[发明专利]齿轮及制造齿轮的方法

说明书

发明背景

技术领域

本发明涉及齿轮，所述齿轮通过啮合并一起旋转来传递转矩，并且所述齿轮具有对应于这些齿轮中的齿数的转速比，并且本发明涉及一种制造齿轮的方法。更加特别地，本发明涉及齿根面的表面结构。

背景技术

当通过啮合的齿轮来传递动力时，由于齿根面处发生的不可避免的滑动而造成动力损耗。因此，已经尝试在保持齿根面强度的同时减小齿根面处的摩擦系数。为了减小齿根面处的摩擦系数，必须减小齿根面的粗糙度，以减小所谓的金属接触并且可靠地保持润滑油形成的油膜。例如，在日本专利申请公报No.7-293668(JP 7-293668 A)中描述的技术中，平台状齿根面被形成为具有等于或者高于“－5”且等于或小于“－0.2”的齿根面的粗糙度曲线的偏斜度Rsk。这种构造用于增加针对诸如点蚀和刮擦的损坏的强度，并且因为齿根面呈平台状，所以金属接触减小能力和润滑油保持能力均能够得以提高，而且能够减小摩擦系数。而且，在JP 7-293668 A中描述的用于制造齿轮的方法中，抛光之前的齿根面的最大粗糙度Rmax等于或小于5μm，平均粗糙度Ra为0.5μm，并且表面被对应地移除为厚度为最大粗糙度的0.2倍至2倍的粗糙度。

此外，国际专利申请No.2004/081156描述了电动助力转向装置的驱动齿轮的表面粗糙度，并且指出齿根面的算术平均粗糙度Ra为0.008μm至0.15μm。这种构造用于减小齿根面上的所谓突出部和凹陷部，提高动力传递效率，并且还防止因不充分润滑导致的耐久性的降低和使用寿命的缩短。日本专利申请公报No.2011-137492(JP2011-137492A)指出带式无级传动装置中的带轮的表面处的峰值高度Rpk等于或小于0.09μm，并且JP 2011-137492 A中描述的构造能够提高油保持能力。

在如JP 7-293668A中描述的那样齿根面呈平台状且粗糙度曲线的偏斜度Rsk处于上述负值范围内的情况下，尖锐的突出部分的尺寸减小，由此减小摩擦系数。然而，在如JP 7-293668A中指出的那样在抛光之前增大最大粗糙度Rmax和算术平均粗糙度Ra的情况下，以及在如JP 7-293668A中描述的那样通过化学抛光和电解抛光获得平台状并且通过抛光去除的厚度为最大粗糙度Rmax的0.2倍至2倍的情况下，虽然尖锐的突出部分最初被抛光、溶解并移除，但是由于之后整个表面被抛光并且凸出部分被优先地抛光，所以称作“谷”的下陷部分或者凹陷部的深度减小。结果，在JP 7-293668A中描述的构造中，齿根面经受所谓的平整，并且油保持能力退化。

与此同时，在如国际专利申请No.2004/081156中描述的那样齿根面的算术平均粗糙度在0.008μm至0.15μm的范围内的情况下，油保持能力明显提高，但是由于在通过齿轮传递动力的情况下摩擦系数和动力传递效率不仅仅取决于油保持能力，所以国际专利申请No.2004/081156中公开的技术未必能够提高动力传递效率。JP 2011-137492 A中公开的技术涉及带型无级传动装置中的带轮的表面形状，而在本申请中，通过啮合齿轮的齿来传递动力，并且因此，表面所需的理想特性在技术上显著不同。

发明内容

本发明的目的在于提供齿轮，所述齿轮即便在油膜较薄时也能够减小摩擦系数并提高动力传递效率，本发明的目的还在于提供一种制造齿轮的方法。

根据本发明的第一方面，在相互啮合的齿的齿根面被抛光并精整成具有预定表面结构的齿轮中，在精整之后，齿根面的算术平均粗糙度Ra等于或小于0.15μm，并且峰值高度Rpk满足0.01μm≤Rpk≤0.1μm。可以在使用之前将齿根面的算术平均粗糙度Ra应用于齿轮。

根据本发明的第二方面，一种用于通过抛光啮合在一起以传递动力的齿的齿根面并且由此将齿根面精整成具有预定表面结构来制造齿轮的方法，包括将齿根面抛光至算术平均粗糙度Ra等于或小于0.15μm并且峰值高度Rpk满足0.01μm≤Rpk≤0.1μm。

根据本发明的第一方面和第二方面，即使在油膜厚度减小(例如由于相互啮合的齿的齿根面的相对速度减小)的情况下，也能够减小摩擦系数并且能够提高动力传递效率。此外，能够获得动力传递效率从开始使用时起就非常好的齿轮。已经基于油膜厚度的差异通过实验澄清了表面结构的影响摩擦系数的特定特征，并且，因为能够通过代表显示出这些特定特征的表面结构的因素来调节表面结构，所以齿轮的动力传递效率非常好。

附图说明