[发明专利]具有锥形可挠性外齿轮的波动齿轮装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有锥形可挠性外齿轮的波动齿轮装置，该锥形可挠性外齿轮具有能在齿线方向上大范围地连续啮合的齿廓。而且更详细而言，涉及如下的具有锥形可挠性外齿轮的波动齿轮装置：通过力图使可挠性外齿轮的齿环厚度设定最优化，从而能够增大传递载荷转矩。

背景技术

波动齿轮装置从创始人C.W.Musser的发明(专利文献1)以来，至今为止以该创始人为首，包括本发明人的众多研究人员提出了该装置的各种发明设计。仅是与其齿廓有关的发明，就有很多种。例如，本发明人在专利文献2中提出了采用渐开线齿廓来作为基本齿廓，而在专利文献3、4中提出了利用齿条来对刚性内齿轮与可挠性外齿轮的齿的啮合进行近似的方法，使用该方法对进行大范围接触的两个齿轮的齿顶齿廓进行引导的齿廓设计法。

一般而言，波动齿轮装置具有圆环状的刚性内齿轮，呈同轴状地配置在其内侧的可挠性外齿轮，以及嵌入在其内侧的波动发生器。可挠性外齿轮具备可挠性的圆筒状主体部，从该圆筒状主体部的后端在半径方向上延伸的膜片，以及形成在圆筒状主体部的前端开口侧的外周面部分上的外齿。可挠性外齿轮被波动发生器挠曲成椭圆形，并在椭圆的长轴方向的两端部与刚性内齿轮相啮合。

对于挠曲成椭圆形的可挠性外齿轮的外齿，其挠曲量沿着其齿线方向，从膜片一侧朝向前端开口，且大致与离膜片的距离成比例地增加。另外，伴随着波动发生器的旋转，可挠性外齿轮的齿部的各部分反复地向半径方向挠曲。然而，对于因这种波动发生器而引起的可挠性外齿轮的挠曲动作(锥进：coning)的合理齿廓的设计方法，至今为止没有充分考虑。

本发明人在专利文献5中提出了一种考虑了齿的锥进且具有能进行连续啮合的齿廓的波动齿轮装置。该专利文献5所提出的波动齿轮装置中，将其可挠性外齿轮的齿线方向的任意的轴垂直截面位置确定为主截面，在主截面上的可挠性外齿轮的椭圆形齿环中立线的长轴位置，将相对于其挠曲前的齿环中性圆的挠曲量2κmn(κ为挠曲系数，m为模数，n为正整数)设定成使得挠曲成2mn(κ＝1)的无偏位状态。

另外，利用齿条啮合对可挠性外齿轮和刚性内齿轮的啮合进行近似，在可挠性外齿轮的齿线方向上的包含主截面的各位置的轴垂直截面上，求出伴随着波动发生器旋转、可挠性外齿轮的齿相对于刚性内齿轮的齿的各移动轨迹，对于在主截面得到的无偏位移动轨迹上从顶部的点A到下一个底部的点B为止的曲线部分，以点B为相似的中心缩小成λ倍(λ＜1)以求出第一相似曲线BC，采用该第一相似曲线BC以作为刚性内齿轮的齿顶的基本齿廓。

而且，对于以第一相似曲线BC的端点C为中心将该第一相似曲线BC旋转180度而得到的曲线，求出以该端点C为相似的中心对该曲线缩放（1－λ）／λ倍后的第二相似曲线，采用该第二相似曲线来作为可挠性外齿轮的齿顶的基本齿廓。

除此以外，在可挠性外齿轮的齿廓上，夹着主截面，对它们的齿线方向两侧的齿廓部分实施变位，从而对于比可挠性外齿轮的外齿的主截面更靠膜片一侧的挠曲成负偏位状态（挠曲系数κ＜1）的各轴垂直截面上所得到的各负偏位侧移动轨迹、以及比主截面更靠开口端一侧的挠曲成正偏位状态（挠曲系数κ＞1）的各轴垂直截面上所获得的各正偏位侧移动轨迹这两者，将它们描绘成在主截面的无偏位移动轨迹的底部相接的曲线。其结果是，可挠性外齿轮成为齿顶圆直径在齿线方向上从开口端一侧朝向膜片一侧逐渐减小的锥形可挠性外齿轮。

在如上述那样形成了齿廓的波动齿轮装置中，以主截面中包括大范围且连续的齿廓啮合为中心，能够在从主截面到开口端为止的齿线的范围、以及从主截面到膜片侧为止的齿线的范围内实现有效的啮合。由此，与现有的在狭小的齿线范围内进行啮合的波动齿轮装置相比，能够传递更多的转矩。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第2906143号公报

专利文献2：日本专利特公昭45－41171号公报

专利文献3：日本专利特开昭63－115943号公报

专利文献4：日本专利特开昭64－79448号公报

专利文献5：WO2010/070712号刊物

发明内容

发明所要解决的技术问题

这里，现有的波动齿轮装置的齿廓的发明与可挠性外齿轮的齿环厚度无关而分开进行。即，对于齿廓、和与传递载荷转矩相关的可挠性外齿轮的齿底齿环厚度之间的相关性，完全没有考虑。