[发明专利]齿轮

说明书

技术领域

本发明涉及汽车、精密机械、工业机械及它们的零件等的动力传递机构广泛使用的齿轮。

背景技术

目前，对汽车或精密机械等的动力传递机构所使用的齿轮，实施了用于提高齿的强度的各种对策。

(第一现有例)

图15表示这样的齿轮。在该图15中，齿轮100的齿101的齿底侧的形状成为接近与要啮合的对方齿轮(小齿轮)的齿的运动轨迹不干涉的程度的拱形的曲面102，使霍弗的30°切线法的危险截面的位置从P1向P2与齿尖侧接近，提高了齿的强度(参照专利文献1)。

(第二现有例)

另外，已知有将齿直角截面的齿底侧区域的形状形成为椭圆形状，以提高齿根强度的齿轮(参照专利文献2)。

专利文献1：(日本)特表2004－519644号公报

专利文献2：(日本)特表2009－531613号公报

但是，第一及第二现有例的齿轮均未考虑在齿底侧区域产生的拉伸应力和压缩应力构成的应力变动幅度，在齿底中央或其附近产生由应力变动幅度引起的最大应力振幅位置，不能充分提高齿的耐久性。

发明内容

因此，本发明提供一种齿轮，其齿形形状考虑了在齿的齿底侧区域产生的应力变动幅度，能够提高齿的耐久性。

如图1～3，图5、图7～10所示，本发明涉及具有渐开线齿面8的齿轮1。在本发明的齿轮1中，齿8的齿底侧区域10的齿直角截面形状是相对于连结齿底中心P0和齿轮中心11的直线12线对称的形状。另外，以所述齿底中心P0为界的所述齿7的齿底侧区域10的齿直角截面形状的一半由从所述齿底中心P0向所述齿面8侧延伸的第一渐开线部13、与该第一渐开线部13的端部平滑地连接的圆弧部14、与该圆弧部14的端部平滑地连接的第二渐开线部15、与该第二渐开线部15的端部平滑地连接的第三渐开线部16、平滑地连接该第三渐开线部16的端部和所述齿面8的齿面连接曲线部17构成。另外，所述第一渐开线部13按照随着远离所述齿底中心P0而使曲率半径增大的方式形成。另外，所述圆弧部14按照成为与所述第一渐开线部13的最大曲率半径相同的曲率半径的方式形成为圆弧状。另外，所述第二渐开线部15与所述圆弧部14的连接部分的曲率半径是与所述圆弧部14的曲率半径相同的曲率半径，并且按照随着远离所述圆弧部14而使曲率半径增大的方式形成。另外，所述第三渐开线部16与所述第二渐开线部15的连接部分的曲率半径是与所述第二渐开线部15的最大曲率半径相同的曲率半径，并且按照随着远离所述第二渐开线部15而使曲率半径减少的方式形成。另外，所述齿面连接曲线部17由在所述第三渐开线部16和所述齿面8的连接区域不产生应力集中的平滑的曲线形成。另外，所述第二渐开线部15和所述第三渐开线部16的连接部分按照成为霍弗的30°切线法中的危险截面位置附近的方式来决定。另外，决定所述第一渐开线部13、所述圆弧部14、所述第二渐开线部15及所述第三渐开线部16的所述曲率半径，以能够将在所述齿7啮合的前后使所述齿7的齿底侧区域10产生的拉伸应力和压缩应力的所谓的部分交变状态的应力状态的应力变动幅度均匀化。

本发明的齿轮显然能够使在齿底侧区域产生的拉伸应力和压缩应力的所谓的部分交变状态的应力变动幅度均匀化，最大应力振幅位置不会在齿底中央或其附近产生，而且，能够使最大应力振幅位置不在齿底侧区域整体产生，能够提高齿的耐久性。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的齿轮的图，图1(a)是齿轮的正面图，图1(b)是沿图1(a)的A1－A1线剖切表示的齿轮的剖面图；

图2是放大表示图1的齿轮的齿部的一部分(用B表示的部分)的图，是放大表示齿的齿直角截面形状的图；

图3是按照从齿底沿齿高方向的距离而表示图2的齿的齿底侧区域的第一渐开线部、圆弧部、第二渐开线部及第三渐开线部的曲率半径的图；

图4是表示在旧型齿的齿底侧区域产生的应力分布的图；

图5是表示部分交变的应力状态的图；

图6是关于图4所示的旧型齿的图，是表示沿齿厚中心线的位置(距齿轮中心的距离)和应力变动幅度的关系的图；

图7是关于本发明的齿轮的齿的图，是表示沿齿厚中心线的位置(距齿轮中心的距离)和应力变动幅度的关系的图；

图8是关于本发明的齿轮的齿的图，是表示轮缘的厚度为模数(m)的2倍(2m)时和轮缘的厚度为模数的1.5倍(1.5m)时的齿形形状的图；