JPH0712203A - Tooth profile determining method of cylindrical worm gear, tooth profile obtained therefrom, and device therefor - Google Patents

Tooth profile determining method of cylindrical worm gear, tooth profile obtained therefrom, and device therefor

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JPH0712203A
JPH0712203A JP17748893A JP17748893A JPH0712203A JP H0712203 A JPH0712203 A JP H0712203A JP 17748893 A JP17748893 A JP 17748893A JP 17748893 A JP17748893 A JP 17748893A JP H0712203 A JPH0712203 A JP H0712203A
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JP
Japan
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tooth profile
worm
initial value
axis
processing means
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Application number
JP17748893A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoteru Nishida
知照 西田
Yoichi Kobayashi
洋一 小林
Akiyo Horiuchi
昭世 堀内
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain an optimum tooth profile of cylindrical worm gear by supposing at first an ideal line of contact, inputting it as a supposed line of contact from an initial value input format, and determining the tooth profile of the worm gear by numerical calculation. CONSTITUTION:One of lines of contact projected on a plane perpendicular to a worm axis is supposed, one point on the tooth profile of a worm to be desired is supposed on the center plane of the worm containing the worm axis, inclination of the tangent of a tooth profile on this point is supposed, and the worm tooth profile and the wheel tooth profile are obtained in order from these suppositions. When one of lines of contact projected on a plane perpendicular to the worm axis is supposed to be a straight line, the rotation angle phi0 of the straight line from the reference axis is adopted in the range of 20 deg.<=¦phi0¦<=45 deg., and inclination (dxsi/dxsi)0 of the tangent of the tooth profile on the supposed point on the worm tooth profile is adopted in the range of 0<=¦tan<-1>(dxsi/dxsi)0¦<=35 deg.. Hereby, the tooth profile of the optimum cylindrical worm gear can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、円筒ウォ−ムギヤの歯
形決定方法及びその方法により得られる円筒ウォ−ムギ
ヤ歯形並びに円筒ウォ−ムギヤの歯形決定のための装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for determining the tooth profile of a cylindrical worm gear, a cylindrical worm gear tooth profile obtained by the method and an apparatus for determining the tooth profile of a cylindrical worm gear.

【0002】[0002]

【従来の技術】円筒ウォ−ムギヤについて負荷容量、効
率、寿命等の性能を改善する方法としては、ウォ−ムを
インボリュ−ト歯形として転位歯車とする方法や、ウォ
−ムを凹円弧歯形とする方法等が提案されている。特
に、凹円弧歯形はニ−マン歯形あるいはカベックス歯形
と呼ばれており、ウォ−ムの歯形に凹面をもたせるだけ
でなく、凹円弧歯形を基本型として、これに種々の改良
が加えられている。
2. Description of the Related Art Cylindrical worm gears can be improved in performance such as load capacity, efficiency, and service life by using a worm as an involute tooth profile and using a dislocation gear, or a worm with a concave arc tooth profile. Methods for doing so have been proposed. In particular, the concave arc tooth profile is called a Nimann tooth profile or a Cabex tooth profile. Not only does the tooth profile of the worm have a concave surface, but various improvements have been made to this with the concave arc tooth profile as the basic model. .

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
方法で円筒ウォ−ムギヤの歯形を改良していったとして
も、ウォ−ムホイ−ル歯底近辺(=ウォ−ム出口側での
接触)の接触線が相対滑り方向に対し平行になる傾向ま
では改善することはできていない。
However, even if the tooth profile of the cylindrical worm gear is improved by the above-mentioned conventional method, the contact around the root of the worm wheel (= the contact at the worm outlet side) It cannot be improved up to the tendency that the contact line of) becomes parallel to the relative sliding direction.

【0004】ここで、接触線とは、ウォ−ムホイ−ルと
ウォ−ムの接触線であり、次のようにして求められるも
のである。ラックのピッチ線W1は図6(b)に示すとお
り、ピッチ点CAを通る直線である。CAを通りこれに垂
直な線はウォ−ムホイ−ルの軸を通る。断面Aはピッチ
点をふくむ面である。CAからそれぞれの断面(IよりX
I)における歯形曲線におろした垂線の足をつらねた曲線
が接触線である。ここでは断面VIIIの歯形に点CAから
おろされた垂線が示されている。他の断面においてもこ
の方式を進めて軸直角断面に投影した接触線mが得られ
る(図6(a),図7(a))。
Here, the contact line is a contact line between a worm wheel and a worm, and is obtained as follows. The pitch line W 1 of the rack is a straight line passing through the pitch point CA as shown in FIG. 6 (b). A line passing through CA and perpendicular to it passes through the axis of the wheel. Cross section A is a surface including pitch points. Each cross section from CA (X from I
The contact line is the curve that hangs the foot of the perpendicular line drawn to the tooth profile curve in I). Here, a vertical line drawn from the point CA to the tooth profile of the section VIII is shown. The contact line m projected on the cross section perpendicular to the axis is obtained by advancing this method also in other cross sections (FIGS. 6A and 7A).

【0005】また、相対滑り方向とは、接触点でのウォ
−ム速度とホイ−ル速度の差をベクトル的に合成したベ
クトルの方向である。
The relative sliding direction is a vector direction in which the difference between the worm speed and the wheel speed at the contact point is vector-synthesized.

【0006】前述したように、接触線が相対滑り方向に
対して平行になると、効率改善の妨げとなる。逆に、接
触線が相対滑り方向に対し、ほぼ垂直になっていると、
潤滑油膜が最も形成されやすい状態となる。すなわち、
流体潤滑の油膜による動力伝達の割合が比較的大きく、
油膜が切れにくいので、摩擦係数が小さくなる。
As described above, if the contact line is parallel to the relative sliding direction, it hinders the efficiency improvement. On the contrary, if the contact line is almost perpendicular to the relative sliding direction,
The lubricating oil film is most easily formed. That is,
The ratio of power transmission by the oil film of fluid lubrication is relatively large,
Since the oil film is hard to break, the friction coefficient is small.

【0007】従来の歯形では、接触線が相対滑り方向に
対して平行に近いので、潤滑油膜ができにくく、油膜が
切れてしまうので摩擦仕事が発生する割合が多く、焼付
が生じ易くなったり、ウォ−ムの寿命の低下にもつなが
っていた。
In the conventional tooth profile, since the contact line is almost parallel to the relative sliding direction, it is difficult to form a lubricating oil film, and the oil film is cut off, so that a large amount of friction work occurs and seizure easily occurs. It also led to a reduction in the life of the worm.

【0008】一方、従来の凹円弧改良歯形は、同時かみ
合歯数が少なくなっている反面、相対曲率半径を大きく
するという点については改善が見られるが、全体として
負荷容量がそれほど増加しない、という欠点を残してい
る。
On the other hand, in the conventional concave arc improved tooth profile, while the number of simultaneous meshing teeth is small, there is an improvement in increasing the relative radius of curvature, but the load capacity does not increase so much as a whole. It has the drawback.

【0009】これは、従来の改善策が、接触線と相対滑
り方向とのなす角を大ならしめるようにする、という設
計項目を設計、生産技術上の制約より達成できなかった
ことに起因するものである。
This is because the conventional improvement measures could not achieve the design item of increasing the angle formed by the contact line and the relative sliding direction due to restrictions in design and production technology. It is a thing.

【0010】本発明は、上記従来の改善策の問題点に鑑
み、ウォ−ムホイ−ルとウォ−ムの接触線のなす角をよ
り大ならしめるような円筒ウォ−ムギヤの歯形を決定す
る方法を確立し、さらには円筒ウォ−ムギヤの性能をバ
ランスよく改善することを目的とする。
In view of the problems of the above conventional improvement measures, the present invention is a method for determining the tooth profile of a cylindrical worm gear that makes the angle formed by the contact line between the worm wheel and the worm larger. And further improve the performance of the cylindrical worm gear in a well-balanced manner.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】円筒ウォ−ムギヤにおい
て、ウォ−ム軸に垂直な平面上に投影された接触線の1
本を仮定し、かつ又ウォ−ム軸を含むウォ−ム中央平面
内に於て、求めたいウォ−ム歯形上の一点を仮定し、か
つこの点に於ける歯形の接線の傾きを仮定し、これらの
仮定から逐次ウォ−ム歯形及びホイ−ル歯形を求める。
そして、ウォ−ム軸に垂直な平面上に投影された接触線
の1本を直線とした場合の基準軸からのその直線の回転
角φ0を20°≦|φ0|≦45°の範囲から採択し、仮
定したウォ−ム歯形上の一点に於ける歯形の接線の傾き
(dζ/dξ)0が0≦|tan -1(dζ/dξ)0 |≦35
°の範囲から採択して上記の歯形決定方法より最適の円
筒ウォ−ムギヤ歯形を得る。さらに、上記方法を実現す
る手段として、表示部と入力部とメモリ部と出力部と処
理部とから歯形決定のための装置を構成する。
SUMMARY OF THE INVENTION In a cylindrical worm gear, one of the contact lines projected on a plane perpendicular to the worm axis.
Assuming a book, and also in the worm center plane including the worm axis, suppose a point on the worm tooth profile to be obtained, and the tangent slope of the tooth profile at this point. From these assumptions, the worm tooth profile and the wheel tooth profile are sequentially obtained.
When one of the contact lines projected on the plane perpendicular to the worm axis is a straight line, the rotation angle φ 0 of the straight line from the reference axis is in the range of 20 ° ≦ | φ 0 | ≦ 45 ° The tangent slope of the tooth profile at one point on the assumed worm tooth profile adopted from
(dζ / dξ) 0 is 0 ≦ | tan − 1 (dζ / dξ) 0 | ≦ 35
The optimum cylindrical worm gear tooth profile is obtained from the above tooth profile determination method by adopting from the range of °. Further, as a means for realizing the above method, a device for determining a tooth profile is constituted by a display unit, an input unit, a memory unit, an output unit and a processing unit.

【0012】表示部は、少なくとも、ウォ−ム軸を含む
ウォ−ム中央平面内において求めるべき歯形上の点の座
標およびこの座標点における歯形の接線の仮定傾きに関
する項目ならびにウォ−ム軸に垂直な平面上に投影され
た仮定接触線に関する項目を逐次入力させるための初期
値入力フォ−マットを表示するものである。
The display unit has at least items relating to the coordinates of a point on the tooth profile to be obtained in the center plane of the worm including the worm axis and the hypothetical inclination of the tangent line of the tooth profile at this coordinate point, and perpendicular to the worm axis. An initial value input format for sequentially inputting items related to the assumed contact line projected on another plane is displayed.

【0013】メモリ部は、上記初期値入力フォ−マット
を用いて入力されたデ−タをストアする初期値ファイル
と、微分方程式を数値計算によって解くにあたり、単数
または複数の数値解法について数値計算に必要なきざみ
幅等のデ−タを各数値解法に対応してストアする数値解
法定数ファイルと、円筒ウォ−ムギヤの少なくとも、負
荷能力および効率に関するデ−タをストアする設計事項
ファイルとを含む。
The memory section stores an initial value file for storing data input using the above initial value input format, and a numerical calculation for a single or a plurality of numerical solution methods in solving a differential equation by numerical calculation. It includes a numerical solution constant file that stores data such as necessary step widths corresponding to each numerical solution, and a design item file that stores at least data regarding load capacity and efficiency of the cylindrical worm gear.

【0014】上記処理部は、上記初期値入力フォ−マッ
トを上記表示部に表示させ、表示された初期値入力フォ
−マットにしたがって上記入力部から入力されたデ−タ
を上記初期値ファイルにストアする第1の処理手段と、
上記初期値ファイルにストアされている初期値入力フォ
−マットを用いて入力されたデ−タと、上記数値解法定
数ファイルにストアされている数値計算に必要なデ−タ
とを用いてウォ−ム歯形とホイ−ル歯形の座標値をきざ
み幅ごとに逐次計算する第2の処理手段と、第2の処理
手段により計算されたウォ−ム歯形とホイ−ル歯形の座
標値群よりウォ−ムとホイ−ル間の接触線および相対曲
率半径を計算する第3の処理手段と、第3の処理手段に
より計算された上記接触線および相対曲率半径を用い
て、設計事項ファイルにストアされている少なくとも、
負荷能力および効率に関するデ−タとの比較を行なう第
4の処理手段と、第4の処理手段による比較の結果、所
望の設計事項を満足しない場合に第1の処理手段に帰還
させ、比較の結果、所望の設計事項を満足する場合に上
記第2の処理手段により計算されたウォ−ム歯形とホイ
−ル歯形の座標値群を上記出力部から出力させる第5の
処理手段とを含んでいる。
The processing section displays the initial value input format on the display section, and stores the data input from the input section in the initial value file according to the displayed initial value input format. A first processing means for storing,
The data input using the initial value input format stored in the initial value file and the data required for the numerical calculation stored in the numerical solution constant file are used to write the data. Second processing means for sequentially calculating the coordinate values of the tooth profile and the wheel tooth profile for each step size, and the wore from the group of coordinate values of the worm tooth profile and the wheel tooth profile calculated by the second processing means The third processing means for calculating the contact line and the relative radius of curvature between the frame and the wheel, and the contact line and the relative radius of curvature calculated by the third processing means are stored in the design matter file. At least
As a result of the comparison by the fourth processing means for comparing the load capacity and the efficiency with the data, the fourth processing means returns to the first processing means when the desired design items are not satisfied, and the comparison is made. As a result, a fifth processing means for outputting the coordinate value group of the worm tooth profile and the wheel tooth profile calculated by the second processing means when the desired design items are satisfied is output from the output section. There is.

【0015】[0015]

【実施例】以下、この発明の一実施例について説明す
る。図1は、歯形決定装置のハ−ド構成の概要を示して
いる。歯形決定装置は中央処理装置(CPU)1をその
中心的な装置として備えている。CPU1としては、い
わゆるパ−ソナ−・コンピュ−タを用いることが好まし
いが、数値解法、数値計算のきざみ幅に応じて最適なも
のが選択される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 shows an outline of the hard configuration of the tooth profile determining apparatus. The tooth profile determination device has a central processing unit (CPU) 1 as its central device. As the CPU 1, it is preferable to use a so-called personal computer, but an optimum one is selected according to the step size of the numerical solution or numerical calculation.

【0016】各種のデ−タを入力したり決定されたウォ
−ム歯形とホイ−ル歯形の座標値群の出力指令を入力し
たりするためのキ−ボ−ド3、入力デ−タ、出力デ−タ
等を表示するためのディスプレイ、好ましくはCRT
4、および決定された歯形の座標値群を出力するための
プリンタ5が、CPU1にその入出力機器として接続さ
れている。
A keyboard 3, input data, for inputting various data and inputting an output command of the coordinate value group of the determined worm tooth profile and wheel tooth profile, A display, preferably a CRT, for displaying output data, etc.
4, and a printer 5 for outputting the coordinate value group of the determined tooth profile is connected to the CPU 1 as its input / output device.

【0017】CPU1にはまた、歯形決定用のプログラ
ムをストアするとともに、歯形決定に必要なデ−タをス
トアするためのハ−ドディスク2が接続されている。
The CPU 1 is also connected to a hard disk 2 for storing a tooth profile determination program and data necessary for tooth profile determination.

【0018】図2は円筒ウォ−ムギヤの歯形決定の処理
手順を示している。まず、ディスプレイ4の画面上に表
示されている初期値入力フォ−マットに従って、歯形の
設計者は、ウォ−ム歯形先端の座標(ξ0,ζ0)と歯形
接線の傾き(dζ/dξ)0を仮定し(図3)、それをキ
−ボ−ド3から入力する(ステップ11)。
FIG. 2 shows a processing procedure for determining the tooth profile of the cylindrical worm gear. First, according to the initial value input format displayed on the screen of the display 4, the tooth profile designer determines the coordinates (ξ 0 , ζ 0 ) of the tip of the tooth profile and the inclination (dζ / dξ) of the tooth profile tangent line. Assume 0 (FIG. 3) and input it from the keyboard 3 (step 11).

【0019】ここで、図4の右上にも示しているよう
に、ウォ−ム中央平面上(ξ−ζ平面)におけるウォ−ム
歯形上の点の座標を(ξ,ζ)とし、このウォ−ム中央
平面に平行でしかも中央平面からZだけ離れた平面を以
下M平面と呼ぶこととする。
Here, as also shown in the upper right of FIG. 4, the coordinates of the point on the worm tooth profile on the worm center plane (ξ-ζ plane) are (ξ, ζ), and A plane parallel to the central plane and separated from the central plane by Z is hereinafter referred to as an M plane.

【0020】続いて、ディスプレイ4の画面上に表示さ
れている初期値入力フォ−マットにおいて同時接触線が
直線となる場合のφの値をきいてくるので、設計者はそ
の値φ0をキ−ボ−ド3から入力する(ステップ1
2)。
Subsequently, in the initial value input format displayed on the screen of the display 4, the value of φ when the simultaneous contact line becomes a straight line is sought, and therefore the designer inputs the value φ 0 . -Input from board 3 (step 1
2).

【0021】ここで、同時接触線が直線となる場合のφ
の値φ=φ0 とは、次のようなものである。すなわち、
図5に示すようにまずウォ−ム軸直角断面へのウォ−
ム,ホイ−ル両歯の同時接触線投影線を1本設定する。
これをMlineと称する。図5の例ではウォ−ム軸心Oを
通る直線を仮定しているため、Mlineはφ=φ0=const
と表記できる(ここにφはウォ−ム軸直角断面座標O−
ξZ座標におけるξ軸よりMlineまでの回転角を示
す)。
Here, φ when the simultaneous contact line is a straight line
The value φ = φ 0 of is as follows. That is,
First, as shown in FIG.
Set one simultaneous contact line projection line for both teeth.
This is called Mline. In the example of FIG. 5, since a straight line passing through the worm axis O is assumed, Mline is φ = φ 0 = const
Can be expressed as (where φ is the coordinate O-
The rotation angle from the ξ axis to the Mline in the ξZ coordinate is shown).

【0022】以上3つの仮定を基に以下の手順でウォ−
ム歯形,ホイ−ル歯形を求める。即ち、ウォ−ムとホイ
−ルの接触の条件式は(1)に示される。
Based on the above three assumptions, the following procedure
Find the tooth profile and wheel profile. That is, the conditional expression for the contact between the worm and the wheel is shown in (1).

【0023】[0023]

【数1】 [Equation 1]

【0024】ここに、 ψ :ホイ−ルの転がり角 Rw:ウォ−ムホイ−ルピッチ円半径 Rh:ウォ−ムピッチ円半径 γh:ウォ−ムピッチ円筒上進み角 m :軸モジュ−ル χ :軸位係数 (ξ,ζ):ウォ−ム歯形の座標 φ :ウォ−ム軸直角断面座標O−ξZ座標に於けるξ
軸よりMlineまでの回転角、 である。本式にξ=ξ0、ζ=ζ0、dζ/dξ=(dζ
/dξ)0、φ=φ0を代入する事により、(ξ0,ζ0
点と接触するホイ−ル歯面上の点を求めるパラメ−タψ
=ψ0=ψ(ξ0,ζ0,(dζ/dξ)0,φ0)を求める
事ができる(ステップ13)。
Where ψ is the rolling angle of the wheel Rw is the radius of the worm wheel pitch circle Rh is the radius of the worm pitch circle γh is the lead angle on the worm pitch cylinder m is the axis module χ is the axis coefficient (ξ, ζ): Coordinates of the worm tooth profile φ: Coordinates of the cross section orthogonal to the worm axis O-ξ Z in the Z coordinate
The rotation angle from the axis to Mline is. In this equation , ξ = ξ 0 , ζ = ζ 0 , dζ / dξ = (dζ
By substituting / dξ) 0 , φ = φ 0 , (ξ 0 , ζ 0 )
Parameter ψ for finding the point on the tooth flank that contacts the point
= Φ 0 = φ (ξ 0 , ζ 0 , (dζ / dξ) 0 , φ 0 ) can be obtained (step 13).

【0025】ウォ−ム歯形よりホイ−ル歯形を求める式
は(2)式に示される。
The equation for obtaining the wheel tooth profile from the worm tooth profile is shown in equation (2).

【0026】[0026]

【数2】 [Equation 2]

【0027】但し、φ=sin - 1(Z/ξ) (X,Y):ホイ−ル歯形の座標However, φ = sin -1 (Z / ξ) (X, Y): coordinates of wheel tooth profile

【0028】本式にξ=ξ0,ζ=ζ0,φ=φ0,ψ=
ψ0を代入する事によりウォ−ム歯形(ξ0,ζ0)に対応
するX−Y基準平面(Z=0)でのホイ−ル歯形上の点
(X0,Y0)を求める事ができる(ステップ14)。
In this expression, ξ = ξ 0 , ζ = ζ 0 , φ = φ 0 , ψ =
Obtaining the point (X 0 , Y 0 ) on the wheel tooth profile on the XY reference plane (Z = 0) corresponding to the worm tooth profile (ξ 0 , ζ 0 ) by substituting ψ 0 (Step 14).

【0029】O−ξζ面内において、(ξ0,ζ0)より
ξ軸方向に微少距離hだけ動いた点での歯形を求める。 ξ1=ξ0−h ζ1=ζ0−h・(dζ/dξ)0 (1)式にψ=ψ0,ξ=ξ1,ζ=ζ1,φ=φ0を代入
し、 (dζ/dξ)1=f(ξ1,ζ1) を求める。(2)式にξ=ξ1,ζ=ζ1,ψ=ψ0代入
することによりウォ−ム歯形(ξ1,ζ1)に対応するホ
イ−ル歯形上の点(X1,Y1)を求めることができる。
In the O-ξζ plane, the tooth profile at a point moved by a minute distance h in the ξ-axis direction is obtained from (ξ 0 , ζ 0 ). ξ 1 = ξ 0 −h ζ 1 = ζ 0 −h · (dζ / dξ) 0 Substituting ψ = φ 0 , ξ = ξ 1 , ζ = ζ 1 , φ = φ 0 into the equation (1), dζ / dξ) 1 = f (ξ 1 , ζ 1 ) is calculated. By substituting ξ = ξ 1 , ζ = ζ 1 , and ψ = ψ 0 into equation (2), the point (X 1 , Y 1 on the wheel tooth profile corresponding to the worm tooth profile (ξ 1 , ζ 1 ) ) Can be asked.

【0030】以下、ウォ−ム歯形の輪郭が求まるまで
(1)式をベ−スに ξi+1=ξi−h、 ζi+1=ζi−h・f(ξi,ζi)、 (h:きざみ幅,i=0,1,2,3・・・) が成り立ち(ステップ15)、(1)式にこれらを代入
して (dζ/dξ)i+1=f(ξi+1,ζi+1) が求まり(ステップ16)、(2)式にξ=ξi+1,ζ=
ζi+1,ψ=ψ0を代入することによりウォ−ム歯形(ξ
i+1,ζi+1)に対応するウォ−ム軸に平行な平面でのホ
イ−ル歯形上の点(Xi+1,Yi+1)を逐次計算により求
めることができる(ステップ17)。
Hereinafter, until the contour of the worm tooth profile is obtained
(1) the base - vinegar ξi + 1 = ξi-h, ζi + 1 = ζi-h · f (ξi, ζi),: is (h increments width, i = 0,1,2,3 ···) holds (step 15), (1) by substituting them into formula (dζ / dξ) i + 1 = f (ξi + 1, ζi + 1) is Motomari (step 16), (2) to xi] = .xi.i + 1, ζ =
ζi + 1, Wo by substituting ψ = ψ 0 - arm teeth (xi]
The points (Xi + 1 , Yi + 1 ) on the wheel tooth profile on the plane parallel to the worm axis corresponding to (i + 1 , ζi + 1 ) can be obtained by successive calculation (step 17).

【0031】本実施例では図5においてMlineを簡単の
ためφ=φ0=constとしたが、一般にはφ=φ(ξ)で与
えられれば十分である。また、図3で初期値(ξ0
ζ0,(dζ/dξ)0)を与える位置をウォ−ム歯形の
歯先としたが、一般には、求めたいウォ−ム歯形上のど
の位置でも良い。
In the present embodiment, M = line is set to φ = φ 0 = const for simplicity in FIG. 5, but it is generally sufficient to give φ = φ (ξ). Further, in FIG. 3, the initial value (ξ 0 ,
The position that gives ζ 0 , (dζ / dξ) 0 ) is the tip of the worm tooth profile, but in general, it may be any position on the worm tooth profile to be obtained.

【0032】次にこのプロセスを逆にたどり、(1)式
によりψ=ψ(ξ,ζ,dξ/dζ,φ)をパラメ−タ
としてφそしてZを求めO−ξZ面内の接触線を再計算
する(ステップ19)。当然この中の一本はMlineその
ものとなっている。さらに相対曲率半径ρも求める(ス
テップ20)。全体として接触線の出方、相対曲率半
径、同時かみ合歯数等チェックし、予想した様に性能が
改善されている事が確認されればウォ−ムねじ歯形は決
定される(ステップ21)。もし、改善具合が不十分で
あれば、さらにMlineをM2line,M3lineと変更して行
き、もう1度同じプロセスを経て理想的ウォ−ムねじ歯
形を決定するものである(ステップ22)。
Next, following this process in reverse, φ and Z are obtained by using equation (1) with ψ = φ (ξ, ζ, dξ / dζ, φ) as parameters, and the contact line in the O-ξZ plane is obtained. Recalculate (step 19). Naturally, one of these is Mline itself. Further, the relative radius of curvature ρ is also obtained (step 20). The appearance of the contact line, the relative curvature radius, the number of simultaneous meshing teeth, etc. are checked as a whole, and if it is confirmed that the performance is improved as expected, the worm screw tooth profile is determined (step 21). . If the degree of improvement is insufficient, M line is further changed to M 2 line and M 3 line, and the ideal worm screw tooth profile is determined again through the same process (step 22). ).

【0033】ウォ−ムねじ歯形から最後にウォ−ムねじ
切(研削)工具歯形を求める。簡単にはウォ−ム軸断面
歯形を持つ総形バイトでねじ切りすれば、求めるウォ−
ムねじ歯形が得られる。
Finally, a worm thread cutting (grinding) tool tooth profile is obtained from the worm screw tooth profile. Simply use a general-purpose bite with a tooth profile on the worm shaft to cut the desired wore.
A screw thread tooth profile is obtained.

【0034】[0034]

【発明の効果】この発明によると、理想的な接触線を最
初に仮定し、初期値入力フォ−マットから仮定接触線と
して入力して、数値計算によりウォ−ムギヤ歯形を決定
できるので、従来凹円弧歯形等では改善し切れなかった
接触線の出具合をかなりの自由度で設定でき、その為効
率の改善と負荷容量の改善が進められるようになる。
According to the present invention, the ideal contact line is first assumed, and the worm gear tooth profile can be determined by numerical calculation by inputting it as a hypothetical contact line from the initial value input format, so that the conventional concave shape is used. It is possible to set with a considerable degree of freedom the degree of contact wire that has not been improved with the arcuate tooth profile, etc., so that the efficiency and load capacity can be improved.

【0035】この歯形決定方法において、歯形に最も大
きく影響するパラメ−タであるφ0と(dζ/dξ)0
範囲を絞り込んだので、仕様に応じて最適の歯形を効率
良く決定できる。
In this tooth profile determination method, since the parameters φ 0 and (dζ / dξ) 0 , which are the parameters that most significantly affect the tooth profile, are narrowed down, the optimum tooth profile can be efficiently determined according to the specifications.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】歯形決定装置のハ−ド構成の概要を示すブロッ
ク図。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a hard configuration of a tooth profile determination apparatus.

【図2】円筒ウォ−ムギヤの歯形決定の処理の一例を示
すフロ−チャ−ト。
FIG. 2 is a flow chart showing an example of processing for determining the tooth profile of a cylindrical worm gear.

【図3】ウォ−ム歯形計算の初期値を説明するための
図。
FIG. 3 is a diagram for explaining initial values of worm tooth profile calculation.

【図4】ウォ−ムとホイ−ルの座標系を説明するための
図。
FIG. 4 is a diagram for explaining a coordinate system of a worm and a wheel.

【図5】ウォ−ム軸中心に向かって直線である同時接触
線を説明するための図。
FIG. 5 is a view for explaining a simultaneous contact line which is a straight line toward the center of the worm axis.

【図6】ウォ−ムギヤの接触線を説明するための図であ
り、(a)は、ウォ−ム歯面上の接触線の位置をウォ−ム
の軸直角断面に投影したもの、IよりXIはここでとり
あつかう断面の位置を示す。B1よりB7は、計算に必要
な接触線上の点である。これらの点は接触線を2つに分
けたそれぞれの中央の点である。(b)は、断面IよりX
Iにおけるウォ−ムの歯面の断面。
FIG. 6 is a view for explaining the contact line of the worm gear, (a) shows the position of the contact line on the tooth flank of the worm projected on the cross section perpendicular to the axis of the worm, from I XI indicates the position of the section to be dealt with here. B 1 to B 7 are points on the contact line necessary for calculation. These points are the central points of each of the two contact lines. (b) is X from section I
Sectional view of the tooth flank of the worm at I.

【図7】図6と同様、ウォ−ムギヤの接触線を説明する
ための図であり、(a)は、ウォ−ムホイ−ル歯面上の接
触線の位置をウォ−ムの軸直角断面に投影したもの。
(b)は、ウォ−ムとウォ−ムホイ−ルのかみあい、左は
ウォ−ムの軸直角断面、右はウォ−ムの軸断面。
FIG. 7 is a view for explaining the contact line of the worm gear, similar to FIG. 6, in which (a) shows the position of the contact line on the tooth surface of the worm wheel in a cross section perpendicular to the axis of the worm. Projected on.
(b) shows the engagement between the worm and the worm wheel, the left is a cross section perpendicular to the axis of the worm, and the right is the cross section of the worm.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CPU 2 ハ−ドディスク 3 キ−ボ−ド 4 ディスプレイ 5 プリンタ 1 CPU 2 hard disk 3 key board 4 display 5 printer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円筒ウォ−ムギヤにおいて、ウォ−ム軸
に垂直な平面上に投影された接触線の1本を仮定し、か
つ又ウォ−ム軸を含むウォ−ム中央平面内に於て、求め
たいウォ−ム歯形上の一点を仮定し、かつこの点に於け
る歯形の接線の傾きを仮定し、これらの仮定から逐次ウ
ォ−ム歯形及びホイ−ル歯形を求めることを特徴とする
円筒ウォ−ムギヤの歯形決定方法。
1. In a cylindrical worm gear, assuming one of the contact lines projected on a plane perpendicular to the worm axis, and also in the worm center plane including the worm axis. , One point on the worm tooth profile to be obtained and the inclination of the tangent line of the tooth profile at this point are assumed, and the worm tooth profile and the wheel tooth profile are successively obtained from these assumptions. A method for determining the tooth profile of a cylindrical worm gear.
【請求項2】 ウォ−ム軸に垂直な平面上に投影された
接触線の1本を直線とした場合の基準軸からのその直線
の回転角φ0を20°≦|φ0|≦45°の範囲から採択
し、仮定したウォ−ム歯形上の一点に於ける歯形の接線
の傾き(dζ/dξ)0が0≦|tan -1(dζ/dξ)0
≦35°の範囲から採択して請求項1の歯形決定方法に
より得られる円筒ウォ−ムギヤ歯形。
2. The rotation angle φ 0 of the straight line from the reference axis when one of the contact lines projected on the plane perpendicular to the worm axis is a straight line, 20 ° ≦ | φ 0 | ≦ 45 The inclination (dζ / dξ) 0 of the tooth profile at one point on the assumed worm tooth profile is 0 ≦ | tan − 1 (dζ / dξ) 0 |
A cylindrical worm gear tooth profile obtained by the tooth profile determination method according to claim 1, selected from the range of ≤35 °.
【請求項3】 表示部と入力部とメモリ部と出力部と処
理部とから構成され、 表示部は、少なくとも、ウォ−ム軸を含むウォ−ム中央
平面内において求めるべき歯形上の点の座標およびこの
座標点における歯形の接線の仮定傾きに関する項目なら
びにウォ−ム軸に垂直な平面上に投影された仮定接触線
に関する項目を入力させるための初期値入力フォ−マッ
トを表示するものであり、 メモリ部は、上記初期値入力フォ−マットを用いて入力
されたデ−タをストアする初期値ファイルと、微分方程
式を数値計算によって解くにあたり、単数または複数の
数値解法について数値計算に必要なきざみ幅等のデ−タ
を各数値解法に対応してストアする数値解法定数ファイ
ルと、円筒ウォ−ムギヤの少なくとも、負荷能力および
効率に関するデ−タをストアする設計事項ファイルとを
含み、 上記処理部は、上記初期値入力フォ−マットを上記表示
部に表示させ、表示された初期値入力フォ−マットにし
たがって上記入力部から入力されたデ−タを上記初期値
ファイルにストアする第1の処理手段と、上記初期値フ
ァイルにストアされている初期値入力フォ−マットを用
いて入力されたデ−タと、上記数値解法定数ファイルに
ストアされている数値計算に必要なデ−タとを用いてウ
ォ−ム歯形とホイ−ル歯形の座標値をきざみ幅ごとに逐
次計算する第2の処理手段と、第2の処理手段により計
算されたウォ−ム歯形とホイ−ル歯形の座標値群よりウ
ォ−ムとホイ−ル間の接触線および相対曲率半径を計算
する第3の処理手段と、第3の処理手段により計算され
た上記接触線および相対曲率半径を用いて、設計事項フ
ァイルにストアされている少なくとも、負荷能力および
効率に関するデ−タとの比較を行なう第4の処理手段
と、第4の処理手段による比較の結果、所望の設計事項
を満足しない場合に第1の処理手段に帰還させ、比較の
結果、所望の設計事項を満足する場合に上記第2の処理
手段により計算されたウォ−ム歯形とホイ−ル歯形の座
標値群を上記出力部から出力させる第5の処理手段とを
含んでいる、 円筒ウォ−ムギヤの歯形決定のための装置。
3. A display unit, an input unit, a memory unit, an output unit, and a processing unit, wherein the display unit has at least a point on the tooth profile to be obtained in a worm center plane including the worm axis. The initial value input format for inputting the coordinate and the item regarding the assumed inclination of the tooth profile tangent line at this coordinate point and the item regarding the assumed contact line projected on the plane perpendicular to the worm axis is displayed. , The memory unit stores an initial value file that stores data input using the above initial value input format, and a numerical calculation method for solving a differential equation by numerical calculation, which is necessary for numerical calculation. A numerical solution constant file that stores data such as the step size corresponding to each numerical solution, and data related to at least the load capacity and efficiency of the cylindrical worm gear are stored. The processing section displays the initial value input format on the display section, and the data input from the input section according to the displayed initial value input format. To the initial value file, data input using the initial value input format stored in the initial value file, and stored in the numerical solution constant file. Second processing means for sequentially calculating the coordinate values of the worm tooth profile and the wheel tooth profile for each step width by using the data necessary for the numerical calculation which is performed, and the wobble calculated by the second processing means. -Third processing means for calculating the contact line between the worm and the wheel and the relative radius of curvature from the coordinate value group of the tooth profile and the wheel profile, and the contact line calculated by the third processing means And the relative radius of curvature In the case where the desired design items are not satisfied as a result of the comparison by the fourth processing means for comparing with at least the data regarding the load capacity and the efficiency stored in the design item file. To the first processing means, and as a result of comparison, when the desired design items are satisfied, the coordinate value groups of the worm tooth profile and the wheel tooth profile calculated by the second processing means are output to the output section. An apparatus for determining the tooth profile of a cylindrical worm gear, comprising:
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