專(zhuān)利名稱(chēng)：牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件及產(chǎn)生它的滾動(dòng)元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于牽引驅(qū)動(dòng)的連續(xù)可變傳動(dòng)裝置(CVT)，用于把輸入側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)到輸出側(cè)，與此同時(shí)，可由一輛汽車(chē)、工業(yè)機(jī)械、和類(lèi)似物的動(dòng)力傳動(dòng)設(shè)備中的牽引驅(qū)動(dòng)裝置連續(xù)改變速度；本發(fā)明具體來(lái)說(shuō)涉及用于牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，它包括具有一個(gè)牽引接觸面的一個(gè)滾動(dòng)元件，這個(gè)牽引接觸面應(yīng)該表現(xiàn)出優(yōu)異的牽引驅(qū)動(dòng)特性，以此作為它的表面性能。
對(duì)于CVT已經(jīng)進(jìn)行了各種研究，因?yàn)镃VT具有優(yōu)異的原動(dòng)力傳動(dòng)性質(zhì)并且不存在高速?zèng)_擊。特別是，對(duì)于借助于牽引油在牽引接觸面之間傳動(dòng)原動(dòng)力的系統(tǒng)(牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)滾動(dòng)系統(tǒng))已經(jīng)進(jìn)行了研究，其目的在于傳送大的原動(dòng)力。
借助于牽引油在牽引接觸面之間傳動(dòng)原動(dòng)力的牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有一個(gè)可以加到大功率發(fā)動(dòng)機(jī)上的機(jī)構(gòu)。例如，如

圖1所示，用于牽引驅(qū)動(dòng)類(lèi)型的CVT的轉(zhuǎn)動(dòng)組件1的基本結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)組件1包括兩個(gè)金屬滾動(dòng)元件，即兩個(gè)圓盤(pán)(按圓周方向固定在輸入軸2上的輸入圓盤(pán)3，和按圓周方向固定在輸出軸4上的輸出圓盤(pán)5)，動(dòng)力滾輪6插在這兩個(gè)滾動(dòng)元件之間，并且通過(guò)牽引油與滾動(dòng)元件接觸。動(dòng)力滾輪6有一個(gè)可以?xún)A斜的滾輪軸，因此，當(dāng)滾輪軸傾斜時(shí)，動(dòng)力滾輪6相對(duì)于輸入和輸出圓盤(pán)3和5是傾斜的。由于動(dòng)力滾輪6的傾斜，使得在動(dòng)力滾輪6和輸入及輸出圓盤(pán)3、5之間的接觸點(diǎn)移動(dòng)。這就改變了輸入圓盤(pán)3的轉(zhuǎn)矩半徑和輸出圓盤(pán)5的轉(zhuǎn)矩半徑之比，因而連續(xù)改變了傳動(dòng)比。半環(huán)形的CVT是牽引驅(qū)動(dòng)的CVT中的一種。
圖42表示一個(gè)環(huán)型CVT，它包括輸入軸101和輸出軸102，輸出軸102與輸入軸101同軸并且可相對(duì)于輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)流體連軸節(jié)103向輸入軸101提供發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。在輸入軸101上設(shè)置前進(jìn)和倒車(chē)齒輪104和105，以構(gòu)成整體式轉(zhuǎn)動(dòng)。兩個(gè)輸入圓盤(pán)106和107通過(guò)平行于輸入軸101延伸的中空軸112相互傳動(dòng)連接。兩個(gè)輸出圓盤(pán)108和109和輸入圓盤(pán)相對(duì)地設(shè)置，并且經(jīng)過(guò)在中空軸112內(nèi)部延伸的軸111相互連接。傳動(dòng)板110設(shè)在輸入圓盤(pán)106和107之間，并且通過(guò)負(fù)荷凸輪114和115與之傳動(dòng)連接。與傳動(dòng)板110整體式形成的齒輪113與前進(jìn)輸入齒輪104嚙合。兩個(gè)動(dòng)力滾輪116設(shè)在相對(duì)的輸入和輸出圓盤(pán)106和108之間，并且與它們的牽引接觸面106a和108a摩擦接觸。兩個(gè)動(dòng)力滾輪117設(shè)在相對(duì)的輸入和輸出圓盤(pán)107和109之間，并且與它們的牽引接觸面107a和109a摩擦接觸。動(dòng)力滾輪116和117可圍繞它們的軸116a和117a轉(zhuǎn)動(dòng)，以便分別從輸入圓盤(pán)106和107向輸出圓盤(pán)108和109傳遞轉(zhuǎn)矩。動(dòng)力滾輪116和117還適合于分另沿垂直于軸116a和117a延伸的軸116b和117b的方向偏斜或擺動(dòng)。在最終的傳動(dòng)軸119上與輸入軸101同軸地設(shè)置前進(jìn)/倒車(chē)改變機(jī)構(gòu)123?？赊D(zhuǎn)動(dòng)地支撐在最終的傳動(dòng)軸119上的齒輪120與倒車(chē)輸入齒輪105嚙合。前進(jìn)/倒車(chē)改變機(jī)構(gòu)123包括前進(jìn)離合器121和倒車(chē)離合器122，前進(jìn)離合器121連接最終的傳動(dòng)軸119和輸出圓盤(pán)109，倒車(chē)離合器122連接最終的傳動(dòng)軸119和齒輪120。最終的傳動(dòng)軸119還經(jīng)鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)124與輸出軸102相連。這樣一種環(huán)型CVT公開(kāi)在日本專(zhuān)利申請(qǐng)第一出版物No.62-251559中。
要求在圖1中表示的這種類(lèi)型的轉(zhuǎn)動(dòng)組件1的滾動(dòng)元件(即，輸入圓盤(pán)3、輸出圓盤(pán)5、動(dòng)力滾輪6)具有優(yōu)異的牽引特性和在高溫和高軸承壓力下的高的滾動(dòng)疲勞壽命特性。此外，考慮到未來(lái)環(huán)境的負(fù)擔(dān)，必須使車(chē)輛的重量減小以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)在節(jié)省燃料方面的改善。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，必須減小單元尺寸，并且對(duì)于相同尺寸的單元，必須增加可能傳動(dòng)的原動(dòng)力。
考慮到以上所述的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，它能夠傳動(dòng)大的原動(dòng)力并且具有優(yōu)異的牽引特性。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，它包括
多個(gè)滾動(dòng)元件，具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和圍繞這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的牽引接觸面，這些牽引接觸面彼此相關(guān)，以便在各轉(zhuǎn)動(dòng)元件之間經(jīng)過(guò)在牽引接觸面之間形成的牽引油膜傳送一個(gè)原動(dòng)力；至少一個(gè)所說(shuō)的牽引接觸面具有不規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)，其尺寸大于牽引油膜的厚度。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，它包括多個(gè)滾動(dòng)元件，滾動(dòng)元件具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和圍繞這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的牽引接觸面，這些牽引接觸面彼此相關(guān)，以便在各轉(zhuǎn)動(dòng)元件之間經(jīng)過(guò)在牽引接觸面之間形成的牽引油膜傳送一個(gè)原動(dòng)力；至少一個(gè)所說(shuō)的牽引接觸面具有不規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)，其尺寸大于牽引油膜的厚度，其中形成牽引接觸面的方法包括如下步驟使?jié)L動(dòng)元件的表面經(jīng)受?chē)娡栌不幚?，以便在其中形成凹陷和凸起；和在噴丸硬化處理后，通過(guò)下述工藝之一對(duì)于凸起進(jìn)行加工以形成頂平凸區(qū)精研、鏡面拋光、超精加工、切削、和研磨，從而產(chǎn)生牽引接觸面。
按照本發(fā)明的下一個(gè)方面，提供一種用于牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，它包括多個(gè)滾動(dòng)元件，滾動(dòng)元件具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和圍繞這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的牽引接觸面，這些牽引接觸面彼此相關(guān)，以便在各轉(zhuǎn)動(dòng)元件之間經(jīng)過(guò)在牽引接觸面之間形成的牽引油膜傳送一個(gè)原動(dòng)力；至少一個(gè)所說(shuō)的牽引接觸面具有不規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)，其尺寸大于牽引油膜的厚度，由一個(gè)未濾波的原始輪廓線(xiàn)代表的微觀結(jié)構(gòu)包括交替排列的凹陷和頂平凸區(qū)，其中產(chǎn)生牽引接觸面的方法包括如下步驟在滾動(dòng)元件的一個(gè)表面上成形間隔相等的凹陷，每個(gè)凹陷的深度為10微米或更小，從而在各個(gè)凹陷之間形成交替排列的凹陷和凸起；和在成形步驟后，加工這些凸起，以使每個(gè)頂平凸區(qū)的頂部和每個(gè)凹陷的底部之間的高度差在0.5-2.5微米的范圍內(nèi)，從而產(chǎn)生牽引接觸面。
按照本發(fā)明的下一個(gè)方面，提供一種用于牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，它包括多個(gè)滾動(dòng)元件，滾動(dòng)元件具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和圍繞這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的牽引接觸面，這些牽引接觸面彼此相關(guān)，以便在各轉(zhuǎn)動(dòng)元件之間經(jīng)過(guò)在牽引接觸面之間形成的牽引油膜傳送一個(gè)原動(dòng)力；至少一個(gè)所說(shuō)的牽引接觸面具有不規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)，其尺寸大于牽引油膜的厚度，由一個(gè)未濾波的原始輪廓線(xiàn)代表的微觀結(jié)構(gòu)包括交替排列的凹陷和頂平凸區(qū)，其中產(chǎn)生牽引接觸面的方法包括如下步驟使?fàn)恳佑|面的一個(gè)表面的表面粗糙度在一個(gè)10點(diǎn)制的平均粗糙度(Rz)中為100nm或更??；和在上一步驟之后，在滾動(dòng)元件的一個(gè)表面上成形間隔相等的凹陷，每個(gè)凹陷的深度為0.5-2.5微米或更小，從而在各個(gè)凹陷之間形成交替排列的凹陷和凸起，從而產(chǎn)生牽引接觸面。
圖1是一個(gè)說(shuō)明性的剖面圖，表示用于牽引驅(qū)動(dòng)的連續(xù)可變傳動(dòng)(CVT)的一種轉(zhuǎn)動(dòng)組件的基本結(jié)構(gòu)；圖2是一個(gè)示意圖，表示用來(lái)測(cè)試按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)組件的滾動(dòng)元件的牽引接觸面的一個(gè)雙缸滾動(dòng)測(cè)試儀，所說(shuō)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件可用于牽引驅(qū)動(dòng)的CVT；圖3是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在例25中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖4是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在例26中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖5是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在例27中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖6是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在例28中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖7是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在例29中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖8是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在例30中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖9是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在例31中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖10是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在例32中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖11是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在例33中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖12是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在例34中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖13是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在例35中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖14是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在比較例8中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖15是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在比較例9中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖16是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在比較例10中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖17是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在比較例11中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖18是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在例25-35和比較例8-11中使用的滾動(dòng)元件之另一個(gè)的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖19是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在比較例12中使用的滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖20是一個(gè)曲線(xiàn)圖，表示在比較例12中使用的滾動(dòng)元件之另一個(gè)的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)；圖21是在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的滾動(dòng)元件的外表面形成凹陷的一臺(tái)設(shè)備的側(cè)視圖；圖22是在滾動(dòng)元件的外表面加工凸起的一臺(tái)設(shè)備的側(cè)視圖；圖23A是一個(gè)說(shuō)明性的視圖，表示用圖21所示的設(shè)備形成的凹陷和凸起的分布；圖23B是一個(gè)說(shuō)明性的視圖，表示用圖22所示的設(shè)備形成的凹陷和頂平凸區(qū)的分布；圖24是一個(gè)說(shuō)明性的視圖，表示在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的滾動(dòng)元件的外表面上完成電解拋光的一臺(tái)設(shè)備的側(cè)視圖；圖25是一個(gè)說(shuō)明性的視圖，表示在圖24的電解拋光后在滾動(dòng)元件的外表面上形成凹陷的一臺(tái)設(shè)備的側(cè)視圖；圖26A是一個(gè)說(shuō)明性的視圖，表示在本發(fā)明的下一個(gè)實(shí)施例的滾動(dòng)元件的外表面上同時(shí)形成凹陷和頂平凸區(qū)的一臺(tái)設(shè)備和一個(gè)刀具的側(cè)視圖；圖26B是這個(gè)刀具的刀尖的放大側(cè)視圖；圖27是一個(gè)說(shuō)明性的視圖，表示在本發(fā)明的下一個(gè)實(shí)施例的滾動(dòng)元件的外表面上形成凹陷的一臺(tái)設(shè)備的側(cè)視圖；圖28是一個(gè)說(shuō)明性的視圖，表示在圖27中形成凹陷后加工凸起的一臺(tái)設(shè)備的側(cè)視圖；圖29A-29C是說(shuō)明性視圖，表示滾動(dòng)元件的牽引接觸面的斷面的不同形狀；圖30A-30B是類(lèi)似于圖29A-29C的說(shuō)明性視圖，但表示滾動(dòng)元件的牽引接觸面的斷面的另一些不同形狀；圖31A-31C是類(lèi)似于圖29A-29C和30A-30B的說(shuō)明性視圖，但表示滾動(dòng)元件的牽引接觸面的斷面的另一些不同形狀；圖32是一個(gè)示意圖，表示用來(lái)測(cè)試滾動(dòng)元件的牽引接觸面的4缸滾動(dòng)測(cè)試儀；圖33是表示例36中滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的曲線(xiàn)圖；圖34是表示例37中滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的曲線(xiàn)圖；圖35是表示例38中滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的曲線(xiàn)圖36是表示例39中滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的曲線(xiàn)圖；圖37是表示例36-39中滾動(dòng)元件之另一個(gè)的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的曲線(xiàn)圖；圖38是表示比較例13中滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的曲線(xiàn)圖；圖39是表示比較例13中滾動(dòng)元件之另一個(gè)的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的曲線(xiàn)圖；圖40是表示例40中滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的曲線(xiàn)圖；圖41是表示例40中滾動(dòng)元件之另一個(gè)的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的曲線(xiàn)圖；和圖42是一個(gè)說(shuō)明性的示意圖，表示一種環(huán)型的CVT。
本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的滾動(dòng)元件和圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸的牽引接觸面，所說(shuō)的牽引接觸面彼此相關(guān)以便在滾動(dòng)元件之間經(jīng)過(guò)在牽引接觸面之間形成的牽引油膜傳送原動(dòng)力，其中至少一個(gè)牽引接觸面有一個(gè)不規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)，不規(guī)則性的大小應(yīng)大于牽引油膜的厚度。不規(guī)則性的大小和EHL(彈性水動(dòng)力潤(rùn)滑)中牽引油膜的厚度密切相關(guān)，所說(shuō)的牽引油膜是在主動(dòng)側(cè)和從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)形成的。這樣作旨在改善主動(dòng)側(cè)和從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件之間的牽引系數(shù)。牽引系數(shù)的改善有以下兩種機(jī)制(1)油膜在牽引接觸面處局部變薄，因而使剪切速率γ提高。剪切速率γ由下面的公式表示γ=(U1-U2)/hc這里，U1表示主動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)速(m/s)，U2表示從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)速(m/s)，hc表示在EHL中的中心油膜厚度(μm)。由于剪切速率γ正比于油膜厚度的倒數(shù)，所以在牽引接觸面上形成凹陷和凸起將使平均剪切速率增加。隨著剪切速率的增加，牽引油膜的粘性摩擦力增加，因而改善了牽引系數(shù)。
(2)在牽引接觸面上形成凹陷和凸起將使EHL油膜中的壓力不均勻，因而使凸起上的壓力變大。油的壓力由下式給出η=ηo.exp(α.p)這里，ηo表示在大氣壓力下的油膜粘度，α代表壓力粘度指數(shù)，P表示在接觸部分的壓力。由于粘度η正比于壓力P的指數(shù)函數(shù)，在牽引接觸面上形成凹陷和凸起將使平均油粘度增加，因而改善了牽引系數(shù)。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，牽引接觸面的微觀結(jié)構(gòu)按以下所述進(jìn)行配置牽引油保存體積V0為7×10-6到3×10-4mm3/mm2，牽引油保存深度比K在0.9-2.0的范圍內(nèi)。油保存體積V0和油保存深度比K由下式表示V0=[(100-Mr2)×Rvk(μm)1/200000(mm3/mm2)K=Rvk/Rk其中，Mr2表示材料部分，Rvk表示減少的凹部深度，Rk表示芯粗糙深度(由DIN EN ISO 13565-2定義)。在這樣一種安排下，可以產(chǎn)生大的牽引力，同時(shí)保持金屬的接觸在低的水平，并可傳動(dòng)大的原動(dòng)力。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，牽引接觸面的微觀結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性處在交替排列的凹坑和頂平凸區(qū)的形式，所說(shuō)的凹坑包括直徑為5-30微米深度為0.1-1.0微米的凹坑，凹坑大體上沿垂直于直徑的方向延伸，并占據(jù)牽引接觸面的一個(gè)基準(zhǔn)面積的5-40％。借助于這種安排，可以產(chǎn)生大的牽引力，從而可以傳遞大的原動(dòng)力。如果直徑為5-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹坑的表面面積比小于5％，牽引特性沒(méi)有大的改善，而如果表面面積比超過(guò)40％，有可能發(fā)生金屬接觸，因而對(duì)于耐用性有不期望的影響。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，通過(guò)形成直徑為5-30微米、基本上垂直于直徑方向延伸的深度為0.1-1.0微米的每100平方微米約10-30個(gè)凹坑，牽引接觸面的微觀結(jié)構(gòu)就能表現(xiàn)出更加穩(wěn)定的優(yōu)異的牽引特性。如果凹坑的數(shù)目少于每100平方微米10個(gè)，則牽引特性沒(méi)有大的改善，而如果凹坑的數(shù)目大于每100平方微米30個(gè)，有可能發(fā)生金屬接觸，因而對(duì)于耐用性有不期望的影響。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，通過(guò)使?fàn)恳佑|面產(chǎn)生表面粗糙度，以使它的算術(shù)平均的粗糙度(Ra)為0.07-0.15微米，或使它的最大高度(Ry)為0.4-1.0微米，就可獲得更加穩(wěn)定的優(yōu)異的牽引特性和更加滿(mǎn)意的耐磨性，借此，可以獲得長(zhǎng)時(shí)間周期的優(yōu)異牽引特性。如果這個(gè)算術(shù)平均值小于0.07微米，或者這個(gè)最大高度小于0.4微米，則牽引特性沒(méi)有大的改進(jìn)。此外，如果這個(gè)算術(shù)平均值大于0.15微米，或者這個(gè)最大高度大于1.0微米，有可能發(fā)生金屬接觸，因而對(duì)于耐用性有不期望的影響。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，通過(guò)使?fàn)恳佑|面的表面硬度為Hv850或更大的維氏(Vickers)硬度，可以得到滿(mǎn)意的耐磨性，借此可獲得優(yōu)異的牽引特性。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，通過(guò)形成具有交替排列的凹坑和頂平凸區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)的牽引接觸面，能夠很容易地產(chǎn)生具有滿(mǎn)意的耐磨性和優(yōu)異的牽引特性的滾動(dòng)元件，產(chǎn)生所說(shuō)的頂平凸區(qū)的方法是使?jié)L動(dòng)元件的一個(gè)表面經(jīng)受?chē)娡栌不幚硪员阍谄渲行纬砂枷莺屯蛊?，然后通過(guò)下述的方法之一加工所說(shuō)的凸起精研、鏡面拋光、超精加工、切削、和研磨，以形成頂平凸區(qū)從而產(chǎn)生牽引接觸面。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面的微觀結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性是如下的形式；交替排列的沿圓周方向延伸的一些凹陷和頂平凸區(qū)，其中凹陷沿滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸延伸的寬度是2-10微米，在相鄰兩個(gè)凹陷之間的間距或間隔是10-30微米，從其底部沿基本上垂直于滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的方向的深度是0.1-1.0微米。結(jié)果，可以傳遞大的原動(dòng)力，并且表現(xiàn)出優(yōu)異的牽引特性。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，使?fàn)恳佑|面產(chǎn)生表面粗糙度，其算術(shù)平均表面粗糙度(Ra)為0.03-0.13微米，或者最大高度(Ry)為0.2-0.9微米。這點(diǎn)導(dǎo)致?tīng)恳佑|面的更加穩(wěn)定的和優(yōu)異的牽引特性以及滿(mǎn)意的耐磨性，從而可以獲得長(zhǎng)時(shí)間周期的意想不到的牽引特性。如果這個(gè)算術(shù)平均表面粗糙度小于0.03微米，或者最大高度小于0.2微米，則對(duì)于牽引特性的改進(jìn)不明顯。此外，如果這個(gè)算術(shù)平均表面粗糙度大于0.13微米，或者最大高度大于0.9微米，則有可能發(fā)生金屬接觸，因而對(duì)于耐用性有不期望的影響。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，使?fàn)恳佑|面的微觀結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性之間的平均間隔(Sm)與一個(gè)赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑的一半(a)之比(Sm/a)為0.08或更小，可以獲得較好的牽引特性。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，滾動(dòng)元件的牽引接觸面的微觀結(jié)構(gòu)是由一個(gè)未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)表示的，所說(shuō)的輪廓線(xiàn)包括交替排列的凹陷和頂平凸區(qū)。這個(gè)未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)是使用一臺(tái)表面粗糙度測(cè)試儀測(cè)量的(不通過(guò)濾波器)。每個(gè)凸區(qū)高于相對(duì)于這個(gè)未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的中心線(xiàn)的部分(即在平均高度畫(huà)一直線(xiàn)，這個(gè)平均高度是通過(guò)沿長(zhǎng)度方向積分轉(zhuǎn)換所說(shuō)的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)確定的)具有從以下形狀中選擇出來(lái)的任何一種形狀大致梯形形狀、帶有圓角的大致梯形形狀、帶有倒角的大致梯形形狀、大致冠形形狀、一部分大致橢圓弧形狀、大致正弦形狀、和具有圓頂角的大體三角形形狀。這樣作可以產(chǎn)生大的牽引力，同時(shí)又可以保持金屬的接觸在一個(gè)低的水平，并且可以傳遞大的原動(dòng)力。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，牽引接觸面的微觀結(jié)構(gòu)中每個(gè)凸區(qū)的頂部和每個(gè)凹陷的底部之間的高度差是0.5-2.5微米。這可能傳遞大的原動(dòng)力并且表現(xiàn)出優(yōu)異的牽引特性。如果這個(gè)高度差小于0.5微米，則牽引特性沒(méi)有得到大的改善，如果這個(gè)高度差大于2.5微米，有可能發(fā)生金屬接觸，因而對(duì)于耐用性有不期望的影響。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，牽引接觸面的微觀結(jié)構(gòu)中每個(gè)凸區(qū)的頂部和每個(gè)凹陷的底部之間的高度差是2.0-2.5微米。這可能表現(xiàn)出更加穩(wěn)定的和更加優(yōu)良的牽引特性。本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件在每個(gè)凸區(qū)的頂部和每個(gè)凹陷的底部之間的高度差是0.8-1.2微米的條件下可以進(jìn)一步降低發(fā)生對(duì)于耐用性有不期望的影響的金屬接觸的可能性，并且具有更好的牽引特性。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中相對(duì)于通過(guò)與未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的交叉分割成段的中心線(xiàn)來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于凹陷的分段的總長(zhǎng)度與中心線(xiàn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度之比在15-60％的范圍內(nèi)。這就是說(shuō)，對(duì)應(yīng)于凸區(qū)的分段的長(zhǎng)度與對(duì)應(yīng)于凹陷的分段的長(zhǎng)度之比在5.7-0.6的范圍內(nèi)。這可能表現(xiàn)出大的牽引系數(shù)，同時(shí)又具有較大的穩(wěn)定性。如果這個(gè)比例小于15％，則牽引特性沒(méi)有得到大的改善，如果這個(gè)比例大于60％，有可能發(fā)生金屬接觸，因而對(duì)于耐用性有不期望的影響。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中相對(duì)于通過(guò)與未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的交叉分割成段的中心線(xiàn)來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于凹陷的分段的總長(zhǎng)度與中心線(xiàn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度之比在25-40％的范圍內(nèi)。這就是說(shuō)，對(duì)應(yīng)于凸區(qū)的分段的長(zhǎng)度與對(duì)應(yīng)于凹陷的分段的長(zhǎng)度之比在3.0-15的范圍內(nèi)。這可能表現(xiàn)出大的牽引系數(shù)，同時(shí)又具有較大的穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中，對(duì)應(yīng)于凹陷的分段的總長(zhǎng)度與中心線(xiàn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度之比在27-35％的范圍內(nèi)。這就是說(shuō)，對(duì)應(yīng)于凸區(qū)的分段的長(zhǎng)度與對(duì)應(yīng)于凹陷的分段的長(zhǎng)度之比在2.7-1.8的范圍內(nèi)。這可能進(jìn)一步降低發(fā)生金屬接觸對(duì)于耐用性有不期望的影響的可能性，并且具有大的牽引系數(shù)。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中，對(duì)應(yīng)于凹陷的分段的總長(zhǎng)度與中心線(xiàn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度之比在30-57％的范圍內(nèi)。這就是說(shuō)，對(duì)應(yīng)于凸區(qū)的分段的長(zhǎng)度與對(duì)應(yīng)于凹陷的分段的長(zhǎng)度之比在2.3-0.8的范圍內(nèi)。這可能表現(xiàn)出較好的牽引特性，并且具有大得多的穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中相對(duì)于通過(guò)與未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的交叉分割成段的中心線(xiàn)來(lái)說(shuō)，凹陷的間距在10-150微米的范圍內(nèi)。這可能表現(xiàn)出優(yōu)異的牽引特性，同時(shí)又具有較大的穩(wěn)定性。如果這個(gè)間距大于150微米，則牽引特性沒(méi)有得到大的改善，如果這個(gè)比例小于10微米，有可能發(fā)生金屬接觸，因而對(duì)于耐用性有不期望的影響。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中，凹陷的間距在40-120微米的范圍內(nèi)。這可能表現(xiàn)出更好的牽引特性，同時(shí)又具有大得多的穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中，每個(gè)凸區(qū)的頂部的表面粗糙度(用原子間顯微鏡測(cè)量)為10點(diǎn)制平均粗糙度(Rz)100nm或更小。這可能表現(xiàn)出優(yōu)異的牽引系數(shù)。如果這個(gè)表面粗糙度為Rz大于100nm，有可能發(fā)生金屬接觸，因而對(duì)于耐用性有不期望的影響。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中，每個(gè)凸區(qū)的頂部的表面粗糙度使得Rz為40nm或更小。這可能進(jìn)一步降低可能發(fā)生金屬接觸因而對(duì)于耐用性有不期望的影響的可能性，并且表現(xiàn)出較好的牽引特性。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中，對(duì)應(yīng)于每個(gè)凹陷每個(gè)分段的長(zhǎng)度(寬度)在10-40微米的范圍內(nèi)。這可能表現(xiàn)出大的牽引系數(shù)。如果凹陷的長(zhǎng)度小于10微米，則牽引特性沒(méi)有得到大的改善，如果凹陷的長(zhǎng)度大于40微米，有可能發(fā)生金屬接觸，因而對(duì)于耐用性有不期望的影響。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中，凹陷的間距與在最大負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑之比在1.2-9％的范圍內(nèi)，所說(shuō)的赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑垂直于滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸。這可能表現(xiàn)出大的牽引系數(shù)并具有一定的穩(wěn)定性，進(jìn)一步降低可能發(fā)生金屬接觸因而對(duì)于耐用性有不期望的影響的可能性。凹陷的間距與在最大負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑之比優(yōu)選地在2.4-6％的范圍內(nèi)。這可能表現(xiàn)出更好的牽引特性并具有更大的穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中相對(duì)于通過(guò)與未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的交叉分割成段的中心線(xiàn)來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于每個(gè)凹陷的每個(gè)分段的長(zhǎng)度與垂直于滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的并在最大負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑之比在0.6-2％的范圍內(nèi)。這可能表現(xiàn)出大的牽引系數(shù)，同時(shí)又具有一定的穩(wěn)定性，并且降低了發(fā)生金屬接觸因而對(duì)于耐用性有不期望的影響的可能性。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中，對(duì)應(yīng)于每個(gè)凹陷的每個(gè)分段的長(zhǎng)度與平行于滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的并在最大負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的赫茲接觸橢圓的短軸直徑之比在0.8-3.2％的范圍內(nèi)。這可能表現(xiàn)出大的牽引系數(shù)，同時(shí)又具有一定的穩(wěn)定性，并且降低了發(fā)生金屬接觸因而對(duì)于耐用性有不期望的影響的可能性。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中，凹陷是基本上平行于滾動(dòng)元件轉(zhuǎn)動(dòng)方向設(shè)置的凹槽。這可以表現(xiàn)出大的牽引系數(shù)。如果凹陷的方向不是基本上平行于滾動(dòng)元件轉(zhuǎn)動(dòng)方向設(shè)置，牽引特性不能得到大的改進(jìn)。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中，凹陷是螺旋形地沿滾動(dòng)元件轉(zhuǎn)動(dòng)方向設(shè)置的凹槽。這可以表現(xiàn)出大的牽引系數(shù)，通過(guò)形成連續(xù)的凹陷，這種情況就可能有效地產(chǎn)生。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中，凹陷延伸的距離至少大于赫茲接觸橢圓的短軸直徑。這可能表現(xiàn)出大的牽引系數(shù)。如果凹陷延伸的距離小于赫茲接觸橢圓的短軸直徑，牽引特性不能得到大的改進(jìn)。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中，未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的每個(gè)頂平凸區(qū)的頂部的曲率半徑是0.1-170mm，這是使用表面粗糙度測(cè)試儀測(cè)得的，測(cè)量中將其調(diào)節(jié)在相等的縱向和橫向放大倍數(shù)。這可能表現(xiàn)出較大的牽引系數(shù)。如果凸起的頂部的曲率半徑小于0.1mm，有可能發(fā)生金屬接觸，因而對(duì)于耐用性有不期望的影響。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中，未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的每個(gè)頂平凸區(qū)的頂部的曲率半徑是0.8-170mm，這是使用表面粗糙度測(cè)試儀測(cè)得的，測(cè)量中將其調(diào)節(jié)在相等的縱向和橫向放大倍數(shù)。這可能進(jìn)一步降低發(fā)生金屬接觸因而對(duì)于耐用性有不期望的影響的可能性，并且可能表現(xiàn)出較大的牽引系數(shù)。如果凸區(qū)的頂部的曲率半徑大于170mm，牽引特性沒(méi)有得到大的改進(jìn)。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，在微觀結(jié)構(gòu)中，未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的每個(gè)頂平凸區(qū)的頂部的曲率半徑是0.8-10mm，這是使用表面粗糙度測(cè)試儀測(cè)得的，測(cè)量中將其調(diào)節(jié)在相等的縱向和橫向放大倍數(shù)。這可能進(jìn)一步降低發(fā)生金屬接觸因而對(duì)于耐用性有不期望的影響的可能性，并且可能表現(xiàn)出較大的牽引系數(shù)。如果凸區(qū)的頂部的曲率半徑限制在10mm或以下，則可獲得更好的牽引特性。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，主動(dòng)側(cè)和從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面具有不規(guī)則性的微觀結(jié)構(gòu)，而主動(dòng)側(cè)和從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件之另一個(gè)的牽引接觸面的算術(shù)平均的粗糙度Ra為0.05微米或更小。這可能表現(xiàn)出較大的牽引系數(shù)，同時(shí)具有較大的穩(wěn)定性，不必太關(guān)注可能發(fā)生金屬接觸因而對(duì)于耐用性有不期望的影響的問(wèn)題。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，滾動(dòng)元件的材料及為其進(jìn)行熱處理的方式是從以下所述選擇出來(lái)的表面硬化鋼的滲碳-淬火-回火，表面硬化鋼的氰化-淬火-回火，軸承鋼的淬火-回火，軸承鋼的滲碳-淬火-回火，軸承鋼的氰化-淬火-回火。這可能表現(xiàn)出滿(mǎn)意的耐磨性和優(yōu)異的牽引特性，并且可以長(zhǎng)時(shí)間周期地傳遞大的原動(dòng)力。
可以使用本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件作為半環(huán)形連續(xù)可變傳動(dòng)的一個(gè)元件，它能夠傳遞大的原動(dòng)力，減小單元的尺寸和重量，增加每單位體積和單位重量的功率輸出。本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地并且同軸地安排的輸入和輸出圓盤(pán)，它們有環(huán)形中凹表面形狀的彼此相反的牽引接觸面；和動(dòng)力滾輪，它們并排地放置在輸入和輸出圓盤(pán)的牽引接觸面之間，這些動(dòng)力滾輪形成有環(huán)形凸出的牽引接觸面，這些環(huán)形凸出的牽引接觸面相對(duì)于輸入和輸出圓盤(pán)的牽引接觸面可以轉(zhuǎn)動(dòng)，并且具有相對(duì)于圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸可傾斜的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，通過(guò)在滾動(dòng)元件的一個(gè)平面內(nèi)以相等的間隔形成深度為10微米或以下的凹陷以便形成交替安排的凹陷和凸起，并且在形成步驟以后，加工所說(shuō)的凸起以使在未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的每個(gè)頂平凸區(qū)的頂部和所說(shuō)的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的每個(gè)凹陷的底部之間的高度差在0.5-2.5微米的范圍內(nèi)，就能夠很容易地并且高精度地產(chǎn)生滾動(dòng)元件的至少一個(gè)牽引接觸面。結(jié)果，針對(duì)預(yù)定的形狀和數(shù)值，形成了未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的頂平凸區(qū)的形狀、在未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的凹陷和頂平凸區(qū)之間的高度差、對(duì)應(yīng)于未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的凹陷的中心線(xiàn)分段的總長(zhǎng)度與該中心線(xiàn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度之比、凹陷的間距、和凸區(qū)的表面粗糙度、如此等等。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，通過(guò)使?jié)L動(dòng)元件的一個(gè)表面產(chǎn)生表面粗糙度為10點(diǎn)制平均粗糙度Rz為100nm或更小，然后在滾動(dòng)元件的一個(gè)平面內(nèi)以相等的間隔形成凹陷，其中的每個(gè)凹陷的深度為0.5-2.5微米或以下，從而在凹陷之間形成交替安排的凹陷和頂平凸區(qū)，就能夠很容易地并且高精度地產(chǎn)生滾動(dòng)元件的至少一個(gè)牽引接觸面。前一個(gè)產(chǎn)生表面粗糙度的步驟使頂平凸區(qū)的頂部具有粗糙度Rz為100nm或更小。通過(guò)后一個(gè)形成凹陷的步驟，其結(jié)果是，針對(duì)預(yù)定的形狀和數(shù)值，形成了未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的頂平凸區(qū)的形狀、在未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的凹陷和頂平凸區(qū)之間的高度差、對(duì)應(yīng)于未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的凹陷的中心線(xiàn)分段的總長(zhǎng)度與該中心線(xiàn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度之比、凹陷的間距、如此等等。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，通過(guò)形成凹陷并且通過(guò)形成頂平凸區(qū)就能夠很容易地并且高精度地產(chǎn)生滾動(dòng)元件的至少一個(gè)牽引接觸面；所說(shuō)形成凹陷的步驟是通過(guò)從以下的加工方法中選出的至少一種加工方法實(shí)現(xiàn)的切削、研磨、噴砂、激光加工、和蝕刻；所說(shuō)形成頂平凸區(qū)的步驟是通過(guò)從以下的加工方法中選出的至少一種加工方法實(shí)現(xiàn)的超級(jí)拋光、精研、切削、研磨、和電解拋光。其結(jié)果是，針對(duì)預(yù)定的形狀和數(shù)值，形成了未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的頂平凸區(qū)的形狀、在未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的凹陷和頂平凸區(qū)之間的高度差、對(duì)應(yīng)于未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的凹陷的中心線(xiàn)分段的總長(zhǎng)度與該中心線(xiàn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度之比、凹陷的間距、和凸區(qū)的表面粗糙度、如此等等。結(jié)果，通過(guò)選擇分別用于凹陷和頂平凸區(qū)的加工方法，就可以提供高精度形成的微觀結(jié)構(gòu)，這些微觀結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于各種各樣的不規(guī)則性。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，通過(guò)形成凹陷和凸起并且通過(guò)把凸起形成為具有平滑表面的頂平凸區(qū)，就能夠高精度地并且在短的時(shí)間周期內(nèi)產(chǎn)生滾動(dòng)元件的至少一個(gè)牽引接觸面；所說(shuō)形成凹陷和凸起的步驟是通過(guò)從以下的加工方法中選出的至少一種加工方法實(shí)現(xiàn)的噴丸硬化處理、研磨、切削、和超精加工；所說(shuō)形成頂平凸區(qū)的步驟是通過(guò)滾輪拋光實(shí)現(xiàn)的。針對(duì)預(yù)定的形狀和數(shù)值，形成了未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的頂平凸區(qū)的形狀、在未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的凹陷和頂平凸區(qū)之間的高度差、對(duì)應(yīng)于未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的凹陷的中心線(xiàn)分段的總長(zhǎng)度與該中心線(xiàn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度之比、凹陷的間距、和凸區(qū)的表面粗糙度、如此等等。和通過(guò)精研以及鏡面拋光的方法相比，滾輪拋光方法有利于減小形成凸區(qū)所需的時(shí)間，因此可以降低生產(chǎn)成本。進(jìn)而，可以改善牽引接觸面的耐用性，這是因?yàn)樵诩庸て陂g在滾動(dòng)元件的表面產(chǎn)生的壓縮剩余應(yīng)力以及由這個(gè)應(yīng)力引起的工件硬化的結(jié)果。進(jìn)而，可以為頂平凸區(qū)提供比例如由精研形成的凸區(qū)邊緣更圓的邊緣。這可以顯著減少由凸區(qū)邊緣引起的對(duì)于牽引接觸面的損傷的發(fā)生，進(jìn)一步改善耐用性。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，可以產(chǎn)生滾動(dòng)元件的至少一個(gè)牽引接觸面，其中使用一種刀具高精度地形成預(yù)定尺寸的凹陷，所說(shuō)刀具的刀刃尖端具有至少一種從下述形狀選擇出來(lái)的形狀單個(gè)半徑(R)形狀、梯形形狀、V形形狀、復(fù)雜的R形狀、和距刀刃尖端0.5-2.5微米的位置的4-150微米的一個(gè)寬度。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，可以產(chǎn)生滾動(dòng)元件的至少一個(gè)牽引接觸面，其中使用一種刀具高精度地形成預(yù)定尺寸的凹陷，所說(shuō)刀具有一個(gè)圓形的刀刃尖端，它的R為0.2mm或更小。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，通過(guò)使用單個(gè)刀具同時(shí)形成凹陷和頂平凸區(qū)可以迅速地形成滾動(dòng)元件的至少一個(gè)牽引接觸面，所說(shuō)的刀具具有分別對(duì)應(yīng)于凹陷和凸區(qū)的切削刀刃，其間的尺寸差是0.5-2.5微米。結(jié)果，牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的凹陷和頂平凸區(qū)之間的高度差在0.5-2.5微米的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，通過(guò)使用具有平均顆粒直徑為9微米或更小的磨粒的一臺(tái)固定式磨粒機(jī)加工凸區(qū)，可以形成滾動(dòng)元件的至少一個(gè)牽引接觸面，其中的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的頂平凸區(qū)的頂部的10點(diǎn)制平均粗糙度Rz為100nm或更小，或者為40nm或更小。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，通過(guò)使用具有平均顆粒直徑為30微米或更小的磨粒的彈性砂輪形成凸區(qū)，可以形成滾動(dòng)元件的至少一個(gè)牽引接觸面，其中的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的頂平凸區(qū)的頂部的10點(diǎn)制平均粗糙度Rz為100nm或更小，或者為40nm或更小。
在本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件中，按照以下所述的方式可以形成滾動(dòng)元件的至少一個(gè)牽引接觸面。圍繞一個(gè)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)滾動(dòng)元件，同時(shí)沿至少一個(gè)方向相對(duì)移動(dòng)滾動(dòng)元件和一套刀具設(shè)備，使二者相互接觸，所說(shuō)的至少一個(gè)方向是從滾動(dòng)元件的中心軸方向和垂直于這個(gè)中心軸的方向中選擇出來(lái)的。通過(guò)這種方法，可以形成牽引接觸面的微觀結(jié)構(gòu)，其中，連續(xù)地并且短時(shí)間周期地沿滾動(dòng)元件的中心軸形成凹陷，并且在形成凹陷后完成研磨的情況下，因?yàn)榘枷菔锹菪蔚?，可以平滑地排出磨粒和碎屑，因此，完成的研磨總是具有?yōu)良的切削邊緣，并且可以有效地完成拋光加工。
例子下面說(shuō)明例1-10和比較例1。
例1按照以下所述的方式產(chǎn)生本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件的兩個(gè)滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24。滾動(dòng)元件之一(平直的測(cè)試部件)24由經(jīng)受滲碳-淬火-回火處理的JIS SCM420H鋼(鉻鉬鋼)制成，所說(shuō)的鋼成形為直徑為40mm、厚度為20mm的圓柱體形狀，并且形成為一個(gè)平直的圓柱形外表面，這個(gè)平直的圓柱形外表面將要成為牽引接觸面。在研磨和精研以后，通過(guò)一臺(tái)氣動(dòng)的噴丸硬化機(jī)在大氣壓力為0.5MPa下并且使用維氏硬度為Hv750和平均顆粒直徑為0.05mm的鋼丸對(duì)于滾動(dòng)元件(平直的測(cè)試部件)24的外表面進(jìn)行噴丸硬化處理。在這時(shí)，沿滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的轉(zhuǎn)動(dòng)軸方向振動(dòng)投射器噴咀，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24，以使鋼丸投射的數(shù)量在整個(gè)外表面上基本上是均勻的。進(jìn)而，將鋼丸投射時(shí)間設(shè)定在20秒。通過(guò)噴丸硬化處理，在滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的外表面上形成隨機(jī)分布的凹陷和凸起。在噴丸硬化處理后，通過(guò)帶式精研切斷外表面上的凸起。于是，形成滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面，這個(gè)牽引接觸面具有凹陷和頂平凸區(qū)的組合形式的微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果，作為對(duì)于滾動(dòng)元件的下述測(cè)量的結(jié)果，在凹陷中，凹陷的直徑為5-30微米，凹陷的深度為0.1-1.0微米，占據(jù)滾動(dòng)元件的基準(zhǔn)面積的38％，凹陷的數(shù)目為每100平方微米28個(gè)。此外，在JIS B0601-1994中描述的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度RA是0.121、微米，在JIS B0601-1994中描述的最大高度Ry是0.780微米。
另一個(gè)滾動(dòng)元件(冠狀的測(cè)試部件)22由經(jīng)受滲碳-淬火-回火處理的JIS SCM420H鋼制成，所說(shuō)的鋼成形為直徑為40mm、厚度為20mm的圓柱體形狀，并且形成為一個(gè)冠狀的圓柱形外表面，這個(gè)冠狀圓柱形外表面的R(半徑)為700nm，而且將要成為牽引接觸面。滾動(dòng)元件(冠狀的測(cè)試部件)22經(jīng)受研磨和超精加工處理。于是，形成滾動(dòng)元件(冠狀的測(cè)試部件)22，其中算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.021微米，最大高度Ry是0.155微米。
將這樣產(chǎn)生的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24安裝在圖2所示的雙缸滾動(dòng)測(cè)試儀21上，并且使用雙缸滾動(dòng)測(cè)試儀21進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試。計(jì)算在滑動(dòng)/滾動(dòng)比率為5％時(shí)例1的牽引系數(shù)。在赫茲接觸中最大軸承壓力是0.53GPa，赫茲接觸橢圓的短軸直徑(即，平行于滾動(dòng)元件22和24的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)度)是0.18mm，赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑(即，垂直于滾動(dòng)元件22和24的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)度)是2.8mm。
如圖2所示，雙缸滾動(dòng)測(cè)試儀21包括支撐滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的從動(dòng)軸25和支撐滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的主軸23。在主軸23上提供轉(zhuǎn)矩傳感器26。在主軸23上和伺服電機(jī)27的電機(jī)軸27a上跨接主軸定時(shí)皮帶28。從動(dòng)軸25固定在滑動(dòng)基座34上，滑動(dòng)基座34可以沿垂直于通過(guò)軸承29的軸向方向的一個(gè)方向移動(dòng)。從動(dòng)軸定時(shí)皮帶31跨接在從動(dòng)軸25上和伺服電機(jī)30的電機(jī)軸30a上，伺服電機(jī)30的電機(jī)軸30a也和伺服電機(jī)30一起固定在滑動(dòng)基座34上。通過(guò)用氣缸32向滑動(dòng)基座34施加壓力，兩個(gè)滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24產(chǎn)生滾動(dòng)接觸。通過(guò)由轉(zhuǎn)矩傳感器26測(cè)量在主軸23上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩可以計(jì)量出牽引系數(shù)，所說(shuō)的轉(zhuǎn)矩傳感器26設(shè)在原動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)(主軸23)的滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的一側(cè)。在例1-10和比較例1的測(cè)試中，滑動(dòng)/滾動(dòng)比率是0-5％，平均轉(zhuǎn)動(dòng)速度是5.2m/s，平均的軸轉(zhuǎn)數(shù)是500rpm(主軸23和從動(dòng)軸25的轉(zhuǎn)數(shù)之和是1000rpm)，并且假定轉(zhuǎn)動(dòng)速度是恒定不變的，這是在向主軸23和從動(dòng)軸25均勻地施加一個(gè)差動(dòng)作用得到的結(jié)果。在一個(gè)滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22和另一個(gè)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24之間的滾動(dòng)接觸是在一個(gè)油池33中進(jìn)行的，油池33包含設(shè)定在100℃的牽引油。牽引油使用的是Nissan CVT fluid KTF-1(Extroid CVT專(zhuān)用牽引油)。由氣缸32施加的壓力產(chǎn)生的垂直負(fù)荷設(shè)定在147N。
例2以和例1所述的相同的方式產(chǎn)生兩個(gè)滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24，只是條件不同，如表1和2所示。在例2中像這樣產(chǎn)生的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24和例1的滾動(dòng)元件有下述的不同。直徑為5-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹陷的總面積與滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比是27％。凹陷的數(shù)目是每100平方微米22個(gè)。滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.087微米，它的最大高度Ry是0.507微米。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.012微米，它的最大高度Ry是0.093微米。以和例1相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)。
例3以和例1所述的相同的方式產(chǎn)生兩個(gè)滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24，只是條件不同，如表1和2所示。在例3中像這樣產(chǎn)生的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24和例1的滾動(dòng)元件有下述的不同。直徑為5-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹陷的總面積與滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比是18％。凹陷的數(shù)目是每100平方微米16個(gè)。滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.093微米，它的最大高度Ry是0.502微米。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.015微米，它的最大高度Ry是0.100微米。以和例1相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)。
例4以和例1所述的相同的方式產(chǎn)生兩個(gè)滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24，只是條件不同，如表1和2所示。在例3中像這樣產(chǎn)生的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24和例1的滾動(dòng)元件有下述的不同。直徑為5-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹陷的總面積與滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比是6％。凹陷的數(shù)目是每100平方微米11個(gè)。滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.076微米，它的最大高度Ry是0.406微米。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.016微米，它的最大高度Ry是0.118微米。以和例1相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)。
例5以和例2所述的相同的方式產(chǎn)生兩個(gè)滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24，只是將例2中的帶式精研變?yōu)榫?。目?biāo)值和例2中的目標(biāo)值相同。以和例2所述的相同的方式產(chǎn)生滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22。在例5中像這樣產(chǎn)生的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24和例2的滾動(dòng)元件有下述的不同。直徑為5-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹陷的總面積與滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比是22％。凹陷的數(shù)目是每100平方微米19個(gè)。滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.095微米，它的最大高度Ry是0.552微米。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.014微米，它的最大高度Ry是0.110微米。以和例1相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)。
例6以和例2所述的相同的方式產(chǎn)生滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24，只是帶式精研換成鏡面拋光。目標(biāo)值和例2中的目標(biāo)值相同。以和例2所述的相同的方式產(chǎn)生滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22。在例6中像這樣產(chǎn)生的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24和例2的滾動(dòng)元件有下述的不同。直徑為5-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹陷的總面積與滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比是25％。凹陷的數(shù)目是每100平方微米20個(gè)。滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.081微米，它的最大高度Ry是0.473微米。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.013微米，它的最大高度Ry是0.095微米。以和例1相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)。
例7以和例2所述的相同的方式產(chǎn)生滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24，只是例2中的滲碳-淬火-回火的熱處理方式換成氰化-淬火-回火的熱處理方式。目標(biāo)值和例2中的目標(biāo)值相同。以和例2所述的相同的方式產(chǎn)生滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22。在例7中像這樣產(chǎn)生的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24和例2的滾動(dòng)元件有下述的不同。直徑為5－30微米、深度為0．1-1.0微米的凹陷的總面積與滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比是20％。凹陷的數(shù)目是每100平方微米17個(gè)。滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.088微米，它的最大高度Ry是0.522微米。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.018微米，它的最大高度Ry是0.099微米。以和例1相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)。
例8以和例2所述的相同的方式產(chǎn)生滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24，只是例2中JIS SCM420H鋼的滲碳-淬火-回火的熱處理方式換成JIS SUJ2鋼(一種高碳鉻軸承鋼)的淬火-回火熱處理方式。目標(biāo)值和例2中的目標(biāo)值相同。用和例2相同的材料并以和例2所述的相同的方式制造和產(chǎn)生滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22。在例8中像這樣產(chǎn)生的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24和例2的滾動(dòng)元件有下述的不同。直徑為5-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹陷的總面積與滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比是23％。凹陷的數(shù)目是每100平方微米22個(gè)。滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.073微米，它的最大高度Ry是0.472微米。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.017微米，它的最大高度Ry是0.104微米。以和例1相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)。
例9以和例8所述的相同的方式產(chǎn)生滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24，只是例8中的熱處理?yè)Q成氰化-淬火-回火。目標(biāo)值和例8中的目標(biāo)值相同。用和例8相同的方式產(chǎn)生滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22。在例9中像這樣產(chǎn)生的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24和例8的滾動(dòng)元件有下述的不同。直徑為5-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹陷的總面積與滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比是27％。凹陷的數(shù)目是每100平方微米27個(gè)。滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.095微米，它的最大高度Ry是0.634微米。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.018微米，它的最大高度Ry是0.110微米。以和例1相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)。
例10以和例2所述的相同的材料制造滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24，它的制造方法和目標(biāo)值也例2相同。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的制造材料與滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的制造材料相同，它們的制造方法了相同，只是滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22在研磨和超精加工后還要進(jìn)行噴丸硬化和帶式精研。滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24的牽引接觸面的微觀結(jié)構(gòu)是凹陷和頂平凸區(qū)的組合。在例10中像這樣產(chǎn)生的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24和例2的滾動(dòng)元件有下述的不同。直徑為5-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹陷的總面積與滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比是21％。凹陷的數(shù)目是每100平方微米22個(gè)。滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.095微米，它的最大高度Ry是0.487微米。另一方面，直徑為5-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹陷的總面積與滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)24的牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比是22％。凹陷的數(shù)目是每100平方微米20個(gè)。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.087微米，它的最大高度Ry是0.514微米。以和例1相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)。
比較例1以和例1所述的相同的材料制造兩個(gè)滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24。與例1-10中的每一個(gè)的差別是，滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24只經(jīng)受超精加工，所形成的牽引接觸面是光滑的牽引接觸面，其中沒(méi)有凹陷。滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.018微米，它的最大高度Ry是0.102微米。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.021微米，它的最大高度Ry是0.120微米。以和例1相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)。
在表1中表示出例1-10和比較例1中的滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的產(chǎn)生條件和所獲得的特性，在表2中表示出例1-10和比較例1中的滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的產(chǎn)生條件和所獲得的特性。在表3中表示出對(duì)應(yīng)的例1-10中的牽引系數(shù)與比較例1中的牽引系數(shù)之比，表3中所示的牽引系數(shù)基于在滑動(dòng)/滾動(dòng)比率為5％時(shí)的在例1-10和比較例1中獲得的牽引系數(shù)。
注解*1C滲碳，Q淬火，T回火CN氰化*2G研磨，SF超精加工，SP噴丸硬化，TL帶式精研，L精研，LP；鏡面拋光*3顆粒直徑(mm)*4空氣壓力(MPa)*5D-LCom.凹坑和頂平凸區(qū)的組合*6直徑為5-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹坑*7凹坑的總面積與牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比*8每100平方微米的凹坑數(shù)目*9在深度為3微米位置的硬度
注解*1C滲碳，Q淬火，T回火*2G研磨，SF超精加工，SP噴丸硬化，TL帶式精研，*3顆粒直徑(mm)*4空氣壓力(MPa)*5GM沿圓周方向的研磨標(biāo)記D-LCom.凹坑和頂平凸區(qū)的組合*6直徑為S-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹坑*7凹坑的總面積與牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比*8每100平方微米的凹坑數(shù)目*9在深度為3微米位置的硬度表3 從表3所示的結(jié)果顯然可以看出，在例1-10中表示出滿(mǎn)意的牽引系數(shù)?？梢岳斫猓ㄟ^(guò)在滾動(dòng)元件24和22之一的牽引接觸面上或在二者中的每一個(gè)的牽引接觸面上產(chǎn)生微觀結(jié)構(gòu)，使具有5-30微米直徑和0.1-1.0微米深度的凹陷的總面積和牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比為5-40％，在整個(gè)牽引接觸面上基本上均勻地分配凹陷，并且使這些凹陷相互獨(dú)立，而且在凹陷之間有頂平凸區(qū)，進(jìn)一步通過(guò)使具有5-30微米直徑和0.1-1.0微米深度的凹陷的數(shù)目在每100平方微米為10-30個(gè)的范圍內(nèi)，并且使?fàn)恳佑|面的表面粗糙度為以下數(shù)值算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.07-0.15微米或最大高度為Ry是0.4-1.0微米，從而就可獲得滿(mǎn)意的牽引系數(shù)。
對(duì)比之下，在比較例中，由于兩個(gè)滾動(dòng)元件經(jīng)受的是超精加工處理從而形成平直的牽引接觸面，所以它的牽引系數(shù)低于例1-10中的任何一個(gè)的牽引系數(shù)。
接下去，說(shuō)明例11-17和比較例2-6。
例11滾動(dòng)元件(平直的測(cè)試部件)24由經(jīng)受滲碳-淬火-回火處理的JIS SCM420H鋼制成，所說(shuō)的鋼成形為直徑為40mm、厚度為20mm的圓柱體形狀，并且形成為一個(gè)平直的圓柱形外表面，這個(gè)平直的圓柱形外表面將要成為牽引接觸面。在研磨和超精加工以后，通過(guò)一臺(tái)氣動(dòng)的噴丸硬化機(jī)在大氣壓力為0.5MPa下并且使用維氏硬度為Hv750和平均顆粒直徑為0.05mm的鋼丸對(duì)于滾動(dòng)元件(平直的測(cè)試部件)24的外表面進(jìn)行噴丸硬化處理。在這時(shí)，沿滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的轉(zhuǎn)動(dòng)軸方向振動(dòng)投射器噴咀，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24，以使鋼丸投射的數(shù)量在整個(gè)外表面上基本上是均勻的。將鋼丸投射時(shí)間設(shè)定在20秒。通過(guò)噴丸硬化處理，在滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的外表面上形成凹陷和凸起。在噴丸硬化處理后，通過(guò)帶式精研加工外表面上的凸起。于是，形成滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面，這個(gè)牽引接觸面具有凹陷和頂平凸區(qū)的組合形式的微觀結(jié)構(gòu)。使用一臺(tái)繪圖儀型表面粗糙度測(cè)試儀測(cè)量滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面，截止點(diǎn)在0.08.測(cè)量長(zhǎng)度為0.4mm.表面粗糙度測(cè)試儀是Surfcom 1400A，由Tokyo Seimitsu Co.,Ltd生產(chǎn)。通過(guò)圖像分析確定凹陷的總面積和牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比。結(jié)果，在凹陷中，凹陷的直徑為5-30微米，凹陷的深度為0.1-1.0微米，占據(jù)滾動(dòng)元件的基準(zhǔn)面積的38％。滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面RA是0.121微米，最大高度Ry是0.780微米。
另一個(gè)滾動(dòng)元件(冠狀的測(cè)試部件)22由經(jīng)受滲碳-淬火-回火處理的JIS SCM420H鋼制成，所說(shuō)的鋼成形為直徑為40mm、厚度為20mm的圓柱體形狀，并且形成為一個(gè)冠狀的外表面，這個(gè)冠狀外表面的R(半徑)為700nm，而且將要成為牽引接觸面。滾動(dòng)元件(冠狀的測(cè)試部件)22經(jīng)受研磨和超精加工處理，于是，形成滾動(dòng)元件(冠狀的測(cè)試部件)22的牽引接觸面。這樣形成的滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22具有下述的一個(gè)表面粗糙度算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.021微米，最大高度Ry是0.155微米。
將這樣產(chǎn)生的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24安裝在圖2所示的雙缸滾動(dòng)測(cè)試儀21上，并且在和例1相同的條件下進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試。計(jì)算在滑動(dòng)/滾動(dòng)比率為5％時(shí)例2的牽引系數(shù)和油膜形成速率。在赫茲接觸中最大軸承壓力是0.53GPa，赫茲接觸橢圓的短軸直徑(即，平行于滾動(dòng)元件22和24的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)度)是0.18mm，赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑(即，垂直于滾動(dòng)元件22和24的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)度)是2.8mm。
例12以和例11所述的相同的方式產(chǎn)生滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24，只是條件不同，如表4所示。在例12中像這樣產(chǎn)生的滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24和例11的滾動(dòng)元件有下述的不同。直徑為5-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹陷的總面積與滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比是30％。滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.087微米，它的最大高度Ry是0.507微米。另一方面，滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的產(chǎn)生方式和例11所述的相同。以和例11所述相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)和油膜形成速率。
例13以和例11所述的相同的方式通過(guò)研磨和精加工產(chǎn)生滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24，只是研磨和精加工后，使?jié)L動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24經(jīng)受超精度切削，其中使用了一個(gè)燒結(jié)的立方氮化硼(C-BN)刀具，所說(shuō)的刀具有一個(gè)200微米R(shí)的圓形端部，切削的條件是切削速度是250米/分鐘，進(jìn)給速度是0.05mm/圈，徑向方向的切削深度為0.003mm。于是，在滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的外表面形成圓環(huán)形的槽和位于這些圓環(huán)形槽之間的凸起。接下去，通過(guò)帶式精研加工凸起以形成頂平凸區(qū)，從而在牽引接觸面中形成圓環(huán)形槽和頂平凸區(qū)。這樣形成的牽引接觸面的微觀結(jié)構(gòu)是圓環(huán)形槽和頂平凸區(qū)的組合。凹槽的總面積與滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比是25％。滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.034微米，它的最大高度Ry是0.241微米。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的產(chǎn)生方式和例11所述的相同。以和例11所述相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)和油膜形成速率。
例14以和例13所述的相同的方式產(chǎn)生滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24，只是帶式精研的條件不同。在例14中這樣形成的滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24與例13有下述不同。圓環(huán)形槽的總面積與滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比是10％。滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.084微米，它的最大高度Ry是0.880微米。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的產(chǎn)生方式和例11所述的相同。以和例11所述相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)和油膜形成速率。
例15-17和比較例2和4-6以和例11所述的相同的方式產(chǎn)生滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24，只是在超精加工后省去噴丸硬化步驟和帶式精研步驟，并且超精加工的時(shí)間有所改變。在例15-17以及比較例2和4-6中這樣形成的滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24與例11不同。在例15中，牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.026微米，它的最大高度Ry是0.180微米。在例16中，牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.020微米，它的最大高度Ry是0.134微米。在例17中，牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.033微米，它的最大高度Ry是0.313微米。在比較例2中，牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.017微米，它的最大高度Ry是0.102微米。在比較例4中，牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.033微米，它的最大高度Ry是0.275微米。在比較例5中，牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.068微米，它的最大高度Ry是0.203微米。在比較例6中，牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.054微米，它的最大高度Ry是0.313微米。
滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的產(chǎn)生方式和例11所述的相同。以和例11所述相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)和油膜形成速率。
比較例3以和例11所述的相同的方式產(chǎn)生滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24，只是在噴丸硬化步驟后省去帶式精研步驟。在比較例3中這樣形成的滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.125微米，它的最大高度Ry是0.686微米。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的產(chǎn)生方式和例11所述的相同。以和例11所述相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)和油膜形成速率。
在表4中表示出例11-17和比較例2-6中的滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的產(chǎn)生條件和所獲得的特性，在表5中表示出例11-17和比較例2-6中的滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的產(chǎn)生條件和所獲得的特性。在表4中表示出對(duì)應(yīng)的例11-17中的牽引系數(shù)與比較例2-6中的牽引系數(shù)之比，表4中所示的牽引系數(shù)基于在滑動(dòng)/滾動(dòng)比率為5％時(shí)在例11-17和比較例2-6中獲得的牽引系數(shù)。在表4中還表示出對(duì)應(yīng)的例11-17和比較例2-6中的油膜形成速率與比較例2中的油膜形成速率之比，表4中所示的油膜形成速率基于在滑動(dòng)/滾動(dòng)比率為5％時(shí)在例11-17和比較例2-6中獲得的油膜形成速率。
表4
注解*1G研磨，SF超精加工，SP噴丸硬化，TL帶式精研，UPC超精度切削*2顆粒直徑(mm)*3空氣壓力(MPa)*4D-LCom.凹坑和頂平凸區(qū)的組合，G-LCom圓環(huán)形槽與頂平凸區(qū)的組合，DC-GM不連續(xù)的研磨標(biāo)記*5凹坑與凹槽的面積比
注解*6牽引系數(shù)比例與比較例2之比*7油膜形成速率比例與比較例2之比表5 注解*1在熱處理后的加工步驟*2G研磨，SF超精加工，*3噴丸硬化條件*4顆粒直徑(mm)*5空氣壓力(MPa)*6在圓周方向的研磨標(biāo)記*7直徑為5-30微米和深度為0.1-1.0微米的凹陷的表面粗糙度*8凹陷的總面積與牽引接觸面的基準(zhǔn)面積之比從表4所示的結(jié)果顯然可以看出，在例11-17中，牽引接觸面的油的保存體積V0(按照DIN EN ISO 13565-1和DIN EN ISO 13565-2標(biāo)準(zhǔn)的特定軸承曲線(xiàn)的參數(shù))在7×10-6(mm3/mm2)到3×10-4(mm3/mm2)的范圍內(nèi)，油保存深度比K在0.9-2.0的范圍內(nèi)，油保存體積V0和油保存深度比K由下式表示V0=[(100-Mr2)×Rvk(μm)]/200000(mm3/mm2)K=Rvk/Rk其中，Mr2表示材料部分，Rvk表示減少的凹部深度，Rk表示芯粗糙深度(由DIN EN ISO 13565-2定義)。此外，表示出滿(mǎn)意的牽引系數(shù)。
此外，從表4所示的結(jié)果顯然可以看出，在例11-14中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)使用凹陷和頂平凸區(qū)的組合或圓環(huán)形槽和頂平凸區(qū)的組合構(gòu)成滾動(dòng)元件的牽引接觸面的微觀結(jié)構(gòu)，可以改進(jìn)牽引系數(shù)同時(shí)使和金屬的接觸保持在低水平。
而且，如表4所示，在例13和14中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使?fàn)恳佑|面的不規(guī)則性之間的平均空間Sm與一個(gè)赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑的一半a之比Sm/a為0.08或更小可以進(jìn)一步改善牽引系數(shù)，這里所說(shuō)的平均空間Sm被描述為按照J(rèn)IS B0601-1994標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)。
對(duì)比之下，在比較例2-6中，油的保存體積V0小于7×10-6(mm3/mm2)，油保存深度比K小于0.9。結(jié)果，比較例2-6中的牽引系數(shù)小于例11-17。
下面，說(shuō)明例18-24以及比較例7。
例18-24滾動(dòng)元件(平直的測(cè)試部件)24由經(jīng)受滲碳-淬火-回火處理的JIS SCM420H鋼制成，所說(shuō)的鋼成形為直徑為40mm、厚度為20mm的圓柱體形狀，并且形成為一個(gè)平直的圓柱形外表面。在研磨和超精加工以后，使?jié)L動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24經(jīng)受超精度切削，其中使用了一個(gè)燒結(jié)的立方氮化硼(C-BN)刀具，所說(shuō)的刀具有一個(gè)200微米R(shí)的圓形端部，切削的條件是切削速度是250米/分鐘，進(jìn)給速度是0.01-0.03mm/圈，徑向方向的切削深度為0.003mm。接下去，通過(guò)帶式精研加工在底部外表面上形成的凸起以形成牽引接觸面，所說(shuō)的牽引接觸面的微觀結(jié)構(gòu)具有平行于滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的圓環(huán)形槽和頂平凸區(qū)的組合的形式。在表6中表示出滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的制造條件和所獲得的特性。
滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22由經(jīng)受滲碳-淬火-回火處理的JISSCM420H鋼制成，所說(shuō)的鋼成形為直徑為40mm、厚度為20mm的圓柱體形狀，并且形成為一個(gè)R為700mm的冠狀外表面。使每個(gè)滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22經(jīng)受研磨和超精加工，以形成算術(shù)平均表面粗糙度Ra為0.121微米和最大高度為0.155微米的牽引接觸面，如表7所示。
將在例18-24這樣產(chǎn)生的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24安裝在圖2所示的雙缸滾動(dòng)測(cè)試儀21上，并且在和例1相同的條件下進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試。計(jì)算在滑動(dòng)/滾動(dòng)比率為5％時(shí)例18-24的牽引系數(shù)和油膜形成速率。在赫茲接觸中最大軸承壓力是0.53GPa，赫茲接觸橢圓的短軸直徑(即，平行于滾動(dòng)元件22和24的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)度)是0.18mm，赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑(即，垂直于滾動(dòng)元件22和24的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)度)是2.8mm。
比較例7以和例18所述的相同的方式產(chǎn)生滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24，只是在超精加工步驟后省去超精度切削和帶式精研步驟。在表6中表示出這樣形成的滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra和它的最大高度Ry。滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的產(chǎn)生方式和例18所述的相同。以和例18-24所述相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)和油膜形成速率。
在表6中表示出相應(yīng)的例18-24的牽引系數(shù)與比較例7中的牽引系數(shù)之比，表6中所示的牽引系數(shù)之比基于在滑動(dòng)/滾動(dòng)比率為5％時(shí)在例18-24和比較例7中獲得的牽引系數(shù)。在表6中還表示出對(duì)應(yīng)的例18-24和比較例7中的油膜形成速率與比較例7中的油膜形成速率之比，表6中所示的油膜形成速率基于在滑動(dòng)/滾動(dòng)比率為5％時(shí)在例18-24和比較例7中獲得的油膜形成速率。
表6 注解*1G研磨，SF超精加工，UPC超精度切削，TL帶式精研*2G-LCom圓環(huán)形槽與凸區(qū)的組合，DC GM不連續(xù)的研磨標(biāo)記表6(續(xù)) 注解*3牽引系數(shù)比例與比較例7之比*4油膜形成速率比例與比較例7之比表7 從表6所示的結(jié)果顯然可以看出，在例18-24中，滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的微觀結(jié)構(gòu)是平行于滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的圓環(huán)形槽和頂平凸區(qū)的組合的形式。圓環(huán)形槽的寬度為2-10微米，間距為10-30微米，深度為0.1-1.0微米。油保存體積V0在7×10-6(mm3/mm2)到3×10-4(mm3/mm2)的范圍內(nèi)，油保存深度比K在0.9-2.0的范圍內(nèi)。因此，表示出滿(mǎn)意的牽引系數(shù)。
此外，因?yàn)闋恳佑|面的表面粗糙度是算術(shù)平均表面粗糙度Ra是0.03-0.13微米，或者最大高度Ry是0.2-09微米，所以可以進(jìn)一步改進(jìn)牽引系數(shù)并且可以長(zhǎng)時(shí)間地維持這種效果。
對(duì)比之下，在比較例7中，滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的微觀結(jié)構(gòu)是不連續(xù)的凹槽的形式，油的保存體積V0小于7×10-6(mm3/mm2)，油保存深度比K小于0.9。結(jié)果，比較例7中的牽引系數(shù)小于例18-24。
下面介紹例25-35和比較例8-12。
例25-35和比較例8-11滾動(dòng)元件(平直的測(cè)試部件)24由經(jīng)受滲碳-淬火-回火處理的JIS SCr420H鋼(鉻鋼)、經(jīng)受滲碳-淬火-回火處理的JIS SCM420H鋼、經(jīng)受氰化-淬火-回火處理的JIS SCM420H鋼、經(jīng)受；氰化-淬火-回火處理的JIS SUJ2鋼制成，所說(shuō)的鋼成形為直徑為40mm、厚度為20mm的圓柱體形狀，并且形成為一個(gè)平直的圓柱形外表面。在研磨后，使?jié)L動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24經(jīng)受超精度切削，其中使用了一個(gè)多晶的C-BN刀具，所說(shuō)的刀具有一個(gè)如表8所示的刀具的刃尖，以形成圓環(huán)形槽和在圓環(huán)形槽之間的凸起。圓環(huán)形槽是沿滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的轉(zhuǎn)動(dòng)方向等間隔延伸的螺旋形凹槽的形式。隨后，通過(guò)帶式精研加工在外表面上形成的凸起，以形成期望形狀的頂平凸區(qū)。于是，獲得了滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面。
滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22由經(jīng)受淬火-回火處理的JIS-SUJ2鋼制成，所說(shuō)的鋼成形為直徑為40mm、厚度為20mm的圓柱體形狀，并且形成為一個(gè)R為700mm的冠狀外表面。在研磨后，通過(guò)帶式精研加工外表面，以形成算術(shù)平均表面粗糙度Ra為0.01微米和最大高度Ry為0.1微米的牽引接觸面。
使用在例11中使用的表面粗糙度測(cè)試儀測(cè)量在例25-35和比較例8-11中的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)，將表面粗糙度測(cè)試儀設(shè)定在相等的縱向和橫向放大倍數(shù)。在圖3-13中表示出例25-35中滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)，而在圖14-17中表示出在比較例8-11中的滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)。此外，在圖18中表示出例25-35和比較例8-11中的滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)。
使用圖2所示的雙缸滾動(dòng)測(cè)試儀21對(duì)于這樣產(chǎn)生的例25-35和比較例8-11中的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試。雙缸滾動(dòng)測(cè)試儀21的結(jié)構(gòu)如以上所述，因此這里省去了對(duì)于它的詳細(xì)描述。在測(cè)試中，滑動(dòng)/滾動(dòng)比率為0-5％，平均轉(zhuǎn)動(dòng)速度是5.2m/s，平均的軸轉(zhuǎn)數(shù)是500rpm(主軸23和從動(dòng)軸25的轉(zhuǎn)數(shù)之和是分別是1000rpm和5000rpm)，并且轉(zhuǎn)動(dòng)速度是恒定不變的，這是在向主軸23和從動(dòng)軸25均勻地施加一個(gè)差動(dòng)作用得到的結(jié)果。在兩個(gè)滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)22和24之間的滾動(dòng)接觸是在一個(gè)油池33中進(jìn)行的，油池33包含設(shè)定在100℃的牽引油。牽引油使用的是Nissan CVTfluid KTF-1(Extroid CVT專(zhuān)用牽引油)。由氣缸32施加的壓力產(chǎn)生的垂直負(fù)荷設(shè)定在150N。在赫茲接觸中最大軸承壓力是0.53GPa，赫茲接觸橢圓的短軸直徑(即，平行于滾動(dòng)元件22和24的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)度)是0.18mm，赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑(即，垂直于滾動(dòng)元件22和24的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)度)是2.8mm。在滑動(dòng)/滾動(dòng)比率為5％時(shí)計(jì)算例25-35和比較例8-11的牽引系數(shù)。
比較例12滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24由經(jīng)受淬火-回火處理的JIS-SUJ2鋼制成，所說(shuō)的鋼成形為直徑為40mm、厚度為20mm的圓柱體形狀，并且形成一個(gè)平直的外表面。在研磨后，使外表面經(jīng)受超精加工，以形成牽引接觸面。以和例25-35和比較例8-11所述相同的方式獲得滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)。這個(gè)未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)表示在圖19中。
滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22由經(jīng)受淬火-回火處理的JIS-SUJ2鋼制成，所說(shuō)的鋼成形為直徑為40mm、厚度為20mm的圓柱體形狀，并且形成一個(gè)R(半徑)為700mm的冠狀的外表面。在研磨后，使外表面經(jīng)受超精加工，以形成牽引接觸面。以和例25-35和比較例8-11所述相同的方式獲得滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)。這個(gè)未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)表示在圖20中。以和例25-35和比較例8-11所述相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試，并且計(jì)算牽引系數(shù)。
在表8中表示出相應(yīng)的例25-35和比較例8-12中滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)24的產(chǎn)生條件和所獲得的特性。在表9中表示出相應(yīng)的例25-35和比較例8-12中滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)22的產(chǎn)生條件和所獲得的特性。在表9中還表示出相應(yīng)的例25-35和比較例8-12中在滑動(dòng)/滾動(dòng)比率為5％時(shí)獲得的牽引系數(shù)。
表8
注解*1C滲碳，Q淬火，T回火CN氰化*2G研磨，PGC精密凹槽切削，TL帶式精研，SF超精加工*3R of curv.曲率半徑
*4從頂平凸區(qū)的頂部到凹陷的底部的深度*5在中心線(xiàn)切開(kāi)的凹陷的比例*6LL頂平凸區(qū)的長(zhǎng)度LR凹陷的長(zhǎng)度*7相鄰凹陷之間的間隔
*8頂平凸區(qū)的頂部的10點(diǎn)制平均粗糙度Rz*9在中心線(xiàn)上切開(kāi)時(shí)的凹陷(凹槽)的長(zhǎng)度
注解*1Q淬火，T回火*2G研磨，TL帶式精研，SF超精加工
從表8所示的結(jié)果顯然可以看出，在例25-35中的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的每個(gè)頂平凸區(qū)的頂部和每個(gè)凹陷的底部之間的高度差在0.5-2.5微米的范圍內(nèi)。在例25-35中的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的每個(gè)頂平凸區(qū)的頂部的曲率半徑在0.1-170mm的范圍內(nèi)。這個(gè)曲率半徑優(yōu)選的在0.8-170mm的范圍內(nèi)，并且，在0.8-10mm范圍內(nèi)則更加優(yōu)選。
由表9顯然可以看出，在例25-35中可以表示出滿(mǎn)意的牽引系數(shù)。對(duì)比之下，在比較例8-12中，牽引系數(shù)小于例25-35中的牽引系數(shù)。
下面，說(shuō)明例36-41和比較例13。
例36-39從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直的測(cè)試部件)24分別由經(jīng)受淬火-回火處理的JIS SUJ2鋼、經(jīng)受滲碳-淬火-回火處理的JIS SCM420鋼、經(jīng)滲碳-淬火-回火處理的JIS SCM420H鋼、經(jīng)受；氰化-淬火-回火處理的JIS SUJ2鋼制成，如表10所示。從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直的測(cè)試部件)52成形為直徑為60mm、厚度為10mm的圓柱體形狀，并且形成為一個(gè)平直的圓柱形外表面。在研磨后，使所說(shuō)從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)52經(jīng)受超精度凹槽切削，其中使用了一介多晶的C-BN刀具，所說(shuō)的刀具有一個(gè)如表10所示的刀具的刃尖，以形成圓環(huán)形槽和在圓環(huán)形槽之間的凸起。圓環(huán)形槽是沿從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)52的轉(zhuǎn)動(dòng)方向等間隔延伸的螺旋形凹槽的形式。隨后，通過(guò)帶式精研加工在外表面上形成的凸起，以形成期望形狀的頂平凸區(qū)，如表10所示。于是，獲得了滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)52的牽引接觸面。在圖33-36中表示出例35-39中的從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)52的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)。
驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)54a-54c由經(jīng)受淬火-回火處理的JIS-SUJ2鋼制成，所說(shuō)的鋼成形為直徑為60mm、厚度為10mm的圓柱體形狀，并且形成為一個(gè)R(半徑)為30mm的冠狀外表面。在研磨后，通過(guò)帶式精研加工外表面，以形成算術(shù)平均表面粗糙度Ra為0.01微米的牽引接觸面。于是，獲得了滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)54a-54c的牽引接觸面。
在圖37中表示出例36-39中驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)54a-54c之一的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)。
使用圖32所示的4缸滾動(dòng)測(cè)試儀對(duì)于這樣產(chǎn)生的例36-39中的滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)54a-54c進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試。在滑動(dòng)/滾動(dòng)比率為1％和3％時(shí)計(jì)算例36-39的牽引系數(shù)。
如圖32所示，4缸滾動(dòng)測(cè)試儀包括支撐從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件52的轉(zhuǎn)動(dòng)軸51和分別支撐3個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件54a-54c的3個(gè)平行的轉(zhuǎn)動(dòng)軸53a-53c。通過(guò)使用一個(gè)加壓機(jī)構(gòu)向轉(zhuǎn)動(dòng)軸53a-53c之一(53a)施加負(fù)荷，迫使從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件52的外圓周表面與驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件54a-54c的外圓周表面接觸。加壓機(jī)構(gòu)包括3個(gè)臂55a-55c，對(duì)于臂55a-55c進(jìn)行安排，使臂55a-55c形成一個(gè)字母T的形狀，并且可擺動(dòng)地支撐在垂直方向。兩個(gè)臂55a-55b排成直線(xiàn)，以使它們的內(nèi)端相互重疊排齊。臂55a-55b的另一端懸掛一個(gè)重物56。剩余一個(gè)臂55c的一端設(shè)置在臂55a-55b的重疊內(nèi)端的上側(cè)，臂55c的相對(duì)端與設(shè)在支撐驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件54a的轉(zhuǎn)動(dòng)軸53a上的加壓部分57接觸。在這樣構(gòu)成的4缸滾動(dòng)測(cè)試儀中，在圖32中可以觀察到的右側(cè)和左側(cè)重物56經(jīng)過(guò)臂55a-55c作用在加壓部分57上，從而使驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件54a-54c壓在從動(dòng)軸滾動(dòng)元件52的外圓周表面上。通過(guò)測(cè)量在支撐從動(dòng)軸滾動(dòng)元件52的轉(zhuǎn)動(dòng)軸51上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，可以計(jì)算牽引特性。在例35-39的測(cè)試中，轉(zhuǎn)速是30米/秒，軸的轉(zhuǎn)數(shù)是1000rpm，滑動(dòng)/滾動(dòng)比率是0-3％，并且向從動(dòng)軸施加一個(gè)差動(dòng)作用。在赫茲接觸中最大軸承壓力是2.82GPa，赫茲接觸橢圓的短軸直徑(即，平行于滾動(dòng)元件52和54a-54c的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)度)是1.3mm，赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑(即，垂直于滾動(dòng)元件52和54a-54c的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)度)是2.1mm。牽引油使用的是Nissan CVT fluid KTF-1(Extroid CVT專(zhuān)用牽引流體)，油溫是150℃。
例40從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直的測(cè)試部件)52由經(jīng)受滲碳-淬火-回火處理的JIS SCM420H鋼制成，制造方法和例39所示相同，如表10所示。于是，獲得從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直的測(cè)試部件)52的牽引接觸面。在圖40中表示出例40中的從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)52的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)。驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)54a-54c由和從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直的測(cè)試部件)52相同的材料制成，制造方法和例36-39相同，只是在研磨后對(duì)于外表面進(jìn)行超精加工，使?fàn)恳佑|面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra為0.03微米。于是，獲得了驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)54a-54c的牽引接觸面。在圖41中表示出例40中驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)54a-54c的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)。使用和例36-39中相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試并計(jì)算牽引系數(shù)。
例41使用和例40中所用的相同的材料并且使用和例40中所述的相同的方式制造從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)52。于是獲得從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)52的牽引接觸面。使用和從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)52所用相同的材料并且使用和例40中所述的相同的方式制造驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)54a-54c，只是在研磨后通過(guò)超精加工使?fàn)恳佑|面的算術(shù)平均表面粗糙度Ra為0,05微米。于是，獲得驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)54a-54c的牽引接觸面。用和例36-39所述相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試并且計(jì)算牽引系數(shù)。
比較例13從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直的測(cè)試部件)52由經(jīng)受淬火-回火處理的JIS SUJ2鋼制成直徑為60mm、厚度為10mm的圓柱形形狀，有平直的圓柱形外表面。在研磨后，外表面經(jīng)受超精加工以形成牽引接觸面。在圖38中表示出從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)52的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)。驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)54a-54c由經(jīng)受淬火-回火處理的JIS SUJ2鋼制成直徑為60mm、厚度為10mm的圓柱形形狀，有半徑R為30mm的冠狀圓柱形外表面。在圖39中表示出驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)54a-54c的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)之一。使用和例36-39中所述相同的方式進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試并計(jì)算牽引系數(shù)。
在表10中表示出例36-41和比較例13中的制造條件、所得特性、和牽引系數(shù)。
表10 注解*1C滲碳，Q淬火，T回火CN氰化*2G研磨，PGC精密凹槽切削，
TL帶式精研，SF超精加工*3R of curv.曲率半徑表10 *4從頂平凸區(qū)的頂部到凹陷的底部的深度*5在中心線(xiàn)切開(kāi)的凹陷的比例*6PL頂平凸區(qū)的長(zhǎng)度VL凹陷的長(zhǎng)度*7相鄰凹陷之間的間隔表10(續(xù)) *8頂平凸區(qū)的頂部的10點(diǎn)制平均粗糙度Rz*9在中心線(xiàn)上切開(kāi)時(shí)的凹陷(凹槽)的長(zhǎng)度表10(續(xù))
注解*10凹槽的間距與垂直于冠狀測(cè)試部件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)軸直徑之比*11凹槽的長(zhǎng)度與垂直于冠狀測(cè)試部件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)軸直徑之比*12凹槽的長(zhǎng)度與平行于冠狀測(cè)試部件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的短軸直徑之比表10(續(xù)) 注解*13C滲碳，Q淬火，T回火*14G研磨，TL帶式精研，SF超精加工表10(續(xù)) 由表10可以看出，在例36-41中表示出好的牽引系數(shù)。在比較例13，牽引系數(shù)小于例36-41中的牽引系數(shù)。進(jìn)而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，凹槽的間距與在最大負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑之比在1.2-9％的范圍內(nèi)，所說(shuō)的赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑垂直于滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸。凹槽的間距與在最大負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的赫茲接觸橢圓的短軸直徑之比在2.4-6％的范圍內(nèi)。還發(fā)現(xiàn)，對(duì)于通過(guò)與未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)交叉分割成段的中心線(xiàn)，對(duì)應(yīng)于凹槽的每個(gè)分段的長(zhǎng)度與在最大負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的并且沿垂直于滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑之比在0.6-2％的范圍內(nèi)。進(jìn)而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)應(yīng)于凹槽的每個(gè)分段的長(zhǎng)度與在最大負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的并且沿平行于滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的赫茲接觸橢圓的短軸直徑之比在0.8-3.2％的范圍內(nèi)。進(jìn)而，已婚注意到，凹陷延伸的長(zhǎng)度至少大于赫茲接觸橢圓的短軸直徑。
現(xiàn)在說(shuō)明例42。
例42
制造兩個(gè)從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)52，從而產(chǎn)生具有平直的圓柱形外表面的圓柱環(huán)形槽形狀。使從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件52之一經(jīng)受超精加工以形成算術(shù)平均表面粗糙度Ra為0.08的牽引接觸面。使從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件52之另一個(gè)經(jīng)受超精加工以形成算術(shù)平均表面粗糙度Ra為0.1-0.12的外表面。在此之后，使從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件52之另一個(gè)經(jīng)受滾輪拋光處理，并且按照表面粗糙度的間隔進(jìn)行觀察，重復(fù)地進(jìn)行滾輪拋光，直到它的算術(shù)平均表面粗糙度Ra為0.08時(shí)為止。這樣形成的從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件52之另一個(gè)的算術(shù)平均表面粗糙度Ra為0.08。產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(冠狀測(cè)試部件)54a-54c，使之具有半徑R為5mm、算術(shù)平均表面粗糙度Ra為0.02的冠狀的牽引接觸面。
使用圖32所示的4缸滾動(dòng)測(cè)試儀在下述條件下進(jìn)行滾動(dòng)的滑動(dòng)測(cè)試。平均軸承壓力是0.71GPa。牽引油溫度是150℃。轉(zhuǎn)速是30米/秒?；瑒?dòng)/滾動(dòng)比率是3％。計(jì)算滾動(dòng)元件(測(cè)試部件)52和54a-54c中的牽引系數(shù)。結(jié)果，從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)52之一的牽引系數(shù)是0.059，從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)52之另一個(gè)的牽引系數(shù)是0.08。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)形成用滾輪拋光平滑過(guò)的牽引接觸面可以改進(jìn)牽引系數(shù)。
此外，使用圖32所示的4缸滾動(dòng)測(cè)試儀進(jìn)行耐用性測(cè)試。測(cè)試條件是平均軸承壓力是3.51GPa。牽引油溫度是120℃。轉(zhuǎn)速是30米/秒?；瑒?dòng)/滾動(dòng)比率是3％。結(jié)果，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)52之另一個(gè)的壽命是從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件(平直測(cè)試部件)52之一的壽命的1.4倍。
圖21、22、23A、23B表示按照本發(fā)明的牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件的滾動(dòng)元件及其制造方法的一個(gè)實(shí)施例。在圖21-23B中，滾動(dòng)元件11是圓柱體的形式，圓柱體的外圓周表面形成為牽引接觸面。圖23A表示滾動(dòng)元件11的外圓周表面的一個(gè)示意的斷面，圖23B表示滾動(dòng)元件11的牽引接觸面的一個(gè)示意的斷面。
如圖23A所示，在滾動(dòng)元件11的外圓周表面等距離地形成深度為D的凹陷12。深度D為10微米或更小。于是，形成交替排列的凹陷12和凸起14。具體來(lái)說(shuō)，如圖21所示，滾動(dòng)元件11的一端由主枕塊21的夾盤(pán)21A可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，滾動(dòng)元件11的另一端由尾座22的中心22A可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。沿滾動(dòng)元件11的中心軸方向以恒定的速度饋進(jìn)用于切削或研磨的刀具23，同時(shí)圍繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)滾動(dòng)元件11。至此，在滾動(dòng)元件11的外圓周表面，將凹陷12成形為螺旋槽的形狀。于是，在滾動(dòng)元件11的外圓周表面以相等的間隔交替地形成凹陷12和凸起14。這時(shí)，可以使用具有尖銳刀刃尖端(如，R(半徑)為50微米)的多晶C-BN刀具、金剛石刀具、或涂有TiNa或類(lèi)似物的涂敷刀具作為刀具23。刀具23的刀刃尖端可以是從下述形狀中選擇出來(lái)的至少一種形狀；單R(半徑)形狀、梯形形狀、字母V的形狀、和復(fù)雜的R形狀。刀具23在距刀刃尖端0.5-2.5微米的位置的寬度可以是4-150微米。刀具23還可以有一個(gè)圓形的刀刃尖端，它的R為0.2mm或更小。雖然在圖21中以放大的比例表示出凹陷12和凸起14，但實(shí)際上，它們是微小的不規(guī)則體。在圖23A和23B中的虛線(xiàn)代表形成凹陷12和凸起14之前的外圓周表面的斷面分布。
隨后，加工滾動(dòng)元件11的外圓周表面的凸起14以形成頂平凸區(qū)13，從而使如23B圖所示的在凹陷12和頂平凸區(qū)13之間的高度差H是0.5-2.5微米，最好是0.8-1.2微米。具體來(lái)說(shuō)，如圖22所示，在一對(duì)供料輥24和25上拉緊具有氧化鋁顆粒的精研膜26，氧化鋁顆粒的顆粒直徑是3微米。使?jié)L動(dòng)元件11的外圓周表面與精研膜26接觸，同時(shí)精研膜26通過(guò)背靴27壓緊滾動(dòng)元件11。滾動(dòng)元件11如圖22中的箭頭所示繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)供料輥24和25沿箭頭所示的方向提供精研膜26。至此，在滾動(dòng)元件11上形成了具有凹陷12和頂平凸區(qū)13的牽引接觸面。通過(guò)使用精研膜26的研磨，使每個(gè)凸區(qū)13的頂部在其一側(cè)都變?yōu)槠街睌嗝娴男螤罨蚬跔顢嗝娴男螤?。如有必要，通過(guò)反向精研膜26的供料方向，或者反向滾動(dòng)元件11的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，都能適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)頂平凸區(qū)13的斷面形狀。
在這樣獲得的滾動(dòng)元件11的牽引接觸面內(nèi)，沿著滾動(dòng)元件11的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，即，它的圓周方向，連續(xù)地形成凹陷12和頂平凸區(qū)13，并且以相等的間隔交替地形成凹陷12和頂平凸區(qū)13。在可替換的實(shí)施例中，凹陷12和頂平凸區(qū)13之間的高度差是0.5-2.5微米。所形成的凹陷應(yīng)該是這樣的對(duì)于圖23B中所示的通過(guò)與未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的交叉分割成段的中心線(xiàn)C，對(duì)應(yīng)于凹陷12的分段的總長(zhǎng)度與中心線(xiàn)C的基準(zhǔn)長(zhǎng)度之比在15-60％的范圍內(nèi)。中心線(xiàn)C是在平均高度畫(huà)出的一條線(xiàn)，平均高度是通過(guò)沿長(zhǎng)度方向積分未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)確定的。進(jìn)而，所形成的凹陷12應(yīng)該是在圖23B中所示的凹陷的間距P是10-150微米，在圖23B中所示的凹陷12的長(zhǎng)度(寬度)W是10-40微米。間距P是相鄰的凹陷12底部之間沿中心線(xiàn)C延伸的長(zhǎng)度。寬度W是和未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的凹陷12對(duì)應(yīng)的中心線(xiàn)的分段的長(zhǎng)度。所形成的頂平凸區(qū)應(yīng)該是頂部的10點(diǎn)制的平均粗糙度Rz為100nm或更小，更加優(yōu)選的是時(shí)效nm或更小。因此，和表面上有例如通過(guò)超精加工形成的隨機(jī)研磨的標(biāo)記的常規(guī)的滾動(dòng)元件相比，滾動(dòng)元件11有優(yōu)異的牽引特性，可以傳遞大的原動(dòng)力。
進(jìn)而，對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，在隨后的研磨步驟之前，將凹陷12成形為螺旋凹槽形狀。形成螺旋凹槽形狀的凹陷12便于在隨后的研磨步驟期間和碎屑的排除一起進(jìn)行磨粒的粉碎和跌落，因此能夠有效地進(jìn)行研磨，總是有好的切削邊緣。況且，可以在凹陷12之間的間隔大小不受影響的情況下高精度地形成具有倒角的梯形凸區(qū)13，并且可以在凹陷12之間的間隔大小不受影響的情況下高精度地形成冠狀凸區(qū)13。
圖24、25表示按照本發(fā)明的滾動(dòng)元件及其制造方法的另一個(gè)實(shí)施例。
如圖24所示，通過(guò)電解拋光形成滾動(dòng)元件11的外圓周表面，使其具有10點(diǎn)制平均粗糙度Rz為100nm或更小，優(yōu)選在40nm或更小。具體來(lái)說(shuō)，滾動(dòng)元件11由主枕塊21的夾盤(pán)21A和尾座22的中心22A可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，并且滾動(dòng)元件11在陽(yáng)極一側(cè)。從電解液供給單元29向滾動(dòng)元件11的外圓周表面提供電解液30，砂輪28在陰極一側(cè)。使?jié)L動(dòng)元件11的外圓周表面進(jìn)行鏡面拋光。在這種情況下，用一臺(tái)原子間顯微鏡測(cè)量滾動(dòng)元件11的外圓周表面的表面粗糙度。通過(guò)這樣形成的滾動(dòng)元件11的外圓周表面，使得在下面的凹陷形成步驟中要形成的頂平凸區(qū)13的頂部的10點(diǎn)制平均粗糙度Rz不大于100nm，或者不大于40nm。
隨后，如圖25所示，在滾動(dòng)元件11的外圓周表面形成凹陷12。例如使用具有大體上圓弧形剖面的薄刃砂輪31，沿滾動(dòng)元件11的中心軸方向以相等的間隔形成凹陷12。使凹陷12的深度為0.5-2.5微米。滾動(dòng)元件11和砂輪31彼此相對(duì)地在滾動(dòng)元件11的中心軸方向并且在垂直于這個(gè)中心軸的方向移動(dòng)，同時(shí)滾動(dòng)元件11圍繞主枕塊21的夾盤(pán)21A和尾座22的中心22A的轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。大體上圓弧形包括具有不同的中心但結(jié)合在一起的兩個(gè)圓的弧形部分。在圖25中，每個(gè)凹陷12都是在滾動(dòng)元件11的圓周方向連續(xù)延伸的凹槽的形式。凹陷12還可以是螺旋凹槽的形式。于是，在滾動(dòng)元件11中形成具有交替排列的凹陷12和頂平凸區(qū)13的牽引接觸面。于是，在這個(gè)實(shí)施例中，可以獲得牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件的滾動(dòng)元件11。
圖26A和26B表示按照本發(fā)明的滾動(dòng)元件及其制造方法的下一個(gè)實(shí)施例。
如圖26A所示，凹陷12和頂平凸區(qū)13是使用刀具32在滾動(dòng)元件11的外圓周表面上同時(shí)形成的螺旋形狀，所說(shuō)的刀具32具有圖26B所示的刀刃32A和32B，分別對(duì)應(yīng)于凹陷12和頂平凸區(qū)13，同時(shí)圍繞主枕塊21的夾盤(pán)21A和尾座22的中心22A的轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)滾動(dòng)元件11。如圖26B所示，在刀刃32A和32B之間有一個(gè)凸區(qū)S。凸區(qū)S為0.5-2.5微米高，并且在垂直于滾動(dòng)元件11的中心軸的方向延伸。在這個(gè)實(shí)施例中，可以獲得和以上所述的實(shí)施例一樣的具有優(yōu)異牽引特性的滾動(dòng)元件11，在短的時(shí)間周期內(nèi)就可以有效地形成具有預(yù)定的尺寸關(guān)系的凹陷12和頂平凸區(qū)13。
圖27和28表示按照本發(fā)明的滾動(dòng)元件及其制造方法的下一個(gè)實(shí)施例。
滾動(dòng)元件11有一個(gè)外圓周表面，這個(gè)外圓周表面有一個(gè)凹向滾動(dòng)元件11的中心軸的弧形的橫斷面。如圖27所示，通過(guò)一對(duì)夾持器33和34可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐滾動(dòng)元件11的兩側(cè)。使用一個(gè)切削或研磨刀具35在滾動(dòng)元件11的外圓周表面內(nèi)形成螺旋槽形狀的凹陷12。研磨刀具35和滾動(dòng)元件11沿滾動(dòng)元件11的中心軸方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)并且保持二者之間的接觸，同時(shí)滾動(dòng)元件11繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。至此，在滾動(dòng)元件11的外圓周表面上的凹陷之間形成了凸起14。隨后，使用圖28所示的彈性砂輪36對(duì)于凸起14進(jìn)行超精加工，所說(shuō)的砂輪36中含有酚基粘合劑，其平均磨粒直徑為12微米，與此同時(shí)，圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)滾動(dòng)元件11和夾持器33和34。于是，形成頂平凸區(qū)13，并且牽引接觸面具有交替排列的凹陷12和頂平凸區(qū)13。和以上所述的實(shí)施例類(lèi)似，在這個(gè)實(shí)施例中產(chǎn)生的滾動(dòng)元件11表現(xiàn)出優(yōu)異的牽引特性。
形成凹陷12和頂平凸區(qū)13的方法不限于上述實(shí)施例中所述的方法。凹陷12可以通過(guò)噴丸硬化、研磨、切削、噴砂、激光加工、或蝕刻形成。頂平凸區(qū)13可以通過(guò)精研、鏡面拋光、超精加工、或滾輪拋光形成。具體來(lái)說(shuō)，頂平凸區(qū)13可以使用一個(gè)具有平均顆粒直徑為9微米或更小的磨粒的固定的磨粒工具(如砂輪或精研膜)形成，或者使用平均磨粒直徑為30微米或更小的粘有橡膠的彈性砂輪或粘有樹(shù)脂(如環(huán)氧樹(shù)脂或PVA)的彈性砂輪形成。
圖29A-31C表示滾動(dòng)元件11的牽引接觸面的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的凹陷12和頂平凸區(qū)13的形狀的例子。位置高于中心線(xiàn)C的頂平凸區(qū)13的形狀的例子包括如圖29A所示的大體上梯形形狀、如圖29B所示的帶有圓角的大體上梯形形狀、如圖29C所示的大體上橢圓弧形或正弦形狀、如圖30A所示的帶有圓頂角的大體上三角形形狀。頂平凸區(qū)13的形狀的例子還包括如圖31A所示的帶有倒角的大體上梯形形狀、如圖31B所示的大體上冠形形狀、如圖31C所示的通過(guò)精研形成的單側(cè)冠形形狀。對(duì)于凹陷12的底部形狀沒(méi)有限制，凹陷12的底部形狀有細(xì)微的不規(guī)則性，如圖30B所示。
進(jìn)而，在滾動(dòng)元件11的牽引接觸面內(nèi)，未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的頂平凸區(qū)13的頂部和凹陷12的底部之間的高度差H是0.5-2.5微米，相對(duì)于通過(guò)與未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的交叉分割成段的中心線(xiàn)C，對(duì)應(yīng)于凹陷12的分段總長(zhǎng)度與中心線(xiàn)C的基準(zhǔn)長(zhǎng)度之比在15-60％的范圍內(nèi)，優(yōu)選的為30-57％，更加優(yōu)選的為25-40％，還要優(yōu)選的為27-30％。凹陷12沿中心線(xiàn)C的間距P在10-150微米范圍內(nèi)，優(yōu)選的為40-120微米。頂平凸區(qū)13的頂部的表面粗糙度在Rz100nm或更小的范圍內(nèi)，優(yōu)選的為Rz為40nm或更小。凹陷12的長(zhǎng)度(寬度)W，即對(duì)應(yīng)于凹陷12的中心線(xiàn)C的分段的長(zhǎng)度，為10-40微米。借助于以上所述的凹陷12和頂平凸區(qū)13的這種安排，滾動(dòng)元件11就可以傳遞大的原動(dòng)力，并且表示出優(yōu)異的牽引特性。
本申請(qǐng)基于日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.11-252574(1999年9月7日遞交)、日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2000-147364(2000年5月19日遞交)、和日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2000-258160(2000年8月28日遞交)，這里參照引用了它們的整個(gè)內(nèi)容，其中包括說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、和附圖。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的一些例子和實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于上述這些例子和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普遍技術(shù)人員按照上述的教導(dǎo)能夠?qū)@些例子和實(shí)施例進(jìn)行改進(jìn)和變化。本發(fā)明的范圍僅參照下面的權(quán)利要求書(shū)確定。
權(quán)利要求
1.一種用于牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，包括多個(gè)滾動(dòng)元件，具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和圍繞這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的牽引接觸面，這些牽引接觸面彼此相關(guān)，以便經(jīng)過(guò)在牽引接觸面之間形成的牽引油膜在各滾動(dòng)元件之間傳送一個(gè)原動(dòng)力；至少一個(gè)所說(shuō)的牽引接觸面具有不規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)，其尺寸大于牽引油膜的厚度。
2.權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于構(gòu)成所說(shuō)的微觀結(jié)構(gòu)，使其具有油保存體積V0在7×10-6(mm3/mm2)到3×10-4(mm3/mm2)的范圍內(nèi)，油保存深度比K在0.9-2.0的范圍內(nèi)，油保存體積V0和油保存深度比K由下式表示V0=[(100-Mr2)×Rvk(μm)]/200000(mm3/mm2)K=Rvk/Rk其中，Mr2表示材料部分，Rvk表示減少的凹部深度，Rk表示芯粗糙深度(由DIN EN ISO 13565-2定義)。
3.權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于微觀結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性是交替排列的凹坑和頂平凸區(qū)的形式，所說(shuō)的凹坑包括大體上沿垂直于直徑方向延伸的、直徑為5-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹坑，這些凹坑占據(jù)5-40％牽引接觸面的基準(zhǔn)面積。
4.權(quán)利要求3的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于大體上沿垂直于直徑方向延伸的、直徑為5-30微米、深度為0.1-1.0微米的凹坑的數(shù)目約為每100平方微米10-30個(gè)。
5.權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于牽引接觸面的表面粗糙度是下述的二者之一算術(shù)平均表面粗糙度(Ra)0.07-0.15微米和最大高度(Rz)0.4-1.0微米。
6.權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于牽引接觸面的維氏硬度不小于Hv850。
7.一種用于牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，所說(shuō)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括多個(gè)滾動(dòng)元件，滾動(dòng)元件具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和圍繞這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的牽引接觸面，這些牽引接觸面彼此相關(guān)，以便經(jīng)過(guò)在牽引接觸面之間形成的牽引油膜在各滾動(dòng)元件之間傳送一個(gè)原動(dòng)力；至少一個(gè)所說(shuō)的牽引接觸面具有不規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)，其尺寸大于牽引油膜的厚度，其中形成牽引接觸面的方法包括如下步驟使?jié)L動(dòng)元件的表面經(jīng)受?chē)娡栌不幚?，以便在其中形成凹陷和凸起；和在噴丸硬化處理后，通過(guò)下述工藝之一對(duì)于凸起進(jìn)行加工以形成頂平凸區(qū)精研、鏡面拋光、超精加工、切削、和研磨，從而產(chǎn)生牽引接觸面。
8.權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于微觀結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性是交替排列的沿圓周方向延伸的凹槽和頂平凸區(qū)的形式，所說(shuō)的凹槽具有沿垂直滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸方向延伸的2-10微米的寬度，相鄰兩個(gè)凹槽之間的間距為10-30微米，從凹槽底部沿大體上垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸方向延伸的深度為0.1-1.0微米。
9.權(quán)利要求8的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于牽引接觸面的表面粗糙度是下述的二者之一算術(shù)平均表面粗糙度(Ra)0.03-0.13微米和最大高度(Rz)0.2-0.9微米。
10.權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于不規(guī)則性之間的平均空間(Sm)與赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑的一半(a)之比(Sm/a)是0.08或更小。
11.權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于微觀結(jié)構(gòu)由一個(gè)未過(guò)濾的原始輪廓線(xiàn)表示，所說(shuō)的未過(guò)濾的原始輪廓曲線(xiàn)包括交替排列的凹陷和頂平凸區(qū)。
12.權(quán)利要求11的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于使用表面粗糙度測(cè)試儀測(cè)量未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)，未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的每凸區(qū)都包括位置高于相對(duì)于所說(shuō)的未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的中心線(xiàn)的一個(gè)部分，所說(shuō)的這個(gè)部分的形狀是從以下形狀中選出來(lái)的任何一個(gè)大體梯形形狀、具有圓角的大體梯形形狀、具有倒角的大體梯形形狀、大體冠狀形狀、大體橢圓弧形形狀、大體正弦形狀、和具有圓頂角的大體三角形形狀。
13.權(quán)利要求11的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于在每個(gè)凸區(qū)的頂部到每個(gè)凹陷的底部之間的高度差在0.5-2.5微米的范圍內(nèi)。
14.權(quán)利要求13的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于高度差在2.0-2.5微米的范圍內(nèi)。
15.權(quán)利要求13的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于高度差在0.8-1.2微米的范圍內(nèi)。
16.權(quán)利要求13的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于相對(duì)于通過(guò)與未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的交叉分割成段的中心線(xiàn)，對(duì)應(yīng)于凹陷的分段的總長(zhǎng)度與中心線(xiàn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度之比是15-60％。
17.權(quán)利要求16的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于相對(duì)于通過(guò)與未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的交叉分割成段的中心線(xiàn)，對(duì)應(yīng)于凹陷的分段的總長(zhǎng)度與中心線(xiàn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度之比是25-40％。
18.權(quán)利要求17的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于對(duì)應(yīng)于凹陷的分段的總長(zhǎng)度與中心線(xiàn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度之比是27-35％。
19.權(quán)利要求16的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于對(duì)應(yīng)于凹陷的分段的總長(zhǎng)度與中心線(xiàn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度之比是30-57％。
20.權(quán)利要求12的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于相對(duì)于通過(guò)與未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的交叉分割成段的中心線(xiàn)，凹陷的間距在10-150微米的范圍內(nèi)。
21.權(quán)利要求20的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于凹陷的間距在40-120微米的范圍內(nèi)。
22.權(quán)利要求12的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于頂平凸區(qū)包括10點(diǎn)制平均粗糙度(Rz)為100nm或更小的頂部。
23.權(quán)利要求22的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于頂平凸區(qū)包括10點(diǎn)制平均粗糙度(Rz)為40nm或更小的頂部。
24.權(quán)利要求12的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于相對(duì)于通過(guò)與未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的交叉分割成段的中心線(xiàn)，對(duì)應(yīng)于每個(gè)凹陷的每個(gè)分段的長(zhǎng)度在10-40微米的范圍內(nèi)。
25.權(quán)利要求12的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于凹陷的間距與最大負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的并且沿垂直于滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑之比在1.2-9％的范圍內(nèi)。
26.權(quán)利要求25的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于凹陷的間距與最大負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑之比在2.4-6％的范圍內(nèi)。
27.權(quán)利要求12的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于相對(duì)于通過(guò)與未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的交叉分割成段的中心線(xiàn)，對(duì)應(yīng)于每個(gè)凹陷的每個(gè)分段的長(zhǎng)度與最大負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的并且沿垂直于滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑之比在0.6-2％的范圍內(nèi)。
28.權(quán)利要求12的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于相對(duì)于通過(guò)與未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的交叉分割成段的中心線(xiàn)，對(duì)應(yīng)于每個(gè)凹陷的每個(gè)分段的長(zhǎng)度與最大負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的并且沿平行于滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的赫茲接觸橢圓的長(zhǎng)軸直徑之比在0.8-3.2％的范圍內(nèi)。
29.權(quán)利要求12的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于凹陷是大體上平行于滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向設(shè)置的凹槽。
30.權(quán)利要求21的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于；凹陷是按螺旋形沿滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向延伸的凹槽。
31.權(quán)利要求12的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于凹陷的延伸長(zhǎng)度至少大于赫茲接觸橢圓的短軸直徑。
32.權(quán)利要求12的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于通過(guò)設(shè)置在相等的縱向和橫向放大倍數(shù)的表面粗糙度測(cè)試儀測(cè)量未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的每個(gè)頂平凸區(qū)的頂部，所說(shuō)頂部的曲率半徑為0.1-170mm。
33.權(quán)利要求32的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于通過(guò)設(shè)置在相等的縱向和橫向放大倍數(shù)的表面粗糙度測(cè)試儀測(cè)量未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的每個(gè)頂平凸區(qū)的頂部，所說(shuō)頂部的曲率半徑為0.8-170mm。
34.權(quán)利要求33的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于通過(guò)設(shè)置在相等的縱向和橫向放大倍數(shù)的表面粗糙度測(cè)試儀測(cè)量未經(jīng)濾波的原始輪廓線(xiàn)的每個(gè)頂平凸區(qū)的頂部，所說(shuō)頂部的曲率半徑為0.8-10mm。
35.權(quán)利要求11的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于滾動(dòng)元件包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件和一個(gè)從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件，驅(qū)動(dòng)側(cè)和從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件之一的牽引接觸面具有微觀結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)側(cè)和從動(dòng)側(cè)滾動(dòng)元件之另一個(gè)的牽引接觸面的表面粗糙度由0.05微米或更小的一個(gè)算術(shù)平均表面粗糙度(Ra)表示。
36.權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于滾動(dòng)元件的材料及為其進(jìn)行熱處理的方式組合是從以下所述選擇出來(lái)的表面硬化鋼和對(duì)它的滲碳-淬火-回火，表面硬化鋼和對(duì)它的氰化-淬火-回火，軸承鋼和對(duì)它的淬火-回火，軸承鋼和對(duì)它的滲碳-淬火-回火，軸承鋼和對(duì)它的氰化-淬火-回火。
37.權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于轉(zhuǎn)動(dòng)組件是半環(huán)型連續(xù)可變的傳動(dòng)部件，所說(shuō)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地并且同軸排列的輸入和輸出圓盤(pán)，所說(shuō)的輸入和輸出圓盤(pán)具有相對(duì)的和環(huán)形下凹的牽引接觸面，并且包括動(dòng)力滾輪，動(dòng)力滾輪并排排列在輸入和輸出圓盤(pán)的牽引接觸面之間，并且形成相對(duì)于輸入和輸出圓盤(pán)的牽引接觸面可以轉(zhuǎn)動(dòng)的上凸的環(huán)形牽引接觸面，每個(gè)所說(shuō)的動(dòng)力滾輪都有一個(gè)相對(duì)于輸入和輸出圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸可以?xún)A斜的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
38.權(quán)利要求12的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于轉(zhuǎn)動(dòng)組件是半環(huán)型連續(xù)可變的傳動(dòng)部件，所說(shuō)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地并且同軸排列的輸入和輸出圓盤(pán)，所說(shuō)的輸入和輸出圓盤(pán)具有相對(duì)的和環(huán)形下凹的牽引接觸面，并且包括動(dòng)力滾輪，動(dòng)力滾輪并排排列在輸入和輸出圓盤(pán)的牽引接觸面之間，并且形成相對(duì)于輸入和輸出圓盤(pán)的牽引接觸面可以轉(zhuǎn)動(dòng)的上凸的環(huán)形牽引接觸面，每個(gè)所說(shuō)的動(dòng)力滾輪都有一個(gè)相對(duì)于輸入和輸出圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸可以?xún)A斜的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
39.一種用于牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，所說(shuō)轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括多個(gè)滾動(dòng)元件，滾動(dòng)元件具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和圍繞這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的牽引接觸面，這些牽引接觸面彼此相關(guān)，以便經(jīng)過(guò)在牽引接觸面之間形成的牽引油膜在各滾動(dòng)元件之間傳送一個(gè)原動(dòng)力；至少一個(gè)所說(shuō)的牽引接觸面具有不規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)，其尺寸大于牽引油膜的厚度，其中產(chǎn)生牽引接觸面的方法包括如下步驟在滾動(dòng)元件的一個(gè)表面上成形間隔相等的凹陷，每個(gè)凹陷的深度為10微米或更小，從而形成交替排列的凹陷和在各個(gè)凹陷之間的凸起；和在成形步驟后，加工這些凸起，以使每個(gè)頂平凸區(qū)的頂部和每個(gè)凹陷的底部之間的高度差在0.5-2.5微米的范圍內(nèi)，從而產(chǎn)生牽引接觸面。
40.一種用于牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，它包括多個(gè)滾動(dòng)元件，滾動(dòng)元件具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和圍繞這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的牽引接觸面，這些牽引接觸面彼此相關(guān)，以便經(jīng)過(guò)在牽引接觸面之間形成的牽引油膜在各滾動(dòng)元件之間傳送一個(gè)原動(dòng)力；至少一個(gè)所說(shuō)的牽引接觸面具有不規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)，其尺寸大于牽引油膜的厚度，其中產(chǎn)生牽引接觸面的方法包括如下步驟使?fàn)恳佑|面的一個(gè)表面的表面粗糙度為10點(diǎn)制的平均粗糙度(Rz)100nm或更??；和在上一步驟之后，在滾動(dòng)元件的一個(gè)表面上成形間隔相等的凹陷，每個(gè)凹陷的深度為0.5-2.5微米或更小，從而形成交替排列的凹陷和在各個(gè)凹陷之間的頂平凸起，于是產(chǎn)生牽引接觸面。
41.權(quán)利要求39的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于凹陷是通過(guò)下述的至少一種加工工藝形成的切削、研磨，噴砂、激光加工和蝕刻，頂平凸區(qū)是通過(guò)下述的至少一種加工工藝形成的超精加工、精研、切削、研磨、和電解拋光。
42.權(quán)利要求40的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于凹陷是通過(guò)下述的至少一種加工工藝形成的切削、研磨，噴砂、激光加工和蝕刻，頂平凸區(qū)是通過(guò)下述的至少一種加工工藝形成的超精加工、精研、切削、研磨、和電解拋光。
43.權(quán)利要求39的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于凹陷和凸起是通過(guò)下述的至少一種加工工藝形成的噴丸硬化、研磨，切削、超精加工，并且通過(guò)滾輪拋光將凸起成形為具有平滑表面的頂平凸區(qū)。
44.權(quán)利要求40的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于凹陷和凸起是通過(guò)下述的至少一種加工工藝形成的噴丸硬化、研磨，切削、超精加工，并且通過(guò)滾輪拋光將凸起成形為具有平滑表面的頂平凸區(qū)。
45.權(quán)利要求39的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于使用一種刀具成形所說(shuō)的凹陷，所說(shuō)的刀具的刀刃尖端具有從以下所述選出的至少一種形狀；單R(半徑)形狀、梯形形狀、字母V的形狀、和復(fù)雜的R形狀，刀具在距刀刃尖端0.5-2.5微米的位置的寬度是4-150微米。
46.權(quán)利要求40的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于使用一種刀具成形所說(shuō)的凹陷，所說(shuō)的刀具的刀刃尖端具有從以下所述選出的至少一種形狀；單R(半徑)形狀、梯形形狀、字母V的形狀、和復(fù)雜的R形狀，刀具在距刀刃尖端0.5-2.5微米的位置的寬度是4-150微米。
47.權(quán)利要求39的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于通過(guò)使用一種刀具進(jìn)行切削成形所說(shuō)的凹陷，所說(shuō)的刀具具有一個(gè)圓形的刀刃尖端，其R(半徑)是0.2mm或更小。
48.權(quán)利要求40的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于通過(guò)使用一種刀具進(jìn)行切削成形所說(shuō)的凹陷，所說(shuō)的刀具具有一個(gè)圓形的刀刃尖端，其R(半徑)是0.2mm或更小。
49.權(quán)利要求12的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于通過(guò)使用具有分別對(duì)應(yīng)于凹陷和頂平凸區(qū)的切削刀刃的一種刀具同時(shí)成形所說(shuō)的凹陷和頂平凸區(qū)，所說(shuō)的切削刀刃的尺寸差在0.5-2.5微米的范圍內(nèi)。
50.權(quán)利要求39的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于使用一個(gè)固定的磨粒工具成形頂平凸區(qū)，所說(shuō)的工具的磨粒的平均顆粒直徑為9微米或更小。
51.權(quán)利要求40的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于使用一個(gè)固定的磨粒工具成形頂平凸區(qū)，所說(shuō)的工具的磨粒的平均顆粒直徑為9微米或更小。
52.權(quán)利要求39的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于使用一個(gè)彈性砂輪成形頂平凸區(qū)，所說(shuō)的彈性砂輪的磨粒的平均顆粒直徑為30微米或更小。
53.權(quán)利要求40的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于使用一個(gè)彈性砂輪成形頂平凸區(qū)，所說(shuō)的彈性砂輪的磨粒的平均顆粒直徑為30微米或更小。
54.權(quán)利要求39的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于通過(guò)使?jié)L動(dòng)元件繞它的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)沿從中心軸方向和垂直于中心軸方向中選擇出來(lái)的至少一個(gè)方向相對(duì)地移動(dòng)滾動(dòng)元件和刀具，并且使?jié)L動(dòng)元件與刀具發(fā)生接觸，從而形成沿螺旋方向延伸的凹陷。
55.權(quán)利要求40的轉(zhuǎn)動(dòng)組件，其特征在于通過(guò)使?jié)L動(dòng)元件繞它的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)沿從中心軸方向和垂直于中心軸方向中選擇出來(lái)的至少一個(gè)方向相對(duì)地移動(dòng)滾動(dòng)元件和刀具，并且使?jié)L動(dòng)元件與刀具發(fā)生接觸，從而形成沿螺旋方向延伸的凹陷。
全文摘要
一種用于牽引驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件,包括:多個(gè)滾動(dòng)元件,具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸和圍繞這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的牽引接觸面,這些牽引接觸面彼此相關(guān),以便在各滾動(dòng)元件之間經(jīng)過(guò)在牽引接觸面之間形成的牽引油膜傳送一個(gè)原動(dòng)力;其中至少一個(gè)所說(shuō)的牽引接觸面具有不規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu),其尺寸大于牽引油膜的厚度。還公開(kāi)用于牽引接觸面的方法。
文檔編號(hào)F16H55/32GK1287234SQ0012686
公開(kāi)日2001年3月14日 申請(qǐng)日期2000年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月7日
發(fā)明者千葉啟貴, 南部俊和, 加納真, 渡邊純, 牛嶋研史, 小又正博, 太田稔, 上田啟雄, 和久田學(xué) 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社