JP2830064B2 - Manufacturing method of high-strength gear with excellent tooth root strength - Google Patents
Manufacturing method of high-strength gear with excellent tooth root strengthInfo
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Description
(産業上の利用分野) この発明は、高強度の歯車を製造するのに利用され
る、とくに歯車の歯元部分の強化を意図的に実現するこ
とができる歯元強度に優れた高強度歯車の製造方法に関
するものである。 (従来の技術) 高強度が要求される歯車としては、変速機用歯車があ
る。この変速機用歯車は、エンジンの高出力化に対応
し、またトランスミッションユニットの小型化による原
価低減などのために歯車の疲労強度向上が重要な課題と
なっている。 従来、このような変速機用歯車を製造するに際して
は、通常の場合、歯車粗材に対して浸炭焼入れ等の表面
硬化処理を施すようにしており、疲労強度をより一層向
上させる必要のある場合にはショットピーニング処理が
実施されている(例えば、特開昭62−200071号公報,特
開昭64−31927号公報)。 そしてさらに疲労強度を向上させるにあたっては、シ
ェービング加工された歯車粗材に対して浸炭焼入れ等の
表面硬化処理を施したあと、シェービング段差部を含む
歯元フィレット部を二段階でショットピーング加工を施
し、第一段階のショットピーニング加工では前記シェー
ビング段差部を除去しまたはその形状を変化させ、第二
段階のショットピーニング加工では歯元フィレット部の
表面仕上げを行うようにするというふうに二段階でのシ
ョットピーニングを行ない、最表面の圧縮残留応力を高
める手法(例えば、特開昭61−170511号公報に記載され
た「高強度歯車の製造方法」)などがあった。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の高強度歯車の製造方
法にあっては、有効硬化層深さとショットピーニングと
の関係について何んら考慮することなく、単にショット
ピーニグによる最表面の圧縮残留応力の増加のみに着目
してショットピーニングを行うようにしていたため、歯
車を有効に強化することに関していまだ不十分であると
いう課題があった。また、とくに変速機に使用される高
強度が必要が歯車であるはす歯歯車の疲労強度向上に関
してはほとんど研究がなされていないのが実状であると
いう課題があった。 (発明の目的) この発明は、このような従来の課題に着目してなされ
たもので、はす歯歯車をはじめとする歯車のとくに歯元
部分の強化を十分なものとした疲労強度に優れた高強度
歯車を製造することが可能である歯元強度に優れた高強
度歯車の製造方法を提供することを目的としている。The present invention relates to a high-strength gear which is used for manufacturing a high-strength gear, and in particular, has an excellent tooth-root strength capable of intentionally realizing a tooth root portion of the gear. And a method for producing the same. (Prior Art) Gears requiring high strength include transmission gears. In transmission gears, it is important to improve the fatigue strength of the gears in order to cope with higher output of the engine and to reduce costs by downsizing the transmission unit. Conventionally, when manufacturing such a transmission gear, in a normal case, a surface hardening treatment such as carburizing and quenching is performed on the coarse gear material, and when it is necessary to further improve the fatigue strength. Are subjected to a shot peening process (for example, JP-A-62-200071 and JP-A-64-31927). In order to further improve the fatigue strength, the surface roughening treatment such as carburizing and quenching is applied to the shaved gear coarse material, and the tooth root fillet including the shaving step is shot peened in two stages. In the first stage shot peening, the shaving step is removed or its shape is changed, and in the second stage shot peening, the tooth fillet portion is surface-finished in two stages. (For example, "a method for manufacturing a high-strength gear" described in JP-A-61-170511). (Problems to be Solved by the Invention) However, in such a conventional method for manufacturing a high-strength gear, the shot peening is simply performed without considering the relationship between the effective hardened layer depth and the shot peening. However, since the shot peening is performed only by focusing on the increase in the compressive residual stress on the outermost surface due to the above, there is a problem that it is still insufficient to effectively strengthen the gear. In addition, there has been a problem that hardly any research has been made on improving the fatigue strength of a helical gear, which is a gear that needs to have high strength, particularly for a transmission. (Object of the Invention) The present invention has been made in view of such a conventional problem, and has excellent fatigue strength in which gears such as helical gears and the like, in particular, have a sufficiently strengthened root portion. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a high-strength gear excellent in tooth root strength capable of manufacturing a high-strength gear.
(課題を解決するための手段) この発明に係る歯元強度に優れた高強度歯車の製造方
法は、歯車粗材に対して浸炭焼入れ等の表面硬化処理を
施す際の前記表面硬化処理によるビッカース硬さHv513
以上となる有効硬化層深さを歯車のとくに歯元において
(歯車のモジュール×0.2)[mm]未満と浅くした後、
ショットピーニングを行うことにより歯元表面から20〜
100[μm]の範囲内における圧縮残留応力の最大値を
−60[kgf/mm2]以上の負側により大きい値とするよう
な構成としたことを特徴としており、このような高強度
歯車の製造方法の構成を従来の課題を解決するための手
段としている。 この発明に係る歯元強度に優れた高強度歯車の製造方
法は、歯車粗材に対して表面硬化処理を施すが、この歯
車粗材としては、例えば従来より歯車用鋼として用いら
れている種々のものが適用され、この歯車粗材に対する
表面硬化処理としては、浸炭焼入れや浸炭窒化などがあ
る。そして、この表面硬化処理を施すに際しては、前記
表面硬化処理によりビッカース硬さHv513以上となる有
効硬化層深さを歯車のとくに歯元において(歯車のモジ
ュール×0.2)[mm]未満と浅くなるようにしている
が、このように表面硬化処理による有効硬化層深さがよ
り浅いものとなるように制御している理由は、有効硬化
層深さを浅くすることによって靭性が向上し、疲労亀裂
の発生時期が遅くなるため、疲労強度のより一層の向上
が実現されるようになることによるものである。 このように、表面硬化処理による有効硬化層深さを歯
車のとくに歯元において(歯車のモジュール×0.2)[m
m]未満と浅くした後、ショットピーニングを行うこと
により歯元表面から20〜100[μm]の範囲内における
圧縮残留応力の最大値を−60[kgf/mm2]以上の負側に
より大きい値とするようにしているが、この理由は、表
面硬化歯車の疲労強度は、表面の残留応力値よりもむし
ろ表面から20〜100[μm」の範囲内における圧縮残留
応力の最大値と相関があり、この表面から20〜100[μ
m」の範囲内における圧縮応力の最大値を−60[kgf/mm
2]以上の負側により大きい値とすることによって疲労
強度のより一層の向上が実現されるようになるためであ
る。 (発明の作用) この発明に係る歯元強度に優れた高強度歯車の製造方
法は前述した構成を有しているものであり、有効硬化層
深さとショットピーニングとの関係について考慮し、有
効硬化層深さを従来最適とされているよりも浅いものと
して靭性が向上したものとすることによって疲労亀裂の
発生時期が遅いものになると共に歯元の最表面よりもさ
らに入った表面からやや内部における圧縮残留応力の最
大値がより大きな値を有するものとなるようにしている
ので、歯車の強化が著しく有効なものとなり、従来あま
り研究がなされていなかったはす歯歯車等の歯車の疲労
強度がより一層向上したものになるという作用がもたら
される。 (実施例) この実施例では、クロム鋼(SCr420H;0.19%C−0.28
%Si−0.82%Mn−0.05%Ni−1.11%Cr−0.02%M0−Fe)
よりなり、第1図の中に示すように、圧力角17.5゜,モ
ジュール1.5,歯数33,ねじれ角34゜のはす歯部1aとこれ
に隣接する円筒部1bとを有するはす歯歯車1を製造する
場合を例にとって示している。 そこで、上記クロム鋼よりなるはす歯歯車粗材に対
し、第1表のNo.1,2,3,4,6,7においてはガス浸炭(RΧ
ガスをキャリアガスとし、ブタンおよびアンモニアを含
む雰囲気中で行う浸炭処理)による表面硬化処理を施
し、第1表のNo.5においては真空浸炭による表面硬化処
理を施したのち、焼もどしを行うことによって、有効硬
化層深さを調整する表面硬化処理を行った。 次に、上記有効硬化層深さを調節する表面硬化処理後
において、ビッカース硬さでHv513以上となっている歯
元における有効硬化層深さを調べたところ、同じく第1
表に示す結果であり、No.1,2,4,5にあっては従来最適と
されているのと同様の深さ0.35〜0.40[mm]程度の歯元
における有効硬化層深さを有しているものとしているの
に対して、No.3,6,7にあっては従来最適とされているよ
りも浅い深さ0.20〜0.25[mm]程度の歯元における有効
硬化層深さを有しているものとした。 次いで、第1表に示すNo.2,3,4,6,7のものに対して、
アークハイトが0.45〜0.95[mmA]となるショットピー
ニングを行った。 そして、No.2,3,4,6,7に示すショットピーニング後に
おいて、No.1,5に示すショットピーニングを行わないも
のと共に、各供試歯車(No.1〜7)の円筒部(第1図参
照)1bにおける残留応力をX線回折法により調べたとこ
ろ、第1図に示すような深さ方向における残留応力分布
を有していた。 一方、本来ならば破損部位である歯元(第1図におい
てはす歯部1aの歯元)における残留応力を測定すべきで
あるが、第1図において円筒部1bの残留応力を測定する
こととした理由は、歯元での残留応力の分布測定がなか
なか困難であって時間を要するためである。 そこで、歯元での残留応力分布の測定に代えて、第2
図に示したように円筒部1bの残留応力分布を求め、円筒
部1bの残留応力分布より求めた圧縮残留応力の最大値を
歯元での値に換算する必要があるため、第2図に示すよ
うに、歯元での残留応力分布を求めた。この結果、第2
図に示すように、歯元での残留応力の最大値は円筒部の
それに対して約60%であることがわかる。したがって、
第1表の圧縮残留応力の最大値の欄においてショットピ
ーニングを行ったNo.2,3,4,6,7では、実測値である円筒
部の60%の換算値として歯元における圧縮残留応力の最
大値を示してある。なお、ショットピーニングを行わな
かったNo.1,5については換算することなくそのままかっ
こを付して示してある。 次に、No.1〜7の各供試歯車をかみ合い疲労試験機に
かけてそれぞれの歯車における歯元の曲げ疲労強度を調
べた。これらの結果を第3図に示す。なお、この試験の
際における破損はすべてはす歯歯車の歯元R部からの曲
げ疲労破損であった。 ところで、浸炭焼入れによる硬さHv513以上となる有
効硬化層深さは、一般的に歯車のモジュールに0.2を掛
けた値が最適とされており、それよりも浅くてもまた深
くても疲労強度は低下すると言われている。 第3図は、第1表のNo.1,2,4の歯車においてモジュー
ル1.5の歯車の最適有効硬化層深さとされている0.30[m
m]を目標として浸炭焼入れを行い、また、第1表のNo.
5の歯車において表面異常層が形成されない真空浸炭を
行い、さらに第1表のNo.3,6,7の歯車においてモジュー
ル1.5の歯車の最適有効硬化層深さとされている0.3[m
m]よりも浅い浸炭焼入れを行って、それぞれに対する
ショットピーニングの有無による疲労強度への影響を調
べた結果を示すものである。 この結果から、ショットピーニングを行っていないN
o.1の歯車の疲労強度に比べて、ショットピーニングを
行ったNo.2,3,4の疲労強度がかなり高くなっており、シ
ョットピーニングは疲労強度の向上に対してかなり有効
であることが明らかである。この場合、No.2の歯車に対
してショットピーニングによる加工度を高めたのがNo.4
の歯車であり、この結果、No.4の歯車の方が疲労強度は
より一層向上していることが明らかである。また、No.2
の歯車に対して歯元における有効硬化層深さを従来最適
とされている値よりも浅くしたのがNo.3の歯車であり、
この結果、有効硬化層深さの浅いNo.3の歯車の方が疲労
強度はより一層高いことが明らかである。 一方、No.5の歯車は表面硬化処理として真空浸炭を行
った場合であり、ガス浸炭で発生する表面異常層をなく
し、表面の圧縮残留応力を高めた場合の硬化を確認した
ものである。すなわち、真空浸炭を施したNo.5の歯車で
は、ガス浸炭を施したNo.1の歯車に比べて歯元表面での
圧縮残留応力が高くなっているにもかかわらず疲労強度
はさほど向上していないものであった。したがって、N
o.1〜5に示す歯車で得られた結果を圧縮残留応力とい
う観点からみると、表面よりもやや内部で発生する圧縮
残留応力の最大値と疲労強度とにおいて相関を有してい
ることが明らかであった。 これに対して、No.6,7の本発明による歯車では、ビッ
カース硬さがHv513である有効硬化層深さを0.3[mm]
(すなわち、モジュール×0.2[mm])未満としたもの
であるが、No.4の歯車に対して圧縮残留応力がほぼ同等
であるにもかかわらず、第3図に示すように疲労強度は
大幅に向上していることが明らかである。 すなわち、有効硬化層深さが従来言われている値より
も浅い方がショットピーニング後における疲労強度を高
いものにできることが新規に認められた。しかし、No.3
の歯車で明らかなように、ショットピーニングによる加
工度が低いために歯元における圧縮残留応力が−60[kg
f/mm2]に満たない場合には、疲労強度の向上の程度は
小さいものとなる。 ここで、有効硬化層深さが従来言われている値よりも
浅い方が疲労強度の高いものとなる理由は、有効硬化層
深さを浅くすることによって靭性が向上して疲労亀裂の
発生時期が遅くなるためと推定される。そして、このよ
うな作用は、他のモジュールの歯車についても同様にし
て得ることが可能であり、疲労強度のより一層の向上が
得られる。 このような実施結果から、歯車の疲労強度は、表面の
残留応力値よりも、第1図に示すように、表面からやゝ
内部のところすなわち20〜100[μm]程度のところに
おける圧縮残留応力の最大値と相関があり、この圧縮残
留応力の最大値を−60[kgf/mm2]以上(すなわち、負
の側に大きくなるよう)にすると共に、表面硬化処理に
よる有効硬化層深さを従来最適とされる(歯車のモジュ
ール×0.2)[mm]よりも小さなものとすることによっ
て、疲労強度が大幅に向上することが明らかとなった。(Means for Solving the Problems) The method of manufacturing a high-strength gear having excellent root strength according to the present invention is a Vickers by the surface hardening treatment when a roughening material such as carburizing is subjected to a surface hardening treatment. Hardness Hv513
After reducing the effective hardened layer depth to less than (gear module × 0.2) [mm] especially at the tooth root of the gear,
20 ~ from tooth root surface by performing shot peening
It is characterized in that the maximum value of the compressive residual stress within the range of 100 [μm] is set to a negative value larger than −60 [kgf / mm 2 ] or more. The structure of the manufacturing method is used as means for solving the conventional problem. In the method for manufacturing a high-strength gear having excellent tooth root strength according to the present invention, a surface hardening treatment is performed on a gear rough material. As the gear rough material, for example, various gears conventionally used as gear steel are used. The surface hardening treatment for the gear coarse material includes carburizing and quenching and carbonitriding. When performing this surface hardening treatment, the effective hardened layer depth, which becomes Vickers hardness Hv513 or more due to the surface hardening treatment, becomes shallow as less than (gear module × 0.2) [mm] especially at the tooth base. However, the reason why the effective hardened layer depth by the surface hardening treatment is controlled to be shallower is that the toughness is improved by making the effective hardened layer depth shallow, and the fatigue crack is reduced. This is due to the fact that since the occurrence time is delayed, further improvement in fatigue strength is realized. In this way, the effective hardened layer depth due to the surface hardening treatment is particularly determined at the tooth base of the gear (gear module × 0.2) [m
m], the maximum value of the compressive residual stress within the range of 20 to 100 [μm] from the tooth root surface is increased to a negative value of −60 [kgf / mm 2 ] or more by performing shot peening. The reason is that the fatigue strength of the hardened gear has a correlation with the maximum value of the compressive residual stress in the range of 20 to 100 [μm] from the surface rather than the residual stress value of the surface. , From this surface 20-100 [μ
The maximum value of compressive stress in the range of “m” is -60 [kgf / mm
2 ] By setting the negative value larger than the above value, the fatigue strength can be further improved. (Effect of the Invention) The method for manufacturing a high-strength gear having excellent root strength according to the present invention has the above-described configuration, and takes into account the relationship between the effective hardened layer depth and shot peening to obtain an effective hardened gear. By making the layer depth shallower than the conventional optimum and improving the toughness, the timing of fatigue cracking becomes slower, and at the same time from the surface slightly more than the innermost surface of the tooth root Since the maximum value of the compressive residual stress is made to have a larger value, the strengthening of the gear becomes remarkably effective, and the fatigue strength of the gear such as the helical gear, which has not been studied so far, is reduced. The effect of being further improved is brought about. (Example) In this example, chromium steel (SCr420H; 0.19% C-0.28
% Si-0.82% Mn-0.05% Ni-1.11% Cr-0.02% M0-Fe)
As shown in FIG. 1, a helical gear having a helical portion 1a having a pressure angle of 17.5 °, a module of 1.5, a number of teeth of 33, and a helix angle of 34 ° and a cylindrical portion 1b adjacent thereto. 1 is shown as an example. Therefore, for the helical gears made of chromium steel described above, gas carburizing (RΧ) was applied to No. 1, 2, 3, 4, 6, and 7 in Table 1.
Carburizing treatment in an atmosphere containing butane and ammonia using a gas as the carrier gas) and performing a surface hardening treatment by vacuum carburizing in No. 5 in Table 1 and then tempering. A surface hardening treatment for adjusting the effective hardened layer depth was performed. Next, after the surface hardening treatment for adjusting the effective hardened layer depth, the effective hardened layer depth at the tooth root having Vickers hardness of Hv513 or more was examined.
The results are shown in the table. For Nos. 1, 2, 4, and 5, the effective hardened layer depth at the root of about 0.35 to 0.40 [mm], which is the same as the conventional optimum However, in Nos. 3, 6, and 7, the effective hardened layer depth at the root of 0.20 to 0.25 [mm] shallower than the conventional optimum It was assumed to have. Next, for No. 2, 3, 4, 6, 7 shown in Table 1,
Shot peening was performed so that the arc height became 0.45 to 0.95 [mmA]. Then, after the shot peening shown in Nos. 2, 3, 4, 6, and 7, the shot peening shown in Nos. 1 and 5 is not performed, and the cylindrical portions (Nos. When the residual stress in 1b was examined by the X-ray diffraction method, it had a residual stress distribution in the depth direction as shown in FIG. On the other hand, the residual stress at the root (the root of the helical portion 1a in FIG. 1) which should be a broken part should be measured. However, the residual stress of the cylindrical portion 1b must be measured in FIG. The reason for this is that the measurement of the distribution of the residual stress at the root of the tooth is very difficult and takes time. Therefore, instead of measuring the residual stress distribution at the tooth root, the second
As shown in the figure, it is necessary to calculate the residual stress distribution of the cylindrical portion 1b and to convert the maximum value of the compressive residual stress obtained from the residual stress distribution of the cylindrical portion 1b into a value at the tooth root. As shown, the residual stress distribution at the tooth root was determined. As a result, the second
As shown in the figure, it can be seen that the maximum value of the residual stress at the root of the tooth is about 60% of that of the cylindrical portion. Therefore,
No.2,3,4,6,7 in which the shot peening was performed in the column of the maximum value of the compressive residual stress in Table 1, the compressive residual stress at the tooth root was calculated as the converted value of 60% of the cylindrical part, which was the measured value. Is shown. It should be noted that Nos. 1 and 5 for which shot peening was not performed are shown in parentheses without conversion. Next, each of the test gears Nos. 1 to 7 was subjected to a meshing fatigue tester to examine the bending fatigue strength at the root of each gear. These results are shown in FIG. In addition, all the damages at the time of this test were bending fatigue damages from the root portion of the helical gear. By the way, the effective hardened layer depth, which is higher than the hardness Hv513 by carburizing and quenching, is generally optimized to be a value obtained by multiplying the gear module by 0.2, and the fatigue strength is shallower or deeper than that. It is said to fall. FIG. 3 shows the optimum effective hardened layer depth of the gear of module 1.5 in the gears of Nos. 1, 2 and 4 in Table 1, which is 0.30 [m
m] as the target and carburizing and quenching.
The gear of No. 5 was subjected to vacuum carburization so that no abnormal surface layer was formed, and the gears of Nos. 3, 6 and 7 in Table 1 had the optimum effective hardened layer depth of the gear of Module 1.5 of 0.3 [m
3] shows the results of examining the effect on fatigue strength by the presence or absence of shot peening for each of carburizing and quenching shallower than m]. From this result, N without shot peening
The fatigue strength of shot peened Nos. 2, 3, and 4 is considerably higher than the fatigue strength of o.1 gears, and shot peening is quite effective in improving fatigue strength. it is obvious. In this case, the No. 4 gear was improved in workability by shot peening for No. 2 gear.
As a result, it is clear that the gear No. 4 has further improved fatigue strength. No.2
The gear of No. 3 has the effective hardened layer depth at the tooth root shallower than the value that was conventionally considered to be optimal for the gear of
As a result, it is clear that the No. 3 gear having a smaller effective hardened layer depth has a higher fatigue strength. On the other hand, the gear No. 5 was a case where vacuum carburizing was performed as a surface hardening treatment, and the hardening was confirmed when the surface abnormal layer generated by gas carburizing was eliminated and the compressive residual stress on the surface was increased. In other words, the No. 5 gear subjected to vacuum carburization has significantly improved fatigue strength despite the higher compressive residual stress at the tooth root surface compared to the No. 1 gear subjected to gas carburization. Was not. Therefore, N
From the viewpoint of compressive residual stress, the results obtained with the gears shown in o.1-5 show that there is a correlation between the maximum value of compressive residual stress that occurs slightly inside the surface and the fatigue strength. It was clear. On the other hand, in the gears according to the present invention of Nos. 6 and 7, the Vickers hardness is Hv513 and the effective hardened layer depth is 0.3 [mm].
(Ie, module x 0.2 [mm]), but despite the fact that the compressive residual stress is almost equal to that of No. 4 gear, the fatigue strength is large as shown in Fig. 3. It is evident that it has improved. That is, it was newly recognized that a shallower effective hardened layer depth than the conventionally-known value can increase the fatigue strength after shot peening. However, No.3
As is clear from the gears, the compressive residual stress at the root of the tooth was -60 [kg
f / mm 2 ], the degree of improvement in fatigue strength is small. Here, the reason why the effective hardened layer depth shallower than the conventionally known value has higher fatigue strength is that the toughness is improved by making the effective hardened layer depth shallower, and the fatigue crack generation time Is estimated to be slow. Such an effect can be obtained in a similar manner for gears of other modules, and further improvement in fatigue strength can be obtained. From the results of such an implementation, the fatigue strength of the gear is smaller than the residual stress value on the surface, as shown in FIG. The maximum value of the compressive residual stress is set to -60 [kgf / mm 2 ] or more (that is, to increase to the negative side), and the effective hardened layer depth by the surface hardening treatment is reduced. It was clarified that the fatigue strength was greatly improved by making it smaller than the conventional optimum (gear module x 0.2) [mm].
この発明に係る歯元強度に優れた高強度歯車の製造方
法では、歯車粗材に対して浸炭焼入れ等の表面硬化処理
を施す際の前記表面硬化処理によるビッカース硬さHv51
3以上となる有効硬化層深さを歯車のとくに歯元におい
て(歯車のモジュール×0.2)[mm]未満と浅くした
後、ショットピーニングを行うことにより歯元表面から
20〜100[μm]の範囲内における圧縮残留応力の最大
値を−60[kgf/mm2]以上の負側により大きい値とする
構成としたから、歯車の疲労強度を大幅に向上させたも
のとすることが可能であり、従来に比べて表面硬化処理
後のビッカース硬さHv513以上となる有効硬化層深さを
小さいものとしているため、靭性の向上をはかることが
できて疲労亀裂の発生時期を遅くすることができること
から上記したように歯車の疲労強度を大幅に向上させる
ことが可能であると共に、表面硬化処理時間を短縮する
ことが可能であり、表面硬化処理時間の短縮による生産
性の向上ならびにエネルギコストの低減をはかることが
可能であり、歯車の疲労強度を同一とする場合にはショ
ットピーニングの際における加工強度を低いものにする
ことができるため、面荒れの少ないものとすることが可
能であるという著しく優れた効果がもたらされる。In the method for manufacturing a high-strength gear having excellent tooth root strength according to the present invention, the Vickers hardness Hv51 by the surface hardening treatment when performing a surface hardening treatment such as carburizing and quenching on the gear coarse material.
After reducing the effective hardened layer depth of 3 or more to less than (gear module × 0.2) [mm] especially at the tooth root, by performing shot peening from the tooth root surface
Since the maximum value of the compressive residual stress within the range of 20 to 100 [μm] is set to a negative value larger than −60 [kgf / mm 2 ], the fatigue strength of the gear is greatly improved. It is possible to improve the toughness because the effective hardened layer depth, which becomes Vickers hardness Hv 513 or more after surface hardening treatment, is smaller than before, so that the fatigue crack generation time As described above, it is possible to greatly improve the fatigue strength of the gears as described above, and it is possible to shorten the surface hardening treatment time, and to reduce the productivity by shortening the surface hardening treatment time. It is possible to improve the energy cost and reduce the energy cost. If the fatigue strength of the gears is the same, the processing strength during shot peening can be reduced, and Leads to significantly better effect can be assumed small.
第1図はこの発明の実施例において各歯車の表面からの
距離と残留応力との関係を調べた結果を示すグラフ、第
2図は歯車の円筒部と歯元とにおける表面からの距離と
残留応力との相関を調べた結果を示すグラフ、第3図は
各歯車の疲労強度を調べた結果を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the distance from the surface of each gear and the residual stress in the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing the distance from the surface of the cylindrical portion and the tooth root of the gear and the residual stress. FIG. 3 is a graph showing the result of examining the fatigue strength of each gear, and FIG. 3 is a graph showing the result of examining the correlation with stress.
フロントページの続き (72)発明者 吉田 誠 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−31927(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21D 7/00 - 7/10 B23P 15/14 B24C 1/10 F16H 51/00 - 55/30Continuation of the front page (72) Inventor Makoto Yoshida 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (56) References JP-A-64-31927 (JP, A) (58) Fields investigated (Int) .Cl. 6 , DB name) C21D 7/00-7/10 B23P 15/14 B24C 1/10 F16H 51/00-55/30
Claims (1)
処理を施す際の前記表面硬化処理によるビッカース硬さ
Hv513以上となる有効硬化層深さを歯車のとくに歯元に
おいて(歯車のモジュール×0.2)[mm]未満と浅くし
た後、ショットピーニングを行うことにより歯元表面か
ら20〜100[μm]の範囲内における圧縮残留応力の最
大値を−60[kgf/mm2]以上の負側により大きい値とす
ることを特徴とする歯元強度に優れた高強度歯車の製造
方法。1. A Vickers hardness by a surface hardening process when a surface hardening process such as carburizing and quenching is performed on a coarse gear material.
After reducing the effective hardened layer depth of Hv513 or more to less than (gear module × 0.2) [mm] especially at the tooth root, the shot peening is performed and the range of 20 to 100 [μm] from the tooth root surface is obtained. A method of manufacturing a high-strength gear having excellent tooth root strength, wherein the maximum value of the compressive residual stress in the gear is set to a negative value larger than −60 [kgf / mm 2 ].
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| JPH032319A JPH032319A (en) | 1991-01-08 |
| JP2830064B2 true JP2830064B2 (en) | 1998-12-02 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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-
1989
- 1989-05-26 JP JP13324589A patent/JP2830064B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH032319A (en) | 1991-01-08 |
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