JP2016032845A - Spur gear or helical gear, and production method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平歯車もしくはハスバ歯車、及び、それら歯車を製造する方法に関する。特に歯数が比較的少なく、インボリュート歯形を有する平歯車もしくはハスバ歯車に関するものである。 The present invention relates to a spur gear or a helical gear, and a method for manufacturing these gears. In particular, the present invention relates to a spur gear or a helical gear having a relatively small number of teeth and an involute tooth profile.
平歯車やハスバ歯車は、種々の歯車伝達機構に使用されている。こうした歯車は、金属材料を切削加工したり、樹脂を射出成形することにより製造される。 Spur gears and helical gears are used in various gear transmission mechanisms. Such a gear is manufactured by cutting a metal material or injection molding a resin.
歯車の歯数が少なくなると、ラックカッターなどのカッター歯によって歯車の歯を創生する際に、カッターの先端が歯車の歯元を切り込んで、いわゆる切り下げを生じ、歯先から連続するインボリュート曲線が、基礎円の外側で途絶えてしまう。カッター2による切削創生で歯車9に切り下げが生ずる様子を図8に示す。また、切り下げが生じ、基礎円から半径方向外側に距離Pだけ隔たった位置Qから、歯形のインボリュート曲線が歯先に向かって創生された様子を、図7に示す。
When the number of gear teeth is reduced, when the tooth of the gear is created by a cutter tooth such as a rack cutter, the tip of the cutter cuts the tooth root of the gear, causing a so-called lowering, and an involute curve continuous from the tooth tip is generated. , It breaks off the base circle. FIG. 8 shows a state in which the gear 9 is cut down by the cutting created by the
この切り下げを防ぐためには、カッターの基準ピッチ線を歯車のピッチ円から所定の転位量vだけ遠ざけて歯車の創生を行えばよいことが知られている。
また、特許文献1には、転位係数を特定の値にすることで、歯車の騒音を抑制する技術が開示されている。
In order to prevent this devaluation, it is known that the gear is created by moving the reference pitch line of the cutter away from the pitch circle of the gear by a predetermined shift amount v.
歯数が少ない歯車において、基礎円を超えて切り下げが発生すると、インボリュート曲線が短くなった分かみ合い長さが減って、歯車の伝達精度や騒音に悪影響を与える。
転位により切り下げを防止することも可能ではあるが、必要な転位量が取れない場合や、転位量を大きくしたくない場合もあり、歯数が少ない歯車における切り下げの問題は転位だけでは解決できない。
本発明の目的は、転位とは異なる手段により、歯数が少ない歯車の切り下げの発生を抑制することにある。
When gears with a small number of teeth are cut down beyond the basic circle, the involute curve is shortened and the meshing length is reduced, which adversely affects gear transmission accuracy and noise.
Although it is possible to prevent the lowering by dislocation, there are cases where the required amount of dislocation cannot be obtained or there is a case where it is not desired to increase the amount of dislocation.
An object of the present invention is to suppress the occurrence of gear gears having a small number of teeth by means different from dislocation.
発明者は、鋭意検討の結果、カッターの歯の先端に所定の大きさのアールをかけたカッターを用いて歯車の創生を行うと、切り下げが基礎円の外側まで達しないことを知見し、本発明を完成させた。 As a result of earnest study, the inventor found that when a gear was created using a cutter having a predetermined radius at the tip of the cutter tooth, the undercut did not reach the outside of the basic circle, The present invention has been completed.
本発明は、平歯車もしくはハスバ歯車の製造方法であって、創生すべき歯車の諸元に対応するカッターの基準歯形形状を用いて、歯車の創生計算を行い、基準歯形形状のカッターにより創生される歯車の歯形を求め、カッターにより生ずる歯車の歯底の切り下げが歯車の基礎円を超えてインボリュート曲線を侵食する半径方向の距離Pを計算し、歯車のモジュールをmとして、式 R0=7*P*m によりR0を計算し、歯車の切削創生に用いるカッターのカッター歯の歯先に、R0以上のアールをかけたカッターを作成し、前記アールをかけたカッターを用いて、歯車の切削創生を行う、平歯車もしくはハスバ歯車の製造方法である(第1発明)。
第1発明の製造方法により製造された歯車を型彫り電極として、型彫り放電加工によって射出成形金型を製造し、当該射出成形金型により樹脂の射出成形を行って、樹脂製歯車を製造するようにしても良い(第2発明)。
The present invention is a method for manufacturing a spur gear or a helical gear, which performs a creation calculation of a gear using a reference tooth profile shape of a cutter corresponding to the specifications of the gear to be created, and uses a cutter with a reference tooth profile shape. Determine the tooth profile of the gear to be created, calculate the radial distance P at which the gear tooth bottom depressing caused by the cutter exceeds the basic circle of the gear and erodes the involute curve, and the gear module is m. = 7 * P * m R0 is calculated, and a cutter with a radius of R0 or more is created on the tip of the cutter tooth of the cutter used for cutting generation of the gear, and using the cutter with the radius, A method for producing a spur gear or a helical gear that performs cutting of a gear (first invention).
Using the gear manufactured by the manufacturing method of the first invention as a die-sculpting electrode, an injection molding die is manufactured by die-sinking electric discharge machining, and a resin gear is manufactured by performing resin injection molding using the injection molding die. You may make it like (2nd invention).
また、本発明は、平歯車もしくはハスバ歯車の歯形データを生成する方法であって、創生すべき歯車の諸元に対応するカッターの基準歯形形状を用いて、歯車の創生計算を行い、基準歯形形状のカッターにより創生される歯車の歯形を求め、カッターにより生ずる歯車の歯底の切り下げが歯車の基礎円を超えてインボリュート曲線を侵食する半径方向の距離Pを計算し、歯車のモジュールをmとして、式 R0=7*P*m によりR0を計算し、カッターの基準歯形形状のカッター歯の歯先に、R0以上のアールをかけたカッターの歯形データを作成し、前記アールがけされたカッターの歯形データを用いて、歯車の創生計算を行い、平歯車もしくはハスバ歯車の歯形データを生成する方法である(第3発明)。
第3発明の方法により生成された歯形データをワイヤー放電加工用のデータにして、ワイヤー放電加工を行って射出成形金型を製造し、当該射出成形金型により樹脂の射出成形を行って、樹脂製歯車を製造するようにしても良い(第4発明)。
Further, the present invention is a method for generating tooth profile data of a spur gear or a helical gear, using a reference tooth profile shape of a cutter corresponding to the specifications of the gear to be created, and performing gear creation calculation, The tooth profile of the gear created by the cutter having the reference tooth profile is obtained, the radial distance P at which the undercut of the gear root generated by the cutter exceeds the basic circle of the gear and erodes the involute curve is calculated, and the gear module R0 is calculated by the formula R0 = 7 * P * m, and the tooth profile data of the cutter is created by multiplying the tip of the cutter tooth of the reference tooth profile of the cutter with a radius of R0 or more. This is a method for generating tooth profile data of a spur gear or a helical gear by performing the creation calculation of the gear using the tooth profile data of the cutter (third invention).
Using the tooth profile data generated by the method of the third invention as data for wire electric discharge machining, wire electric discharge machining is performed to produce an injection mold, and resin injection molding is performed using the injection mold. You may make it manufacture a gear manufacturing (4th invention).
また、本発明は、圧力角14.5°の平歯車もしくはハスバ歯車であって、転位係数をx、歯数をzとして、x<(26−z)/32を満たし、歯先から基礎円にわたってインボリュート曲線が実現された歯車である(第5発明)。
あるいは、本発明は、圧力角20°の平歯車もしくはハスバ歯車であって、転位係数をx、歯数をzとして、x<(14−z)/17を満たし、歯先から基礎円にわたってインボリュート曲線が実現された歯車である(第6発明)。
Further, the present invention is a spur gear or a helical gear with a pressure angle of 14.5 °, where x is a dislocation coefficient and z is the number of teeth, and x <(26−z) / 32 is satisfied. This is a gear in which an involute curve is realized (5th invention).
Alternatively, the present invention is a spur gear or a helical gear having a pressure angle of 20 °, wherein the displacement coefficient is x and the number of teeth is z, satisfying x <(14−z) / 17, and the involute extending from the tooth tip to the basic circle. A gear having a curved line (sixth invention).
第1発明によれば、基礎円から歯先にわたってインボリュート曲線が実現された歯車を、確実に切削創生することができる。また、第2発明によれば、第1発明によって切削創生された歯車を用いて射出成形金型を製造し、基礎円から歯先にわたってインボリュート曲線が実現された樹脂製歯車を射出成形できる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to surely cut and create a gear in which an involute curve is realized from the basic circle to the tooth tip. Further, according to the second invention, it is possible to manufacture an injection mold using the gear cut and created by the first invention, and to injection-mold a resin gear in which an involute curve is realized from the basic circle to the tooth tip.
また、第3発明によれば、切り下げが発生するような諸元の歯車であっても、基礎円から歯先にわたってインボリュート曲線が実現された歯形データが生成でき、第4発明によれば、第3発明で得られた歯形データを用いて射出成形金型を製造し、基礎円から歯先にわたってインボリュート曲線が実現された樹脂製歯車を射出成形できる。 Further, according to the third aspect of the present invention, tooth profile data in which an involute curve is realized from the basic circle to the tooth tip can be generated even with a gear having specifications that cause a devaluation. (3) An injection mold is manufactured using the tooth profile data obtained in the invention, and a resin gear with an involute curve realized from the basic circle to the tooth tip can be injection molded.
第5発明や第6発明の歯車によれば、歯車の歯に歯先から基礎円にわたってインボリュート曲線が実現されており、歯車の伝達精度や騒音の悪化が抑制される。
According to the gears of the fifth and sixth inventions, an involute curve is realized on the teeth of the gear from the tip to the basic circle, and the transmission accuracy of the gear and the deterioration of noise are suppressed.
以下図面を参照しながら、平歯車を例として、本発明の実施形態について説明する。本発明は以下に示す個別の実施形態に限定されるものではなく、その形態を変更して実施することもできる。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with a spur gear as an example with reference to the drawings. The present invention is not limited to the individual embodiments shown below, and can be carried out by changing the form.
図1には、本発明の第1実施形態の平歯車1の正面図を示す。平歯車1は、中心部に軸部14を備え、その周囲に円盤状のウェブ13を備え、ウェブの周囲に歯10,10が周方向に沿って設けられた平歯車である。ここで、軸部14やウェブ13の具体的構成は、公知の技術に基づいて、適宜変更可能であり、特に限定されない。
In FIG. 1, the front view of the
平歯車1を構成する材料は特に限定されず、金属や合成樹脂、木材などにより、平歯車1が形成されている。平歯車1は、円盤状に予備成形された原材料を、カッターにより切削創生することにより製造することができる。ここで、カッターとは、ホブカッターやピニオンカッター、ラックカッターといった、平歯車やハスバ歯車の創生歯切り加工を行うためのカッターである。平歯車1を合成樹脂により製造する場合には、後述するように、所定のキャビティ形状を有する射出成形金型によって射出成形して、平歯車1を製造しても良い。
The material constituting the
平歯車1の歯10,10は、インボリュート歯形を有するよう、形成されている。そして、図2に歯10の歯形の拡大図を示したように、平歯車1の歯10は、歯先11から歯元12に向かって延びる歯形が、歯先11から半径方向内側に向かって基礎円Bを超える位置まで、インボリュート曲線となるように形成されている。図2に、歯形がインボリュート曲面とされている部分を区間Iとして示している。換言すれば、歯車1の歯10,10においては、歯先から基礎円にわたってインボリュート曲線が実現されている。
The
歯面がインボリュート曲線の歯面とされた区間Iは、少なくとも、基礎円Bまで達している。好ましくは、区間Iは基礎円Bの半径方向内側まで達している。 The section I in which the tooth surface is an involute curve tooth surface reaches at least the basic circle B. Preferably, the section I reaches the inside of the base circle B in the radial direction.
平歯車1は特定の歯諸元を有している。平歯車1の圧力角αは20°である。そして、歯数をzとし、転位係数をxとして、x<(14−z)/17 という関係式(以下「関係式1」と記載する)を満たすよう、歯車の歯数と転位係数が与えられている。
本実施形態においては、歯数z=8、転位係数x=0.1が与えられている。本実施形態の平歯車1の歯諸元は関係式1を満たしている。
The
In the present embodiment, the number of teeth z = 8 and the dislocation coefficient x = 0.1 are given. The tooth specifications of the
関係式1を満たすような歯数及び転位係数が与えられると、従来の基準歯形形状のカッターを用いたインボリュート歯車の創生方法では、図7に示した歯車の歯形のように、基礎円の外側部分まで切り下げが発生してしまい、上記平歯車1のような基礎円から歯先にわたってインボリュート曲線が実現されることはない。しかしながら、以下に詳述するような歯の創生方法をとることにより、関係式1を満たし、従来技術では切り下げが起こってしまうような歯の諸元であっても、歯先から基礎円にわたってインボリュート曲線が実現された歯が創生されうる。
When the number of teeth and the dislocation coefficient satisfying the
平歯車1は、その歯10,10が歯先から基礎円にわたってインボリュート曲線が実現されているので、歯車のかみ合いが良好となり、歯車の伝達精度や騒音が悪化することが抑制される。
The
以下、平歯車1を切削創生する製造方法について説明する。ここでいう切削創生とは、円盤状に予備成形された歯車の原材料(素材)を、カッター(ホブカッターやピニオンカッター、ラックカッターなど)を用いて歯切り盤により歯切り加工し、インボリュート歯形を形成することを意味する。なお、カッターを用いた切削創生に変えて、歯車研削盤により研削創生する場合にも、同様の手順により歯車の創生を行うことができる。
Hereinafter, a manufacturing method for cutting and generating the
平歯車1の歯形の創生は、カッターの歯先にアールをつけていないカッター形状で創生した場合の切り下げの程度を計算する「計算ステップ」と、計算ステップで得られた切り下げの程度に応じて、カッターの歯先につけるべきアールの大きさを求め、カッター歯先にアールがかけられたカッターを製造する「カッター製造ステップ」と、得られたアール付カッターを用いて歯車の切削創生を行う「切削創生ステップ」を含んで行われる。以下、各ステップを順次説明する。
To create the tooth profile of the
まず、「計算ステップ」について説明する。このステップは、実際に歯車の切削創生を行うのではなく、CADや歯車創生プログラムを用いた計算によって行う。このステップで計算に用いるカッター2の歯形は、アールをかけていない基準歯形形状の歯形である。すなわち、この計算ステップでは、従来技術で切削創生を行った場合を模擬して計算が行われる。図3に、計算ステップで用いられるカッター2の歯形の形状を示す。所定の圧力角、モジュールを実現できるよう、カッター2の歯形は規定されている。そして、カッター2の歯形の歯先には、実質的にアールがつけられていない。
First, the “calculation step” will be described. This step is not performed by actually creating a gear by cutting, but by a calculation using CAD or a gear creation program. The tooth profile of the
創生計算によってアールがつけられていないカッター2を特定の軌跡で動かすことにより、歯車の歯形データが創生される。このステップでの創生計算では、図8に示した従来の切削創生技術のように、カッター歯形の周辺形状の包絡形状が計算されて、歯車の歯形データが計算される。そして、関係式1を満たすような諸元の歯車であれば、基礎円を超えて切り下げが発生した歯形データが得られる。
The tooth profile data of the gear is created by moving the
次に、上記創生計算で計算された歯車の歯形データを用いて、図7のように、発生する切り下げの程度を示す量Pを求める。この量Pは、アールをかけていない基準歯形形状のカッターにより生ずる歯車の歯底92の切り下げが、歯車の基礎円Bを超えてインボリュート曲線を侵食する半径方向の距離Pとして計算される。すなわち、計算された歯90において、歯先91から歯元に向かってインボリュート曲線が実現された歯面が所定長さ続くが、上記関係式1が満たされていると、切り下げが発生し、基礎円Bの外側で、インボリュート曲線部が途絶え、そこから半径方向内側の部分は、カッターの歯先で侵食されて形成される歯底面となる。このインボリュート曲線の曲面と、歯底面とが切り替わる点Qと基礎円Bとが半径方向に隔たる距離を距離Pとして求める。
Next, using the gear tooth profile data calculated by the above-described creation calculation, as shown in FIG. 7, an amount P indicating the degree of devaluation to be generated is obtained. This amount P is calculated as the radial distance P at which the
次に、「カッター製造ステップ」について説明する。このステップで、歯車を切削創生するためのカッターを製造する。上記計算によって、切り下げの程度を示す距離Pが求められたら、次式(以下、「アール計算式」という)に基づいて、実際に歯車を切削創生するカッターの歯先につけるべきアールの最小の大きさR0を計算する。ここで、mは歯のモジュールである。
R0=7*P*m (アール計算式)
Next, the “cutter manufacturing step” will be described. In this step, a cutter for cutting and generating a gear is manufactured. When the distance P indicating the degree of devaluation is obtained by the above calculation, the minimum radius that should be attached to the tooth tip of the cutter that actually cuts and generates the gear based on the following formula (hereinafter referred to as “R formula”): Is calculated. Here, m is a tooth module.
R0 = 7 * P * m (R formula)
R0が求められたら、実際に歯車を切削創生するカッター3の歯形を規定する。切削創生の際に使用するカッター3の歯形を図4に示す。まず、所定の圧力角、モジュールを実現できるよう、カッター3の歯形が規定される。この形状自体は、基準歯形形状と変わりない。そして、カッター3の歯の歯先部分31に、先ほど求めたR0以上のアールRでアールがけをする。このアールがけされた歯形にしたがって、実際に切削創生するためのカッター3を製造する。カッターの製造については、公知の方法により行えばよい。
When R0 is obtained, the tooth profile of the
カッター3が得られたら、歯車切削盤を用いて、歯先にアールがつけられたカッター3を用いて、歯車の「切削創生ステップ」を行う。この切削創生ステップでは、図5に示したように、カッター歯が歯車に対して相対運動して、歯車1の歯10が創生される。この時、カッターの歯の歯先には所定の大きさのアールRがつけられているため、カッター歯の歯先が、基礎円Bを越えた外側までインボリュート曲面をえぐり取ってしまうことが防止される。その結果、この切削創生ステップにより、図1、図2に示したような、歯先から基礎円にわたって、インボリュート曲線が実現された平歯車1が得られる。
When the
また、平歯車1を切削創生できれば、例えば銅材料によって平歯車1の歯部を切削創生し、得られた歯部を型彫り放電加工の型彫り電極として使用し、射出成形用金型の製造を行うことができる。射出成形金型が製造できれば、上記平歯車1を樹脂の射出成形によって大量生産できる。
Further, if the
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に本発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分についてはその詳細な説明を省略する。また、以下に示す実施形態は、その一部を互いに組み合わせて、あるいは、その一部を置き換えて実施できる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications. Other embodiments of the present invention will be described below. However, in the following description, portions different from the above embodiment will be mainly described, and detailed descriptions of the same portions will be omitted. Further, the embodiments described below can be implemented by combining some of them or replacing some of them.
上記実施形態の説明では平歯車について説明したが、ハスバ歯車についても、同様の計算ステップ、カッター製造ステップ、切削創生ステップを含む創生プロセスを経ることによって、関係式1を満たしつつも、歯先から基礎円にわたって、インボリュート曲線が実現されたハスバ歯車を得ることができる。
In the description of the above embodiment, the spur gear has been described. However, the helical gear also satisfies the
また、上記した切削創生プロセスは、歯形形状データの創生計算に応用することもできる。カッターの歯先にアールをつけていない基準歯形カッター形状で創生した場合の切り下げの程度Pを計算する「計算ステップ」と、計算ステップで得られた切り下げの程度Pに応じて、アール計算式により、カッターの歯先につけるべきアールの最小の大きさR0を求めるステップまでは、同様に行う。そして、所定の圧力角、モジュールを実現できるよう、カッターの歯形を規定し、カッターの歯形の歯先部分に、アール計算式に従って求めたR0以上のアールがけを行って、これをカッター歯形の歯形データとする。このカッター歯形データを用いて、図5のような歯車の創生計算を行うことにより、歯車の歯形データを得ることができる。 The cutting creation process described above can also be applied to creation calculation of tooth profile data. According to the “calculation step” for calculating the degree P of the devaluation when created with a reference tooth profile cutter shape without a rounded tooth tip of the cutter, and the degree P of the devaluation obtained in the calculation step, the areal calculation formula Thus, the same process is performed until the step of obtaining the minimum radius R0 to be applied to the tooth tip of the cutter. Then, the tooth profile of the cutter is specified so that a predetermined pressure angle and module can be realized, and the radius of R0 or more obtained according to the radius calculation formula is applied to the tooth tip portion of the tooth profile of the cutter, and this is the tooth profile of the cutter tooth profile. Data. The tooth profile data of the gear can be obtained by performing the creation calculation of the gear as shown in FIG. 5 using the cutter tooth profile data.
上記創生計算プロセスによって、関係式1を満たしつつも、歯先から基礎円にわたってインボリュート曲線が実現された平歯車1の歯形データが得られるので、この歯形データを用いて、平歯車1をワイヤー放電加工によって製造することができる。あるいは、この歯形データを用いて、ワイヤー放電加工を行って射出成形金型を製造し、当該金型によって樹脂を射出成形して、平歯車1を大量生産できる。
By the above-described creation calculation process, tooth profile data of the
上記実施形態の説明では、歯車の圧力角が20°であり、関係式1を満たすような歯車について説明したが、歯車の圧力角は、14.5°であっても良い。圧力角が14.5°である場合には、切り下げの発生条件が変わるので、関係式1に変えて、以下の関係式2: x<(26−z)/32 を用いる。従来技術においては、この式を満たすような歯諸元の場合に、基礎円を超えた切り下げが発生する。
In the description of the above embodiment, the gear has a pressure angle of 20 ° and satisfies the
歯車の圧力角はが14.5°であっても、切り下げの程度を示す距離Pの計算は、基準歯形形状のカッターを用いた創生計算により同様に行われる。また、カッターの歯先につけるべき最小アールR0は、同じアール計算式 (R0=7*P*m)により行えばよく、これ以上のアールRを歯先につけたカッター歯で歯車創生を行えば、同様に、関係式2を満たしつつも、歯先から基礎円にわたってインボリュート曲線が実現された歯車を得ることができる。
Even if the pressure angle of the gear is 14.5 °, the calculation of the distance P indicating the degree of devaluation is similarly performed by generating calculation using a cutter having a reference tooth profile. The minimum radius R0 that should be attached to the tooth tip of the cutter may be determined by the same radius calculation formula (R0 = 7 * P * m). For example, similarly, it is possible to obtain a gear in which an involute curve is realized from the tooth tip to the basic circle while satisfying the
なお、圧力角は他の角度であっても良く、その場合は、計算ステップで基礎円を超える切り下げが発生すれば、その切り下げの程度Pに応じて、アール計算式を用いてR0を計算し、同様の処理を行うようにすれば良い。 Note that the pressure angle may be another angle. In this case, if a devaluation exceeding the basic circle occurs in the calculation step, R0 is calculated using the R calculation formula according to the degree P of the devaluation. The same processing may be performed.
以下、実施例を示す。
表1及び表2に上記発明の実施形態である実施例1〜実施例9の歯車の諸元等を示す。表1が圧力角20°の実施例、表2が圧力角14.5°の実施例を示している。それぞれの実施例には、所定の歯数z、モジュールm、転位係数xが与えられている。同表には、それぞれの実施例において、切り下げ量計算ステップでアール掛けされていないカッターで創生計算した基礎円を超える切り下げ量P、アール計算式により計算された最小のアールR0が示されている。また、それぞれの実施例において、R0以上となるように設定された、歯車を創生するカッターの歯の歯先にかける先端アールの大きさRが、同表には示されている。
Examples are shown below.
Tables 1 and 2 show the specifications of the gears of Examples 1 to 9 which are embodiments of the invention. Table 1 shows an example with a pressure angle of 20 °, and Table 2 shows an example with a pressure angle of 14.5 °. In each embodiment, a predetermined number of teeth z, a module m, and a dislocation coefficient x are given. In the table, in each example, the devaluation amount P exceeding the basic circle created by the cutter that is not multiplied by the devaluation amount calculation step, and the minimum deduction R0 calculated by the R calculation formula are shown. Yes. Further, in each example, the size R of the tip radius applied to the tip of the tooth of the cutter creating the gear, which is set to be equal to or higher than R0, is shown in the table.
これら実施例においては、いずれの実施例でも、基礎円を超えて(基礎円の外側まで)切り下げが発生することはなく、歯車の歯は、歯先から基礎円にわたってインボリュート曲線が実現されていた。 In these examples, in any of the examples, there was no occurrence of rounding down beyond the basic circle (to the outside of the basic circle), and the tooth of the gear realized an involute curve from the tooth tip to the basic circle. .
表1及び表2には、それぞれの実施例に対応させた比較例を示している。実施例と比較例では、例の番号が共通するもの同士で(例えば実施例1と比較例1で)、歯数z、モジュールm、転位係数xが共通しており、両者の間では、歯を創生する際のカッターの歯先のアールの有無やアールの大きさが異なっている。具体的には、実施例に対し、比較例では、歯を創生する際のカッターの歯先にアールがかかっていないか(表ではR=0と表記する)、対応する実施例についてアール計算式で計算されたR0よりも小さいアールがかけられている。
表1及び表2に示したように、いずれの比較例においても、従来技術のように、カッターの歯先により切り下げが発生し、切り下げが基礎円を超えて(基礎円の外側まで)発生してしまっていた。
Tables 1 and 2 show comparative examples corresponding to the respective examples. In the example and the comparative example, the numbers of the examples are the same (for example, in the example 1 and the comparative example 1), and the number of teeth z, the module m, and the dislocation coefficient x are common. The presence or absence of the radius of the tip of the cutter and the size of the radius are different. Specifically, in contrast to the examples, in the comparative example, there is no radius at the tip of the cutter when creating the tooth (indicated in the table as R = 0), and the radius calculation is performed for the corresponding example. A radius smaller than R0 calculated by the equation is applied.
As shown in Table 1 and Table 2, in both comparative examples, as in the prior art, a devaluation occurs due to the tip of the cutter, and the devaluation exceeds the basic circle (to the outside of the basic circle). It was.
図6には、これら実施例と比較例におけるRとP*mの関係をグラフで示す。横軸に計算ステップを経て計算されるPとモジュールmの積P*mを、縦軸にカッター歯先のアールの大きさRを、それぞれの実施例、比較例についてプロットしている。実施例を白抜きの丸で、比較例を黒丸で示す。図中の斜めの線は、アール計算式 R0=7*P*m を示す直線である。すなわち、アール計算式で計算されるR0よりも大きなアールがカッターの歯先にアール掛けされた実施例では、基礎円を超えるような切り下げが発生せず、アール計算式で計算されるR0よりも小さなアールしかかかっていない、もしくはアールがかかっていない比較例では、基礎円を超えて切り下げが発生してしまうことが確認できる。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between R and P * m in these examples and comparative examples. The product P * m of P and module m calculated through the calculation step is plotted on the horizontal axis, and the radius R of the cutter tooth tip is plotted on the vertical axis for each example and comparative example. Examples are indicated by white circles and comparative examples by black circles. The diagonal line in the figure is a straight line representing the R calculation formula R0 = 7 * P * m. That is, in an embodiment in which a radius that is larger than R0 calculated by the radius calculation formula is multiplied by the tip of the cutter, rounding down exceeding the basic circle does not occur, and R0 calculated by the radius calculation formula does not occur. In the comparative example in which only a small radius is applied or no radius is applied, it can be confirmed that the devaluation occurs beyond the base circle.
本発明に関する歯車は種々の伝達機構に使用できて、産業上の利用価値が高い。 The gear according to the present invention can be used for various transmission mechanisms and has high industrial utility value.
1 歯車
10 歯
11 歯先
12 歯元
13 ウェブ
14 軸部
B 基礎円
I インボリュート曲線が実現された区間
2 カッター(基準歯形形状、アールなし)
3 カッター(カッター歯先にアールがけ)
9 歯車
90 歯
91 歯先
92 歯元
1
3 Cutter (Rug on the cutter teeth)
9
Claims (6)
創生すべき歯車の諸元に対応するカッターの基準歯形形状を用いて、歯車の創生計算を行い、基準歯形形状のカッターにより創生される歯車の歯形を求め、カッターにより生ずる歯車の歯底の切り下げが歯車の基礎円を超えてインボリュート曲線を侵食する半径方向の距離Pを計算し、
歯車のモジュールをmとして、式 R0=7*P*m によりR0を計算し、
歯車の切削創生に用いるカッターのカッター歯の歯先に、R0以上のアールをかけたカッターを作成し、
前記アールをかけたカッターを用いて、歯車の切削創生を行う、
平歯車もしくはハスバ歯車の製造方法。 A method of manufacturing a spur gear or a helical gear,
Using the reference tooth profile of the cutter corresponding to the specifications of the gear to be created, the gear creation is calculated, the tooth profile of the gear created by the cutter of the reference tooth profile is obtained, and the gear teeth generated by the cutter Calculating the radial distance P at which the bottom devaluation erodes the involute curve beyond the base circle of the gear;
R0 is calculated by the equation R0 = 7 * P * m, where m is the gear module.
Create a cutter with a radius of R0 or more on the tip of the cutter tooth of the cutter used for gear cutting creation,
Using the rounded cutter, create the cutting of the gear,
A method of manufacturing a spur gear or a helical gear.
創生すべき歯車の諸元に対応するカッターの基準歯形形状を用いて、歯車の創生計算を行い、基準歯形形状のカッターにより創生される歯車の歯形を求め、カッターにより生ずる歯車の歯底の切り下げが歯車の基礎円を超えてインボリュート曲線を侵食する半径方向の距離Pを計算し、
歯車のモジュールをmとして、式 R0=7*P*m によりR0を計算し、
カッターの基準歯形形状のカッター歯の歯先に、R0以上のアールをかけたカッターの歯形データを作成し、
前記アールがけされたカッターの歯形データを用いて、歯車の創生計算を行い、
平歯車もしくはハスバ歯車の歯形データを生成する方法。 A method for generating tooth profile data of a spur gear or a helical gear,
Using the reference tooth profile of the cutter corresponding to the specifications of the gear to be created, the gear creation is calculated, the tooth profile of the gear created by the cutter of the reference tooth profile is obtained, and the gear teeth generated by the cutter Calculating the radial distance P at which the bottom devaluation erodes the involute curve beyond the base circle of the gear;
R0 is calculated by the equation R0 = 7 * P * m, where m is the gear module.
Create the tooth profile data of the cutter with the radius of R0 or more applied to the tip of the cutter tooth of the standard tooth profile of the cutter,
Using the tooth profile data of the cutter that has been rounded, perform the creation calculation of the gear,
A method for generating tooth profile data of a spur gear or a helical gear.
転位係数をx、歯数をzとして、x<(26−z)/32を満たし、
歯先から基礎円にわたってインボリュート曲線が実現された歯車。 A spur gear or a helical gear with a pressure angle of 14.5 °,
X <(26−z) / 32 is satisfied, where x is the dislocation coefficient and z is the number of teeth.
A gear that realizes an involute curve from the tooth tip to the base circle.
転位係数をx、歯数をzとして、x<(14−z)/17を満たし、
歯先から基礎円にわたってインボリュート曲線が実現された歯車。 A spur gear or a helical gear with a pressure angle of 20 °,
X <(14-z) / 17 is satisfied, where x is the dislocation coefficient and z is the number of teeth.
A gear that realizes an involute curve from the tooth tip to the base circle.
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