強い当たりがあってはならないと記載されている。
そして、目的に応じて設計者の意図する位置に歯当たりを確保するために、歯形及び歯筋に関して数回の修整トライを行なうこともあるが、その予測計算には高度な計算と経験と時間と費用を要するのが普通である。
In addition, in order to obtain sufficient gear strength, life, and vibration reduction, it is necessary to ensure appropriate tooth contact, and as a guideline, the tooth contact of a bent tooth bevel gear is defined in JIS B 1741-1977. . This regulation describes the contact length in the tooth trace direction and the tooth height direction required for each section of the bevel gear, and is approximately 10% of the length of the tooth trace from both ends of the tooth trace. It is stated that there should be no strong hits.
Depending on the purpose, in order to secure the tooth contact at the position intended by the designer, several correction trials may be performed on the tooth profile and the tooth trace, but the prediction calculation requires advanced calculation, experience, and time. It usually costs money.
従来、円盤状カッタを工具軸に取り付けると共に、被削歯車を主軸に取り付け、工具軸を3軸方向に移動させることにより、被削歯車のピッチ円錐角に回転平面が合わされた円盤状カッタを公転させて、仮想冠歯車を出現させるまがりばかさ歯車製造方法が記載されている(特許文献1参照)。
上記従来の方法によれば、曲がり歯歯車用の歯切専用機を用いることなく、汎用の工作機械によって曲がり歯傘歯車の歯面を加工することができる。しかし、この方法は、適切な歯当たりを得るために、歯車の歯筋を修正する技術を備えていない。
Conventionally, a disc-shaped cutter whose rotational plane is aligned with the pitch cone angle of the work gear is revolved by attaching the disc-shaped cutter to the tool shaft, attaching the work gear to the main shaft, and moving the tool shaft in three directions. Then, a spiral bevel gear manufacturing method is described in which a virtual crown gear appears (see Patent Document 1).
According to the above-described conventional method, the tooth surface of the bent bevel gear can be processed by a general-purpose machine tool without using a dedicated gear cutting machine for the bent gear. However, this method does not include a technique for correcting the tooth trace of the gear in order to obtain an appropriate tooth contact.
本発明が解決しようとする課題は、高額な装置や高度な技術を必要とせずに、カッタの回転中心位置を制御するだけで簡単に歯筋修正を行なうことができ、歯面加工が容易でコストが低廉で済む曲がり歯傘歯車の歯面加工方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that it is possible to easily correct tooth traces by simply controlling the rotation center position of the cutter without requiring expensive equipment and advanced technology, and tooth surface processing is easy. An object of the present invention is to provide a method of processing a tooth surface of a bent bevel gear that can be manufactured at low cost.
本発明の曲がり歯傘歯車の歯面加工方法は、切刃を有するカッタを、互いに直交するX,Y,Z軸方向に移動可能に、且つ、前記切刃の回転中心軸がZ軸と平行になるよう設け、被切削歯車を、その中心軸が座標原点を通るよう、且つ、該被切削歯車に形成する歯の歯底円錐面がX−Y平面と平行になるよう設置し、前記カッタを回転させながらZ軸方向に移動すると共に、前記切刃の回転中心軸を、座標原点を中心とする円弧に沿ってX,Y軸方向に移動させて前記被切削歯車の周面を切削し、曲がり歯傘歯車対の歯面を加工する方法であって、前記切刃の回転中心軸の軌道を、曲がり歯傘歯車対の歯面が全面歯当たりとなる大径側基準位置及び小径側基準位置を通る基準軌道から、前記歯面の大径側端部及び小径側端部における修正目標値並びに歯面の修正開始位置に基づいて換算した大径側修正値及び小径側修正値だけX,Y軸方向に移動した大径側修正位置及び小径側修正位置を通る修正軌道とすることにより、歯筋の両端部に無負荷時歯当たりの無い領域を形成する。 According to the method of processing a tooth surface of a bevel gear according to the present invention, a cutter having a cutting edge can be moved in X, Y, and Z axis directions orthogonal to each other, and the rotation center axis of the cutting edge is parallel to the Z axis. The cutting gear is installed so that the central axis thereof passes through the coordinate origin, and the root conical surface of the tooth formed on the cutting gear is parallel to the XY plane. Is moved in the Z-axis direction while rotating the cutter, and the rotation center axis of the cutting blade is moved in the X- and Y-axis directions along an arc centered on the coordinate origin to cut the peripheral surface of the gear to be cut. A method of processing a tooth surface of a bent bevel gear pair, wherein the trajectory of the central axis of rotation of the cutting blade is a large-diameter side reference position and a small-diameter side where the tooth surface of the bent bevel gear pair contacts the entire surface. From the reference trajectory passing through the reference position, the correction target at the large diameter side end and the small diameter side end of the tooth surface And a correction trajectory passing through the large-diameter correction position and the small-diameter correction position moved in the X and Y axis directions by the large-diameter correction value and the small-diameter correction value converted based on the correction start position of the tooth surface, A region where there is no tooth contact at the time of no load is formed at both ends of the tooth trace.
前記切刃が前記歯底円錐面と一致するよう、前記被切削歯車をその中心軸周りに回転させて、前記被切削歯車の周面を切削することがある。
一方の曲がり歯傘歯車となる前記被切削歯車の歯筋のみに、前記無負荷時歯当たりの無い領域を形成することができる。
前記切刃の回転中心軸の軌道を前記基準軌道として切削を行ない、前記被切削歯車に曲がり歯傘歯車対が全面歯当たりとなる歯面を形成した後、前記切刃の回転中心軸の軌道を修正軌道として切削を行ない、歯筋の両端部に無負荷時歯当たりの無い領域を形成しても良い。
The peripheral surface of the gear to be cut may be cut by rotating the gear to be cut around its central axis so that the cutting edge coincides with the conical surface of the tooth bottom.
A region without the tooth contact at the time of no load can be formed only in the tooth trace of the gear to be cut that is one bent bevel gear.
Cutting is performed with the trajectory of the rotation center axis of the cutting edge as the reference trajectory, and after forming a tooth surface on which the pair of bevel gears are in full contact with the gear to be cut, the trajectory of the rotation center axis of the cutting edge May be cut as a correction trajectory to form areas where there is no tooth contact under no load at both ends of the tooth trace.
あるいは、前記切刃の回転中心軸の軌道を修正軌道として切削を行ない、歯筋の両端部に無負荷時歯当たりの無い領域を有する歯面の創成を行なっても良い。
断面梯形の切刃を有するカッタを用い、前記切刃の先端が歯底円錐面に達するまで前記カッタをZ軸方向に移動させることにより、全歯丈に亘って無負荷時歯当たりの無い領域を形成することがある。
また、側面の先端部に切削部が形成された切刃を有するカッタを用い、該カッタのZ軸方向への移動を制御することにより、歯丈の一部に無負荷時歯当たりの無い領域を形成することもある。
Alternatively, cutting may be performed with the trajectory of the rotation center axis of the cutting blade as a correction trajectory, and a tooth surface having areas where there is no tooth contact at no load at both ends of the tooth trace may be created.
Using a cutter having a cutting edge with a trapezoidal cross section and moving the cutter in the Z-axis direction until the tip of the cutting edge reaches the root conical surface, the area where there is no tooth contact at all loads over the entire tooth height May form.
In addition, by using a cutter having a cutting edge with a cutting part formed at the tip of the side surface, and controlling the movement of the cutter in the Z-axis direction, a region where there is no tooth contact when no load is applied to a part of the tooth height May be formed.
請求項1に係る発明によれば、カッタの回転中心位置を制御するだけで、歯面加工のための高額な歯切り専用機や高度な技術を用いることなく、簡単に歯面創成及び歯筋修正を行なうことができるので、歯面加工が容易で、歯面加工に要するコストが低廉で済む。
請求項2に係る発明によれば、歯筋の大径側端部及び小径側端部においても、歯底が正確に歯底円錐面と接するよう歯面を形成することができる。
請求項3に係る発明によれば、他方の曲がり歯傘歯車となる被切削歯車には歯筋修正を施さず、切刃の回転中心軸を基準位置に設定して切削するだけで、望ましい歯当たりを確保することができる。
According to the first aspect of the present invention, tooth surface creation and tooth traces can be easily performed without controlling an expensive gear-cutting machine or advanced technology for tooth surface processing only by controlling the rotation center position of the cutter. Since correction can be performed, tooth surface processing is easy, and the cost required for tooth surface processing is low.
According to the invention which concerns on
According to the third aspect of the present invention, the tooth to be cut that is the other bevel gear bend gear is not subjected to tooth trace correction, and only by cutting with the rotation center axis of the cutting blade set as the reference position, the desired tooth is obtained. Wins can be secured.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、円盤2の外周部に複数の切刃3を配設して成るカッタ1を用いて、図2に示すような曲がり歯傘歯車対(歯数の多いギアG1と歯数の少ないピニオンG2)の歯面加工を行なう。
カッタ1は、互いに直交するX,Y,Z軸方向に移動可能で、Z軸と平行な工具軸(図示せず)の先端に取り付けられる。
被切削歯車4は、座標原点(O1)を通ってX−Z平面に含まれ、X軸との角度が可変なA軸上に配置した回転軸5の先端に取り付けられる。被切削歯車4は、その中心軸がA軸と一致し、周面に形成しようとする各歯の歯底を含む歯底円錐面がX−Y平面と平行になるよう、即ち、A軸とX軸との交差角度が歯底円錐角と同じくなるようセットされる。
そして、工具軸を回転させながらZ軸方向に移動させ、切刃3の先端が歯底円錐面に達するまでカッタ1を追い込むことにより、ギアG1及びピニオンG2の歯面を得る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, using a
The
The
And the tooth surface of the gear G1 and the pinion G2 is obtained by moving in the Z-axis direction while rotating the tool shaft and driving the
実際に歯面加工を行う場合は、ギアG1及びピニオンG2の基本設計が図面として与えられる。
ギアG1の歯面を加工するためのカッタ1の切刃3の断面形状と円盤2の半径(切刃3の軌道の半径)を決定する。切刃3の軌道の半径は、被切削歯車4の大径円錐距離(座標原点から被切削歯車4の大径側端部までの距離)と同じか、少し小さい値とする。
このカッタ1による加工で得られるギアG1の歯面を3次元歯面上の点群として、それぞれの点の座標、法線ベクトル、及び曲率半径を求める。
次いで、ギアG1と噛み合うピニオンG2の「共役歯面」を数学的手法で求める。計算で求めた「共役歯面」は、ギアG1とピニオンG2とを噛み合わせると、当然100%歯面当たりとなる。
この曲がり歯傘歯車対を実用に供するには、一方の曲がり歯傘歯車(通常は、歯数の少ないピニオンG2)の歯面に適切な修正を加え、上記したJIS規格(又は米国のAGMA規格390.03)に適合する歯当たりを確保しなければならない。
When actually performing tooth surface processing, the basic design of the gear G1 and the pinion G2 is given as a drawing.
The cross-sectional shape of the
Using the tooth surface of the gear G1 obtained by machining with the
Next, a “conjugate tooth surface” of the pinion G2 meshing with the gear G1 is obtained by a mathematical method. The “conjugate tooth surface” obtained by calculation is naturally 100% per tooth surface when the gear G1 and the pinion G2 are engaged with each other.
In order to put this curved bevel gear pair into practical use, appropriate modification is made to the tooth surface of one bent bevel gear (usually pinion G2 having a small number of teeth), and the above-mentioned JIS standard (or US AGMA standard). The tooth contact conforming to 390.03) must be ensured.
被切削歯車4をカッタ1で加工するには、図1に示すように、被切削歯車4の円錐頂点が座標原点(O1)と一致すると共に、歯底円錐面がX−Y平面と平行になり、カッタ1の切刃3の回転面がX−Y平面と平行になるようセットする。
図3に示すように、X軸上において被切削歯車4の平均円錐距離(Mean Cone Distance)「md」にある位置を「D」、切刃3の中心の軌道であるカッタ円弧Sの半径を「rc」とする。
D点において、カッタ円弧SとX軸との交差角度が所定の捩れ角βになるようカッタ円弧Sの中心(切刃3の回転中心軸)O2D(X=H0,Y=V0)を決める。中心O2Dの極座標表示の腕の長さをL、腕とY軸との角度をΘとする。
In order to machine the
As shown in FIG. 3, the position at the mean cone distance “md” of the
At the point D, the center of the cutter arc S (the rotation center axis of the cutting blade 3) O2D (X = H0, Y = V0) is determined so that the intersection angle between the cutter arc S and the X axis becomes a predetermined twist angle β. The length of the arm in the polar coordinate display of the center O2D is L, and the angle between the arm and the Y axis is Θ.
この状態でカッタ1を回転させ被切削歯車4を加工した時の歯底の形状を図3に示す。図3から明らかなように、D点では切刃3の中心先端の軌道が被切削歯車4の歯底円錐面と一致するが、歯底の小径側端部B及び大径側端部Cでは歯底円錐面から外れる。
大径側端部Cにおいて切刃3が被切削歯車4の歯底円錐面上にあるためには、図4に示すように、工具軸を制御してカッタ円弧Sの中心を「02C」[X=(H)FOR 02C,Y=(V)FOR 02C]に移動すると共に、大径側端部Cと座標原点とを結ぶ直線がX軸と平行になるまで、被切削歯車4をA軸周りに回転させる必要がある。
この時のカッタ円弧Sの中心「02C」を極座標で示すと、腕の長さLは変化せず、腕とY軸との角度Θ=(Θ)FOR 02Cとなる。
FIG. 3 shows the shape of the tooth bottom when the
In order for the
When the center “02C” of the cutter arc S at this time is indicated by polar coordinates, the arm length L does not change and the angle Θ = (Θ) FOR 02C between the arm and the Y axis is obtained.
また、小径側端部Bにおいて切刃3が被切削歯車4の歯底円錐面上にあるためには、図5に示すように、カッタ円弧Sの中心を「02B」[X=(H)FOR 02B,Y=(V)FOR 02B]に移動すると共に、大径側端部Bと座標原点とを結ぶ直線がX軸と平行になるまで、被切削歯車4をA軸周りに逆回転させる必要がある。
この時のカッタ円弧Sの中心「02B」を極座標で示すと、腕の長さLは変化せず、腕とY軸との角度Θ=(Θ)FOR 02Bとなる。
なお、実際の加工時には、被切削歯車4の回転角は、図4及び図5に示す範囲よりも大きくする。
図6に示すように、カッタ円弧Sの中心は半径Lの一つの円弧上を移動し、被切削歯車4に形成される歯底中心線はB,D,Cを通る。
このように、被切削歯車4の回転角度、及び、「Θ」を連続的に制御することにより、被切削歯車4の歯底円錐面上に正しく歯底を加工することができると共に歯形の創成を行なう。
Further, in order for the
When the center “02B” of the cutter arc S at this time is indicated by polar coordinates, the arm length L does not change and the angle Θ = (Θ) FOR 02B between the arm and the Y axis is obtained.
In actual machining, the rotation angle of the
As shown in FIG. 6, the center of the cutter arc S moves on one arc of radius L, and the root center line formed on the
In this way, by continuously controlling the rotation angle of the
ところで、上記したように、一方の曲がり歯傘歯車には、歯筋修正を行なって適正な歯当たりとしなければならない。このためには、ピニオンG2の共役歯面から、無負荷時の歯当たり狙い形状を除いた部分を逃がすことで、噛み合い時にその領域の無負荷時歯当たりをなくす。
図7に、歯面a上における無負荷時の歯当たり狙い領域bを示す。図7の(イ)は、四角形の歯当たり狙い領域bを、図7の(ロ)は、楕円形の歯当たり狙い領域bを、図7の(ハ)は、楕円形で傾斜した歯当たり狙い領域bをそれぞれ示す。
By the way, as described above, one bent tooth bevel gear must be corrected to have a proper tooth contact. For this purpose, the portion of the conjugate tooth surface of the pinion G2 excluding the target contact shape at the time of no load is released to eliminate the tooth contact at the time of meshing at the time of engagement.
FIG. 7 shows a tooth contact aiming area b when no load is applied on the tooth surface a. 7A is a square tooth contact area b, FIG. 7B is an oval tooth contact area b, and FIG. 7C is an oval and inclined tooth contact area. Each target area b is shown.
歯面の大径側端部に歯筋修正を行なう場合、歯筋の修正開始点Eを定め、大径側端部Cでの修正目標値δを与えて、「E−C」間の歯筋を修正し、「B−D−E−C’」なる修正歯筋を得る。なお、修正目標値δ及び歯筋の修正開始点Eは、負荷時の歯面aの変形量、目標とする歯当たり狙い領域b等を考慮して決定する。
このように、E点から修正開始し、大径側端部Cで修正目標値δを得るためには、図8に示すように、カッタ円弧の中心を大径側基準位置「02C」から大径側修正位置「02C’」に移動させる。
大径側修正位置「02C’」をX,Y座標で示すと、
X(02C’)=X(02C)+ΔX
Y(02C’)=Y(02C)+ΔYとなる。
修正開始点Eの位置と大径側端部Cにおける修正目標値δから、カッタ円弧Sの中心の大径側修正値(ΔX,ΔY)を簡単に求めることができる。
When correcting the tooth trace at the large-diameter end of the tooth surface, a correction start point E of the tooth trace is determined, a correction target value δ at the large-diameter end C is given, and the teeth between “E-C” The muscle is corrected to obtain a corrected tooth muscle “B-D-E-C ′”. The correction target value δ and the correction start point E of the tooth trace are determined in consideration of the deformation amount of the tooth surface a at the time of loading, the target tooth contact aiming area b, and the like.
Thus, in order to start the correction from the point E and obtain the correction target value δ at the large-diameter end C, the center of the cutter arc is increased from the large-diameter reference position “02C” as shown in FIG. Move to the radial side correction position “02C ′”.
When the large diameter side correction position “02C ′” is indicated by X and Y coordinates,
X (02C ′) = X (02C) + ΔX
Y (02C ′) = Y (02C) + ΔY.
From the position of the correction start point E and the correction target value δ at the large-diameter end C, the large-diameter correction value (ΔX, ΔY) at the center of the cutter arc S can be easily obtained.
カッタ円弧Sの中心を大径側基準位置「02C」から大径側修正位置「02C’」に移動させて、図9に示すように、切刃3を、「B−D−C」を通るカッタ円弧(オリジナル円弧)Sに対してE点で交わり、「B−D−E−C’」を通る半径rcの修正円弧S’に沿って回転させることにより、凹歯面の大径側端部に目標の歯筋修正を行なうことができる。
この方法で大径側の歯筋修正を行なうと、修正円弧S’上では点BがB”へ移動すると共に、点DがD”へ移動するが、(B”−E)間には歯面が無いので切削されることはない。
また、カッタ円弧Sの中心を大径側基準位置「02C」から大径側修正位置「02C’」に移動させる経路によって、異なった修正曲線を得ることができ、E点付近の修正曲線をなだらかにするには、カッタ円弧Sの中心をなだらかに「02C」から「02C’」へ移動させる。
The center of the cutter arc S is moved from the large-diameter side reference position “02C” to the large-diameter side correction position “02C ′”, and as shown in FIG. 9, the
When the tooth trace on the large diameter side is corrected by this method, the point B moves to B ″ and the point D moves to D ″ on the correction arc S ′, but the tooth is between (B ″ −E). Since there is no surface, it is not cut.
Further, different correction curves can be obtained depending on the path for moving the center of the cutter arc S from the large-diameter side reference position “02C” to the large-diameter side correction position “02C ′”. In order to achieve this, the center of the cutter arc S is gently moved from “02C” to “02C ′”.
以下、修正目標値δ及び修正開始点Eの位置に基づいてカッタ円弧Sの中心の移動量を求める方法を具体的に説明する。
図10に示すように、点Eは、オリジナル円弧S及び修正円弧S’に共通する点であり、点C’は、大径側基準位置「02C」及び点Cを通る直線L1上において、点Cからδの位置にある。
また、点Eを中心とした半径rcの円S1、点C’ を中心とした半径rcの円S2を定義すると、大径側基準位置「02C」は円S1上にある。
Hereinafter, a method for obtaining the movement amount of the center of the cutter arc S based on the correction target value δ and the position of the correction start point E will be specifically described.
As shown in FIG. 10, the point E is a point common to the original arc S and the corrected arc S ′, and the point C ′ is a point on the straight line L1 passing through the large-diameter side reference position “02C” and the point C. C to δ.
When a circle S1 having a radius rc centered on the point E and a circle S2 having a radius rc centered on the point C ′ are defined, the large-diameter side reference position “02C” is on the circle S1.
円S1と円S2の交点を(02C’)とすると、この点が求めている修正円弧S’の中心である。即ち、点(02C)及び点(02C’)は、共に点Eから等距離rcの位置にあるので、点(02C’)が求めている修正円弧S’の中心である。
なお、円S1と円S2とは二つの交点を有するが、図示する点(02C’)ではない他の交点は、カッタ1の移動距離が大きくなって現実的ではないので、無視すればよい。
カッタ円弧Sの中心の移動量であるΔX,ΔYの値は、上記の方法を数式化し、又は、CAD上に求めることができる。
When the intersection of the circle S1 and the circle S2 is (02C ′), this point is the center of the corrected arc S ′ obtained. That is, since the point (02C) and the point (02C ′) are both at the equidistant position rc from the point E, the point (02C ′) is the center of the corrected arc S ′ obtained.
Although the circle S1 and the circle S2 have two intersections, other intersections that are not the point (02C ′) shown in the figure can be ignored because the movement distance of the
The values of ΔX and ΔY, which are the movement amounts of the center of the cutter arc S, can be obtained by formulating the above method or obtained on CAD.
具体的な数値を挙げれば、被切削歯車4の大径円錐距離が53.93mmであるのに対してrc=50.8mmとし、X(02C)=20.9218mm、Y(02C)=38.6148mm、δ=0.071mm、(E−C)間の距離E値=5.4mmとすると、ΔX=0.552mm,ΔY=0.347mmとなる。
なお、修正目標値δを「−」にすれば、凸歯面に対しても同様の方法で歯筋修正を行なうことができる。
As specific numerical values, the large diameter cone distance of the
If the correction target value δ is set to “−”, the tooth trace correction can be performed on the convex tooth surface by the same method.
また、以下の方法でも、カッタ円弧Sの中心の移動量を簡易的に求めることができる。
図11に示すように、点C’と点Eを直線L2で結び、直線L2の方程式を求める。点C’と点Eとの中点をGとし、点Gを通って直線L2に直交する直線L3の方程式を求める。
直線L3と円S1との交点を求めると、この点(02C’)は直線L3と円S2の交点とも一致するので、求めた点(02C’)は修正円弧S’の中心であるといえる。
即ち、切刃3の回転中心の移動量は、修正目標値δ及び修正開始点Eの位置に対して一義的に求めることができる。
Also, the amount of movement of the center of the cutter arc S can be easily obtained by the following method.
As shown in FIG. 11, the point C ′ and the point E are connected by a straight line L2, and an equation of the straight line L2 is obtained. The midpoint between the point C ′ and the point E is G, and an equation of a straight line L3 passing through the point G and orthogonal to the straight line L2 is obtained.
When the intersection point between the straight line L3 and the circle S1 is obtained, this point (02C ′) coincides with the intersection point between the straight line L3 and the circle S2, so that the obtained point (02C ′) is the center of the corrected arc S ′.
That is, the amount of movement of the rotation center of the
次に、歯面形成後に凹歯面の大径側端部C及び小径側端部Bにそれぞれ修正加工を行なう場合について説明する。
先に示した具体例と同じく、rc=50.8mm、X(02C)=20.9218mm、Y(02C)=38.6148mmとする。
カッタ1は、図12に示すような断面梯形状の切刃3を有し、切刃3を歯底まで追い込んだ状態で歯面形成及び修正加工を行なう。なお、切刃3のカッタ外周側の側面が凹歯面を加工し、カッタ中心側の側面が凸歯面を加工する。
まず、カッタ円弧Sの中心が基準軌道(02B,02D,02C)を通るようカッタ1を往復回転させて、凹凸歯面にそれぞれ仕上げ代を残して凹凸歯面を荒加工する。実際には、仕上げ代の分だけ薄い切刃を用いて切削することによって荒加工する。
Next, the case where correction processing is performed on the large-diameter side end portion C and the small-diameter side end portion B of the concave tooth surface after the tooth surface is formed will be described.
As in the specific example described above, rc = 50.8 mm, X (02C) = 20.9218 mm, and Y (02C) = 38.6148 mm.
The
First, the
その後に、歯筋無修正の凹歯面を加工してから、凹歯面の大径側端部Cに歯筋修正を行なう。
(E−C)間の距離を10.4mmとし、大径側端部Cでδ=100μの修正を行なうためには、図13に示すように、カッタ円弧Sの中心を大径側基準位置「02C」から大径側修正値(ΔXC=421μ,ΔYC=226μ)だけ修正した大径側修正位置「02C’」に移動する。
Then, after processing the concave tooth surface without correction of the tooth trace, the tooth trace correction is performed on the large-diameter side end portion C of the concave tooth face.
In order to make the distance between (E-C) 10.4 mm and to correct δ = 100 μ at the large-diameter end C, the center of the cutter arc S is set to the large-diameter reference position as shown in FIG. It moves from “02C” to the large diameter correction position “02C ′” corrected by the large diameter correction value (ΔXC = 421 μ, ΔYC = 226 μ).
また、凹歯面の小径側端部Bから修正開始点Fまで歯筋修正を行なう。(B−F)間の距離を10.4mmとすると、カッタ円弧Sの中心を小径側基準位置「02B」から小径側修正値(ΔXB=−386μ、ΔYB=−353μ)だけ修正した小径側修正位置「02B’」へ移動することにより、F点で修正量0、B点で100μの修正量を持つ歯筋を加工できる。
即ち、カッタ円弧Sの中心を基準軌道(02B→02D→02C)から修正軌道(02B’ →02D→02C’)へ微小移動させるだけで、図14に示すように、「B’−F−D−E−C’」の歯筋形状に仕上げることが可能となる。
Further, the tooth trace is corrected from the small diameter side end B of the concave tooth surface to the correction start point F. When the distance between (B-F) is 10.4 mm, the center of the cutter arc S is corrected from the small-diameter side reference position “02B” by the small-diameter correction value (ΔXB = −386 μ, ΔYB = −353 μ). By moving to the position “02B ′”, a tooth trace having a correction amount of 0 at point F and a correction amount of 100 μ at point B can be processed.
That is, only by slightly moving the center of the cutter arc S from the reference trajectory (02B →
この時、断面梯形状の切刃3を用い、切刃3の先端が歯底円錐面に達するまでカッタ1をZ軸方向に移動させて歯筋修正を行なうと、歯筋の両端部が全歯丈に亘って修正される。従って、歯当たりの形状は四角形となる。
なお、修正開始点E,FをD点に一致させると、フルクラウニング修正を施した歯筋が得られる。
また、荒加工した凸歯面についても、同じ方法で歯筋無修正の凸歯面を形成した後、歯筋修正を行なうことが可能である。
At this time, if the
When the correction start points E and F are made coincident with the point D, a tooth muscle subjected to full crowning correction is obtained.
In addition, it is possible to correct the tooth traces of the rough tooth surfaces after forming a convex tooth surface with no tooth trace correction by the same method.
歯面の創成と同時に歯筋修正を行なうこともできる。
例えば、凹歯面を形成する際に、初めからカッタ円弧Sの中心が修正軌道(02B’ →02D→02C’)を通るよう制御しながら、カッタ1をZ軸方向に移動させて往復回転させることにより、歯筋形状が「B’−F−D−E−C’」の凹歯面を創成することができる。
凹歯面を形成した時に自動的に凸歯面も形成されてしまうが、切刃3の厚みは歯溝の幅よりも薄いので、この凸歯面は正しい歯面ではない。即ち、この凸歯面には仕上げ代が残り、歯厚が目標値より厚い状態となっているので、カッタ1を凸歯面側へ移動して切削することにより、正規の凸歯面を形成する。この時、凸歯面の創成と同時に歯筋修正を行なうことができる。
It is also possible to correct tooth traces simultaneously with the creation of the tooth surface.
For example, when forming the concave tooth surface, the
When a concave tooth surface is formed, a convex tooth surface is automatically formed. However, since the thickness of the
図15に示すように、側面の先端部に切削部3aが形成された切刃3’を有するポイント式のカッタ1’を用いると、切削部3aと接触する部分のみが切削されるので、カッタ1のZ軸方向への移動を制御し、歯丈の一部に無負荷時歯当たりの無い領域を形成することができる。
従って、ポイント式のカッタ1’を用いれば、歯面を斜めに修正することも、楕円形の歯当たりを形成することも可能である。
断面梯形の荒加工用の切刃を有するカッタを用いて、歯面に仕上げ代を残した荒加工を行なってから、ポイント式のカッタ1’で修正して仕上げることもできる。
As shown in FIG. 15, when a point-
Therefore, if the point-
Using a cutter having a cutting edge for roughing with a trapezoidal cross section, it is possible to perform roughing with a finishing allowance remaining on the tooth surface, and then finish with a point-
なお、ピニオンG2は共役歯面のままで、歯数の多いギアG1に歯筋修正を行なってもよい。
小径のピニオンG2に対する加工とは異なり、ギアG1は歯数が多くて径が大きいので、歯面加工を行なう際にA軸(中心軸)周りに回転させなくても良い。しかし、径が大きいとはいえ、ギアG1を回転させずに歯面を形成すると、歯筋の小径側端部B及び大径側端部Cでは、歯底が歯底円錐面から少し離れてしまう。従って、歯底を正確に歯底円錐面と一致させるために、ギアG1を中心軸周りに僅かに回転させながら歯面加工を行なう場合もある。
また、ギアG1の歯筋修正を行なう場合に、ピニオンG2の修正と比べて、修正する歯数は多いが、カッタ円弧Sの中心の移動量は少なくて済む。
なお、上記した説明では、大径側修正値及び小径側修正値をX,Y座標で示したが、極座標において、腕とY軸との角度Θを変えず、腕の長さLの修正値ΔLとして得ることもできる。
The pinion G2 may be a conjugate tooth surface and the tooth trace correction may be performed on the gear G1 having a large number of teeth.
Unlike the processing for the small-diameter pinion G2, the gear G1 has a large number of teeth and a large diameter. Therefore, it is not necessary to rotate around the A axis (center axis) when performing tooth surface processing. However, even though the diameter is large, if the tooth surface is formed without rotating the gear G1, the tooth bottom is slightly separated from the root conical surface at the small diameter side end B and the large diameter side end C of the tooth trace. End up. Accordingly, there is a case where the tooth surface processing is performed while the gear G1 is slightly rotated around the central axis in order to make the tooth bottom accurately coincide with the tooth bottom conical surface.
Further, when correcting the tooth trace of the gear G1, the number of teeth to be corrected is larger than the correction of the pinion G2, but the amount of movement of the center of the cutter arc S is small.
In the above description, the large-diameter side correction value and the small-diameter side correction value are indicated by the X and Y coordinates. However, in the polar coordinates, the angle Θ between the arm and the Y axis is not changed, and the correction value of the arm length L is changed. It can also be obtained as ΔL.
1,1’ カッタ
2 円盤
3,3’ 切刃
3a 切削部
4 被切削歯車
5 回転軸
a 歯面
b 歯当たり狙い領域
G1 ギア
G2 ピニオン
1, 1 '
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