JP5891679B2 - ヘリングボーンギアを有する歯車の製造処理、および、加工物にヘリングボーンギアを形成するための制御データを生成するための処理および装置 - Google Patents
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Description
前記ヘリングボーンギアの負荷耐性は、ヘリングボーンギアと中心溝を有する歯車に比べて大幅に改善される。しかしながら、両ヘリングボーンギアの歯溝12および13の歯の歯面12aと13a、或いは12bと13bは中心フライス加工くぼみ11’によって隔てられ、前記ヘリングボーンギアの前記中心の先端で相手歯車との噛み合う側面を有するうねり面はない。前記各歯の歯面はしたがって、中心領域で互いに、回転特性(rolling characteristics)を悪くするおそれのある鋭角で集中する或いは融合することが防がれる。
各前記歯面形状の正確な歯面形状、および、前記ヘリングボーンギアの先端に関係する各前記境界点の正確な位置にかかわりなく、それぞれの、中心が前記第1と第2の歯の歯面の組になる前記境界点を通る2つの面法線の間の交差点として決定される円弧断片は、前記第1と第2の歯の歯面のそれぞれの接線方向の遷移を有する円弧断片を規定する。
結果的に、ヘリングボーンギアを有する歯車の軸に対して垂直なヘリングボーンギアの中心領域からの前記第1の歯の歯面および前記第2の歯の歯面の各前記境界点の同等な距離において、かつ、前記第1と第2の歯の歯面の組になる前記境界点の歯元からの高さが同等な位置において、組になる前記境界点を通る、組になる前記面法線が共通の交差点を有することを確保することができる。
・加工物全体の加工前および/または加工後の寸法と外形を示すデータ。(例えば、未加工部形状および/または加工完了部形状、および、未加工部形状および/または加工完了部形状のモデルをそれぞれに作成するためのデータ。)
・ギアのデザインの種類を示すデータ、すなわち、特に、例えば
・ギアの種類を示すデータ、特に、圧力角およびねじれ角度を有するヘリングボーンギアを示すデータ。
・歯の歯面形状を示すデータ、特に、例えば、
・ギアの歯の歯面形状の寸法および/または外形を示すデータ、特に、例えば、歯の深さ、歯の厚さ、歯の幅および/または同様のパラメータ。
・複数の歯および/またはギアの一般的な歯の大きさを表す規格値(module)を示すデータ。
2a,2b,2c,2d,2e 境界点(第2の境界点)
3a,3b,3c,3d,3e 面法線
4a,4b,4c,4d,4e 面法線
5a,5b,5c,5d,5e 交差点
6a,6b,6c,6d,6e 円弧断片
12a 第1の歯面形状
12b 第1の歯面形状(第3の歯面形状)
13a 第2の歯面形状
13b 第2の歯面形状(第4の歯面形状)
14a 遷移部分の歯面形状(第1の遷移部分の歯面形状)
14b 遷移部分の歯面形状(第2の遷移部分の歯面形状)
200 装置(制御データ生成装置)
230 歯面形状形成手段
240 制御データ生成手段
Claims (19)
- 少なくとも4軸数値制御工作機械での、制御データに基いて加工物に対する相対的な機械加工経路に沿って、当該工作機械のフライス工具を連続的に移動させる、前記加工物のフライス加工による、ヘリングボーンギアを有する歯車の製造処理方法であって、
前記ヘリングボーンギアの対をなす一方の斜歯である第1の歯部の歯面形状に相当する第1の歯面形状を決定するステップと、
前記ヘリングボーンギアの他方の斜歯である第2の歯部の歯面形状に相当する第2の歯面形状を決定するステップと、
前記第1の歯部と前記第2の歯部の間の遷移部分の歯面形状に相当する遷移部分の歯面形状を決定するステップと、
前記第1の歯面形状と、前記遷移部分の歯面形状と、前記第2の歯面形状とを含む連続した全幅歯部の歯面形状を決定するステップと、
前記全幅歯部の歯面形状に基いて制御データを生成するステップと、を備え、
前記制御データは前記工作機械の前記フライス工具を各機械加工経路に沿って誘導するための経路データであり、
前記機械加工経路のそれぞれは、前記各歯面での歯元からの高さが異なる位置において、前記第1の歯面形状と、前記遷移部分の歯面形状と、前記第2の歯面形状に沿って歯筋方向に延び、
前記加工物に対して相対的に前記フライス工具を誘導するための前記制御データを生成するステップと、
生成された前記制御データに基いて、前記工作機械でフライス工具を使用して前記加工物をフライス加工し、前記フライス工具は前記経路データに示される各機械加工経路に沿って連続的に誘導されるステップと、を備える処理方法。 - 前記遷移部分の歯面形状は、
前記第1の歯面形状の複数の第1の境界点において、前記第1の歯面形状は前記遷移部分の歯面形状に接線方向で融合し、
前記第2の歯面形状の複数の第2の境界点において、前記遷移部分の歯面形状は前記第2の歯面形状に接線方向で融合するように、
作成されることを特徴とする請求項1に記載の処理方法。 - 前記第1の歯面形状の各境界点は、前記第1の歯面形状と、前記歯車の軸と垂直な第1の断面との間の第1の加工経路上に決定され、
前記第2の歯面形状の各境界点は、前記第2の歯面形状と、前記歯車の軸と垂直な第2の断面との間の第2の加工経路上に決定されることを特徴とする請求項2に記載の処理方法。 - 前記ヘリングボーンギアの中央部を決定し、
当該ヘリングボーンギアの中央部は前記歯車の軸と垂直であり、
前記第1の断面と前記第2の断面は前記ヘリングボーンギアの中央部から等距離であり、
前記ヘリングボーンギアの中央部は前記第1と第2の断面の間に配置されることを特徴とする請求項3に記載の処理方法。 - 前記遷移部分の歯面形状は歯筋方向に凹形状或いは凸形状を有することを特徴とする請求項1から請求項4の少なくとも1つに記載の処理方法。
- 前記遷移部分の歯面形状は、前記第1の歯面形状と前記第2の歯面形状の間をつなぐ曲面からなることを特徴とする請求項1から請求項4の少なくとも1つに記載の処理方法。
- 前記遷移部分の歯面形状は、複数の円弧断片によって決定されることを特徴とする請求項6に記載の処理方法。
- 前記遷移部分の歯面形状の各前記円弧断片は前記歯面での歯元からの高さが異なる位置において延び、
各前記円弧断片は前記第1の歯面形状のそれぞれの境界点を、前記第2の歯面形状のそれぞれの境界点につなぎ、
前記第1の歯面形状のそれぞれの境界点と、前記第2の歯面形状のそれぞれの境界点は歯元からの高さが等しい位置でつながれることを特徴とする請求項7に記載の処理方法。 - 各前記円弧断片は、それぞれの前記歯面形状のそれぞれの前記境界点で接線方向に融合することを特徴とする請求項8に記載の処理方法。
- 前記遷移部分の歯面形状を作成するステップは、
前記第1の歯面形状の少なくとも1つの第1の境界点を決定するステップと、
前記第2の歯面形状の少なくとも1つの第2の境界点を、前記第1の境界点と前記第2の境界点が各前記歯面での歯元からの高さが同等の位置に決定されるように決定するステップと、
前記第1の境界点における前記第1の歯面形状の第1の法線ベクトルを決定するステップと、
前記第2の境界点における前記第2の歯面形状の第2の法線ベクトルを決定するステップと、
第1の直線と第2の直線との交差点を、前記第1の直線が前記第1の法線ベクトルの方向によって既定され、前記第2の直線が前記第2の法線ベクトルの方向によって既定されているように決定するステップと、
前記第1の境界点から前記第2の境界点への円弧断片を、前記第1の直線と前記第2の直線との前記交差点が前記円弧断片の中心となるように決定するステップと、を備え、
前記遷移部分の歯面形状は、前記円弧断片を含むように作成されることを特徴とする請求項1から請求項9の少なくとも1つに記載の処理方法。 - 前記一方の斜歯は左側或いは右側であり、
前記他方の斜歯は前記一方の斜歯と対向し、同等なねじれ角度を有することを特徴とする請求項1から請求項10の少なくとも1つに記載の処理方法。 - 前記第1の歯面形状と前記第2の歯面形状は同等な歯面形状を有することを特徴とする請求項1から請求項11の少なくとも1つに記載の処理方法。
- 前記全幅歯部の歯面形状は歯筋方向に凹形状を有する第1の全幅歯部の歯面形状を備え、
前記制御データを生成するステップは、
前記ヘリングボーンギアの前記第1の歯部の、前記第1の歯面形状の反対側の、第3の歯面形状に相当する第3の歯面形状を決定するステップと、
前記ヘリングボーンギアの前記第2の歯部の、前記第2の歯面形状の反対側の、第4の歯面形状に相当する第4の歯面形状を決定するステップと、
前記第3の歯面形状と前記第4の歯面形状の間の遷移部分の歯面形状に相当し、前記歯筋方向に凸形状を有する第2の遷移部分の歯面形状を決定するステップと、
前記第3の歯面形状と、前記遷移部分の歯面形状と、前記第4の歯面形状とを含む第2の全幅歯部の歯面形状を決定するステップと、をまた備え、
当該制御データもまた、前記第2の全幅歯部の歯面形状に基いて生成され、前記工作機械の前記フライス工具を誘導するためのさらなる経路データであり、さらなる機械加工経路のそれぞれは、前記第3の歯面形状と、前記第2の遷移部分の歯面形状と、前記第4の歯面形状に沿って歯筋方向に延びることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれかに記載の処理方法。 - 前記第1の遷移部分の歯面形状は、前記第1の歯面形状の複数の境界点において前記第1の歯面形状が前記第1の遷移部分の歯面形状に接線方向に融合し、前記第2の歯面形状の複数の境界点において前記第1の遷移部分の歯面形状が前記第2の歯面形状に接線方向に融合するように作成され、
前記第2の遷移部分の歯面形状は、前記第3の歯面形状の複数の境界点において前記第3の歯面形状が前記第2の遷移部分の歯面形状に接線方向に融合し、前記第4の歯面形状の複数の境界点において前記第2の遷移部分の歯面形状が前記第4の歯面形状に接線方向に融合するように作成され、
前記第1の歯面形状の各前記境界点は前記第1の歯面形状と、歯車の軸と垂直な第1の断面との間の第1の加工経路上に決定され、前記第2の歯面形状の各前記境界点は前記第2の歯面形状と、歯車の軸と垂直な第2の断面との間の第2の加工経路上に決定され、
前記第3の歯面形状の各前記境界点は前記第3の歯面形状と、歯車の軸と垂直な第3の断面との間の第3の加工経路上に決定され、前記第4の歯面形状の各前記境界点は前記第4の歯面形状と、歯車の軸と垂直な第4の断面との間の第4の加工経路上に決定されることを特徴とする請求項13に記載の処理方法。 - 前記第1の断面と前記第2の断面との間の距離は、前記第3の断面と前記第4の断面との間よりも小さいことを特徴とする請求項14に記載の処理方法。
- 少なくとも4軸数値制御工作機械での、制御データに基いて加工物に対する相対的な機械加工経路に沿って、当該工作機械のフライス工具を連続的に移動させる、前記加工物のフライス加工による、請求項1から請求項15の少なくとも1つで規定される製造処理に従って、加工物にヘリングボーンギアを形成するための制御データ生成方法であって、
前記ヘリングボーンギアの前記第1の歯部の歯面形状に相当する第1の歯面形状を決定するステップと、
前記ヘリングボーンギアの前記第2の歯部の歯面形状に相当する第2の歯面形状を決定するステップと、
前記第1の歯部と前記第2の歯部の間の遷移部分の歯面形状に相当する遷移部分の歯面形状を決定するステップと、
前記第1の歯面形状と、前記遷移部分の歯面形状と、前記第2の歯面形状とを含む連続した全幅歯部の歯面形状を決定するステップと、
前記全幅歯部の歯面形状に基いて制御データを生成するステップと、を備え、
前記制御データは前記工作機械の前記フライス工具を各機械加工経路に沿って誘導するための経路データであり、
前記機械加工経路のそれぞれは、前記各歯面での歯元からの高さが異なる位置において、前記第1の歯面形状と、前記遷移部分の歯面形状と、前記第2の歯面形状に沿って歯筋方向に延びる制御データ生成方法。 - 少なくとも4軸数値制御工作機械での、制御データに基いて加工物に対する相対的な機械加工経路に沿って、当該工作機械のフライス工具を連続的に移動させる、前記加工物のフライス加工による、請求項1から請求項15の少なくとも1つに記載の製造処理に従って、加工物にヘリングボーンギアを連続形成するための制御データ生成装置であって、
前記ヘリングボーンギアの第1の歯部の歯面形状に相当する第1の歯面形状を決定し、前記ヘリングボーンギアの第2の歯部の歯面形状に相当する第2の歯面形状を決定し、
前記第1の歯部と前記第2の歯部の間の遷移部分の歯面形状に相当する遷移部分の歯面形状を決定し、
そして、前記第1の歯面形状と、前記遷移部分の歯面形状と、前記第2の歯面形状とを含む連続した全幅歯部の歯面形状を決定するための形状形成手段と、
前記全幅歯部の歯面形状に基いて制御データを生成するための制御データ生成手段と、を備え、
前記制御データは前記工作機械の前記フライス工具を各機械加工経路に沿って誘導するための経路データであり、
前記機械加工経路のそれぞれは、前記各歯面での歯元からの高さが異なる位置において、前記第1の歯面形状と、前記遷移部分の歯面形状と、前記第2の歯面形状に沿って歯筋方向に延びる制御データ生成装置。 - 少なくとも4軸数値制御工作機械であって、
生成される制御データに基いて機械加工経路に沿って、当該工作機械のフライス工具を連続的に移動させ、
請求項17に記載の制御データ生成装置を備える数値制御工作機械。 - コンピュータで読み取り可能な媒体と、該媒体に記録されるコンピュータプログラムを備えるコンピュータプログラム製品であって、
当該コンピュータプログラムは、請求項17に記載の制御データ生成装置を形成するように、データ処理装置のデータ処理手段による処理に適応した各命令に相当する一連の各ステートの形態で記録されるコンピュータプログラム製品。
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