挠性齿轮和具有这种挠性齿轮的齿轮机构制造技术

本发明专利技术涉及一种具有齿圈的齿轮机构，该齿轮机构具有布置在齿圈中的挠性齿轮以及与该挠性齿轮接触并且使该挠性齿轮变形以使其分段啮合在齿圈中的波发生器。本发明专利技术的目的是，改进这种齿轮机构使得减少对齿轮齿啮合的干扰和齿轮侧隙，改善噪音性能和动力传递，并延长了使用寿命。为此，根据本发明专利技术设定，挠性齿轮包括至少两个挠性齿轮盘，该至少两个挠性齿轮盘在轴向方向上彼此相邻布置，并且每个齿轮盘包括借助弹簧部段彼此连接的在周向方向上的至少两个带齿的部段。

【技术实现步骤摘要】
挠性齿轮和具有这种挠性齿轮的齿轮机构
本专利技术涉及一种具有齿圈的齿轮机构，其具有布置在齿圈中的挠性齿轮以及与该挠性齿轮接触并且使该挠性齿轮变形以使其分段(以若干部段)啮合在齿圈中的波发生器。
技术介绍
这样的齿轮机构是已知的并且例如在机器人技术中使用。在汽车领域的使用也是已知的。例如，WO2016/165684A2示出了一种调节机构，该调节机构用于调节具有齿圈、驱动轮、波发生器和弹性正齿轮的两个部件。弹性正齿轮包括若干结构相同的齿元件。每个齿元件均包括面向齿圈的头部区域和面向波发生器的足部区域。齿元件的头部区域设有能够与齿圈接触的齿轮齿。另外，每个齿元件在其头部部段中具有向外敞开的凹部，该凹部中断齿轮齿并与驱动轮的驱动销接触。彼此相邻定位的齿元件借助弹性的连接元件彼此连接。波发生器基本上是椭圆形的，并且还使弹性正齿轮呈椭圆形，使得弹性正齿轮的两个相对设置的区域啮合在齿圈中。在这样的齿轮机构中，由于轴承问题，中央挠性齿轮可朝向齿圈轴线倾斜，使得不是整个齿轮宽度都啮合用于传递扭矩，而仅是整个齿轮宽度的某些部分啮合。此外，由于制造公差会产生侧面方向误差，这也导致以下事实，即也仅使用了整个齿轮宽度的一部分。因此，由于几何偏差，圆形跳动公差和其它制造公差会导致啮合干扰。从该现有技术出发，现在分别进一步改进上述齿轮机构或用于该齿轮机构的挠性齿轮，使得减少对齿轮齿啮合的干扰和齿轮侧隙，从而改善了噪音产生性能和动力传递，并延长了使用寿命。
技术实现思路
为此，根据本专利技术设定，挠性齿轮包括至少两个挠性齿轮盘，该至少两个挠性齿轮盘在轴向方向上彼此相邻布置，并且每个齿轮盘包括借助弹簧部段彼此连接的在周向方向上的至少两个带齿的部段。在本文中，轴向方向意指沿着齿圈轴线的方向。这基本上对应于齿轮机构的中心轴线的方向。由于将挠性齿轮在轴向方向上分段成独立挠性齿轮盘，独立的挠性齿轮盘的齿宽最大对应于总齿轮齿宽的一半。各个齿轮盘相对于齿圈轴线或相对于齿轮机构的中心轴线的倾斜能够通过其它挠性齿轮盘来补偿。这增加了挠性齿轮横跨整个齿轮齿宽的啮合，并因此显著降低了仅部分齿轮重叠或边缘支承的可能性。各个挠性齿轮盘的单独的径向挠性使得挠性啮合成为可能。各个挠性齿轮盘因此能够在周向方向上相对于彼此稍微旋转，由此能够将齿侧隙减小到0°。由此改善了动力传递、噪音产生和齿轮侧隙。在有利的实施例中可以设定，在轴向方向上彼此相邻定位的挠性齿轮盘具有相同的齿数和相同的齿几何形状。因此，由在轴向方向上彼此相邻定位的挠性齿轮盘形成较宽的挠性齿轮。由于挠性齿轮的齿轮齿由能在轴向方向上相对彼此移动的单独的区域组成，即各个挠性齿轮盘的齿轮齿，因此在各个挠性齿轮盘的啮合中的干扰能够通过其它的挠性齿轮盘来补偿，从而总体上实现了减小整个挠性齿轮的啮合中的干扰，这也导致减小了齿轮侧隙，并因此改善了噪音产生性能并延长了使用寿命。还可以较佳规定，在轴向方向上彼此相邻定位的挠性齿轮盘彼此抵靠支撑。这还导致挠性齿轮盘形成具有更大宽度的整体齿轮的事实以及与之相关的优点。挠性齿轮的特别简单的构造和均匀的结构可以这样得到，即，在轴向方向上彼此相邻定位的挠性齿轮盘在轴向方向上具有相同的齿轮齿宽。在另一有利的实施例中可以设定，挠性齿轮包括在轴向方向上彼此相邻定位的两个以上挠性齿轮盘，较佳地四个挠性齿轮盘。已经显示出，通过在轴向方向上彼此相邻定位的四个挠性齿轮盘的数量，仅部分齿轮重叠或出现边缘支承的可能性非常低，这导致上述优点。在特别有利的实施例中，挠性齿轮盘形成为相同的部件。挠性齿轮因此由四个构造相同的单独的齿轮，即挠性齿轮盘形成，它们在轴向方向上彼此相邻布置。由于挠性齿轮盘构造为相同的部件，因此简化了生产并且节省了成本。在又一实施例中可以设定，每个挠性齿轮盘的至少一个带齿的部段包括凹部，其中，挠性齿轮盘布置成使得该凹部彼此位于另一个上方并且销元件设置在彼此叠置的凹部中，并且挠性齿轮的每个弹簧部段具有中心平面，该中心平面包含齿轮机构的中心轴线，并且将相应的弹簧部段分为相等长度的两个区域，并且每个区域凹部具有中心平面，该中心平面包含齿轮机构的中心轴线并将凹部分成两个同等大的区域，并且每个弹簧部段的中心平面具有与在弹簧部段的中心平面的每侧上与其相邻定位的凹部的中心平面不同的距离。这允许增加挠性齿轮盘的挠性，并因此增加整个挠性齿轮的挠性，使得仍然能够实现挠性齿轮盘或挠性齿轮的足够的弹性变形，特别是在齿轮机构的较小直径的情况下。由于各个挠性齿轮盘中的凹部彼此上下叠置定位并且因此是一致的，所以销元件能够容易地插入并延伸穿过所有挠性齿轮盘，并因此延伸穿过整个挠性齿轮。还可以设定，每个挠性齿轮盘的至少一个带齿的部段在挠性齿轮的径向方向上具有腰部，并且弹簧部段在腰部的区域中接合在该带齿的部段中。结果，弹簧部段可以被构造成更长，从而进一步增加了挠性齿轮盘的挠性，这对于小直径特别有利。弹簧部段应当构造成使得它们在径向方向上呈现弹性，并且在切线方向上是刚性的。于是，仅允许挠性齿轮盘在径向方向上的变形。在切线方向上，力可从一个带齿的部段传递到相邻的带齿的部段，而不会使挠性齿轮盘变形。结果，将齿轮机构输入部和齿轮机构输出部之间的齿轮侧隙保持得尽可能小。这能够以特别简单的方式实现，因为将弹簧部段设计为将相邻的带齿的部段彼此连接的腹板(web)。弹簧部段然后有利地与带齿的部段整体地形成。为了进一步增加挠性齿轮盘的挠性并因此也增加整个挠性齿轮的挠性，可以设定，每个挠性齿轮盘包括至少一个设有凹部的第一带齿的部段和至少一个不带凹部的第二带齿的部段。结果，在带齿的部段之间延伸的弹簧部段可以构造成更长，并且获得了带齿的部段的挠性性和强度的良好结合。至少一个第二带齿的部段的齿轮齿力，即、不带凹部的带齿的部段的齿轮齿力经由弹簧部段传递到至少一个第一带齿的部段。设有腰部的带齿的部段较佳地是第二带齿的部段，并且不包括凹部。在又一实施例中，弹簧部段在至少一个第一带齿的部段中的凹部的水平处接合在至少一个第一带齿的部段中。这使至少一个第二带齿的部段的齿轮齿力良好地传递到至少一个第一带齿的部段。如果弹簧部段在其与至少一个第一带齿的部段接触的区域中包括退刀槽口，则能够进一步增加挠性齿轮盘的挠性并且因此增加整个挠性齿轮的挠性。此外，可以设定，每个挠性齿轮盘包括多个带齿的部段，特别是至少四个带齿的部段。那么，每个挠性齿轮盘较佳地具有偶数个带齿的部段，其中一半的带齿的部段，第一带齿的部段，包括凹部，而另一半的带齿的部段，第二带齿的部段，被构造成不带凹部。这使得在挠性齿轮盘的挠性以及因此在挠性齿轮的挠性以及足够的强度之间的良好折衷成为可能。在特别有利的实施例中设定，第一带齿的部段中的凹部布置在相应的带齿的部段的内部并且具有闭合轮廓。布置在凹部中的销元件因此沿着闭合的周向轮廓滚动，由此，销元件与相应的带齿的部段中的凹部之间的接触永远不会中断。这增加了齿轮机构的运行平稳性。凹部有利地构造成基本上是椭圆形的。此外，带齿的部段能够在面向齿圈的头部区域中具有端到端的齿轮齿。...

【技术保护点】
1.齿轮机构(1)，所述齿轮机构具有齿圈(9)、布置在所述齿圈(9)中的挠性齿轮(6)以及波发生器(2)，所述波发生器与所述挠性齿轮(6)接触并且使所述挠性齿轮(6)变形，使它分段啮合在所述齿圈(9)中，.其特征在于，所述挠性齿轮(6)包括在轴向方向上彼此相邻布置的至少两个挠性齿轮盘(6.1、6.2、6.3、6.4)，并且每个挠性齿轮盘(6.1、6.2、6.3、6.4)在周向方向(U)上包括借助弹簧部段(8)连结到彼此的至少两个带齿的部段(7.1、7.2)。/n

【技术特征摘要】
20191126 EP 19211553.31.齿轮机构(1)，所述齿轮机构具有齿圈(9)、布置在所述齿圈(9)中的挠性齿轮(6)以及波发生器(2)，所述波发生器与所述挠性齿轮(6)接触并且使所述挠性齿轮(6)变形，使它分段啮合在所述齿圈(9)中，.其特征在于，所述挠性齿轮(6)包括在轴向方向上彼此相邻布置的至少两个挠性齿轮盘(6.1、6.2、6.3、6.4)，并且每个挠性齿轮盘(6.1、6.2、6.3、6.4)在周向方向(U)上包括借助弹簧部段(8)连结到彼此的至少两个带齿的部段(7.1、7.2)。


2.根据权利要求1所述的齿轮机构(1)，其特征在于，在轴向方向上彼此相邻定位的所述挠性齿轮盘(6.1、6.2、6.3、6.4)包括相同数量的齿和相同的齿几何形状。


3.根据前述权利要求中至少一项所述的齿轮机构(1)，其特征在于，在轴向方向上彼此相邻定位的所述挠性齿轮盘(6.1、6.2、6.3、6.4)彼此抵靠支撑。


4.根据前述权利要求中的至少一项所述的齿轮机构(1)，其特征在于，在轴向方向上彼此相邻定位的所述挠性齿轮盘(6.1、6.2、6.3、6.4)在所述轴向方向上具有相同的齿轮齿宽度。


5.根据前述权利要求中的至少一项所述的齿轮机构(1)，其特征在于，所述挠性齿轮(6)包括在轴向方向上彼此相邻定位的两个以上挠性齿轮盘、较佳地四个挠性齿轮盘(6.1、6.2、6.3、6.4)。


6.根据前述权利要求中的至少一项所述的齿轮机构(1)，其特征在于，所述挠性齿轮盘(6.1、6.2、6.3、6.4)构造成相同的部件。


7.根据权利要求6所述的齿轮机构(1)，其特征在于，每个挠性齿轮盘(6.1、6.2、6.3、6.4)的所述带齿的部段(7.1)中的至少一个包括凹部(17)，其中所述挠性齿轮盘(6.1、6.2、6.3、6.4)布置成使得所述凹部定位在彼此之上并且销元件(11)设置在定位在彼此之上的所述凹部(17)中，所述挠性齿轮的每个所述弹簧部段(8)具有中心平面(MFS)，所述中心平面包含所述齿轮机构(1)的中心轴线(M)，并将所述相应的弹簧部段(8)分成长度相等的两个区域，并且每个凹部(17)具有中心平面(MA)，所述中心平面包含所述齿轮机构(1)的中心轴线(M)，并将所述凹部(17)分成两个同等大的区域，并且每个弹簧部段(8)的中心平面(MFS)具有与在所述弹簧部段(8)的所述中心平面(MFS)的每侧上与其相邻定位的所述凹部(17)的所述中心平面(MA)不同的距离。


8.根据前述权利要求中的至少一项所述的齿轮机构(1)，其特征在于，每个挠性齿轮盘(6.1、6.2、6.3、6.4)的所述带齿的部段(7.1、7...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·齐默尔曼，
申请(专利权)人：麦克森国际股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH