JPH08105513A - High strength gear - Google Patents
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- JPH08105513A JPH08105513A JP26156094A JP26156094A JPH08105513A JP H08105513 A JPH08105513 A JP H08105513A JP 26156094 A JP26156094 A JP 26156094A JP 26156094 A JP26156094 A JP 26156094A JP H08105513 A JPH08105513 A JP H08105513A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、歯形創成理論に基づ
かない歯形に形成されて歯元強度の向上した高強度歯車
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-strength gear having a tooth profile which is not based on the theory of tooth profile generation and which has improved root strength.
【０００２】[0002]
【従来の技術及びその課題】従来、歯車の歯面の断面輪
郭は図８に示すように標準化したものとなっており、歯
元円６に沿って歯底１が形成され、歯先円８に沿って歯
先５が形成されるもので、一般的にインボリュート曲線
Ａ等による歯形創成理論に基づく曲線で形成されてお
り、従来においては歯切工具により、このような歯形創
成理論に基づく歯形が切削加工で形成されるものであ
る。即ち、歯切工具のカッターの軌跡は歯形創成理論に
基づいた形状となり、製作される歯形や歯元形状は歯切
工具により一義的に決定されるものとなっていた。この
ような従来の歯車の歯形においては、歯元部分の強度も
歯形に基づき一義的に決まることとなり、歯元部分の強
度が特に要求される際には対応できない場合が生じ、特
に自動車用変速機の歯車においては歯元強度が特に要求
されており、従来の歯形では変速機の小型化，軽量化を
図ることが困難であるという問題点があった。2. Description of the Related Art Conventionally, the cross-sectional contour of the tooth surface of a gear has been standardized as shown in FIG. 8, and a root 1 is formed along a root circle 6 and a tip circle 8 is formed. A tooth tip 5 is formed along the tooth profile and is generally formed by a curve based on a tooth profile creation theory such as an involute curve A. Conventionally, a tooth cutting tool uses a tooth profile based on such a tooth profile creation theory. Is formed by cutting. That is, the trajectory of the cutter of the gear cutting tool has a shape based on the tooth profile generation theory, and the manufactured tooth profile and tooth root shape are uniquely determined by the gear cutting tool. In such a conventional gear tooth profile, the strength of the root portion is also uniquely determined based on the tooth profile, and there is a case where the strength of the root portion cannot be dealt with particularly when it is required. Gear teeth of machines are particularly required to have root strength, and there is a problem that it is difficult to reduce the size and weight of a transmission with a conventional tooth profile.
【０００３】[0003]
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の問題
点に鑑み案出したものであって、歯元部分の強度が優れ
た高強度歯車を提供せんことを目的とし、その第１の要
旨は、インボリュート歯車等において、歯元部分の形状
が、歯形創成理論に基づいた形状でない歯形に形成され
ていることである。また、第２の要旨は、歯底が、歯形
創成理論外の歯底曲線により応力集中を回避し得る歯底
面に形成されていることである。また、第３の要旨は、
前記歯形が鍛造工法，圧造工法，サイジング工法等によ
り形成されたものであることである。また、第４の要旨
は、前記歯形が、歯形中心または歯底中心に対し左右非
対称に形成されていることである。また、第５の要旨
は、歯底が、歯形中心または歯底中心に対し左右異なる
形状に形成されていることである。また、第６の要旨
は、前記歯形内部に、前記鍛造工法，圧造工法，サイジ
ング工法等により連続したファイバーフロー（繊維組
織）が形成されていることである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention was devised in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide a high-strength gear having excellent strength at the tooth root portion. The gist is that in the involute gear or the like, the shape of the tooth root portion is formed into a tooth profile that is not based on the tooth profile generation theory. The second gist is that the tooth root is formed on the tooth bottom surface capable of avoiding stress concentration due to the tooth root curve outside the theory of tooth profile generation. In addition, the third summary is
The tooth profile is formed by a forging method, a forging method, a sizing method, or the like. A fourth gist is that the tooth profile is formed asymmetrically with respect to the tooth profile center or the tooth root center. The fifth gist is that the tooth root is formed in the shape of the tooth profile or in a shape that is different left and right with respect to the center of the tooth root. The sixth gist is that a continuous fiber flow (fiber structure) is formed inside the tooth profile by the forging method, the forging method, the sizing method, and the like.
【０００４】[0004]
【作用】従来のような切削工法ではなく、鍛造工法，圧
造工法，サイジング工法等により、歯形創成理論に基づ
かない歯形の歯車を形成させることができ、特に歯元部
分の形状を応力集中を回避し得る形状に良好に形成する
ことができ、しかも歯形内部に連続したファイバーフロ
ーを良好に形成させて、さらに強度を高めることができ
る。[Function] By using the forging method, the forging method, the sizing method, etc. instead of the conventional cutting method, it is possible to form a gear with a tooth profile that is not based on the theory of tooth profile generation, especially avoiding stress concentration on the tooth root shape. It is possible to satisfactorily form into a possible shape, and further to form a continuous fiber flow inside the tooth profile satisfactorily to further increase the strength.
【０００５】[0005]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明は、一般的なインボリュート曲線を有する
スーパー歯車，ヘリカル歯車，ハイポイド歯車，カサ歯
車に適応され、また、トロコイド曲線を有した歯車にも
適応することができるもので、図１では本例の歯車を造
形する金型１０の一例を示しており、本例の歯車は金型
１０を用いて鍛造工法または圧造工法またはサイジング
工法により歯形を形成するものであり、金型１０に形成
された底部１０ａが歯車の歯底１を形成するものであ
り、また、底部１０ａから連続して立ち上がる金型１０
の側面部１０ｂにより歯面が形成されるもので、金型１
０を押し付ける等して図１のように歯車の歯を盛り上げ
させて形成することができる。尚、あらかじめ切削加工
により歯形を形成させた後に前記金型１０を用いて鍛造
工法または圧造工法またはサイジング工法により歯元部
分等を形成することもでき、冷間，温間，熱間を問わず
行なうことができ、金型１０を押圧させて形成させる際
に、金型１０からの押圧力を受けて歯車には矢印方向に
押圧力が作用し、後述するファイバーフローが歯形の内
側に連続状に形成されるものである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to super gears, helical gears, hypoid gears and bevel gears having a general involute curve, and can also be applied to gears having a trochoidal curve. 1 shows an example of a mold 10 for molding a gear, and the gear of this example is one for forming a tooth profile by a forging method, a forging method or a sizing method using the mold 10, and a bottom portion formed on the mold 10. 10a forms the tooth bottom 1 of the gear, and the die 10 that continuously rises from the bottom 10a.
The tooth surface is formed by the side surface portion 10b of the
As shown in FIG. 1, the teeth of the gear can be raised by pressing 0 or the like. In addition, after the tooth profile is formed by cutting in advance, it is possible to form the tooth root portion by the forging method, the forging method, or the sizing method using the mold 10, regardless of cold, warm, or hot. When the mold 10 is formed by pressing, the pressing force from the mold 10 exerts a pressing force on the gear in the direction of the arrow, and the fiber flow described later is continuously formed inside the tooth profile. Is formed.
【０００６】本例では金型１０の底部１０ａ等の形状を
変更させることにより任意の歯形形状を得ることがで
き、従来のような歯形創成理論に基づくカッターの歯先
形状により決定される歯形ではなく、図２に示すよう
に、歯元円６または相手歯車（想像線）の歯先円８ａよ
りもさらに歯車の中心側へ凹んだ従来の標準よりも深い
凹状曲面の歯底１を形成させることもでき、また図３に
示すように、歯底１に二つの凹部１ａ，１ｂを形成させ
ることもでき、また図４に示すように、歯元部分に歯元
円６または相手歯車（想像線）の歯先円８ａよりも中心
方向へ凹んだアンダーカット形状の凹部２ａ，２ａを形
成させることもでき、また図５に示すように、歯形中心
または歯底中心に対し左右対称状に歯元円６に沿って凹
部２ｂ，２ｂを形成させることもでき、さらに図６に示
すように、前記凹部２ａ，２ａを歯底１側へ連続させた
一個の凹部２ｃに形成させることもでき、このように金
型の底部１０ａの形状を変更させることにより任意の形
状の歯底１を形成させることが可能であり、図２〜図６
のような歯元形状に形成させることにより、従来の標準
化したインボリュート曲線による歯形よりも歯元部分の
応力集中の少ない形状とすることができ、歯元部分の強
度を従来よりも向上させることができるものである。In this example, an arbitrary tooth profile can be obtained by changing the shape of the bottom portion 10a of the mold 10, and the conventional tooth profile determined by the shape of the tip of the cutter based on the theory of tooth profile creation is used. Instead, as shown in FIG. 2, the tooth bottom 1 having a concave curved surface which is deeper than the conventional standard and which is recessed further toward the center side of the gear than the root circle 6 or the tip circle 8a of the mating gear (imaginary line) is formed. It is also possible to form two recesses 1a and 1b in the tooth bottom 1 as shown in FIG. 3, and as shown in FIG. 4, a tooth circle 6 or a mating gear (imaginary gear) at the tooth root portion. It is also possible to form undercut recesses 2a, 2a recessed in the direction of the center from the tip circle 8a of the line), and as shown in FIG. 5, the teeth are symmetrical with respect to the tooth profile center or the tooth root center. The concave portions 2b, 2b are formed along the original circle 6. Further, as shown in FIG. 6, it is also possible to form the recesses 2a, 2a into a single recess 2c continuous to the tooth bottom 1 side, thus changing the shape of the bottom 10a of the mold. By doing so, it is possible to form the tooth bottom 1 having an arbitrary shape.
By forming a tooth root shape like that, it is possible to make the shape with less stress concentration at the tooth root part than the conventional standardized involute curve tooth shape, and it is possible to improve the strength of the tooth root part more than before. It is possible.
【０００７】なお、図７に示すように、前述した図４の
ように凹部２ａ，２ａをアンダーカット状に形成させた
場合においても、従来の切削工法によればこの凹部２ａ
の部分の内側にファイバーフロー（繊維組織）２０を連
続して形成させることは困難であるが、本例においては
金型１０により造形するものであるため、凹部２ａ，２
ａの内側にも連続状にファイバーフロー２０，２０，２
０が良好に形成されるものであり、この連続したファイ
バーフロー２０，２０，２０により、より歯元部分の強
度が向上されるものである。As shown in FIG. 7, even when the recesses 2a, 2a are formed in an undercut shape as shown in FIG. 4, the recess 2a is formed by the conventional cutting method.
Although it is difficult to continuously form the fiber flow (fiber structure) 20 inside the portion of FIG. 2, since the molding is performed by the mold 10 in this example, the concave portions 2a, 2
Continuous fiber flow inside 20, a
0 is a good formation, and the strength of the tooth root portion is further improved by this continuous fiber flow 20, 20, 20.
【０００８】なお、本例では凹部２ａ，２ａを歯形中心
または歯底中心に対し左右対称に形成したものを例示し
たが、左右の一方側のみに凹部２ａを形成させて非対称
の形状とすることもでき、特に強度の要求される左右い
ずれか（例えばドライブ側）に凹部２ａを形成させて応
力集中を回避させた形状とし、強度を高めることが可能
となる。In this embodiment, the recesses 2a, 2a are formed symmetrically with respect to the center of the tooth profile or the center of the tooth bottom. However, the recesses 2a are formed only on one of the left and right sides to have an asymmetrical shape. It is also possible to increase the strength by forming a recess 2a on either the right or left side (for example, the drive side) where strength is particularly required to avoid stress concentration.
【０００９】このように本例では、従来のような切削工
法ではなく、鍛造工法または圧造工法またはサイジング
工法により、歯元部分の形状を応力集中を回避する良好
な形状に形成することができ、しかも歯形の内側に連続
したファイバーフローを良好に形成させて強度を高める
ことができ、自動車用変速機の歯車として強度の極めて
向上した歯車を製作することができ、これにより変速機
の小型化，軽量化を図ることが可能となる。As described above, in this embodiment, the shape of the tooth root portion can be formed into a good shape that avoids stress concentration by the forging method, the forging method, or the sizing method, instead of the conventional cutting method. Moreover, it is possible to form a continuous fiber flow inside the tooth profile satisfactorily to increase the strength, and it is possible to manufacture a gear with extremely improved strength as a gear for an automobile transmission, which results in downsizing of the transmission, It is possible to reduce the weight.
【００１０】[0010]
【発明の効果】本発明は、従来のような切削工法ではな
く、鍛造工法または圧造工法またはサイジング工法によ
り、歯形創成理論に基づかない歯形の歯車を形成させる
ことができ、特に歯元部分の形状を応力集中を回避し得
る形状に良好に形成することができ、しかも歯形内部に
連続したファイバーフローを良好に形成させて、さらに
強度を高めることができ、自動車用変速機の歯車として
強度の極めて向上した歯車を製作することができ、これ
により変速機の小型化，軽量化を図ることが可能となる
効果を有する。INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a gear having a tooth profile which is not based on the theory of tooth profile creation can be formed by a forging method, a forging method or a sizing method, rather than the conventional cutting method. Can be formed in a shape that avoids stress concentration, and further, a continuous fiber flow can be formed well in the tooth profile to further increase the strength, making it extremely strong as a gear for an automobile transmission. It is possible to manufacture an improved gear, which has the effect of reducing the size and weight of the transmission.
【図１】圧造工法等による歯車の成形状態の斜視構成図
である。FIG. 1 is a perspective configuration view of a gear in a molded state by a press forming method or the like.
【図２】造形される歯底部分の一例の概略構成図であ
る。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an example of a tooth bottom portion to be formed.
【図３】さらに異なる歯底部分の一例を示す概略構成図
である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of a further different tooth root portion.
【図４】さらに異なる歯底部分の形状を示す概略構成図
である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing still another different tooth bottom portion shape.
【図５】さらに異なる歯底部分の形状を示す概略構成図
である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing still another tooth bottom portion shape.
【図６】さらに異なる歯底部分の形状を示す概略構成図
である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing still another different tooth bottom portion shape.
【図７】歯形の内側に形成される連続したファイバーフ
ローの説明概略構成図である。FIG. 7 is an explanatory schematic configuration diagram of a continuous fiber flow formed inside the tooth profile.
【図８】従来のインボリュート曲線による歯形図であ
る。FIG. 8 is a tooth profile diagram based on a conventional involute curve.
１ 歯底 １ａ，１ｂ 凹部 ２ａ，２ｂ，２ｃ 凹部 １０ 金型 １０ａ 底部 １０ｂ 側面部 ２０ ファイバーフロー 1 Tooth root 1a, 1b Recessed portion 2a, 2b, 2c Recessed portion 10 Mold 10a Bottom portion 10b Side portion 20 Fiber flow
Claims (6)
分の形状が、歯形創成理論に基づいた形状でない歯形に
形成されている高強度歯車。1. A high-strength gear, such as an involute gear, in which a tooth root portion is formed in a tooth profile that is not based on the tooth profile generation theory.
り応力集中を回避し得る歯底面に形成されている請求項
１に記載の高強度歯車。2. The high-strength gear according to claim 1, wherein the tooth bottom is formed on the tooth bottom surface where stress concentration can be avoided by a tooth root curve outside the theory of tooth profile generation.
ング工法等により形成されたものである請求項１または
請求項２に記載の高強度歯車。3. The high-strength gear according to claim 1, wherein the tooth profile is formed by a forging method, a forging method, a sizing method, or the like.
対し左右非対称に形成されている請求項１または請求項
２に記載の高強度歯車。4. The high-strength gear according to claim 1, wherein the tooth profile is formed asymmetrically with respect to the center of the tooth profile or the center of the tooth bottom.
左右異なる形状に形成されている請求項１または請求項
２に記載の高強度歯車。5. The high-strength gear according to claim 1, wherein the tooth bottom is formed in a center of the tooth profile or in a shape different from the center of the tooth bottom in the left and right directions.
法，サイジング工法等により連続したファイバーフロー
（繊維組織）が形成されている請求項３または請求項４
または請求項５に記載の高強度歯車。6. A continuous fiber flow (fiber structure) is formed inside the tooth profile by the forging method, the forging method, the sizing method, and the like.
Alternatively, the high-strength gear according to claim 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26156094A JPH08105513A (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | High strength gear |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26156094A JPH08105513A (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | High strength gear |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08105513A true JPH08105513A (en) | 1996-04-23 |
Family
ID=17363603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26156094A Pending JPH08105513A (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | High strength gear |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08105513A (en) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Effective date: 20040611 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 |