[发明专利]2个应力纯分离的波动齿轮装置

说明书

在波动齿轮装置的外齿齿轮的齿线的中央截取的主截面中，基于在将外齿齿轮相对于内齿齿轮而言的齿的啮合视为齿条啮合的情况下所获得的外齿齿轮的齿相对于内齿齿轮的齿而言的κ＝1的移动轨迹(Mc)，由式a来表达内齿齿轮的齿顶的齿廓，由式b来表达外齿齿轮的齿顶的齿廓(34C1)。在外齿齿轮的椭圆形状的长轴两端部分，能够避免因挠曲而产生的弯曲应力、和因负荷扭矩而引起的拉伸应力的叠加，从而能够实质性地使这两个应力的产生位置完全分离开，因此能够增大波动齿轮装置的传递扭矩容量。(式a)x_Ca1＝0.25mn(π+θ‑sinθ)y_Ca1＝0.5mn(‑1+cosθ)其中，0≤θ≤π(式b)x_Fa1＝0.25mn[π‑θ+sinθ‑ε{cos(θ/2)‑sin(θ/2)}²]y_Fa1＝mn[0.5(1―cosθ)‑(ε/4){sin(θ/2)‑cos(θ/2)}²]其中，0≤θ≤π0ε≤0.1。

技术领域

本发明涉及一种波动齿轮装置，该波动齿轮装置借助波动发生器使柔性的外齿齿轮挠曲成椭圆状而相对于刚性的内齿齿轮在局部啮合。更详细而言，涉及如下波动齿轮装置：在外齿齿轮的椭圆形状的长轴两端部分，能够可靠地避免因挠曲而产生的弯曲应力、和因与内齿齿轮的啮合所产生的负荷扭矩而引起的拉伸应力的叠加，从而能够实现传递扭矩容量的提高。

背景技术

一般情况下，波动齿轮装置具有：刚性的内齿齿轮；柔性的外齿齿轮，其同轴地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。扁平型的波动齿轮装置具备：在柔性的圆筒的外周面形成有外齿的外齿齿轮。杯型以及礼帽型的波动齿轮装置的外齿齿轮具备：柔性的圆筒状主体部；隔膜，其从上述圆筒状主体部的后端沿半径方向延伸；以及外齿，其形成于圆筒状主体部的前端开口侧的外周面部分。在典型的波动齿轮装置中，借助波动发生器而使得圆形的外齿齿轮挠曲成椭圆状，挠曲成椭圆状的外齿齿轮的长轴方向上的两端部分与内齿齿轮啮合。

对于波动齿轮装置，自创始人C.W.Musser氏的发明(专利文献1)以来，至今为止，由以C.W.Musser氏为代表的、包括本发明的发明人在内的众多研究者提出了本装置的各种发明方案。即使仅针对与其齿廓相关的发明也提出了各种方案。本发明的发明人在专利文献2中提出了把基本齿廓设为渐开线齿廓的方案，在专利文献3、4中提出了如下齿廓设计法：利用通过齿条啮合而对内齿齿轮和外齿齿轮的齿的啮合实施拟合的方法，对进行广域接触的两个齿轮的齿顶齿廓进行引导。

在波动齿轮装置中，借助波动发生器而使得柔性的外齿齿轮从正圆状态挠曲成椭圆状，因此，在该椭圆形状的长轴的两端部分因挠曲而产生弯曲应力。另外，挠曲成椭圆状的外齿齿轮在其长轴的两端部分与内齿齿轮啮合，故此，因经由啮合部分传递的负荷扭矩而产生拉伸应力。因此，双方的应力叠加而使得较大的应力作用于外齿齿轮的长轴两端部分(齿底轮缘部分)。特别是在两个齿轮的齿数较小的低速比的波动齿轮装置的情况下，外齿齿轮的长轴位置处的挠曲量较大，因此，随着椭圆状的变形而产生较大的弯曲应力。因而，为了实现波动齿轮装置的传递扭矩容量的提高，需要降低在外齿齿轮的长轴两端部分所产生的应力。

以往，为了降低在外齿齿轮的长轴两端部分所产生的应力，将使得外齿齿轮变形为椭圆状时的半径方向上的最大挠曲量(长轴位置处的半径方向挠曲量)设定为：比标准的正规挠曲量2mn还要小的挠曲量2κmn(κ1)。此处，n为正整数，两个齿轮的齿数差为2n个。m为两个齿轮的模数。另外，κ是被称为偏差系数(或者挠曲系数)的系数，将半径方向挠曲量为κ＝1的挠曲量2mn(正规挠曲量)的情况称为无偏差挠曲，将小于2mn的半径方向挠曲量2κmn(κ1)的情况称为负偏差挠曲，将大于2mn的半径方向挠曲量2κmn(κ1)的情况称为正偏差挠曲。