一种波动齿轮驱动装置（１），其中一刚性内啮合连轮（２）形成为模数为ｍ的一止齿轮，而一柔性外啮合齿轮（３）形成为具有模数为ｍ的开口侧前端的一伞齿轮。外啮合齿轮（３）的齿数比内啮合齿轮（２）的齿数少２ｎ（ｎ为正整数），且将该齿轮在外啮合齿轮（３）的开口侧前端处的椭圆边缘中线的变形量设为２κｍｎ（κ＞１）。在开口侧前端处，将两个齿轮（２、３）的齿的啮合近似为齿条啮合，以可得到外啮合齿轮（３）的齿根据一波动发生器（４）的运动路径（Ｍ），且在从长轴到脱齿侧的区域中得到范围为从运动路径（Ｍ）相对于内啮合齿轮（２）径向线的倾角为９０°的两个齿轮的最深啮合点（Ａ）到倾角为α的位置（Ｂ）的运动路径（Ｍ）的曲线部分（ＡＢ）。然后，将扩大曲线部分（ＡＢ）λ倍而得到的一第一相似曲线作为外啮合齿轮（３）的齿形，以及将扩大该曲线部分（λ＋１）倍而得到的一第二相似曲线作为内啮合齿轮（２）的齿形。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有宽范围啮合齿形的高松脱转矩波动齿轮驱动装置。
技术介绍
自从C.W.Musser专利技术波动齿轮驱动装置(专利参考文件1)至今，许多研究人员专利技术了各种类型的波动齿轮驱动装置，这其中包括Musser和本申请的专利技术人。仅仅关于波动齿轮的齿形就提出了各种专利技术方案。例如，本申请的专利技术人提出将基本齿形做成渐开线形齿形(专利参考文件2)，以及一种设计齿形的方法，在该齿形中，使用使两个齿轮之间啮合与齿条近似来获得用于刚性内啮合齿轮和柔性外啮合齿轮之间的宽范围接触的齿顶外形(专利参考文件3和4)。还提出了一个用来防止与齿条近似的齿形之间互相干扰的专利技术方案(专利参考文件5)。专利参考文件1美国专利2906143专利参考文件2JP 45-41171 B专利参考文件3JP 63-115943 A专利参考文件4JP 64-79448 A专利参考文件5JP 7-167228 A
技术实现思路
对于波动齿轮驱动装置，在两个齿轮的齿的数量超出例如160的高减速比情况下，在施加高转矩的时候会有被称作松脱的跳齿现象发生。然而，关于可防止松脱并同时保持持续接触的齿形没有具体的设想。为了防止在高转矩的过程中发生松脱，必须使齿高尽可能地大。另外，还需要拓宽作为一波动齿轮驱动装置的元件的刚性内啮合齿轮和柔性外啮合齿轮之间的啮合区域，以增加转矩容量。从以上观点来看，本专利技术要解决的问题是提供一种波动齿轮驱动装置，为了防止在施加高转矩的时候发生松脱，该装置具有可使齿高加大并使啮合区加宽的齿形。解决问题的方法本专利技术用一种波动齿轮驱动装置解决了以上的问题，该装置具有一环形刚性内啮合齿轮，在该内啮合齿轮中置有一柔性外啮合齿轮，在该外啮合齿轮中插有一波动发生器，该柔性外啮合齿轮具有一柔性圆柱主体和一环形隔膜，该环形隔膜沿径向从圆柱主体的后端延伸出来，形成在圆柱主体的一开口端侧区域上的一齿部分由一波动发生器所产生的变形量弯曲成椭圆形，该变形量从隔膜侧的一后端部分到开口侧的一前端部分，大致与离开隔膜的距离成比例，其特征在于刚性内啮合齿轮为模数为m的一正齿轮；柔性外啮合齿轮为模数为m的一正齿轮或在其前端部分模数为m的一伞齿轮；柔性外啮合齿轮的齿数比刚性内啮合齿轮的齿数少2n(n为正整数)；将与沿齿线的方向一任意选取的位置处的轴线垂直的柔性外啮合齿轮的一横截面(以下称作主横截面)处的柔性外啮合齿轮的椭圆边缘中线的长轴的变形量设为2κmn(κ＞1)；刚性内啮合齿轮和柔性外啮合齿轮的齿在主横截面上的啮合近似为齿条啮合，并可获得伴随着波动发生器的旋转的柔性外啮合齿轮的齿相对于刚性内啮合齿轮的齿的运动路径，从长轴到运动路径中的一脱齿侧采用从一径向线与刚性内啮合齿轮的倾角为90°的两个齿轮的最深啮合位置到倾斜角为α(0°＞α＞30°)的位置的一曲线部分；将扩大该曲线部分λ倍而得到的一第一相似曲线作为柔性外啮合齿轮的齿形；以及将扩大该曲线部分(λ+1)倍而得到的一第二相似曲线作为刚性内啮合齿轮的齿形。对于倾角α，通常可采用从0°到15°范围内的值。这里，为了取得较高的松脱转矩，必须使齿高尽可能地大。为此，λ要尽可能地大。λ的最大值是在运动路径上刚性内啮合齿轮的齿顶所达到的位置；使λ任意大会使两个齿轮的齿顶互相干扰。因此，在本专利技术中，需要将λ值设定为使通过将作为初始最深啮合位置的曲线部分乘上(λ+1)而得到的第二近似曲线的顶部位于运动路径上。同样，相对于λ的最大值的极值，也存在将刚性内啮合齿轮的齿顶选为运动路径的最大振幅的情况。因此，在本专利技术中，需要将λ和α的值设置成使通过将作为初始最深啮合位置的曲线部分乘上(λ+1)而得到的第二近似曲线的顶部位于运动路径的最大振幅点上。接下来，为了确保在柔性外啮合齿轮的主横截面以外的区域处也保持两个齿轮的有效啮合，需要使主横截面成为与沿柔性外啮合齿轮的齿线方向的前端部分的轴线垂直的一横截面，将沿柔性外啮合齿轮的齿线方向的后端部分的变形量设置成2κmn(κ＜1)，以及使用等高齿伞齿轮，其较小的直径面向前端部分。在此情况下，为了避免由于柔性外啮合齿轮运动路径的沿齿线的方向从前端部分到后端部分振幅减小而引起的两个齿轮齿顶的互相干扰，希望在包括柔性外啮合齿轮长轴的轴向部分处弯曲成椭圆形，将柔性外啮合齿轮的齿顶圆柱面形成为锥形表面，从而使柔性外啮合齿轮的齿顶跟随刚性内啮合齿轮的齿底，而刚性内啮合齿轮的齿顶圆柱面的形状形成为锥形表面，该表面具有沿齿线方向从前端部分到后端部分逐渐增大的内径。当两个齿轮的齿形如此形成后，两个齿轮在沿柔性外啮合齿轮的齿线方向的后端部分处的啮合在直到变形为椭圆的柔性外啮合齿轮的长轴的位置之前为前置级啮合，它与在通过沿柔性外啮合齿轮的齿线方向的前端部分(主横截面)的位置之后的后置级啮合不同。沿齿线方向从前端部分到后端部分的啮合为包括前置级啮合和后置级啮合的中间过渡啮合。这样，根据本专利技术，就有可能在长轴上实现宽范围的啮合。其次，本专利技术适用于如下的波动齿轮驱动装置中，该装置具有高减速比，其中两个齿轮的齿数为160或更多。专利技术效果如前所述，由于在本专利技术的波动齿轮中刚性内啮合齿轮和柔性外啮合齿轮的齿高与变形量相关，因此将柔性外啮合齿轮的变形量、较佳地为其开口端侧的前端部分的变形量设置为2κmn(κ＞1)，该变形量为大于2mn的标准变形量(κ＝1)。另外，在κ＞1的情况下，可通过将两个齿轮的齿之间的啮合运动轨迹齿条近似、以及将一曲线用作为两个齿轮的基础齿形来实现两个齿轮的持续接触，该曲线是在后置级啮合的脱离侧上从最深啮合位置开始的曲线，该啮合位置是类似地放大的齿条运动路径的顶点。因此，根据本专利技术的具有宽范围的啮合齿形的波动齿轮驱动装置，可使柔性外啮合齿轮的变形量比通常的标准(κ＝1)要大，从而可增加齿高，从而有可能实现较高的松脱转矩啮合。另外，还可实现在用来形成齿形的运动路径上的连续啮合，而不是采用线性齿形时的瞬时啮合。此外，对于本专利技术，将柔性外啮合齿轮的隔膜侧的后端部分的变形量设为κmn(κ＜1)，并且通过即使在上方的前置级区域也使两个齿轮啮合直到到达最深啮合位置为止，就可保持两个齿轮的宽范围啮合。在那个时候，对柔性外啮合齿轮的齿形进行任意的齿顶修改，并且调节沿齿线方向的齿高。结果就有可能在弯曲成椭圆的柔性外啮合齿轮的长轴位置的两侧在较宽范围上实现连续啮合。这样，根据本专利技术，就有可能进一步提高波动齿轮驱动装置的负荷容量。最佳实施方式以下结合附图来描述应用本专利技术的一波动齿轮驱动装置。波动齿轮驱动装置的结构图1是作为本专利技术目的的波动齿轮驱动装置正视图，图2是示出了包括柔性外啮合齿轮的开口部分的轴向部分的截面图，其状态为变形成椭圆形，其中(a)示出了在变形前的状态，(b)是变形后包括椭圆的长轴的轴向部分，以及(c)是变形后包括椭圆的短轴的轴向部分。此外，在图2中，实线示出了杯形柔性外啮合齿轮，虚线示出了礼帽形柔性外啮合齿轮。如在这些图中所示出的，波动齿轮驱动装置1具有圆形刚性内啮合齿轮2，在该内啮合齿轮中置有柔性外啮合齿轮3，在该外啮合齿轮中插有波动发生器4。刚性内啮合齿轮2和柔性外啮合齿轮3之间的齿数差为2n(n为正整数)。波动齿轮驱动装置1的柔性外啮合齿轮3可由具有椭圆外形的波动发生器4弯曲成椭圆形，沿椭圆的长轴本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有一环形刚性内啮合齿轮的波动齿轮驱动装置，在该内啮合齿轮中放置有一柔性外啮合齿轮，在该外啮合齿轮中插有一波动发生器，该柔性外啮合齿轮具有一柔性圆柱主体和一环形隔膜，该环形隔膜沿径向从圆柱主体的后端延伸出来，形成在圆柱主体的一开口端侧区域上的一齿部分由该波动发生器所产生的变形量弯曲成椭圆形，该变形量从隔膜侧的一后端部分到开口侧的一前端部分大致与离开隔膜的距离成比例；其特征在于：刚性内啮合齿轮为模数为ｍ的一正齿轮；柔性外啮合齿轮为模数为ｍ的一正齿轮或 在其前端部分模数为ｍ的一伞齿轮；柔性外啮合齿轮的齿数比刚性内啮合齿轮的齿数少２ｎ（ｎ为正整数）；将与沿齿线的方向一任意选取的位置处的轴线垂直的柔性外啮合齿轮的一横截面（以下称作主横截面）处的柔性外啮合齿轮的椭圆边缘中线的长轴 的变形量设为２кｍｎ（к＞１）；刚性内啮合齿轮和柔性外啮合齿轮的齿在主横截面上的啮合近似为齿条啮合，并可获得伴随着波动发生器的旋转的柔性外啮合齿轮的齿相对于刚性内啮合齿轮的齿的运动路径；从长轴到运动路径中的一脱齿侧采用从一径 向线与刚性内啮合齿轮的倾角为９０°的两个齿轮的最深啮合位置到倾斜角为α（０°＞α＞３０°）的位置的一曲线部分；将扩大该曲线部分λ倍而得到的一第一相似曲线作为柔性外啮合齿轮的齿形；以及将扩大该曲线部分（λ＋１）倍而得到的一第二 相似曲线作为刚性内啮合齿轮的齿形。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：石川昌一，
申请(专利权)人：谐波传动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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