具有三维接触渐开线正偏位齿形的波动齿轮装置制造方法及图纸

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及挠曲量大于常规挠曲量的具有正偏位齿形的波动齿轮装置。更详细地，本专利技术涉及一种通过将具有比标准齿形更小的低压力角的渐开线齿形用作波动齿轮装置的刚性内齿轮和可挠外齿轮的基本齿形并使外齿移位以令外齿的轴向垂直横截面的渐开线齿形的直线部分从可挠外齿轮的外齿的齿线方向看呈一致而获得的三维接触渐开线正偏位齿形。
技术介绍
自从由C.W. Musser (专利文件I)作出波动齿轮装置的专利技术以来直至今日，由创始者以及众多研究者(包括本专利技术人)构思出多种类型装置的专利技术。即使将讨论仅限于有关齿形的专利技术，已经提出了许多不同类型。例如，本专利技术人在专利文件2中提出的一种作为波动齿轮装置的基本齿形的渐开线齿形；在专利文件3、4中提出一种齿形设计方法，借助该方法波动齿轮装置的刚性内齿轮和可挠外齿轮的啮合通过齿条而逼近，由此衍生出一种尖头齿形，籍此两个齿轮在宽面积上接触。在专利文件5中，本专利技术人进一步提出一种高棘轮效应(ratcheting)扭矩的齿形，这使波动齿轮装置中的连续啮合变成可能。一般地，波动齿轮装置具有环形的刚性内齿轮、同轴地设置在其内侧的可挠外齿轮以及配合在其中的波动发生器。可挠外齿轮设有可挠圆柱筒部、沿径向从该圆柱筒部的后端开始延伸的隔板以及在其前端开口侧形成在圆柱筒部的外周面部分上的外齿。形成隔板已使圆柱筒部的后端开口封闭的状态的可挠外齿轮被称为杯形可挠外齿轮，而形成隔板已从圆柱形筒形部的后端向外伸出的状态的可挠外齿轮被称为大礼帽形可挠外齿轮。任一形状的可挠外齿轮通过波动发生器被偏位成椭圆形，因此形成在其圆柱筒部的外周面部分上的外齿在椭圆的长轴方向上的任一端与刚性内齿轮的内齿哨合。当可挠外齿轮由波动发生器变形成椭圆形时，所研究的可挠外齿轮的外齿的边缘中性圆也变形至椭圆形的边缘中性曲线。其中w表示在该边缘中性曲线的长轴位置上变形之前相对于该边缘中性圆沿径向的挠曲量，而Wtl表示挠曲的常规(标准)量，该常规量是边缘中性圆的半径除以波动齿轮装置的减速比得到的值，其比值(w/wO)是偏位系数κ。大于常规挠曲量的挠曲量(K > I)被称为正偏位，而小于常规挠曲量的挠曲量(K < I)被称为负偏位。这里，已被挠曲成椭圆形的可挠外齿轮的外齿沿其齿线方向从隔板侧的后端部朝向前开口侧的前端部以基本与离隔板的距离成比例的方式表现出递增量的挠曲。此外，伴随着波动发生器的转动，可挠外齿轮的外齿的各个部分沿径向重复挠曲。结果，例如当沿外齿齿线方向在中心处的轴向垂直横截面上的挠曲量被设定成常规的挠曲量(κ=1)时，正偏位挠曲状态出现在从该截面开始朝向前端的一侧，而负偏位挠曲状态出现在从该截面开始朝向后端的一侧。外齿处于沿齿线方向沿其整体正偏位挠曲状态的外齿齿形被称为正偏位齿形，而外齿处于沿齿线方向沿其整体负偏位挠曲状态的外齿齿形被称为负偏位齿形。“成锥”描述一种状态，其中可挠外齿轮的各个部分以这种方式通过波动发生器而挠曲。迄今为止，在将外齿的成锥考虑在内时，尚未对设置齿形的合理方法给予足够的重视。目前，强烈要求市场上存在负载扭矩性能提高的波动齿轮装置。为此，需要一种将外齿的成锥考虑在内的合理齿形，籍此在整个齿线上连续啮合是可能的。波动齿轮装置的其中一个需求是为抗高减速比下的棘轮效应提供对策。在齿数超过200的高减速比的情形下，需要增加齿高以防止高负载扭矩期间的棘轮效应。现有技术文献专利文献I :美国专利No. 2906143 专利文献2 JP-B2 45-41171专利文献3 JP-A 63-115943专利文献4 JP-A 64-79448专利文献5 JP-A 2007-21190
技术实现思路
本专利技术要解决的问题本专利技术的一个目的是提供一种具有三维接触渐开线正偏位齿形的波动齿轮装置，籍此两个齿轮在沿齿线方向在预定位置建立的主横截面(轴向垂直横截面)内在很宽范围上保持啮合，同时也在齿线方向上的其它轴向垂直横截面上保持部分啮合，该齿形提供足够大的齿高，该齿高可防止在高负载扭矩期间两齿轮的棘轮效应，即使在高减速比下也是如此。用于解决前述问题的手段为了达成前述目的，在本专利技术的波动齿轮装置中，为了增加有效齿高，将小于20°的低压力角的渐开线正偏位齿形采纳作为基本齿形。此外，有鉴于渐开线齿形的齿条齿形是直线这一事实，取得一种可将齿的成锥考虑在内地跨两个齿轮的整个齿线连续啮合的齿形。具体地说，根据本专利技术，设定在波动齿轮装置的可挠外齿轮的外齿的齿线中心附近的标准轴向垂直横截面(主横截面)内的齿高值为2 k Qmn=2(l+C)mn (偏位系数κ Q = l+c ；0< c < O. 5),它大于标准的2mn (其中m是模数而η是正整数，通常η=1)。此外，通过以将成锥考虑在内的方式沿外齿的齿线方向移位齿，外齿的齿线方向上的轴向垂直横截面内的齿条齿形的直线部分沿齿线方向观察是一致的。因此。在本专利技术的波动齿轮装置中，可实现齿跨两个齿轮的整个齿线以合理方式啮合。进一步说，根据本专利技术，这里提供一种波动齿轮装置，其具有环形的刚性内齿轮，设置在内齿轮内侧的可挠外齿轮，以及配合在外齿轮内侧的波动发生器，可挠外齿轮配有可挠的圆柱筒部以及沿径向从圆柱筒部的后端开始延伸的环形隔板，形成在圆柱筒部的前端开口区域内的外齿通过波动发生器挠曲成椭圆形，以从隔板侧的后端部至开口侧的前端部产生与离开隔板的距离基本成比例的挠曲量；其特征在于刚性内齿轮和可挠外齿轮是模数为m的直齿轮；刚性内齿轮和可挠外齿轮各自的齿数为至少200 ；可挠外齿轮的齿数比刚性内齿轮的齿数少2η,其中η是正整数；刚性内齿轮和可挠外齿轮的基本齿形是压力角α小于20°的渐开线齿形；通过波动发生器使可挠外齿轮变形至椭圆形，籍此可挠外齿轮的外齿的边缘中性圆变形至椭圆形的边缘中性曲线，在边缘中性曲线的长轴位置上相对于边缘中性圆沿径向的挠曲量是κ nm，其中κ是大于I的偏位系数；在沿可挠外齿轮的外齿的齿线方向的各个位置的轴向垂直横截面上推导出当齿啮合通过齿条啮合近似时获得的可挠外齿轮的外齿相对于刚性内齿轮的内齿的移动轨迹，在可挠外齿轮的外齿的齿线方向上的前端部和后端部之间的中间位置处建立的轴向垂直横截面被指定为主横截面，在该主横截面中获得的移动轨迹被称为第一移动轨迹，并且在该第一移动轨迹上的环形顶部向第一移动轨迹画出的数条切线中相对于边缘中性曲线的长轴成等于压力角α的夹角的一条切线被称为第一切线，以及沿齿线方向除外齿的主横截面以外的轴向垂直横截面获得的移动轨迹被称为第二移动轨迹，并且对此画出的数条切线中相对于边缘中性曲线的长轴成等于压力角α的夹角的数条切线被称为第二切线，除外齿主横截面以外的轴向垂直横截面的齿形是经移位的齿形，其中包括渐开线齿形的基本齿形已经历位移，由此若沿外齿的齿线方向观察，轴向垂直横截面内的第二移动轨迹是跃变的并且第二切线与第一切线是一致的；以及刚性内齿轮的内齿的尖端已经历调整，由此沿齿线方向不存在与移位的齿形的干扰。这里，在优选实践中，主横截面上的外齿的齿高是2 κ 0mn,其中κ ^是主横截面中的偏位系数κ，且偏位系数κ 0=l+c (0<c<0. 5)。K0Ol)是外齿在主横截面内的偏位系数K，经移位的齿形的移位量可以是通过下列方程给出的值。权利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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，泷泽登，有马贵弘，柴本裕辅，
申请(专利权)人：谐波传动系统有限公司，
类型：
国别省市：