波動齒輪裝置的撓性外齒齒輪及制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及波動齒輪裝置的撓性外齒齒輪及制造方法，尤其涉及提高了抗疲勞強 度及耐磨損性的撓性外齒齒輪及該撓性外齒齒輪的制造方法。
【背景技術】
[0002] 在作為減速機普遍使用的波動齒輪裝置的構成部件、即撓性外齒齒輪中，公眾所 知的有稱為圓筒扁平型、杯型及禮帽型的撓性外齒齒輪。專利文獻1中記述的是扁平型的 波動齒輪裝置，專利文獻2中記述的是杯型的波動齒輪裝置，而專利文獻3中記述的是禮帽 型的波動齒輪裝置。
[0003] 這些波動齒輪裝置的撓性外齒齒輪采用機械強度優異的特種鋼中的調質鋼進行 制造。壁薄且必須進行高精度加工的撓性外齒齒輪的表面硬度為HRC30~HRC50。
[0004] 專利文獻4提出一種用于撓性外齒齒輪的制造的波動齒輪用基材的制造方法的 方案。該文獻記述的制造方法中，撓性外齒齒輪的制造經歷熱鍛造、全車削、切齒及噴丸工 序。另外，該文獻還記述有，作為其金屬材料使用含碳量0.5%以下的鋼材。此外，還記述 有，使該鋼材形成的初級成形品在加熱后急速冷卻至高于馬氏體相變開始溫度（Ms溫度） 的溫度而使金屬組織的主相膨潤土化（日文卜卜），或使初級成形品在加熱后急 速冷卻至馬氏體區域并在其后進行回火而使金屬組織的主相索氏體化。另外，還記述有，能 夠穩定地獲得兼顧作為波動齒輪用基材所需的彈簧特性與韌性以及切齒加工所希望的切 削加工便易性的良好的初級成形品。
[0005] 現有技術文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1日本專利特開2006-57684號公報
[0008] 專利文獻2日本專利特開2005-69402號公報
[0009] 專利文獻3日本專利特開號公報
[0010] 專利文獻4國際公開第2011/122315號
[0011] 然而，對波動齒輪裝置的使用扭矩的增加及耐久性的提高的需求是無止盡的。在 替代現有的波動齒輪裝置而加以使用時，希望在不伴隨發生尺寸增加及形狀改變的情況下 使新的波動齒輪裝置實現使用扭矩的增加及耐久性的提高。為此，在不伴隨發生尺寸增加 及形狀改變的情況下，提高作為波動齒輪裝置的構成部件的壁薄的撓性外齒齒輪的抗疲勞 強度及耐磨損性是不可或缺的。另外，為維持撓性外齒齒輪的加工便易性，希望將表面硬度 維持在與現有制品同樣的HRC30~HRC50的范圍內，并且，改善抗疲勞強度及耐磨損性。

【發明內容】

[0012] 有鑒于上述情況，本發明的技術問題在于提供一種撓性外齒齒輪的制造方法，用 該方法制造的撓性外齒齒輪能夠將表面硬度維持在規定范圍，且與同一形狀、同一尺寸的 現有制品相比能夠提高抗疲勞強度及耐磨損性。
[0013] 另外，本發明的技術問題在于提供一種撓性外齒齒輪，該撓性外齒齒輪與同一形 狀、同一尺寸的現有制品相比，能夠將表面硬度維持在同一范圍內，并且抗疲勞強度及耐磨 損性優異。
[0014] 為解決上述技術問題，本發明的杯型或禮帽型的波動齒輪裝置的撓性外齒齒輪的 制造方法的特征是，包括：第一步驟，在該第一步驟中，對由合金元素中不含鎳的低合金鋼 形成的材料進行近凈成形塑性加工，制作出與波動齒輪裝置的撓性外齒齒輪的形狀相近的 杯型或禮帽型的初級成形品；第二步驟，在該第二步驟中，對所述初級成形品進行分級淬火 處理；第三步驟，在該第三步驟中，對進行所述分級淬火處理后的所述初級成形品進行車削 加工及切齒加工，制作出形成有隔片部及齒部的二級成形品；以及第四步驟，在該第四步驟 中，對所述二級成形品進行噴丸，使所述齒部及所述隔片部的表層部分的金屬組織馬氏體 化。
[0015] 另外，本發明的扁平型的波動齒輪裝置的撓性外齒齒輪的制造方法的特征是，包 括：第一步驟，在該第一步驟中，對由合金元素中不含鎳的低合金鋼形成的材料進行近凈成 形塑性加工，制作出與波動齒輪裝置的撓性外齒齒輪的形狀相近的圓筒型的初級成形品； 第二步驟，在該第二步驟中，對所述初級成形品進行分級淬火處理；第三步驟，在該第三步 驟中，對進行所述分級淬火處理后的所述初級成形品進行車削加工及切齒加工，制作出形 成有齒部的二級成形品；以及第四步驟，在該第四步驟中，對所述二級成形品進行噴丸，使 所述齒部的表面部分的金屬組織馬氏體化。
[0016] 本發明的制造方法采用分級淬火處理作為對使用不含鎳的低合金鋼制作出的初 級成形品的熱處理。由此，能夠有意地在熱處理后的初級成形品的金屬組織中殘留奧氏體 組織。并且，通過對齒部等的表面部分進行噴丸，能使其表層部分的金屬組織的主相轉變成 馬氏體組織（塑性誘發相變），從而能夠提高該表層部分的硬度、增加壓縮殘留應力。進而， 當較大的應力作用至薄壁的撓性外齒齒輪的內部時，殘留于內部的奧氏體組織向馬氏體組 織發生相變而得到強化，由此，能夠提高撓性外齒齒輪的抗疲勞強度。
[0017] 經本發明的發明人等實驗確認，依據本發明制造的撓性外齒齒輪與由特種鋼中的 調質鋼制成的同一尺寸、同一形狀且具備同樣的表面硬度的現有制品相比較，齒底抗疲勞 強度大幅提高，齒面磨損狀況也得到大幅改善。因而，依據本發明的制造方法，能夠在維持 良好的加工便易性的同時，制造抗疲勞強度及耐磨損性提高了的撓性外齒齒輪。使用該撓 性外齒齒輪，在與現有制品同一尺寸、同一形狀的波動齒輪裝置中，能夠實現使用扭矩的增 大及耐久性的提高。
【附圖說明】
[0018] 圖1是能夠適用本發明的杯型撓性外齒齒輪的縱向剖視圖、禮帽型撓性外齒齒輪 的縱向剖視圖及圓筒型撓性外齒齒輪的縱向剖視圖。
[0019] 圖2是表示杯型或禮帽型的撓性外齒齒輪的制造工藝的主要部分的概略工藝圖。
[0020] 圖3是表示分級淬火處理的說明圖。
[0021] (符號說明）
[0022] 1、10、20撓性外齒齒輪
[0023] 2、12、22圓筒狀筒身部
[0024] 3、13隔片部
[0025] 4、14 軸套部
[0026] 5、15、25 齒部
[0027] 6、16、26 外齒
【具體實施方式】