JPH11230312A - 高接触疲労寿命歯車及びその製造方法 - Google Patents
高接触疲労寿命歯車及びその製造方法Info
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- JPH11230312A JPH11230312A JP3168998A JP3168998A JPH11230312A JP H11230312 A JPH11230312 A JP H11230312A JP 3168998 A JP3168998 A JP 3168998A JP 3168998 A JP3168998 A JP 3168998A JP H11230312 A JPH11230312 A JP H11230312A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動車部品の小型軽量化，高出力化にともな
い、歯車は負荷が高くなり、ピッチング疲労寿命向上が
最大の課題である。歯車鋼材の高合金化はコスト高とな
り、ショットピーニングによる残留応力付与による方法
も表面の肌荒れを招くことになりその効果は不明であ
り、簡易で有効な対策が見出されていない。 【解決手段】 表面硬化処理を施された歯車であって、
この歯車に組み合わされる歯車との歯元側歯当たり位置
より歯元側から、少なくとも歯元側歯当たり位置まで、
少なくとも０．２ｍｍ深さまでの加工硬化層が設けられ
ていることを特徴とする高接触疲労寿命歯車。
い、歯車は負荷が高くなり、ピッチング疲労寿命向上が
最大の課題である。歯車鋼材の高合金化はコスト高とな
り、ショットピーニングによる残留応力付与による方法
も表面の肌荒れを招くことになりその効果は不明であ
り、簡易で有効な対策が見出されていない。 【解決手段】 表面硬化処理を施された歯車であって、
この歯車に組み合わされる歯車との歯元側歯当たり位置
より歯元側から、少なくとも歯元側歯当たり位置まで、
少なくとも０．２ｍｍ深さまでの加工硬化層が設けられ
ていることを特徴とする高接触疲労寿命歯車。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車および工作
機械などに用いられる歯車に係わり、特に自動車のトラ
ンスミッション等の駆動伝達系に使用される鋼製の高強
度歯車に関するものである。
機械などに用いられる歯車に係わり、特に自動車のトラ
ンスミッション等の駆動伝達系に使用される鋼製の高強
度歯車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車の駆動系に用いられる歯車は、一
般的に鍛造後、焼きならし、歯切り加工された後に浸炭
或いは窒化処理などの表面硬化処理を行い、表面の硬さ
を上げている。しかし、車両重量の軽量化のための部品
サイズの小型化、及びエンジンの高出力化等に伴い、歯
車に対する負荷が大きくなり、とりわけ歯面に発生する
ピッチングに対する疲労強度向上が要求されるようにな
ってきた。
般的に鍛造後、焼きならし、歯切り加工された後に浸炭
或いは窒化処理などの表面硬化処理を行い、表面の硬さ
を上げている。しかし、車両重量の軽量化のための部品
サイズの小型化、及びエンジンの高出力化等に伴い、歯
車に対する負荷が大きくなり、とりわけ歯面に発生する
ピッチングに対する疲労強度向上が要求されるようにな
ってきた。
【０００３】歯車のピッチング疲労強度向上に関して
は、特開平１−２６４７２７号公報に開示されるように
熱処理後にショットピーニングを行い歯車に圧縮残留応
力を付与する方法が提案されている。しかし、特開平３
−１０７４１８号公報にはショットピーニングにより歯
面のピッチング疲労はかえって低下するとの記載もあ
る。また、ショットピーニング後は歯車表面が荒れるた
め、使用時の騒音問題も有している。
は、特開平１−２６４７２７号公報に開示されるように
熱処理後にショットピーニングを行い歯車に圧縮残留応
力を付与する方法が提案されている。しかし、特開平３
−１０７４１８号公報にはショットピーニングにより歯
面のピッチング疲労はかえって低下するとの記載もあ
る。また、ショットピーニング後は歯車表面が荒れるた
め、使用時の騒音問題も有している。
【０００４】歯車表面にＴｉＣ，ＴｉＮなどの硬質皮膜
を蒸着させる方法が、特開昭６２−１９９７６５号公報
あるいは”日本機械学会論文集（Ｃ編）５９巻５５７号
２７２頁（１９９３年）”に報告されている。しかし皮
膜成膜時に９５０℃までの再加熱するため、騒音で問題
となる熱歪みが生じる。しかし、硬質なセラミックス皮
膜が形成されているため、研削等による熱歪みの除去が
困難である問題を有している。
を蒸着させる方法が、特開昭６２−１９９７６５号公報
あるいは”日本機械学会論文集（Ｃ編）５９巻５５７号
２７２頁（１９９３年）”に報告されている。しかし皮
膜成膜時に９５０℃までの再加熱するため、騒音で問題
となる熱歪みが生じる。しかし、硬質なセラミックス皮
膜が形成されているため、研削等による熱歪みの除去が
困難である問題を有している。
【０００５】さらには、ピッチング疲労特性に優れた鋼
材として各種鋼材が”特殊鋼４４巻３号３９〜４８頁
（１９９５年）”に報告されているが、いずれもＣｒ，
Ｍｏ，Ｎｉ等の合金元素を添加、成分調整を行ってお
り、素材コスト高を招くことになる。この様に、高負荷
荷重下における歯車のピッチング疲労特性に関して、そ
の疲労強度を向上させる工業的に有益な技術は、未だ見
出されていないのが実状である。
材として各種鋼材が”特殊鋼４４巻３号３９〜４８頁
（１９９５年）”に報告されているが、いずれもＣｒ，
Ｍｏ，Ｎｉ等の合金元素を添加、成分調整を行ってお
り、素材コスト高を招くことになる。この様に、高負荷
荷重下における歯車のピッチング疲労特性に関して、そ
の疲労強度を向上させる工業的に有益な技術は、未だ見
出されていないのが実状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、自動車のト
ランスミッション等の駆動伝達系に使用される歯車にお
いて、ピッチング疲労強度の優れた高強度歯車を提供せ
んとするものである。
ランスミッション等の駆動伝達系に使用される歯車にお
いて、ピッチング疲労強度の優れた高強度歯車を提供せ
んとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、製造された
歯車に単純な負荷を与えることでピッチング疲労特性を
飛躍的に向上させる方法であり、その要旨は、（１）表
面硬化処理を施された歯車であって、この歯車に組み合
わされる歯車との歯元側歯当たり位置より歯元側から、
少なくとも歯元側歯当たり位置まで、少なくとも０．２
ｍｍ深さの加工硬化層が設けられていることを特徴とす
る高接触疲労寿命歯車であり、更に、（２）加工硬化層
表面の粗さＲmax が３μｍ以下であることを特徴とする
（１）記載の高接触疲労寿命歯車である。また、（３）
歯車に表面硬化処理を施した後に、この歯車に組み合わ
される歯車との歯元側歯当たり位置より歯元側から、少
なくとも歯元側歯当たり位置まで、予め実働面圧以上の
負荷を与えることを特徴とする高接触疲労寿命歯車の製
造方法、にある。
歯車に単純な負荷を与えることでピッチング疲労特性を
飛躍的に向上させる方法であり、その要旨は、（１）表
面硬化処理を施された歯車であって、この歯車に組み合
わされる歯車との歯元側歯当たり位置より歯元側から、
少なくとも歯元側歯当たり位置まで、少なくとも０．２
ｍｍ深さの加工硬化層が設けられていることを特徴とす
る高接触疲労寿命歯車であり、更に、（２）加工硬化層
表面の粗さＲmax が３μｍ以下であることを特徴とする
（１）記載の高接触疲労寿命歯車である。また、（３）
歯車に表面硬化処理を施した後に、この歯車に組み合わ
される歯車との歯元側歯当たり位置より歯元側から、少
なくとも歯元側歯当たり位置まで、予め実働面圧以上の
負荷を与えることを特徴とする高接触疲労寿命歯車の製
造方法、にある。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。ピッチング寿命が課題となるのは、歯車の
周速が速く、かつ歯車の接触面圧が高い条件下で使用さ
れる場合であり、この様な条件下で用いられる歯車では
一般に浸炭処理、或いは窒化処理等の表面硬化処理が施
されている。
に説明する。ピッチング寿命が課題となるのは、歯車の
周速が速く、かつ歯車の接触面圧が高い条件下で使用さ
れる場合であり、この様な条件下で用いられる歯車では
一般に浸炭処理、或いは窒化処理等の表面硬化処理が施
されている。
【０００９】組み合わされた歯車において、ピッチング
による剥離は歯底近傍の噛み合い開始部から発生し、歯
先方向へ進展する。これは、”浸炭焼入れの実際（１９
７９年）日刊工業新聞社刊 Ｐ２２７”に記載されてい
るように、歯元側では接触面圧の移動方向と歯車の滑り
方向とが異なり歯面に沿って引張応力が生じるため、歯
元側でピッチングが発生すると考えられる。
による剥離は歯底近傍の噛み合い開始部から発生し、歯
先方向へ進展する。これは、”浸炭焼入れの実際（１９
７９年）日刊工業新聞社刊 Ｐ２２７”に記載されてい
るように、歯元側では接触面圧の移動方向と歯車の滑り
方向とが異なり歯面に沿って引張応力が生じるため、歯
元側でピッチングが発生すると考えられる。
【００１０】図１に歯車歯面と歯当たり部分の模式図を
示す。歯車の噛み合い開始部である歯元側の歯当たり位
置をＡ点、歯先側の位置をＢ点とすると、歯車の接触
は、Ａ点から始まりＢ点で終了する。近年歯車の使用条
件は厳しく接触面圧が高くなり、表面硬化処理が施され
ていても歯車同士の接触時には塑性変形を生じる状態で
使用されることになる。特に、未使用の歯車が初めて歯
車と接触するのはＡ点であり、Ａ点は初めて接触面圧を
受け、Ａ点近傍の歯面は塑性ひずみを受けて硬化する。
Ａ点で歯車同士が接触した後Ａ点からＢ点に荷重点は移
行するが、Ａ点以降は加工硬化された歯面上を荷重点が
移行することになる。従って、Ａ点近傍において歯面の
塑性変形が最大となり、この塑性変形によって発生する
歯面に沿った方向の引張応力もＡ点近傍で最も大きくな
るる。さらにその後、歯車が繰返し負荷を受けることに
なっても、常に加工硬化された歯面が接触負荷を受ける
ことになり、Ａ点での塑性変形量が最も大きく、発生す
る引張応力も高く、Ａ点でピッチングが発生しやすい。
示す。歯車の噛み合い開始部である歯元側の歯当たり位
置をＡ点、歯先側の位置をＢ点とすると、歯車の接触
は、Ａ点から始まりＢ点で終了する。近年歯車の使用条
件は厳しく接触面圧が高くなり、表面硬化処理が施され
ていても歯車同士の接触時には塑性変形を生じる状態で
使用されることになる。特に、未使用の歯車が初めて歯
車と接触するのはＡ点であり、Ａ点は初めて接触面圧を
受け、Ａ点近傍の歯面は塑性ひずみを受けて硬化する。
Ａ点で歯車同士が接触した後Ａ点からＢ点に荷重点は移
行するが、Ａ点以降は加工硬化された歯面上を荷重点が
移行することになる。従って、Ａ点近傍において歯面の
塑性変形が最大となり、この塑性変形によって発生する
歯面に沿った方向の引張応力もＡ点近傍で最も大きくな
るる。さらにその後、歯車が繰返し負荷を受けることに
なっても、常に加工硬化された歯面が接触負荷を受ける
ことになり、Ａ点での塑性変形量が最も大きく、発生す
る引張応力も高く、Ａ点でピッチングが発生しやすい。
【００１１】そこで、未使用の歯車において、組み合わ
される歯車での歯当たり位置であるＡ点に予め負荷を与
え、加工硬化させておけば、実際の歯車使用時には常に
加工硬化を受けた歯面が負荷を受けることになる。しか
し、実際の歯車ではその精度上歯元側歯当たり位置であ
るＡ点を明確に規定できない。そのため、Ａ点より歯元
側から少なくともＡ点まで加工硬化層を設ける必要があ
る。即ち、本発明は、表面硬化処理を施された歯車であ
って、この歯車に組み合わされる歯車との歯元側歯当た
り位置より歯元側から、少なくとも歯元側歯当たり位置
まで、少なくとも０．２ｍｍ深さまでの加工硬化層を設
けた高接触疲労寿命歯車である。
される歯車での歯当たり位置であるＡ点に予め負荷を与
え、加工硬化させておけば、実際の歯車使用時には常に
加工硬化を受けた歯面が負荷を受けることになる。しか
し、実際の歯車ではその精度上歯元側歯当たり位置であ
るＡ点を明確に規定できない。そのため、Ａ点より歯元
側から少なくともＡ点まで加工硬化層を設ける必要があ
る。即ち、本発明は、表面硬化処理を施された歯車であ
って、この歯車に組み合わされる歯車との歯元側歯当た
り位置より歯元側から、少なくとも歯元側歯当たり位置
まで、少なくとも０．２ｍｍ深さまでの加工硬化層を設
けた高接触疲労寿命歯車である。
【００１２】その加工硬化層が０．２ｍｍより浅いと、
その後に所定の歯車と組み合わせて使用した際にＡ点が
塑性変形を受けることになり、予め加工硬化層を設けて
おく効果は小さい。加工硬化層は、歯当たり位置である
Ａ点より歯元側からＡ点まで必要であるが、Ａ点を越え
て有っても何ら問題ない。但し、加工硬化させることに
よりＡ点で歯面が荒れるとそこからピッチンングが発生
する可能性がある。そこで、加工硬化層表面の荒れによ
るピッチング疲労寿命の低下を抑制するため、粗さをＲ
max３μｍ以下とした。
その後に所定の歯車と組み合わせて使用した際にＡ点が
塑性変形を受けることになり、予め加工硬化層を設けて
おく効果は小さい。加工硬化層は、歯当たり位置である
Ａ点より歯元側からＡ点まで必要であるが、Ａ点を越え
て有っても何ら問題ない。但し、加工硬化させることに
よりＡ点で歯面が荒れるとそこからピッチンングが発生
する可能性がある。そこで、加工硬化層表面の荒れによ
るピッチング疲労寿命の低下を抑制するため、粗さをＲ
max３μｍ以下とした。
【００１３】なお、本発明において加工硬化層とは、後
述する負荷方法によってビッカース硬さで３０ポイント
以上硬化した部分とする。硬化量が少ないと、実働時に
Ａ点において塑性変形により生じる引張応力が大きくな
り、ピッチング寿命が向上せず、また、ビッカース硬さ
はバラツキもあることから、硬化量は３０ポイント以上
とする。
述する負荷方法によってビッカース硬さで３０ポイント
以上硬化した部分とする。硬化量が少ないと、実働時に
Ａ点において塑性変形により生じる引張応力が大きくな
り、ピッチング寿命が向上せず、また、ビッカース硬さ
はバラツキもあることから、硬化量は３０ポイント以上
とする。
【００１４】未使用の歯車への初期負荷、即ちＡ点より
歯元側から予めかける負荷が実働面圧より小さいと、歯
面に与えられる加工硬化が小さく、実働時にＡ点はさら
に塑性変形を受けることになり、予め負荷をかける効果
が無いからである。予め負荷する位置をＡ点より歯元側
から少なくともＡ点までとするのは、実歯車ではその精
度上Ａ点を明確に規定できないこと、及び予め負荷を与
える際の精度を考慮し、ＡＡ点が必ず加工硬化される様
にするためである。
歯元側から予めかける負荷が実働面圧より小さいと、歯
面に与えられる加工硬化が小さく、実働時にＡ点はさら
に塑性変形を受けることになり、予め負荷をかける効果
が無いからである。予め負荷する位置をＡ点より歯元側
から少なくともＡ点までとするのは、実歯車ではその精
度上Ａ点を明確に規定できないこと、及び予め負荷を与
える際の精度を考慮し、ＡＡ点が必ず加工硬化される様
にするためである。
【００１５】なお硬化層を得るための方法は、プレス等
により歯当たり位置Ａ点より歯元側に負荷した後に、そ
の負荷を歯面に沿って滑らせて負荷を与えていく方法、
またプレス等により、負荷を断続的に逐次歯元側から歯
先側へ与える方法などがある。さらに、歯元側歯当たり
位置より少なくとも歯元側に接触位置を有する歯車と組
み合わせる予め接触駆動させることにより加工硬化層を
設ける方法も考えられる。
により歯当たり位置Ａ点より歯元側に負荷した後に、そ
の負荷を歯面に沿って滑らせて負荷を与えていく方法、
またプレス等により、負荷を断続的に逐次歯元側から歯
先側へ与える方法などがある。さらに、歯元側歯当たり
位置より少なくとも歯元側に接触位置を有する歯車と組
み合わせる予め接触駆動させることにより加工硬化層を
設ける方法も考えられる。
【００１６】
【実施例】用いた歯車の材質はＳＣｒ４２０であり、浸
炭焼入れ焼戻し処理を行ってる。歯車形状はモジュール
４、圧力角２０゜、仕上げ精度はＪＩＳ０級、ないし１
級の歯車である。駆動側歯車は、歯数２１，ピッチ円直
径φ８４，歯幅１０ｍｍであり、受動側歯車は、歯数２
９，ピッチ円直径φ１１６，歯幅２２ｍｍである。各歯
車とも浸炭焼入れ焼戻し後、歯切り加工、研削工程を経
て作られており、表面粗さはＲmax ２μｍ前後である。
炭焼入れ焼戻し処理を行ってる。歯車形状はモジュール
４、圧力角２０゜、仕上げ精度はＪＩＳ０級、ないし１
級の歯車である。駆動側歯車は、歯数２１，ピッチ円直
径φ８４，歯幅１０ｍｍであり、受動側歯車は、歯数２
９，ピッチ円直径φ１１６，歯幅２２ｍｍである。各歯
車とも浸炭焼入れ焼戻し後、歯切り加工、研削工程を経
て作られており、表面粗さはＲmax ２μｍ前後である。
【００１７】ピッチング疲労試験は動力循環式歯車試験
機により行い、ピッチング寿命の判定は、一定時間毎に
ピッチング損傷している面積を測定し、面積率で３％に
達した時点を寿命とした。疲労試験は駆動側歯車回転数
４０００ｒｐｍ、潤滑にはオートマチックミッション用
オイルを用い、給油量は歯車のかみ込み側から２．２１
/minとし、油温は約４０℃で行った。歯車の接触面圧計
算はヘルツの式を用いた。
機により行い、ピッチング寿命の判定は、一定時間毎に
ピッチング損傷している面積を測定し、面積率で３％に
達した時点を寿命とした。疲労試験は駆動側歯車回転数
４０００ｒｐｍ、潤滑にはオートマチックミッション用
オイルを用い、給油量は歯車のかみ込み側から２．２１
/minとし、油温は約４０℃で行った。歯車の接触面圧計
算はヘルツの式を用いた。
【００１８】本歯車試験機に駆動側、及び受動側歯車を
設置し１，６００ＭＰａの面圧で疲労試験を行った結
果、１．０×１０７回でもピッチングは発生しなかっ
た。ところが、２，１００ＭＰａの高面圧下で疲労試験
を行った結果が表１の比較例１であり、ピッチング寿命
は１．８×１０６回と短く、駆動側歯車からピッチング
損傷していた。そして、比較例１での駆動側歯車の歯面
接触跡から歯車の歯元側歯当たり位置であるＡ点、及び
歯先側のＢ点位置を決定した。
設置し１，６００ＭＰａの面圧で疲労試験を行った結
果、１．０×１０７回でもピッチングは発生しなかっ
た。ところが、２，１００ＭＰａの高面圧下で疲労試験
を行った結果が表１の比較例１であり、ピッチング寿命
は１．８×１０６回と短く、駆動側歯車からピッチング
損傷していた。そして、比較例１での駆動側歯車の歯面
接触跡から歯車の歯元側歯当たり位置であるＡ点、及び
歯先側のＢ点位置を決定した。
【００１９】加工硬化層を得るためには、φ０．５〜φ
１０．０の超硬製ピンを用い、ピンの両端にベアリング
を設けた治具と、荷重制御可能なプレス機で負荷を与え
た。Ａ点より歯元側の所定の位置に超硬ピンで負荷した
後、歯面に沿って超硬ピンを転がしながら負荷し、ピン
を歯先側へ滑らせた。その際、ピンと歯面に油を塗布し
た。これにより、超硬ピンは歯面に転がりながら負荷を
連続的に付与させている。
１０．０の超硬製ピンを用い、ピンの両端にベアリング
を設けた治具と、荷重制御可能なプレス機で負荷を与え
た。Ａ点より歯元側の所定の位置に超硬ピンで負荷した
後、歯面に沿って超硬ピンを転がしながら負荷し、ピン
を歯先側へ滑らせた。その際、ピンと歯面に油を塗布し
た。これにより、超硬ピンは歯面に転がりながら負荷を
連続的に付与させている。
【００２０】研削ままでの歯車の硬さはマイクロビッカ
ース硬度計（ＭＨｖ）５０ｇで測定し、表面でＭＨｖ７
０４，深さ０．２ｍｍ位置でＭＨｖ６９８であり、ＭＨ
ｖ７００前後であった。加工硬化層の確認は、Ａ点より
０．４ｍｍ歯元側位置、Ａ点位置において表面、及び深
さ０．２ｍｍでの硬さ測定した。表１に本発明例１〜６
と比較例１〜７で硬さ分布、Ａ点での表面粗さ、疲労試
験結果を示す。
ース硬度計（ＭＨｖ）５０ｇで測定し、表面でＭＨｖ７
０４，深さ０．２ｍｍ位置でＭＨｖ６９８であり、ＭＨ
ｖ７００前後であった。加工硬化層の確認は、Ａ点より
０．４ｍｍ歯元側位置、Ａ点位置において表面、及び深
さ０．２ｍｍでの硬さ測定した。表１に本発明例１〜６
と比較例１〜７で硬さ分布、Ａ点での表面粗さ、疲労試
験結果を示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】本発明例１〜５は加工硬化層がＡ点位置よ
り０．４ｍｍ歯元側からＡ点位置まである。本発明例
６，及び本発明例７は、加工硬化層がＡ点位置より０．
４ｍｍ歯元側からＡ点位置より０．４ｍｍ歯先側まであ
る。また、いずれもＡ点での粗さはＲmax ３μｍ以下で
あり、ピッチングは１．０×１０７回まで発生しなかっ
た。そこで、疲労実験は１．０×１０７回で中止して表
中には≧１０で表記した。
り０．４ｍｍ歯元側からＡ点位置まである。本発明例
６，及び本発明例７は、加工硬化層がＡ点位置より０．
４ｍｍ歯元側からＡ点位置より０．４ｍｍ歯先側まであ
る。また、いずれもＡ点での粗さはＲmax ３μｍ以下で
あり、ピッチングは１．０×１０７回まで発生しなかっ
た。そこで、疲労実験は１．０×１０７回で中止して表
中には≧１０で表記した。
【００２３】これに対し、比較例１〜３は加工硬化層を
持たないためピッチング寿命は２．２×１０６回以下と
短い。比較例４は、Ａ点より０．４ｍｍ歯元側において
深さ０．１ｍｍではＭＨｖ７３０あるものの、深さ０．
２ｍｍでＭＨｖ７１５であり、加工硬化層が薄くなって
いる。この比較例４でのピッチング寿命も２．２×１０
６回と短かい結果であった。比較例５，及び比較例６は
Ａ点より歯先側に加工硬化層が有るのの、Ａ点位置より
０．４ｍｍ歯元側では加工硬化層が無い場合であり、こ
れらのピッチング寿命は４．４×１０６回以下であり、
本発明例の半分以下であった。
持たないためピッチング寿命は２．２×１０６回以下と
短い。比較例４は、Ａ点より０．４ｍｍ歯元側において
深さ０．１ｍｍではＭＨｖ７３０あるものの、深さ０．
２ｍｍでＭＨｖ７１５であり、加工硬化層が薄くなって
いる。この比較例４でのピッチング寿命も２．２×１０
６回と短かい結果であった。比較例５，及び比較例６は
Ａ点より歯先側に加工硬化層が有るのの、Ａ点位置より
０．４ｍｍ歯元側では加工硬化層が無い場合であり、こ
れらのピッチング寿命は４．４×１０６回以下であり、
本発明例の半分以下であった。
【００２４】比較例７は、研削後歯車にショットピーニ
ングを行って加工硬化層を得た物である。加工硬化を施
す部分であるＡ点位置より０．４ｍｍ歯元側からＡ位置
より０．４ｍｍ歯先側にショット玉が照射されるように
他はゴムによるマスキングを施してショットピ−ニング
を行った。ショットピーニング条件は、φ０．８のショ
ット玉を用いアークハイト０．６ｍｍＡで実施した。
ングを行って加工硬化層を得た物である。加工硬化を施
す部分であるＡ点位置より０．４ｍｍ歯元側からＡ位置
より０．４ｍｍ歯先側にショット玉が照射されるように
他はゴムによるマスキングを施してショットピ−ニング
を行った。ショットピーニング条件は、φ０．８のショ
ット玉を用いアークハイト０．６ｍｍＡで実施した。
【００２５】表１には比較例７での粗さが示されている
が、ショット後は歯面が荒れるためＲmax １２．５であ
り、疲労試験でのピッチング寿命も３．１×１０６回と
短い。表２には加工硬化層を得るための超硬ピン押し付
け位置と押し付け時の面圧を示す。
が、ショット後は歯面が荒れるためＲmax １２．５であ
り、疲労試験でのピッチング寿命も３．１×１０６回と
短い。表２には加工硬化層を得るための超硬ピン押し付
け位置と押し付け時の面圧を示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】本発明例ではいずれもＡ点位置より歯元側
から押し付けを開始しており、押し付け荷重も疲労試験
での負荷面圧より多くなるように設定した。押し付け
は、Ａ位置及びＡ点位置より歯先で徐荷するようにし
た。表２より、本発明例７〜１１では１．０×１０７回
でもピッチングが発生しなかった。比較例８は押し付け
を行わない場合であり、ピッチング寿命は１．９×１０
６回であった。比較例９，及び比較例１０は押し付け位
置は本発明例７〜１１と同じであるが、負荷面圧が疲労
試験時の面圧より低い場合であり、いずれもピッチング
寿命は１．８×１０６回、１．８×１０６回と短かっ
た。比較例１１，比較例１２は押し付け開始位置がＡ
点、及びＡ点より０．２ｍｍ歯先からの場合であり、本
発明例に比べピッチング寿命が半分以下であった。
から押し付けを開始しており、押し付け荷重も疲労試験
での負荷面圧より多くなるように設定した。押し付け
は、Ａ位置及びＡ点位置より歯先で徐荷するようにし
た。表２より、本発明例７〜１１では１．０×１０７回
でもピッチングが発生しなかった。比較例８は押し付け
を行わない場合であり、ピッチング寿命は１．９×１０
６回であった。比較例９，及び比較例１０は押し付け位
置は本発明例７〜１１と同じであるが、負荷面圧が疲労
試験時の面圧より低い場合であり、いずれもピッチング
寿命は１．８×１０６回、１．８×１０６回と短かっ
た。比較例１１，比較例１２は押し付け開始位置がＡ
点、及びＡ点より０．２ｍｍ歯先からの場合であり、本
発明例に比べピッチング寿命が半分以下であった。
【００２８】
【発明の効果】本発明では、未使用の歯車に単純な負荷
を与えることにより、使用時のピッチング寿命を飛躍的
に向上することができる。このことは歯車の受ける負荷
荷重を増大できる、或いは歯車自体の小型軽量化が可能
となり、歯車を多く用いる自動車、建築用機械の小型軽
量化を実現し、燃費改善など多大の効果をもたらす。
を与えることにより、使用時のピッチング寿命を飛躍的
に向上することができる。このことは歯車の受ける負荷
荷重を増大できる、或いは歯車自体の小型軽量化が可能
となり、歯車を多く用いる自動車、建築用機械の小型軽
量化を実現し、燃費改善など多大の効果をもたらす。
【図１】歯車歯面と歯当たり部分の模式図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 表面硬化処理を施された歯車であって、
この歯車に組み合わされる歯車との歯元側歯当たり位置
より歯元側から、少なくとも歯元側歯当たり位置まで、
少なくとも０．２ｍｍ深さまでの加工硬化層が設けられ
ていることを特徴とする高接触疲労寿命歯車。 - 【請求項２】 加工硬化層表面の粗さＲmax が３μｍ以
下であることを特徴とする請求項１記載の高接触疲労寿
命歯車。 - 【請求項３】 歯車に表面硬化処理を施した後に、この
歯車に組み合わされる歯車との歯元側歯当たり位置より
歯元側から、少なくとも歯元側歯当たり位置まで、予め
実働面圧以上の負荷を与えることを特徴とする高接触疲
労寿命歯車の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168998A JPH11230312A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 高接触疲労寿命歯車及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168998A JPH11230312A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 高接触疲労寿命歯車及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11230312A true JPH11230312A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12338058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3168998A Withdrawn JPH11230312A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 高接触疲労寿命歯車及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11230312A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007040186A1 (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-12 | Ntn Corporation | 歯車および歯車駆動装置 |
| WO2008050379A1 (fr) * | 2006-10-23 | 2008-05-02 | Ntn Corporation | Engrenage et module d'entraînement d'engrenage |
| WO2008050378A1 (fr) * | 2006-10-23 | 2008-05-02 | Ntn Corporation | Engrenage et module d'entraînement d'engrenage |
| CN106198217A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-12-07 | 内蒙古第机械集团有限公司 | 一种齿轮应力寿命曲线测试流程的设计方法 |
| CN106270807A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-04 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种渗碳齿轮齿面磨削方法 |
| CN106503350A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-03-15 | 北京航空航天大学 | 一种基于磨削和热处理的弧齿锥齿轮长寿命传动疲劳可靠性的设计方法 |
| CN106649971A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-05-10 | 北京航空航天大学 | 一种基于磨削和热处理的弧齿锥齿轮长寿命传动疲劳可靠性的评价方法 |
-
1998
- 1998-02-13 JP JP3168998A patent/JPH11230312A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106649971B (zh) * | 2016-10-25 | 2020-05-26 | 北京航空航天大学 | 一种弧齿锥齿轮长寿命传动疲劳可靠性的评价方法 |
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