[发明专利]高强度齿轮

说明书

提供避免在动力传递时在齿根弯曲应力局部变高从而提高了齿根抗弯强度的齿轮。在通过Hofer 30°切线法所确定的危险截面位置，曲率半径最大。从危险截面位置到第1连接点X1及第2连接点Y1，曲率半径均固定或者均减少。在齿根线段23内存在曲率半径比危险截面位置处的曲率半径小的点A1、B1。在齿根线段23内，最大曲率半径为最小曲率半径的3倍以下。在剖视视图中，危险截面位置为圆弧的一部分，而且，该圆弧向危险截面位置的两侧延伸。由此，最大弯曲应力变小，能实现齿根抗弯强度的提升。

技术领域

本发明涉及具有能降低动力传递时在齿根产生的弯曲应力的齿根形状的高强度齿轮。

背景技术

齿轮，对于在工业、农业、建筑业等行业中所使用的产业机械和/或汽车而言是必不可少的机械元件。这些齿轮在被施加高负载的严酷条件下使用，因此恐会由于在齿根产生的弯曲应力而发生齿的折损。

在作为齿轮的制造方法而言最为通常的切齿加工中，对齿根抗弯强度有很大影响的齿根形状，由切齿工具的刀尖形状唯一确定。通常，为了提高齿根抗弯强度，会尽可能地增大切齿工具的刀尖的圆度，在该圆度过大的情况下，在齿轮使用时会对齿与齿的啮合造成负面影响，因此通过上述刀尖形状的改变来提升齿根抗弯强度是有限的。

另一方面，通过锻造加工和/或粉末冶金法等制作出的齿轮，能在不与对象齿轮的齿顶干涉的范围内进行齿根形状的自由设计，有可能能制作出与通过切齿加工制作出的齿轮相比齿根抗弯强度优异的齿轮。在日本专利第5520374号公报(专利文献1)中公开了一种齿轮，该齿轮是通过热锻造制造的变速器用齿轮，齿底面由使齿根附近的最小曲率半径极大化的自由曲面构成。根据专利文献1，使最小曲率半径极大从而缓和应力集中，使得齿根抗弯强度提升。

另外，在日本特开2015-1248号公报(专利文献2)中公开了一种齿轮，该齿轮从齿底朝向齿面具有第1渐开线部、圆弧部、第2渐开线部、第3渐开线部及齿面连接曲线部。根据专利文献2，当然能使得在齿底侧区域产生的拉伸应力和压缩应力的所谓局部交变状态的应力变动幅度均一化、最大应力振幅位置不会产生在齿底中央或其附近，还能使得最大应力振幅位置不会产生在齿底侧区域整体，能使齿的耐久性提升。

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1中，关于齿根形状没有明确记载曲率半径成为最小的位置。在剖视视图中，若将曲率半径成为最小的位置为齿底圆附近的情况与曲率半径成为最小的位置为通过Hofer 30°切线法所确定的危险截面位置(以下有时简称为“危险截面位置”)附近的情况进行比较，则即使最小曲率半径相同，产生的弯曲应力也大为不同。即，根据曲率半径成为最小的位置，齿根抗弯强度恐会比通过切齿加工制作出的齿轮的齿根抗弯强度低。另外，在专利文献2中，齿底中心附近是曲率半径变化的渐开线曲线，因此有可能在曲率最大的齿底中心附近以外的点发生破损，恐不能充分得到齿根抗弯强度。

本发明是鉴于上述情况而做出的，目的在于提供降低了动力传递时在齿根产生的弯曲应力、实现了高强度化的高强度齿轮。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本发明人们，针对具有在剖视视图中齿顶线段、齿面线段、齿根线段及齿底线段依次相连的齿形的高强度齿轮，对能降低在齿根(上述齿根线段所示的部分)产生的弯曲应力的齿根线段的形状进行了研究。其结果，尤其是关于该齿根线段得到了下述见解：通过对特定位置(危险截面位置)处的曲率半径、齿根线段自身的形状、上述特定位置以外的位置处的曲率半径、最大曲率半径与最小曲率半径的关系加以改良，能降低在齿根产生的弯曲应力、进而得到齿根抗弯强度优异的高强度齿轮。

另外，本发明人们得到了下述见解：通过对危险截面位置附近的齿底线段施加进一步的改良，能进一步降低在齿根产生的弯曲应力、进而得到齿根抗弯强度更优异的高强度齿轮。

基于以上见解，本发明人们完成了发明。其主旨如下。