波动齿轮装置的挠性外齿齿轮及制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及波动齿轮装置的挠性外齿齿轮及制造方法，尤其涉及提高了抗疲劳强 度及耐磨损性的挠性外齿齿轮及该挠性外齿齿轮的制造方法。
【背景技术】
[0002] 在作为减速机普遍使用的波动齿轮装置的构成部件、即挠性外齿齿轮中，公众所 知的有称为圆筒扁平型、杯型及礼帽型的挠性外齿齿轮。专利文献1中记述的是扁平型的 波动齿轮装置，专利文献2中记述的是杯型的波动齿轮装置，而专利文献3中记述的是礼帽 型的波动齿轮装置。
[0003] 这些波动齿轮装置的挠性外齿齿轮采用机械强度优异的特种钢中的调质钢进行 制造。壁薄且必须进行高精度加工的挠性外齿齿轮的表面硬度为HRC30~HRC50。
[0004] 专利文献4提出一种用于挠性外齿齿轮的制造的波动齿轮用基材的制造方法的 方案。该文献记述的制造方法中，挠性外齿齿轮的制造经历热锻造、全车削、切齿及喷丸工 序。另外，该文献还记述有，作为其金属材料使用含碳量0.5%以下的钢材。此外，还记述 有，使该钢材形成的初级成形品在加热后急速冷却至高于马氏体相变开始温度（Ms温度） 的温度而使金属组织的主相膨润土化（日文卜卜），或使初级成形品在加热后急 速冷却至马氏体区域并在其后进行回火而使金属组织的主相索氏体化。另外，还记述有，能 够稳定地获得兼顾作为波动齿轮用基材所需的弹簧特性与韧性以及切齿加工所希望的切 削加工便易性的良好的初级成形品。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1日本专利特开2006-57684号公报
[0008] 专利文献2日本专利特开2005-69402号公报
[0009] 专利文献3日本专利特开2009-156462号公报
[0010] 专利文献4国际公开第2011/122315号
[0011] 然而，对波动齿轮装置的使用扭矩的增加及耐久性的提高的需求是无止尽的。在 替代现有的波动齿轮装置而加以使用时，希望在不伴随发生尺寸增加及形状改变的情况下 使新的波动齿轮装置实现使用扭矩的增加及耐久性的提高。为此，在不伴随发生尺寸增加 及形状改变的情况下，提高作为波动齿轮装置的构成部件的壁薄的挠性外齿齿轮的抗疲劳 强度及耐磨损性是不可或缺的。另外，为维持挠性外齿齿轮的加工便易性，希望将表面硬度 维持在与现有制品同样的HRC30~HRC50的范围内，并且，改善抗疲劳强度及耐磨损性。
【发明内容】
[0012] 有鉴于上述情况，本发明的技术问题在于提供一种挠性外齿齿轮的制造方法，用 该方法制造的挠性外齿齿轮能够将表面硬度维持在规定范围，且与同一形状、同一尺寸的 现有制品相比能够提高抗疲劳强度及耐磨损性。
[0013] 另外，本发明的技术问题在于提供一种挠性外齿齿轮，该挠性外齿齿轮与同一形 状、同一尺寸的现有制品相比，能够将表面硬度维持在同一范围内，并且抗疲劳强度及耐磨 损性优异。
[0014] 为解决上述技术问题，本发明的杯型或礼帽型的波动齿轮装置的挠性外齿齿轮的 制造方法的特征是，包括：第一步骤，在该第一步骤中，对由合金元素中不含镍的低合金钢 形成的材料进行近净成形塑性加工，制作出与波动齿轮装置的挠性外齿齿轮的形状相近的 杯型或礼帽型的初级成形品；第二步骤，在该第二步骤中，对所述初级成形品进行分级淬火 处理；第三步骤，在该第三步骤中，对进行所述分级淬火处理后的所述初级成形品进行车削 加工及切齿加工，制作出形成有隔片部及齿部的二级成形品；以及第四步骤，在该第四步骤 中，对所述二级成形品进行喷丸，使所述齿部及所述隔片部的表层部分的金属组织马氏体 化。
[0015] 另外，本发明的扁平型的波动齿轮装置的挠性外齿齿轮的制造方法的特征是，包 括：第一步骤，在该第一步骤中，对由合金元素中不含镍的低合金钢形成的材料进行近净成 形塑性加工，制作出与波动齿轮装置的挠性外齿齿轮的形状相近的圆筒型的初级成形品； 第二步骤，在该第二步骤中，对所述初级成形品进行分级淬火处理；第三步骤，在该第三步 骤中，对进行所述分级淬火处理后的所述初级成形品进行车削加工及切齿加工，制作出形 成有齿部的二级成形品；以及第四步骤，在该第四步骤中，对所述二级成形品进行喷丸，使 所述齿部的表面部分的金属组织马氏体化。
[0016] 本发明的制造方法采用分级淬火处理作为对使用不含镍的低合金钢制作出的初 级成形品的热处理。由此，能够有意地在热处理后的初级成形品的金属组织中残留奥氏体 组织。并且，通过对齿部等的表面部分进行喷丸，能使其表层部分的金属组织的主相转变成 马氏体组织（塑性诱发相变），从而能够提高该表层部分的硬度、增加压缩残留应力。进而， 当较大的应力作用至薄壁的挠性外齿齿轮的内部时，残留于内部的奥氏体组织向马氏体组 织发生相变而得到强化，由此，能够提高挠性外齿齿轮的抗疲劳强度。
[0017] 经本发明的发明人等实验确认，依据本发明制造的挠性外齿齿轮与由特种钢中的 调质钢制成的同一尺寸、同一形状且具备同样的表面硬度的现有制品相比较，齿底抗疲劳 强度大幅提高，齿面磨损状况也得到大幅改善。因而，依据本发明的制造方法，能够在维持 良好的加工便易性的同时，制造抗疲劳强度及耐磨损性提高了的挠性外齿齿轮。使用该挠 性外齿齿轮，在与现有制品同一尺寸、同一形状的波动齿轮装置中，能够实现使用扭矩的增 大及耐久性的提高。
【附图说明】
[0018] 图1是能够适用本发明的杯型挠性外齿齿轮的纵向剖视图、礼帽型挠性外齿齿轮 的纵向剖视图及圆筒型挠性外齿齿轮的纵向剖视图。
[0019] 图2是表示杯型或礼帽型的挠性外齿齿轮的制造工艺的主要部分的概略工艺图。
[0020] 图3是表示分级淬火处理的说明图。
[0021] (符号说明）
[0022] 1、10、20挠性外齿齿轮
[0023] 2、12、22圆筒状筒身部
[0024] 3、13隔片部
[0025] 4、14 轴套部
[0026] 5、15、25 齿部
[0027] 6、16、26 外齿
【具体实施方式】