[发明专利]带有负偏差校准齿形的挠性啮合型齿轮装置

说明书

本发明与一种挠性啮合型齿轮装置有关，更具体地说，本发明与用于一种挠性啮合型齿轮装置的一刚性内齿轮和一挠性外齿轮的齿形有关。

一种挠性啮合型齿轮装置是由一个刚性圆形内齿轮、一个置于上述内齿轮内且其齿数比内齿轮少例如2n个(n为正整数)并可被挠曲成一个椭圆形以便在两个部位与内齿轮相啮合的挠性外齿轮和一个装在外齿轮内用来将外齿轮挠曲成一椭圆形的波发生器组成。

虽然，挠性啮合型齿轮装置中的齿轮的基本齿形是线性的(请见美国专利US.Patent No.2,906,143)但是采用渐开线齿轮的挠性啮合型齿轮装置也已研制成功(见日本专利平成45-411171)。此外，本发明人曾提出过一个采用通过变换移动轨迹的相似性所得的曲线作为两齿轮的齿面轮廓的系统(见日本专利JP-A 63-115943)，上述的相似变换见在从根据外齿轮的齿相对于内齿轮的齿条近似的轨迹上的啮合限点所规定的范围内按减速比为1/2进行的。该系统是一种用于达到两齿轮的齿面轮廓之间连续接触的系统。

先有技术中的一种挠性啮合型齿轮装置装有一个环形挠性外齿轮，先有技术的另一种上述齿轮装置装有一个杯形挠性外齿轮，在后一种齿轮装置中，出现一种称之为形成“锥面”的三维挠曲现象，安插在其内的椭圆波发生器使该挠曲量(椭圆长轴和短轴之差)从挠性外齿轮的挡板一侧向着开口部分，大致与至挡板的距离成比例地逐渐增加。但是上述的分开文件中所述的齿形并没有考虑“形成锥面”的问题，因此，当对特定的截面例如，一相当于挠曲额定的非偏斜截面的齿间曲线实现两齿轮的齿形连续啮合时，就会在齿线的其他截面出现齿的干涉和其他问题。

本发明人后来提出过一种在杯形挠性外齿轮的整个齿间曲线上的较宽啮合范围无干扰的挠性啮合型齿轮装置，这种装置在例如日本专利申请平成3-357036和平成3-357037中公开过。

对挠性啮合型齿轮装置所要求的性能正变得日益严格，为了满足这要求，必须再进一步改进装置的强度和抗磨损性能，特别需要最大可能地改进齿面的耐磨损性能。

上述发明的全部内容使齿轮沿齿间曲线呈连续啮合，然而这种啮合是所谓的“反向运动”啮合，因此，从保持齿面之间润滑油膜的观点来看它不可避免有缺点。由于油膜破裂而造成齿面磨损使得所允许的传送转矩受到某些限制，因为以上原因，强烈要求在这方面作出改进。

为了达到上述改进，本发明从根本上改进刚性内齿轮和挠性外齿轮的齿形来替换先有技术中进行包括凸曲线之间连续接触的反向运动啮合的齿形，具体地说，采用一种新的凸形曲线的齿形作为刚性内齿轮或挠性外齿轮的工作齿形而采用一种凹形曲线的齿形作为另一个齿轮的工作齿形，结果，两齿轮实行凸形齿形与凹形齿形之间的通过啮合，这从润滑的角度来说是有利的。

更具体地说，本发明的特征在于一种具有下列结构特点的挠性啮合型传动装置，该装置含有一个刚性内齿轮，一个置于刚性内齿轮内的挠性外齿轮，和一个用来把外齿轮的垂直于其轴线的截面挠曲成一椭圆形，从而使挠性外齿轮局部地与刚性内齿轮啮合并使两齿轮的啮合位置沿圆周方向转动的波发生器，该波发生器的转动引起两齿轮之间的相对转动，

a)将在一个齿轮的齿间曲线的规定点上，垂直于挠性外齿轮轴线限定的基本截面内的径向挠曲量(W)规定为小于挠曲额定挠曲量(Wo)的负偏差挠曲量；

b)刚性内齿轮和挠性外齿轮两者都是正齿轮；

c)挠性外齿轮的齿数比刚性内齿轮的齿数少2n个(n为正整数)；

d)将刚性内齿轮或挠性外齿轮(指定为第一齿轮)的工作齿形规定为一凸形曲线，该凸形曲线的形状就是或近似是通过对相对于称为第二齿轮的另一个齿轮的齿的近似齿条的移动轨迹的齿顶部分以移动轨迹的顶点为原点，在垂直于轴线的齿形的基本截面内按放大比率λ进行相似性变换所得出口的凸形曲线，上述部分相对于另一齿轮是凸出的，

e)将另一齿轮或第二齿轮的工作齿形规定为一个凹形曲线，该凹形曲线的形状是或近似是通过移动轨迹的相同部分以放大率(入)且用移动途径的顶点作为原点进行相似性变换所得出的凹形曲线，从而使两个齿形的啮合成为在垂直轴线的基本截面内连续接触的通过啮合。

最好是将工作齿形的凹线的第二齿轮的凹形齿形的顶部按需要的比例做出一凸曲线以避免齿干扰或者将齿冠缩短。

本发明的齿形也可用到一种装有一杯形挠性外齿轮的挠性啮合型齿轮装置中，为了在这种情况下实现沿着齿间曲线的连续接触，最好根据避免干扰的需要成比例地向着杯状挠性外齿轮的开口部分和齿轮挡板侧的内端部分相对于垂直于轴线的齿线的基本截面进行铲齿。