具有3维啮合齿廓的波动齿轮装置制造方法及图纸

波动齿轮装置(1)的杯状或礼帽状的外齿齿轮(3)的外齿(34)的齿廓形状以如下方式而设定。其齿顶齿厚(D2a、D2e)沿着外齿齿线方向从外齿外端(34a)朝向外齿内端(34e)逐渐减小。另外，节点(P)处的压力角(αa、αe)沿着外齿齿线方向从外齿外端(34a)朝向外齿内端(34e)逐渐增大。能够实现如下杯型或礼帽型的波动齿轮装置，其具备不仅能够实现齿线方向上的一个与轴成直角的截面上的啮合、而且还能够在沿着齿线方向的广阔范围内与内齿啮合的外齿。

Wave gear device with 3D meshing profile

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有3维啮合齿廓的波动齿轮装置
本专利技术涉及杯型或者礼帽型的波动齿轮装置。更详细而言，涉及如下波动齿轮装置，该波动齿轮装置具有不仅在齿线方向的一个与轴成直角的截面上即使在其他与轴成直角的截面上也能维持规定的啮合状态的3维啮合齿廓。
技术介绍
杯型或者礼帽型的波动齿轮装置具有：刚性的内齿齿轮；杯状或者礼帽状的挠性的外齿齿轮，其以同轴状配置于上述内齿齿轮的内侧；以及波动发生器，其嵌入于上述外齿齿轮的内侧。外齿齿轮具备：挠性的圆筒状主体部；隔膜，其从上述圆筒状主体部的后端沿半径方向而延伸；以及外齿，其形成于圆筒状主体部的开口端侧的外周面部分。外齿齿轮因波动发生器而挠曲成椭圆状，并在椭圆的长轴方向上的两端部与内齿齿轮啮合。专利文献1中提出了基本齿廓设为渐开线齿廓的方案，专利文献2、3中提出了如下齿廓设计法：利用齿条对内齿齿轮和外齿齿轮的齿的啮合进行模拟近似，并利用该方法推导出进行大范围接触的两个齿轮的齿顶齿廓。此处，挠曲成椭圆状的外齿齿轮的外齿的挠曲量沿其齿线方向从隔膜侧的外齿内端朝向开口端侧的外齿外端大致与距隔膜的距离成正比地增大。另外，伴随着波动发生器的旋转，外齿齿轮的外齿的各部分反复在半径方向上挠曲。这样，外齿齿轮的外齿的挠曲状态在齿线方向上的各位置处不同，因此，外齿齿轮的外齿相对于内齿齿轮的内齿的啮合状态也不同。即使设定为在外齿的齿线方向上的一处部位的与轴成直角的截面上相对于内齿能够形成连续的啮合状态的外齿齿廓，在齿线方向上的其他位置处也无法形成适当的啮合状态。在专利文献4中，外齿齿廓设为直线齿廓，其两侧的齿面设为沿齿线方向以齿厚从隔膜侧的端部朝向外齿齿轮的开口端侧的端部逐渐增大的方式倾斜的倾斜面。由此，能够在外齿和内齿的啮合动作中防止外齿的隔膜侧的齿顶与内齿的齿顶发生干涉。专利文献1：日本特公昭45-41171号公报专利文献2：日本特开昭63-115943号公报专利文献3：日本特开昭64-79448号公报专利文献4：日本特开2017-44287号公报
技术实现思路
在杯型或礼帽型的波动齿轮装置中，反复挠曲的外齿的齿线方向上的各位置处的啮合运动的移动轨迹不同。若从开口侧朝向隔膜侧而减薄齿厚，则能够消除外齿相对于内齿的齿顶的干涉、或者相对于内齿的一端接触状态。然而，不仅无法形成齿线方向上的一个与轴成直角的截面上的啮合(二维啮合)，而且还无法在沿着齿线方向的广阔的范围内形成外齿相对于内齿的啮合(三维啮合)。本专利技术的目的在于提供如下杯型或礼帽型的波动齿轮装置，其具备不仅能够实现齿线方向上的一个与轴成直角的截面上的啮合、而且还能够实现沿着齿线方向的广阔范围内的啮合的三维啮合齿廓。在本专利技术的杯型或礼帽型的波动齿轮装置中，刚性的内齿齿轮的内齿的齿廓形状在内齿齿线方向上的各位置处相同。挠性的外齿齿轮的外齿的齿廓形状以如下方式而设定。外齿的齿顶齿厚沿着外齿齿线方向从外齿齿轮的开口端侧的外齿外端朝向外齿齿轮的隔膜侧的外齿内端逐渐减小。另外，外齿的节点处的压力角沿着外齿齿线方向从外齿外端朝向外齿内端逐渐增大。外齿的齿底齿厚可以设为在外齿齿线方向上的各位置处恒定。或者，可以从外齿外端朝向外齿内端逐渐减小外齿的齿底齿厚。此处，可以沿着外齿齿线方向呈直线状、或者凸曲线状或凹曲线状地减小齿顶齿厚。此外，可以使外齿的齿高沿着齿线方向而逐渐变化。在本专利技术中，基于相对于内齿的、齿线方向上的各与轴成直角的截面中的外齿的啮合运动的移动轨迹而使得齿顶侧的齿廓形状朝向隔膜侧逐渐变细，另外，使得压力角朝向隔膜侧逐渐增大。换言之，外齿的各齿面在齿线方向上朝向隔膜侧且朝接近另一个齿面的方向而倾斜，并且，即使在齿高方向上，朝向隔膜侧且朝另一个齿面侧的斜度也逐渐增大。例如，在齿线方向上的规定位置处设定的外齿的与轴成直角的截面(主截面)中，设定为能够适当地啮合的外齿的齿廓形状以及内齿的齿廓形状。内齿的齿廓形状设为在齿线方向上恒定。根据外齿的齿线方向上的各位置处的挠曲量而对外齿的齿线方向上的各位置处的齿廓形状进行修正。即，使得其齿顶齿厚沿着外齿齿线方向从外齿外端朝向外齿内端逐渐减薄。另外，使得节点处的压力角沿着外齿齿线方向从外齿外端朝向外齿内端而增大。在本专利技术中，外齿的齿面沿着齿线方向从外齿外端朝向外齿内端，在两个方向上倾斜状态发生变化。因而，能够避免外齿的隔膜侧的齿顶与内齿的齿顶发生干涉，而且，不仅能够在齿线方向上的一处部位的截面上形成两个齿的啮合状态，即使在齿线方向上的广阔的范围内也能够形成两个齿的啮合状态。由于两个齿在齿线方向上的各位置处适当地啮合，因此，能够提高波动齿轮装置的载荷容量，还能够提高以高载荷运转时的可靠性。附图说明图1是杯型的波动齿轮装置的纵剖视图以及主视图。图2是示出杯状以及礼帽状的外齿齿轮的挠曲状态的说明图，图2(a)示出了变形前的状态，图2(b)示出了变形为椭圆状的包含外齿齿轮的长轴在内的截面的状态，图2(c)示出了变形为椭圆状的包含外齿齿轮的短轴在内的截面的状态。图3是示出利用齿条对齿廓的齿线方向上的任意与轴成直角的截面中的两个齿轮的相对运动进行模拟近似时获得的移动轨迹的一例的说明图。图4是示出外齿的齿线方向上的各位置的说明图、以及示出外齿的齿线方向上的各位置处的齿廓形状的说明图。图5是示出外齿齿廓相对于内齿齿廓的啮合状态的说明图，示出了从开口侧的外齿外端至隔膜侧的外齿内端的5处位置的状态。具体实施方式以下，参照附图对应用了本专利技术的波动齿轮装置进行说明。图1(a)是示出应用了本专利技术的杯型的波动齿轮装置的一例的纵剖视图，图1(b)是其主视图。波动齿轮装置1具有：圆环状的刚性的内齿齿轮2；挠性的外齿齿轮3，其以同轴状而配置于上述内齿齿轮2的内侧；以及椭圆状轮廓的波动发生器4，其嵌入于上述外齿齿轮3的内侧。内齿齿轮2和外齿齿轮3是相同模数(m)的直齿圆柱齿轮。另外，两个齿轮的齿数差为2n(n为正整数)，内齿齿轮2的齿数较多。外齿齿轮3的外齿34因椭圆状轮廓的波动发生器4而挠曲成椭圆状，并在椭圆状的长轴L1的方向上的两端部分与内齿齿轮2的内齿24啮合。若波动发生器4旋转，则两个齿轮2、3的啮合位置沿周向移动，从而在两个齿轮2、3之间产生与两个齿轮的齿数差相应的相对旋转。外齿齿轮3具备：挠性的圆筒状主体部31；隔膜32，其与上述圆筒状主体部31的作为一端的后端31b连续、且在半径方向上扩展；刚性的圆环状的凸台33，其与隔膜32连续；以及外齿34，其形成于圆筒状主体部31的作为另一端(前端)的开口端31a的那侧的外周面部分。因嵌入于圆筒状主体部31的外齿廓成部分的内周面部分的椭圆状轮廓的波动发生器4而使得圆筒状主体部31的朝向半径方向的外侧或者内侧的挠曲量从其隔膜侧的后端31b朝向开口端31a逐渐增大。图2是以含轴截面而示出杯状的外齿齿轮3挠曲成椭圆状的状态的剖视图，图2(a)示出了变形前的状态，图2(b)示出了包含变形后的椭圆状曲线的长轴在内的截面，图2(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有3维啮合齿廓的波动齿轮装置，其中，/n所述波动齿轮装置具有：刚性的内齿齿轮；挠性的外齿齿轮，其以同轴状而配置于所述内齿齿轮的内侧；以及波动发生器，其嵌入于所述外齿齿轮的内侧，/n所述外齿齿轮具备：挠性的圆筒状主体部；隔膜，其从所述圆筒状主体部的后端沿半径方向而延伸；以及外齿，其形成于所述圆筒状主体部的前端的开口端侧的外周面部分，/n所述外齿齿轮的所述圆筒状主体部被所述波动发生器挠曲成椭圆状，所述外齿在该椭圆状曲线的长轴方向上的两端部与所述内齿齿轮的内齿啮合，/n在挠曲成椭圆状的状态下，所述外齿的挠曲量沿着外齿齿线方向从所述隔膜侧的外齿内端朝向所述开口端侧的外齿外端大致与距所述隔膜的距离成正比地增大，/n所述内齿的齿廓形状在内齿齿线方向上的各位置处相同，/n所述外齿的齿廓形状设定成：/n其齿顶齿厚沿着所述外齿齿线方向从所述外齿外端朝向所述外齿内端逐渐减小，/n节点处的压力角沿着所述外齿齿线方向从所述外齿外端朝向所述外齿内端逐渐增大。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有3维啮合齿廓的波动齿轮装置，其中，
所述波动齿轮装置具有：刚性的内齿齿轮；挠性的外齿齿轮，其以同轴状而配置于所述内齿齿轮的内侧；以及波动发生器，其嵌入于所述外齿齿轮的内侧，
所述外齿齿轮具备：挠性的圆筒状主体部；隔膜，其从所述圆筒状主体部的后端沿半径方向而延伸；以及外齿，其形成于所述圆筒状主体部的前端的开口端侧的外周面部分，
所述外齿齿轮的所述圆筒状主体部被所述波动发生器挠曲成椭圆状，所述外齿在该椭圆状曲线的长轴方向上的两端部与所述内齿齿轮的内齿啮合，
在挠曲成椭圆状的状态下，所述外齿的挠曲量沿着外齿齿线方向从所述隔膜侧的外齿内端朝向所述开口端侧的外齿外端大致与距所述隔膜的距离成正比地增大，
所述内齿的齿廓形状在内齿齿线方向上的各位置处相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：城越教夫，村山裕哉，沟口善智，岸佐年，
申请(专利权)人：谐波传动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP