專利名稱:偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及到一種偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,通過曲柄軸使與內(nèi)齒輪嚙合的外齒齒輪偏心擺動(dòng)。
背景技術(shù):
作為現(xiàn)有的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,周知例如專利文獻(xiàn)1中記載的裝置。
該裝置具備內(nèi)齒齒輪,在內(nèi)周以一定齒距設(shè)置了由多個(gè)圓柱狀滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒;外齒齒輪,形成有多個(gè)曲柄軸孔和通孔,外周具有由次擺線齒形構(gòu)成的、與上述內(nèi)齒嚙合并且齒數(shù)比該內(nèi)齒只少一個(gè)的外齒;曲柄軸,插入各曲柄軸孔中,通過旋轉(zhuǎn)使外齒齒輪偏心擺動(dòng);支持體,可以旋轉(zhuǎn)地支持上述曲柄軸,同時(shí)具有多根活動(dòng)地插入各通孔中的柱體。
并且,在該裝置中,如圖22所示,互相接觸的外齒齒輪01的外齒02在其接觸點(diǎn)上分別給內(nèi)齒輪03的內(nèi)齒(滾柱)04施加與齒面垂直方向的驅(qū)動(dòng)分力,同時(shí)作為其反作用內(nèi)齒(滾柱)04也給外齒02施加上述驅(qū)動(dòng)分力的反作用力K。
而且,如圖23所示,各外齒101施加給對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒(滾柱)102的驅(qū)動(dòng)分力的反作用力K的作用線S重合在一個(gè)匯聚點(diǎn)C上,這種匯聚點(diǎn)C位于,通過所有的通孔103的半徑方向外端的外端經(jīng)過圓G,與通過半徑方向內(nèi)端的內(nèi)端經(jīng)過圓N之間。
并且,這樣的行星齒輪裝置被要求,在不大型化,尤其是不增大外齒齒輪的直徑,并且不增大外齒施加到內(nèi)齒的驅(qū)動(dòng)分力(接觸壓力)的情況下,增大輸出扭矩。
此處,上述的輸出扭矩為,外齒與內(nèi)齒(滾柱)的各接觸點(diǎn)上的驅(qū)動(dòng)力沿切線方向的分力,與內(nèi)齒輪的中心到上述接觸點(diǎn)的距離的乘積的合計(jì)值,但由于根據(jù)防止大型化的要求,內(nèi)齒輪的中心到接觸點(diǎn)的距離為一定,因此要增大輸出扭矩,可以考慮增大驅(qū)動(dòng)分力沿切線方向的分力。并且,這種驅(qū)動(dòng)分力沿切線方向的分力的增大,可以通過使驅(qū)動(dòng)分力的作用線重合的匯聚點(diǎn)向半徑方向外側(cè)移動(dòng),使上述作用線向相對(duì)于外齒齒輪的切線方向側(cè)傾斜來達(dá)到。
專利文獻(xiàn)1特開平7-299791號(hào)公報(bào)但是,上述的行星齒輪裝置,由于外齒齒輪01上的位于通孔05的半徑方向外側(cè)的橋狀部06的壁厚(從通孔05的半徑方向外端到外齒02的齒根07之間的半徑方向距離為最小壁厚)J比其他部分的壁厚小很多,彎曲剛性低,因此當(dāng)上述反作用力K大體在半徑方向作用于該橋狀部06時(shí),橋狀部06和該橋狀部06附近的外齒02產(chǎn)生彈性變形,外齒02與內(nèi)齒(滾柱)04一端接觸,存在外齒02的齒面壽命縮短的問題。
而且,如果橋狀部06如上所述彎曲剛性低的話,則在將上述行星齒輪裝置用于機(jī)器人、工作機(jī)械等時(shí),存在扭矩負(fù)荷的情況下,存在固有震動(dòng)頻率低,震動(dòng)特性惡化,控制性下降的問題。
并且,由于這種現(xiàn)有的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,如上所述匯聚點(diǎn)C位于外端經(jīng)過圓G與內(nèi)端經(jīng)過圓N之間,因此當(dāng)外齒齒輪104的偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)使上述匯聚點(diǎn)C位于通孔103的中心附近時(shí),各反作用力K的作用線S大體沿通孔103的法線方向延伸。此處,由于外齒齒輪104上的位于通孔103的半徑方向外側(cè)的橋狀部105,與其他部位比較為薄的壁厚,因此剛性低,由于部分反作用力K如上所述大體沿通孔103的法線方向,即沿大體與橋狀部105的延伸方向正交的方向作用于該剛性低的橋狀部105,因此使橋狀部105和該橋狀部105附近的外齒101彈性變形,外齒101與內(nèi)齒(滾柱)102一端接觸,存在外齒101的齒面壽命縮短的問題。
而且,為了避免外齒的齒頂干涉內(nèi)齒輪的內(nèi)周,由上述的匯聚點(diǎn)的位置(從內(nèi)齒輪的中心的半徑方向距離)除以內(nèi)齒(滾柱)的齒數(shù)求得的、外齒齒輪相對(duì)于內(nèi)齒輪的偏心量,必須在內(nèi)齒(滾柱)半徑的0.5倍以下(現(xiàn)有的行星齒輪裝置中為0.40~0.45倍左右),結(jié)果,對(duì)如上所述的使匯聚點(diǎn)向半徑方向外側(cè)移動(dòng)有限制,存在不能充分增大輸出扭矩的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,通過抑制外齒齒輪的橋狀部和外齒的彈性變形來延長外齒的齒面壽命,而且還能夠提高震動(dòng)特性,并且能夠在防止大型化的同時(shí)增大輸出扭矩。
可以達(dá)成這樣的目的的第1方法是通過如下述結(jié)構(gòu)的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,使構(gòu)成內(nèi)齒的滾柱的直徑D除以內(nèi)齒的一定齒距P的比率減小至,外齒的齒頂超過內(nèi)齒輪的內(nèi)周的半徑方向外側(cè),并且至少切除超過內(nèi)齒輪的內(nèi)周的部位的外齒,由此來避免外齒與內(nèi)齒輪的內(nèi)周的干涉。所述偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置具有內(nèi)齒齒輪,在內(nèi)周以一定齒距P設(shè)置了由多個(gè)圓柱狀滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒;外齒齒輪,形成有至少一個(gè)曲柄軸孔和多個(gè)通孔,外周上具有由次擺線齒形構(gòu)成的、與上述內(nèi)齒嚙合并且齒數(shù)比該內(nèi)齒只少1個(gè)的外齒;曲柄軸,插入各曲柄軸孔內(nèi),通過旋轉(zhuǎn)使外齒齒輪偏心擺動(dòng);支持體,可以旋轉(zhuǎn)地支持上述曲柄軸,并且具有多個(gè)插入到各通孔中的柱狀體。
第2達(dá)成方法是通過同樣的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,使構(gòu)成內(nèi)齒的滾柱的直徑D除以內(nèi)齒的一定齒距P的比率減小至,外齒的齒頂超過內(nèi)齒輪的內(nèi)周的半徑方向外側(cè),同時(shí)將相鄰的內(nèi)齒之間的內(nèi)齒輪的內(nèi)周切除上述外齒超過內(nèi)周的量以上的深度,由此來避免外齒與內(nèi)齒輪的內(nèi)周的干涉。
第3達(dá)成方法是通過在下述偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置中,使各外齒施加給對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒的驅(qū)動(dòng)分力的反作用力K的作用線S重合的匯聚點(diǎn)C,位于通過構(gòu)成內(nèi)齒的所有滾柱的中心的滾柱圓P與通過所有的通孔的半徑方向外端的外端經(jīng)過圓G之間。所述偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置具有內(nèi)齒齒輪,在內(nèi)周設(shè)置了由多個(gè)圓柱狀滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒;外齒齒輪,形成有至少一個(gè)曲柄軸孔和多個(gè)通孔,外周上具有由次擺線齒形構(gòu)成的、與上述內(nèi)齒嚙合的多個(gè)外齒;曲柄軸,插入各曲柄軸孔內(nèi),通過旋轉(zhuǎn)使外齒齒輪偏心擺動(dòng);支持體,可以旋轉(zhuǎn)地支持上述曲柄軸,并且具有多個(gè)插入到各通孔中的柱狀體。
第4達(dá)成方法是通過在下述偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置中,當(dāng)將上述外齒齒輪相對(duì)于內(nèi)齒輪的偏心量設(shè)為H、構(gòu)成內(nèi)齒的滾柱的半徑設(shè)為R時(shí),使上述偏心量H在半徑R的0.5~1.0倍的范圍內(nèi),并且從齒頂以規(guī)定量切除各外齒,來避免外齒與內(nèi)齒輪的內(nèi)周的干涉,所述偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置具有內(nèi)齒齒輪,在內(nèi)周設(shè)置了由多個(gè)圓柱狀滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒;外齒齒輪,形成有至少一個(gè)曲柄軸孔和多個(gè)通孔,外周上具有由次擺線齒形構(gòu)成、與上述內(nèi)齒嚙合并且齒數(shù)比該內(nèi)齒只少1個(gè)的外齒;曲柄軸,插入各曲柄軸孔內(nèi),通過旋轉(zhuǎn)使外齒齒輪偏心擺動(dòng);支持體,可以旋轉(zhuǎn)地支持上述曲柄軸,并且具有多個(gè)插入到各通孔中的柱狀體。
第5達(dá)成方法是通過在同樣的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置中,當(dāng)將上述外齒齒輪相對(duì)于內(nèi)齒輪的偏心量設(shè)為H、構(gòu)成內(nèi)齒的滾柱的半徑設(shè)為R時(shí),使上述偏心量H在半徑R的0.5~1.0倍的范圍內(nèi),并且將相鄰的內(nèi)齒之間的內(nèi)齒輪的內(nèi)周只切除規(guī)定的深度,由此來避免外齒與內(nèi)齒輪的內(nèi)周的干涉。
上述方式1、2涉及的發(fā)明中,由于使構(gòu)成內(nèi)齒的滾柱的直徑D除以內(nèi)齒的一定齒距P的比率減小至,外齒的齒頂超過內(nèi)齒輪的內(nèi)周的半徑方向外側(cè),因此上述內(nèi)齒(滾柱)的直徑D比以往的直徑小,由此,外齒齒輪的外齒的齒根向半徑方向外側(cè)移動(dòng),結(jié)果,位于通孔的半徑方向外側(cè)的橋狀部的壁厚(最小壁厚)比以往變厚,彎曲剛性提高。由此,能夠抑制驅(qū)動(dòng)分力的反作用力大體作用于半徑方向時(shí)橋狀部和外齒的彈性變形,能夠延長外齒的齒面壽命,而且能夠提高固有震動(dòng)頻率,并提高震動(dòng)特性和控制性。
此處,為如上所述的構(gòu)成時(shí),外齒干涉內(nèi)齒輪的內(nèi)周,但方式1涉及的發(fā)明中,至少切除超過內(nèi)齒輪的內(nèi)周的部位的外齒,并且,方式2涉及的發(fā)明中,將相鄰的內(nèi)齒之間的內(nèi)齒輪的內(nèi)周只切除上述外齒超過內(nèi)周的量以上的深度,由此來避免外齒與內(nèi)齒輪的內(nèi)周的干涉。
并且,如果是如方式3的構(gòu)成,通過保留對(duì)傳遞扭矩起最大作用的拐點(diǎn)能夠抑制傳遞扭矩的降低,而且通過保留外齒與內(nèi)齒之間滑動(dòng)少的部位能夠降低噪音和發(fā)熱。
并且,如果是如方式4記載的構(gòu)成,能夠?qū)?nèi)齒與外齒的接觸點(diǎn)上的赫茲應(yīng)力維持在較低的值,能夠進(jìn)一步延長外齒的齒面壽命。
而且,如果是如方式5記載的構(gòu)成,能夠防止齒面上產(chǎn)生尖銳的部位,還能夠增大輸出扭矩。
并且,如果是如方式6記載的構(gòu)成,由于使各外齒施加給對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒的驅(qū)動(dòng)分力的反作用力K的作用線S重合的匯聚點(diǎn)C,位于通過所有的通孔的半徑方向外端的外端經(jīng)過圓G的半徑方向的外側(cè),因此當(dāng)匯聚點(diǎn)C位于通過通孔中心的半徑方向線上時(shí),所有的反作用力K的作用線S相對(duì)于通孔比以往向切線方向側(cè)傾斜,靠近橋狀部的延伸方向。結(jié)果,抑制壁薄且剛性低的橋狀部及該橋狀部附近的外齒的彈性變形,并延長外齒的齒面壽命。
而且,當(dāng)上述匯聚點(diǎn)C如上所述位于外端經(jīng)過圓G的半徑方向外側(cè)時(shí),由于不是通孔的空洞部分而是切線方向剛性高的橋狀部承受上述各反作用力K的切線方向的分力,因此能夠抑制通孔的變形。但是,如果上述匯聚點(diǎn)C位于通過構(gòu)成內(nèi)齒的所有滾柱的中心的滾柱圓P的半徑方向外側(cè)時(shí),由于外齒的齒面產(chǎn)生尖銳的部分,因此上述匯聚點(diǎn)C必須位于外端經(jīng)過圓G與滾柱圓P之間。
此處,當(dāng)上述匯聚點(diǎn)C位于滾柱圓P與齒根圓M之間時(shí),部分反作用力K大體沿切線方向作用于外齒齒輪,結(jié)果,這樣的反作用力K有可能使外齒彎曲變形,但如果如方式7記載的,使上述匯聚點(diǎn)C位于齒根圓M與外端經(jīng)過圓G之間的話,則能夠防止這種情況發(fā)生。
并且,如果是如方式8記載的構(gòu)成,與齒數(shù)差為2以上時(shí)相比能夠?qū)崿F(xiàn)高減速比,并能夠降低加工費(fèi)用。
方式9涉及的發(fā)明中,由于使偏心量H在半徑R的0.5倍以上,因此能夠使該偏心量H乘以內(nèi)齒的齒數(shù)Z求得的,內(nèi)齒輪的中心O到匯聚點(diǎn)C之間的半徑方向距離L比以往大,即能夠使匯聚點(diǎn)C向半徑方向外側(cè)移動(dòng)很大。由此,驅(qū)動(dòng)分力K′的作用線S相對(duì)于外齒齒輪向切線方向側(cè)傾斜很大,增大了驅(qū)動(dòng)分力K′的切線方向分力,由此,能在不改變內(nèi)、外齒的嚙合齒數(shù)的情況下增大輸出扭矩。
此處,如上所述使偏心量H在半徑R的0.5倍以上時(shí),雖然外齒的齒頂干涉內(nèi)齒輪的內(nèi)周,但通過從齒頂以規(guī)定量切除上述各外齒,能夠避免這樣的外齒與內(nèi)齒輪的內(nèi)周的干涉。而權(quán)利要求10涉及的發(fā)明中,將相鄰的內(nèi)齒之間的內(nèi)齒輪的內(nèi)周切除規(guī)定深度,由此來避免外齒與內(nèi)齒輪的內(nèi)周的干涉。另外,當(dāng)上述偏心量H超過半徑R的1.0倍時(shí),上述的所有的情況下外齒齒輪的偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生外齒與內(nèi)齒干涉的旋轉(zhuǎn)位置,因此偏心量H必須在半徑R的1.0倍以下。
并且,如果是如方式11記載的構(gòu)成,能夠防止在齒面上產(chǎn)生尖銳部位,并使輸出扭矩大幅度增大。
并且,如果是如方式12記載的構(gòu)成,能夠提高外齒的彎曲剛性,而且能夠使外齒加工容易。
圖1表示本發(fā)明的實(shí)施例1的側(cè)剖視2圖1的I-I向視剖視3表示作用于外齒上的反作用力K及其作用線S的說明4圖3的U部分的放大5表示內(nèi)齒(滾柱)的直徑D與赫茲應(yīng)力比的關(guān)系的曲線6表示L/R的值與載荷比率的關(guān)系的曲線7表示本發(fā)明的實(shí)施例2的與圖1一樣的剖視8表示本發(fā)明的實(shí)施例2的與圖2一樣的剖視9表示本發(fā)明的實(shí)施例3的側(cè)剖視10圖9的II-II向視剖視11表示內(nèi)齒與外齒的嚙合狀態(tài)的與圖10相同的剖視12說明驅(qū)動(dòng)分力(反作用力K)的作用線S匯聚于匯聚點(diǎn)C的狀態(tài)的說明13表示載荷比率與L/Q值之間的關(guān)系的曲線14表示本發(fā)明的實(shí)施例4的側(cè)剖視15圖14的III-III向視剖視16表示內(nèi)齒與外齒的嚙合狀態(tài)的與圖15相同的剖視17表示作用于內(nèi)齒的驅(qū)動(dòng)分力K′及其作用線S的說明18表示L/Q值與載荷比率之間的關(guān)系的曲線19表示內(nèi)齒(滾柱)的直徑D與赫茲應(yīng)力比的關(guān)系的曲線20表示本發(fā)明的實(shí)施例5的與圖14一樣的剖視21表示本發(fā)明的實(shí)施例5的與圖15一樣的剖視22表示背景技術(shù)的一例的與圖2一樣的剖視23說明背景技術(shù)中說明過的驅(qū)動(dòng)分力(反作用力K)的作用線S匯聚于匯聚點(diǎn)C的狀態(tài)的說明圖具體實(shí)施方式
下面說明本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1下面根據(jù)
本發(fā)明的實(shí)施例1。
在圖1、圖2中,11為用于機(jī)器人等的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,該行星齒輪裝置11具有,例如安裝于圖中沒有表示的機(jī)器人的臂或手等的近似圓筒狀的旋轉(zhuǎn)外殼12。在該旋轉(zhuǎn)外殼12的內(nèi)周形成多個(gè)其軸向方向中央部的截面為半圓形的滾柱(pin)槽13,這些滾柱槽13沿軸線方向延伸,沿圓周方向等距離分離,此處為以一定齒距P分開配置。14為由多個(gè)(與滾柱槽13的數(shù)量相同)呈圓柱狀的滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒,這些內(nèi)齒(滾柱)14的大體一半被插入滾柱槽13內(nèi),因此沿圓周方向以等距離(一定齒距P)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)外殼12的內(nèi)周。
此處,上述一定齒距P為,通過構(gòu)成內(nèi)齒14的所有滾柱的中心的滾柱圓V的周長除以內(nèi)齒(滾柱)14的根數(shù)的值,換言之,為用圓弧線段連接任意相鄰的2個(gè)內(nèi)齒(滾柱)14的中心時(shí)的圓弧長度。上述的旋轉(zhuǎn)外殼12、內(nèi)齒(滾柱)14作為整體,構(gòu)成在內(nèi)周15a上設(shè)置了由多個(gè)圓柱狀滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒14的內(nèi)齒輪15。結(jié)果,內(nèi)齒輪15(旋轉(zhuǎn)外殼12)的內(nèi)周15a,位于上述滾柱圓V上或至少能夠保持內(nèi)齒(滾柱)14的滾柱圓V的附近。
此處,上述內(nèi)齒(滾柱)14配置有25~100根左右,但優(yōu)選在30~80根的范圍內(nèi)。其理由為,如果使內(nèi)齒(滾柱)14的根數(shù)在上述范圍內(nèi),在后述的外齒齒輪18與內(nèi)齒輪15嚙合的前一級(jí),設(shè)置由后述的外齒齒輪40、42構(gòu)成的減速比為1/1~1/7的直齒圓柱齒輪減速機(jī)構(gòu),使前一級(jí)與后一級(jí)的減速比組合的話,則能夠容易地獲得高減速比,而且還能夠構(gòu)成固有震動(dòng)頻率高的高減速比的行星齒輪裝置。
上述內(nèi)齒輪15內(nèi)沿軸線方向并排收容有多個(gè)(此處為2個(gè))呈環(huán)狀的外齒齒輪18,這些外齒齒輪18的外周分別形成有由次擺線齒形,具體為外擺線圓(peritrochoid)齒形構(gòu)成的多個(gè)外齒19。并且,上述外齒齒輪18的外齒19的齒數(shù)Z比上述內(nèi)齒(滾柱)14的齒數(shù)只少1個(gè)(齒數(shù)差為1)。之所以使內(nèi)齒(滾柱)14與外齒19的齒數(shù)差為1,是因?yàn)榕c它們的齒數(shù)差為2以上的值G的情況相比,能夠提高減速比,而且能夠降低加工費(fèi)用。
此處,齒數(shù)差為2以上的值G的外齒齒輪為,將次擺線外齒齒輪的外形輪廓,沿圓周方向錯(cuò)開外齒19的齒距除以該G值的距離,并且將這些沿圓周方向錯(cuò)開的G個(gè)的外形輪廓部重疊的部分作為齒形取出的外齒齒輪(參照特開平3-181641號(hào)公報(bào))。并且,在這些外齒齒輪18與內(nèi)齒輪15內(nèi)接的狀態(tài)下外齒19與內(nèi)齒(滾柱)14嚙合,但2個(gè)外齒齒輪18的最大嚙合部位(嚙合最深的部位)的相位錯(cuò)開180°。
各外齒齒輪18上形成有至少一個(gè),此處為3個(gè)沿軸線方向貫通的曲柄軸孔21,這些曲柄軸孔21沿半徑方向離外齒齒輪18的中心軸相等的距離,并且沿圓周方向隔開等距離。22為各外齒齒輪18上形成的多個(gè)(與曲柄軸孔21的數(shù)量相同,為3個(gè))通孔,這些通孔22沿圓周方向與曲柄軸孔21交錯(cuò)地配置,并且沿圓周方向隔開等距離的配置。于是,上述通孔22呈朝著半徑方向外側(cè)圓周方向的寬度變寬的近似基座形。
25為活嵌在旋轉(zhuǎn)外殼12內(nèi)、安裝在圖中沒有表示的固定機(jī)器人部件上的支持體(支座),該支持體25由配置在外齒齒輪18的軸線方向兩外側(cè)的一對(duì)呈近似環(huán)形的端板26、27,和一端與端板26連成一體、另一端由多個(gè)螺栓28可以裝卸地連接在端板27上的多個(gè)(與通孔22的數(shù)量相同,為3根)柱狀體29構(gòu)成。并且,連接上述端板26、27的柱狀體29沿軸線方向延伸,并保持若干間隙的插入(活嵌)在外齒齒輪18的通孔22內(nèi)。
由于柱狀體29如此活嵌在通孔22內(nèi),因此位于該通孔22的半徑方向外側(cè)的外齒齒輪18,構(gòu)成內(nèi)側(cè)未被支持的橋狀部30,而且該橋狀部30的壁厚(從通孔22的半徑方向外端到外齒齒輪15的外齒19的齒根19b的半徑方向距離為最小壁厚)J比其他部位的壁厚小很多,并且彎曲剛性低。
31為安裝在上述支持體25,具體為端板26、27的外周與旋轉(zhuǎn)外殼12的軸線方向兩端內(nèi)周之間的一對(duì)軸承,通過這些軸承31支持體25可以旋轉(zhuǎn)地支持著內(nèi)齒齒輪15。35為沿圓周方向隔開相等的角度配置的至少一根(與曲柄軸孔21的數(shù)量相同,為3根)曲柄軸,這些曲柄軸35,通過外嵌在其軸線方向的一端上的圓錐滾柱軸承36和外嵌在其軸線方向的另一端上的圓錐滾柱軸承37,可以被支持體25,具體為端板26、27旋轉(zhuǎn)地支持。
上述曲柄軸35在其軸線方向中央具有2個(gè)離曲柄軸35的中心軸等距離偏心的偏心凸輪38,這些偏心凸輪38彼此的相位錯(cuò)開180°。此處,上述曲柄軸35的偏心凸輪38分別活嵌在外齒齒輪18的曲柄軸孔21內(nèi),并且在它們之間安裝有針狀滾柱軸承39,結(jié)果,上述外齒齒輪18與曲柄軸35允許相對(duì)旋轉(zhuǎn)。并且,各曲柄軸35的軸線方向的一端固定有外齒齒輪40,這些外齒齒輪40與在圖中沒有表示的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出軸41一端上設(shè)置的外齒齒輪42嚙合。
并且,當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)動(dòng)作,使外齒齒輪40旋轉(zhuǎn)時(shí),曲柄軸35圍繞自身的中心軸旋轉(zhuǎn),結(jié)果,曲柄軸35的偏心凸輪38在外齒齒輪18的曲柄軸孔21內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn),使外齒齒輪18沿箭頭方向偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)。此時(shí),在互相嚙合的內(nèi)齒(滾柱)14與外齒19的接觸點(diǎn)上,如圖2、3、4所示,分別作用有外齒19施加給對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒(滾柱)14沿作用線S方向的驅(qū)動(dòng)分力,并且,作為其反作用力,分別作用有內(nèi)齒(滾柱)14施加給外齒19沿作用線S方向的驅(qū)動(dòng)分力的反作用力K。
此處,上述的各反作用力K的作用線S位于與上述接觸點(diǎn)所在齒面垂直的線上,但這些作用線S,由于如上所述內(nèi)齒(滾柱)14呈圓柱狀,外齒19由次擺線齒形構(gòu)成,因此在外齒齒輪18上的一點(diǎn)即匯聚點(diǎn)C匯聚(交叉)。于是,上述驅(qū)動(dòng)分力的切線方向分力的合力作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力作用在內(nèi)齒輪15。
并且,上述驅(qū)動(dòng)分力的反作用力K中的一部分作用于上述彎曲剛性低的橋狀部30上,這種反作用力K使橋狀部30和該橋狀部30附近的外齒19產(chǎn)生彈性變形,使外齒19與內(nèi)齒(滾柱)14一端接觸,有可能使外齒19的齒面壽命縮短,或者固有震動(dòng)頻率降低,使震動(dòng)特性、控制性降低。
為此,在該實(shí)施例1中,使構(gòu)成內(nèi)齒14的滾柱的直徑D除以內(nèi)齒14的一定齒距P的比率B減小至,外齒19的假想線表示的齒頂19a超過內(nèi)齒輪15的內(nèi)周15a的半徑方向外側(cè),例如,當(dāng)內(nèi)齒(滾柱)14的齒數(shù)為40時(shí),以往為0.55左右,使其減小至0.32左右,由此,使上述內(nèi)齒(滾柱)14的直徑D比以往小,使外齒齒輪18的外齒19的齒根19b移動(dòng)到半徑方向外側(cè)。
并且,當(dāng)如上所述使外齒19的齒根19b移動(dòng)到半徑方向外側(cè)時(shí),通孔22的半徑方向外端到外齒19的齒根19b的半徑方向距離,即上述橋狀部30的壁厚J比以往變厚,彎曲剛性增加,結(jié)果,抑制了橋狀部30和外齒19受上述反作用力K作用時(shí)的彈性變形,能夠延長該外齒19的齒面壽命,而且即使存在扭矩負(fù)載的情況下也能夠提高固有震動(dòng)頻率,能夠提高震動(dòng)特性和控制性。
此處,當(dāng)如上所述減小內(nèi)齒(滾柱)14的直徑D時(shí),兩齒面分別與相鄰的內(nèi)齒(滾柱)14接觸(旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)齒面和后側(cè)齒面)的外齒19的齒厚和齒高增大,但如果如上所述使比率B減小到齒頂19a超過內(nèi)周15a的半徑方向外側(cè)的話,則齒高增大的外齒19干涉內(nèi)周15a。為此,通過至少切除外齒19超過內(nèi)齒輪15的內(nèi)周15a的部位,避免外齒19與內(nèi)齒輪15的內(nèi)周15a的干涉。
在該實(shí)施例1中,在內(nèi)齒齒輪15與外齒齒輪18的最大嚙合部位,使切除后的外齒19的頂端與內(nèi)齒輪15的內(nèi)周15a之間,僅產(chǎn)生微小間隙的程度地進(jìn)行切除,由此避免外齒19與內(nèi)齒輪15的內(nèi)周15a的干涉。并且,當(dāng)將如此切除后的外齒19的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)邊緣44a與旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)邊緣44b之間的距離設(shè)為A時(shí),優(yōu)選使構(gòu)成上述內(nèi)齒14的滾柱的直徑D比距離A小。
此處,優(yōu)選使上述外齒齒輪18的外齒19上的切除位置,在連接外齒19的兩齒面(旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)齒面和后側(cè)齒面)的拐點(diǎn)H的連線M的半徑方向外側(cè),由此,使構(gòu)成上述內(nèi)齒14的滾柱的直徑D,在構(gòu)成內(nèi)齒14的相鄰2根滾柱的中心間直線距離Y,減去沿連線M切除后的外齒19的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)邊緣45a與旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)邊緣45b間的距離F的差值以上。其理由是,如果如上所述的話,則可以保留而不切除對(duì)傳遞扭矩起作用最大(與內(nèi)齒14接觸壓力為最大值)的拐點(diǎn)H,能夠抑制傳遞扭矩的減小。此處,上述連線M為以外齒齒輪18的中心軸為曲率中心、通過兩拐點(diǎn)H的圓弧線。
并且,優(yōu)選使上述外齒齒輪18的外齒19的切除位置,在外齒19的齒頂與齒根的交界N(齒高的1/2的高度位置)的半徑方向內(nèi)側(cè),由此,使構(gòu)成上述內(nèi)齒14的滾柱的直徑D,在上述中心間直線距離Y,減去在上述邊界N切除后的外齒19的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)邊緣46a與旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)邊緣46b間的距離E的差值以下。其理由為,在上述邊界N的半徑方向外側(cè)的外齒19與內(nèi)齒(滾柱)14嚙合時(shí)產(chǎn)生大的滑動(dòng),但如果如上所述處理的話,則能夠保留外齒19與內(nèi)齒(滾柱)14之間滑動(dòng)小的部位,由此能夠降低噪音和發(fā)熱。
由于上述原因,當(dāng)將沿連接兩齒面的拐點(diǎn)H的連線M切除上述外齒19后,外齒19的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)邊緣45a與旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)邊緣45b之間的距離設(shè)為F,并且將沿齒頂與齒根的邊界N切除上述外齒19后,外齒19的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)邊緣46a與旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)邊緣46b間的距離設(shè)為E時(shí),優(yōu)選在連線M的半徑方向外側(cè)、并且在邊界N的半徑方向內(nèi)側(cè)切除上述外齒19,由此使構(gòu)成上述內(nèi)齒14的滾柱的直徑D,在上述中心之間的直線距離Y減去距離F的差值以上,并在上述中心之間的直線距離Y減去距離E的差值以下。
而且,當(dāng)將滾柱圓V的半徑設(shè)為R、外齒齒輪18的外齒19的齒數(shù)設(shè)為Z時(shí),優(yōu)選使構(gòu)成上述內(nèi)齒14的滾柱的直徑D在2R/Z±1.5mm的范圍內(nèi)。其理由為,當(dāng)直徑D在上述范圍內(nèi)時(shí),如由圖5所示圖形所知的,能夠?qū)?nèi)齒(滾柱)14與外齒19的接觸點(diǎn)的赫茲應(yīng)力維持在開始急劇增大的點(diǎn)內(nèi)側(cè)的低值,能夠延長外齒19的齒面壽命。
另外,該圖5所示的圖形為用以下的各因素進(jìn)行模擬而求得的。即,設(shè)各行星齒輪裝置的內(nèi)齒(滾柱)的齒數(shù)(根數(shù))為40、滾柱圓V的半徑R為120mm、外齒的齒數(shù)為39、外齒齒輪18相對(duì)于內(nèi)齒輪15的偏心量Q為規(guī)定值2.7mm,改變內(nèi)齒(滾柱)14的直徑D的同時(shí)求得外齒19與內(nèi)齒(滾柱)14的接觸點(diǎn)上的赫茲應(yīng)力。此處,圖5表示當(dāng)直徑D等于2R/Z時(shí)赫茲應(yīng)力值為指數(shù)1。
并且,作為如上所述的隨著直徑D的變小使外齒19的齒根19b向半徑方向外側(cè)移動(dòng)的方式,有使外齒齒輪18相對(duì)于內(nèi)齒輪15的偏心量Q不變、為定值,增大通過外齒齒輪18的所有齒根19b的齒根圓的直徑的方式;使上述齒根圓不變、為定值,增大偏心量Q的方式;以及同時(shí)增大齒根圓和偏心量Q的方式,但在該實(shí)施例1中,使齒根圓為一定,增大偏心量Q。
如此增大偏心量Q時(shí),能夠使內(nèi)齒輪15的中心O到匯聚點(diǎn)C的距離L(可以通過用偏心量Q乘以內(nèi)齒14的齒數(shù)求得)比以往大,即能夠使匯聚點(diǎn)C的位置向半徑方向外側(cè)移動(dòng),但此時(shí),優(yōu)選使上述距離L與滾柱圓V的半徑R之比,即L/R的值在0.86~1.00的范圍內(nèi)。
其理由為,如果使L/R的值在0.86以上,則作用線S相對(duì)于外齒齒輪18向切線方向傾斜,結(jié)果,能夠增加受上述反作用力K的橋狀部30的壁厚,有效地抑制該橋狀部30產(chǎn)生的彈性變形,而且如由圖6所知的,由于載荷比率大體為定值,獲得相同的扭矩,因此能夠使作用于外齒19的與傳遞扭矩有關(guān)的載荷大體一定,且為最小值。但是,當(dāng)上述比L/R的值超過1.00時(shí),外齒19制成時(shí)齒面上產(chǎn)生尖銳部位,因此優(yōu)選L/R的值在1.00以下。
此處,上述曲線用以下的各因素進(jìn)行模擬求得。即,設(shè)各行星齒輪裝置的內(nèi)齒(滾柱)的齒數(shù)(根數(shù))為40、滾柱的直徑D為10mm、滾柱圓V的半徑R為120mm、外齒的齒數(shù)為定值39,使L/R的值在0.5~1.0的范圍內(nèi)變動(dòng),求出作用于匯聚點(diǎn)C的驅(qū)動(dòng)分力的合力在切線方向上的分力。此處,圖6表示當(dāng)L/R的值為0.75時(shí)上述切線方向的分力載荷比率為指數(shù)1時(shí)的曲線。
并且,如上所述每個(gè)外齒19從齒頂19a切除規(guī)定的量的話,則內(nèi)齒(滾柱)14與外齒19只有一部分,當(dāng)上述L/R的值為1.0時(shí)只有約1/3,在本實(shí)施例1中只有約3/4嚙合,因此剩余的約1/4的內(nèi)齒(滾柱)14不與外齒19接觸,會(huì)脫出滾柱槽13。因此,在本實(shí)施例1中,如圖1所示,在軸承31與外齒齒輪18之間安裝了2個(gè)形成有供內(nèi)齒(滾柱)14的兩端插入的插入孔49的作為控制機(jī)構(gòu)的滾柱壓環(huán)50,而且將這2個(gè)滾柱壓環(huán)50不能旋轉(zhuǎn)地固定在內(nèi)齒輪15上,限制上述的內(nèi)齒(滾柱)14的移動(dòng)。
另外,作為上述的控制機(jī)構(gòu),也可以使用軸承31的軸承外圈的內(nèi)端面上形成的、供上述內(nèi)齒(滾柱)14的兩端插入的插入孔,或者,軸承31的軸承外圈的內(nèi)端面上形成的、寬度與內(nèi)齒(滾柱)14的直徑相同的圓周槽。
下面說明關(guān)于本發(fā)明實(shí)施例1的作用。
現(xiàn)在,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作,曲柄軸35旋轉(zhuǎn)。此時(shí),曲柄軸35的偏心凸輪38在外齒齒輪18的曲柄軸孔21內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn),使外齒齒輪18偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn),但由于上述外齒齒輪18的外齒19的齒數(shù)比內(nèi)齒(滾柱)14的數(shù)量只少1個(gè),因此旋轉(zhuǎn)外殼12和機(jī)器人臂等由于外齒齒輪18的偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)而低速旋轉(zhuǎn)。
此處,由于如上所述使內(nèi)齒(滾柱)14的直徑D除以一定齒距P的比率B減小到,外齒19的齒頂19a超過內(nèi)齒輪15的內(nèi)周15a的半徑方向外側(cè),因此上述內(nèi)齒(滾柱)14的直徑D比以往小,由此,外齒齒輪18的外齒19的齒根19b向半徑方向外側(cè)移動(dòng),結(jié)果,橋狀部30的壁厚J(最小壁厚)比以往變厚,彎曲剛性變強(qiáng)。
由此,抑制了橋狀部30和外齒19受驅(qū)動(dòng)分力的反作用力K時(shí)的彈性變形,能夠延長外齒19的齒面壽命,而且固有震動(dòng)頻率增高,能夠提高震動(dòng)特性和控制性。此處,如果是如上所述的構(gòu)成,外齒19干涉內(nèi)齒輪15的內(nèi)周15a,但通過至少切除外齒19的超過內(nèi)齒輪15的內(nèi)周15a的部位,避免了這種外齒19與內(nèi)齒輪15的內(nèi)周15a的干涉。
實(shí)施例2圖7、8為表示本發(fā)明的實(shí)施例2的圖。在該實(shí)施例2中,不進(jìn)行如上述實(shí)施例1的外齒19的切除,而是將相鄰的內(nèi)齒(滾柱)14之間的內(nèi)齒輪15(旋轉(zhuǎn)外殼12)的內(nèi)周和各內(nèi)齒(滾柱)14的周圍的內(nèi)周,切除上述外齒19超過內(nèi)周的量以上的深度,此處切除掉等于內(nèi)齒(滾柱)14的直徑D的大致一半的深度,以此來避免外齒19與切除后的內(nèi)齒輪15(旋轉(zhuǎn)外殼12)的內(nèi)周15a的干涉。
結(jié)果,各內(nèi)齒(滾柱)14的半徑方向外端與切除后的內(nèi)齒輪15的內(nèi)周15a線接觸,由此,旋轉(zhuǎn)外殼12承受作用于各內(nèi)齒(滾柱)14的驅(qū)動(dòng)分力的半徑方向的分力。此時(shí),由于不存在滾柱槽13,因此各內(nèi)齒(滾柱)14能夠自由移動(dòng),但與上述一樣由滾柱壓環(huán)50限制該內(nèi)齒(滾柱)14的移動(dòng)。另外,其他的結(jié)構(gòu)和作用與上述實(shí)施例1相同。
另外,在上述實(shí)施例1中,在外齒齒輪18中形成多個(gè)(3個(gè))曲柄軸孔21,并且將沿同一方向等速旋轉(zhuǎn)的曲柄軸35分別插入各曲柄軸孔21中,使外齒齒輪18偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn),但在本發(fā)明中,也可以將1根曲柄軸的偏心凸輪插入外齒齒輪18的中心軸上形成的1個(gè)曲柄軸孔中,由該曲柄軸的旋轉(zhuǎn)使外齒齒輪偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)。此時(shí),支持體的柱狀體有必要與通孔的內(nèi)周線接觸。
并且,在上述實(shí)施例1中,固定支持體25,使內(nèi)齒輪15低速旋轉(zhuǎn),但在本發(fā)明中,也可以固定內(nèi)齒輪,使支持體低速旋轉(zhuǎn)。而且,在不縮小構(gòu)成內(nèi)齒14的滾柱的直徑D,原有直徑的行星齒輪裝置11中,也可以在連接拐點(diǎn)H的連線M稍微靠半徑方向外側(cè)的某個(gè)位置切除外齒19,抑制傳遞扭矩的降低,同時(shí)減少發(fā)熱和噪音。
實(shí)施例3下面根據(jù)
本發(fā)明的實(shí)施例3。
在圖9、10、11中,111為用于機(jī)器人等的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,該行星齒輪裝置111具有安裝在例如圖中沒有表示的機(jī)器人的臂、手等上的近似圓筒狀的旋轉(zhuǎn)外殼112。在該旋轉(zhuǎn)外殼112的內(nèi)周形成有多條其軸向方向的中央部位的截面為半圓形的滾柱槽113,這些滾柱槽113沿軸線方向延伸,并且沿圓周方向以等距離配置。114為由多個(gè)(與滾柱槽113的數(shù)量相同)呈圓柱狀的滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒,這些內(nèi)齒(滾柱)114的大體一半插入滾柱槽113,因此沿圓周方向隔開等距離設(shè)置在旋轉(zhuǎn)外殼112的內(nèi)周。上述的旋轉(zhuǎn)外殼112、內(nèi)齒(滾柱)114作為整體,構(gòu)成在內(nèi)周上設(shè)置了由多個(gè)圓柱狀滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒114的內(nèi)齒輪115。此處,上述內(nèi)齒(滾柱)114配置25~100根左右,但優(yōu)選在30~80根的范圍內(nèi)。其理由為,如果使內(nèi)齒(滾柱)114的根數(shù)在上述范圍內(nèi),并且通過組裝后述的外齒齒輪140、142,能夠容易地獲得必要的速比,而且還能夠構(gòu)成固有震動(dòng)頻率高的高減速比的行星齒輪裝置。
上述內(nèi)齒輪115內(nèi)沿軸方向并排收容有多個(gè)(此處為2個(gè))呈環(huán)狀的外齒齒輪118,這些外齒齒輪118的外周分別形成有由次擺線齒形,具體為外擺線圓齒形構(gòu)成的多個(gè)外齒119。并且,上述外齒齒輪118的外齒119的齒數(shù)比上述內(nèi)齒(滾柱)114的齒數(shù)少1個(gè)(齒數(shù)差為1)。之所以如此使內(nèi)齒(滾柱)114與外齒119的齒數(shù)差為1,是因?yàn)榕c它們的齒數(shù)差為2以上的值R相比,能夠容易地做到高減速比,并且能夠降低加工費(fèi)用。
此處,齒數(shù)差為2以上的值R的外齒齒輪為,將次擺線外齒齒輪的外形輪廓沿圓周方向錯(cuò)開外齒119的齒距除以該R值的角度,并且將這些沿圓周方向錯(cuò)開的R個(gè)的外形輪廓部重疊的部分作為齒形取出的外齒齒輪(參照特開平3-181641號(hào)公報(bào))。并且,在這些外齒齒輪118與內(nèi)齒輪115內(nèi)接的狀態(tài)下外齒119與內(nèi)齒(滾柱)114嚙合,但2個(gè)外齒齒輪118的最大嚙合部(嚙合最深的部位)的相位錯(cuò)開180°。
各外齒齒輪118上形成有至少一個(gè),此處為3個(gè)沿軸線方向貫通的曲柄軸孔121,這些曲柄軸孔121沿半徑方向離開外齒齒輪118的中心軸相等的距離,并且沿圓周方向隔開相等的距離。122為各外齒齒輪118上形成的多個(gè)(與曲柄軸孔121的數(shù)量相同)通孔,這些通孔122沿圓周方向與曲柄軸孔121交錯(cuò)地配置,并且沿圓周方向隔開相等的距離。而且,上述通孔122呈朝著半徑方向外側(cè)圓周方向的寬度變寬的近似基座形。
125為活嵌在旋轉(zhuǎn)外殼112內(nèi)、安裝在圖中沒有表示的固定機(jī)器人部件上的支持體,該支持體125由配置在外齒齒輪118的軸線方向兩外側(cè)的一對(duì)呈近似環(huán)形的端板126、127,和一端與端板126連成一體、另一端由多個(gè)螺栓128可以裝卸地連接在端板127上的多個(gè)(與通孔122的數(shù)量相同)柱狀體129構(gòu)成。并且,連接上述端板126、127的柱狀體129沿軸線方向延伸,并保持若干間隙插入(活嵌)在外齒齒輪118的通孔122內(nèi)。
131為安裝在上述支持體125,具體為端板126、127的外周與旋轉(zhuǎn)外殼112的軸線方向兩端內(nèi)周之間的軸承,通過這些軸承131支持體125可以旋轉(zhuǎn)地支持內(nèi)齒齒輪115。135為沿圓周方向隔開相等的角度配置的至少一根(與曲柄軸孔121的數(shù)量相同)曲柄軸,這些曲柄軸135,通過外嵌在其軸線方向的一端上的圓錐滾柱軸承136和外嵌在其軸線方向的另一端上的圓錐滾柱軸承137,可以被支持體125,具體為端板126、127旋轉(zhuǎn)地支持。
上述曲柄軸135在其軸線方向中央具有2個(gè)離曲柄軸135的中心軸等距離偏心的偏心凸輪138,這些偏心凸輪138彼此的相位錯(cuò)開180°。此處,上述曲柄軸135的偏心凸輪138分別活嵌在外齒齒輪118的曲柄軸孔121內(nèi),并且在它們之間安裝有針狀滾柱軸承139,結(jié)果,上述外齒齒輪118與曲柄軸135允許相對(duì)旋轉(zhuǎn)。并且,各曲柄軸135的軸線方向的一端固定有外齒齒輪140,這些外齒齒輪140與在圖中沒有表示的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出軸141一端上設(shè)置的外齒齒輪142嚙合。
并且,當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)動(dòng)作,使外齒齒輪140旋轉(zhuǎn)時(shí),曲柄軸135圍繞自身的中心軸旋轉(zhuǎn),結(jié)果,曲柄軸135的偏心凸輪138在外齒齒輪118的曲柄軸孔121內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn),使外齒齒輪118偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)。此時(shí),在互相嚙合的內(nèi)齒(滾柱)114與外齒119的接觸點(diǎn)上,分別作用有外齒119施加給對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒(滾柱)114的沿作用線S方向的驅(qū)動(dòng)分力。
此處,上述的各驅(qū)動(dòng)分力的反作用力K的作用線S,如圖12所示的位于與上述接觸點(diǎn)所在齒面垂直的線上,但這些作用線S,由于如上所述內(nèi)齒(滾柱)114呈圓柱狀,外齒119由次擺線齒形構(gòu)成,因此在外齒齒輪118上的一點(diǎn)即匯聚點(diǎn)C匯聚(交叉)。于是,上述各驅(qū)動(dòng)分力的切線方向分力的合力作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力作用在內(nèi)齒輪115上。
此處,如果匯聚點(diǎn)C如上述的背景技術(shù)說明過的,位于外端經(jīng)過圓G與內(nèi)端經(jīng)過圓N之間(參照?qǐng)D23)時(shí),則由于部分(最大嚙合部位附近)的驅(qū)動(dòng)分力的反作用力K,沿與橋狀部105的延伸方向大體垂直的方向作用于剛性低的橋狀部105,因此該橋狀部105和該橋狀部105附近的外齒101彈性變形,并且外齒101與內(nèi)齒(滾柱)102一端接觸,外齒101的齒面壽命縮短。
但是,在該實(shí)施例3中,使上述的匯聚點(diǎn)C比以往向半徑方向外側(cè)移動(dòng),位于比上述外端經(jīng)過圓G靠半徑方向外側(cè)。由此,當(dāng)匯聚點(diǎn)C如圖12所示位于經(jīng)過通孔122的中心的半徑方向線上時(shí),所有反作用力K的作用線S相對(duì)于通孔122都比以往向切線方向側(cè)傾斜,靠近橋狀部118a的延伸方向。結(jié)果,抑制了壁薄而剛性低的橋狀部118a及該橋狀部118a附近的外齒119的彈性變形,延長了外齒119的齒面壽命。
而且,當(dāng)上述匯聚點(diǎn)C如上所述位于比外端經(jīng)過圓G靠半徑方向外側(cè)時(shí),由于不是通孔122的空洞部分,而是切線方向剛性高的橋狀部118a承受上述反作用力K的切線方向的分力,因此能夠抑制通孔122的變形。但是,當(dāng)上述匯聚點(diǎn)C位于通過構(gòu)成內(nèi)齒114的所有滾柱的中心的滾柱圓P的半徑方向外側(cè)時(shí),在外齒119的齒面上會(huì)產(chǎn)生尖銳的部位,因此上述匯聚點(diǎn)C必須位于外端經(jīng)過圓G與滾柱圓P之間。
此處,由于上述的內(nèi)齒輪115的中心O到匯聚點(diǎn)C的半徑方向的距離L,可以用外齒齒輪118相對(duì)于內(nèi)齒輪115的偏心量H乘以內(nèi)齒輪115的內(nèi)齒(滾柱)114的齒數(shù)Z來表示,為了使距離L比圖23所示的以往的距離L大,可以使偏心量H或齒數(shù)中的某一個(gè)或使兩者同時(shí)比以往大。并且,雖然在該實(shí)施例3中為了增大上述距離L而增大偏心量H,但為了進(jìn)一步增大偏心量H,使內(nèi)齒(滾柱)114的外徑比以往的小。
此處,優(yōu)選上述半徑方向的距離L與上述滾柱圓P的半徑Q之比(L/Q)的值在0.86~1.00的范圍內(nèi)。其理由為,如果上述比L/Q的值在0.86以上,則如由圖13所知的,由于載荷比率大體為定值,獲得相同的扭矩,因此能夠使作用于外齒119的與傳遞扭矩有關(guān)的載荷(驅(qū)動(dòng)分力的切線方向分力)大體一定,且為最小值,但如果不到0.86的話,則載荷比率的變化增大,作用于外齒119上的與傳遞扭矩有關(guān)的載荷增大,而當(dāng)上述比L/Q的值超過1.00時(shí),展成外齒119時(shí)齒面會(huì)產(chǎn)生尖銳的部位。
此處,上述的曲線在以下的各因素下進(jìn)行模擬求得的。即,假設(shè)各行星齒輪裝置的內(nèi)齒(滾柱)的齒數(shù)Z(根數(shù))為40、內(nèi)齒(滾柱)的直徑為10mm、滾柱圓P的半徑Q為120mm、外齒的齒數(shù)為定值39,使L/Q的值在0.5~1.0的范圍內(nèi)變動(dòng),求出作用于匯聚點(diǎn)C的反作用力K的合力的切線方向分力。
此處,圖13表示當(dāng)L/Q的值為0.75時(shí)上述切線方向分力的載荷比率為指數(shù)1時(shí)的曲線。
如上所述使內(nèi)齒(滾柱)114的外徑比以往的小、并使偏心量H比以往大的話,則兩齒面與內(nèi)齒(滾柱)114接觸的外齒119變得大型化,即齒厚、齒高都增大。但是,由于旋轉(zhuǎn)外殼112的內(nèi)周一般大體位于上述滾柱圓P上,如果外齒119大型化,則外齒119干涉旋轉(zhuǎn)外殼112的內(nèi)周。因此在該實(shí)施例3中,沿以外齒齒輪118的中心為曲率中心的圓只以規(guī)定量切除上述外齒119的齒頂部(圖11中用假想線表示的部位),來防止外齒119與旋轉(zhuǎn)外殼112的內(nèi)周的干涉。另外,取代切除外齒119的齒頂部,上述的干涉也可以通過將相鄰的內(nèi)齒(滾柱)114之間的旋轉(zhuǎn)外殼112的內(nèi)周切除規(guī)定的深度來防止。
此處,優(yōu)選使上述的匯聚點(diǎn)C位于,通過所有的外齒119的齒根的齒根圓M與上述外端經(jīng)過圓G之間。其理由是,當(dāng)匯聚點(diǎn)C位于滾柱圓P與齒根圓M之間時(shí),部分的反作用力K沿近似切線的方向作用于外齒齒輪118,結(jié)果,這種反作用力K有可能使外齒119產(chǎn)生彎曲變形;但如上所述使匯聚點(diǎn)C位于齒根圓M與外端經(jīng)過圓G之間的話,則能夠防止這種情況發(fā)生。
并且,如上所述切除每個(gè)外齒119的齒頂部的話,則內(nèi)齒(滾柱)114與外齒119只有一部分嚙合,此處只有約3/4嚙合,因此剩余的約1/4的內(nèi)齒(滾柱)114不與外齒119接觸,會(huì)脫出滾柱槽113。因此,在該實(shí)施例3中,在上述軸承131的軸承外圈131a的內(nèi)端面上形成供上述內(nèi)齒(滾柱)114的兩端插入的插入孔131b,由此防止內(nèi)齒(滾柱)114從滾柱槽113中脫出。并且,此時(shí)外齒119在約3/8的范圍內(nèi)將驅(qū)動(dòng)力傳遞給內(nèi)齒(滾柱)114。
上述的插入孔131b作為整體,構(gòu)成不與外齒119接觸的防止內(nèi)齒(滾柱)114從滾柱槽113脫出的控制機(jī)構(gòu)143。另外,作為上述控制機(jī)構(gòu)143,代替插入孔131b,可以使用軸承131的軸承外圈131a的內(nèi)端面上形成的、寬度與內(nèi)齒(滾柱)114的直徑相同的圓周槽;或者使用配置在上述2個(gè)外齒齒輪118之間、外周與所有的內(nèi)齒(滾柱)114接觸的1個(gè)滾柱壓環(huán);而且還可以使用配置在軸承131與外齒齒輪118之間、形成有供內(nèi)齒(滾柱)114的兩端插入的孔、圓周槽的2個(gè)滾柱壓環(huán)。
下面說明本發(fā)明實(shí)施例3的作用。
現(xiàn)在,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作,曲柄軸135圍繞自身的中心軸沿同一方向以相同的速度旋轉(zhuǎn)。此時(shí),曲柄軸135的偏心凸輪138在外齒齒輪118的曲柄軸孔121內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn),使外齒齒輪118偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn),但由于上述外齒齒輪118的外齒119的齒數(shù)比內(nèi)齒(滾柱)114的齒數(shù)只少1個(gè),因此旋轉(zhuǎn)外殼112和機(jī)器人的臂等由于外齒齒輪118的偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)而低速旋轉(zhuǎn)。
此處,由于使外齒齒輪118的各外齒119施加給對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒(滾柱)114的驅(qū)動(dòng)分力(反作用力K)的作用線S重合的匯聚點(diǎn)C,位于通過所有的內(nèi)齒(滾柱)114中心的滾柱圓P與通過所有的通孔122的半徑方向外端的外端經(jīng)過圓G之間,因此當(dāng)匯聚點(diǎn)C位于通過通孔122的中心的半徑方向線上時(shí),所有的反作用力K的作用線S相對(duì)于通孔122都比以往向切線方向側(cè)傾斜,由此抑制橋狀部118a及該橋狀部118a附近的外齒119的彈性變形。
另外,在上述的實(shí)施例3中,在外齒齒輪118上形成多個(gè)(3個(gè))曲柄軸孔121,并且將沿同一方向等速旋轉(zhuǎn)的曲柄軸135分別插入各曲柄軸孔121中,使外齒齒輪118偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn),但在本發(fā)明中,也可以將1根曲柄軸插入外齒齒輪118的中心軸上形成的1個(gè)曲柄軸孔,通過該曲柄軸的旋轉(zhuǎn)使外齒齒輪偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)。此時(shí),支持體的柱狀體有必要與通孔的內(nèi)周線接觸。
并且,在上述的實(shí)施例3中,固定支持體125,使內(nèi)齒輪115低速旋轉(zhuǎn),但在本發(fā)明中,也可以固定內(nèi)齒輪,使支持體低速旋轉(zhuǎn)。而且,在本發(fā)明中,也可以在上述行星齒輪裝置111的前一級(jí)設(shè)置減速比比1/7小(接近1/1)的直齒圓柱齒輪減速機(jī)構(gòu),用2級(jí)減速。如此,能夠獲得固有震動(dòng)頻率高的高減速比齒輪裝置。
實(shí)施例4下面根據(jù)
本發(fā)明的實(shí)施例4。
在圖14、15、16中,211為用于機(jī)器人等的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,該偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置211具有安裝在例如圖中沒有表示的機(jī)器人臂或手等上的近似圓筒狀的旋轉(zhuǎn)外殼212。在該旋轉(zhuǎn)外殼212的內(nèi)周形成有多條其軸向方向的中央部位的截面為半圓形的滾柱槽213,該滾柱槽213沿軸線方向延伸,沿圓周方向等距離配置。
214為由多個(gè)(與滾柱槽213的數(shù)量相同)呈圓柱狀的滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒,這些內(nèi)齒(滾柱)214大體一半插入滾柱槽213,由此沿圓周方向以等距離設(shè)置在旋轉(zhuǎn)外殼212的內(nèi)周。上述的旋轉(zhuǎn)外殼212、內(nèi)齒(滾柱)214作為整體,構(gòu)成在內(nèi)周215a上設(shè)置了由多個(gè)圓柱狀滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒214的內(nèi)齒輪215。結(jié)果,內(nèi)齒輪215(旋轉(zhuǎn)外殼212)的內(nèi)周215a位于,通過所有的構(gòu)成內(nèi)齒214的滾柱的中心的滾柱圓P上或極靠近它的地方。此處,上述內(nèi)齒(滾柱)214配置25~100根左右,但優(yōu)選在30~80根的范圍內(nèi)。其理由為,如果使內(nèi)齒(滾柱)214的根數(shù)在上述范圍內(nèi),則通過在后述的外齒齒輪218與內(nèi)齒輪215嚙合的前一級(jí),設(shè)置減速比為1/1~1/7的直齒圓柱齒輪減速機(jī)構(gòu),通過使前一級(jí)與后一級(jí)的減速比的組合,能夠容易地獲得高減速比,而且還能夠構(gòu)成固有震動(dòng)頻率高的高減速比的行星齒輪裝置。
上述內(nèi)齒輪215內(nèi)沿軸線方向并排收容有多個(gè)(此處為2個(gè))呈環(huán)狀的外齒齒輪218,這些外齒齒輪218的外周分別形成有由次擺線齒形,具體為外擺線圓齒形構(gòu)成的多個(gè)外齒219。并且,上述外齒齒輪218的外齒219的齒數(shù)比上述內(nèi)齒(滾柱)214的齒數(shù)只少1個(gè)(齒數(shù)差為1)。之所以使內(nèi)齒(滾柱)214與外齒219的齒數(shù)差為1,是因?yàn)榕c它們的齒數(shù)差為2以上的值G相比,能夠做到高減速比,而且能夠降低加工費(fèi)用。
此處,齒數(shù)差為2以上的值G的外齒齒輪為,使次擺線外齒齒輪的外形輪廓,沿圓周方向錯(cuò)開外齒219的齒距除以該G值的距離,并且將這些沿圓周方向錯(cuò)開的G個(gè)的外形輪廓部重疊的部分作為齒形取出的外齒齒輪(參照特開平3-181641號(hào)公報(bào))。并且,在這些外齒齒輪218與內(nèi)齒輪215內(nèi)接的狀態(tài)下外齒219與內(nèi)齒(滾柱)214嚙合,但2個(gè)外齒齒輪218的最大嚙合部(嚙合最深的部位)的相位錯(cuò)開180°。
各外齒齒輪218上形成有至少一個(gè),此處為3個(gè)沿軸線方向貫通的曲柄軸孔221,這些曲柄軸孔221沿半徑方向離開外齒齒輪218的中心軸相等的距離,并且沿圓周方向隔開相等的距離。222為各外齒齒輪218上形成的多個(gè)(與曲柄軸孔221的數(shù)量相同)通孔,這些通孔222沿圓周方向與曲柄軸孔221交錯(cuò)地配置,并且沿圓周方向隔開相等的距離。而且,上述通孔222呈朝著半徑方向外側(cè)圓周方向的寬度變寬的近似基座形。
225為活嵌在旋轉(zhuǎn)外殼212內(nèi)、安裝在圖中沒有表示的固定機(jī)器人部件上的支持體(支座),該支持體225由配置在外齒齒輪218的軸線方向兩外側(cè)的一對(duì)呈近似環(huán)形的端板226、227,和一端與端板226連成一體、另一端由多個(gè)螺栓228可以裝卸地連接在端板227上的多個(gè)(與通孔222的數(shù)量相同,為3個(gè))柱狀體229構(gòu)成。并且,連接上述端板226、227的柱狀體229沿軸線方向延伸,并保持若干間隙的插入(活嵌)在外齒齒輪218的通孔222內(nèi)。
231為安裝在上述支持體225,具體為端板226、227的外周與旋轉(zhuǎn)外殼212的軸線方向的兩端的內(nèi)周之間的一對(duì)軸承,通過這些軸承231支持體225可以旋轉(zhuǎn)地支持內(nèi)齒齒輪215。235為沿圓周方向隔開相等的角度配置的至少一根(與曲柄軸孔221的數(shù)量相同,為3根)曲柄軸,這些曲柄軸235,通過外嵌在其軸線方向的一端上的圓錐滾柱軸承236和外嵌在其軸線方向的另一端上的圓錐滾柱軸承237,被支持體225,具體為端板226、227可以旋轉(zhuǎn)地支持。
上述曲柄軸235在其軸線方向中央具有2個(gè)離曲柄軸235的中心軸的等距離偏心的偏心凸輪238,這些偏心凸輪238彼此的相位錯(cuò)開180°。此處,上述曲柄軸235的偏心凸輪238分別活嵌在外齒齒輪218的曲柄軸孔221內(nèi),并且在它們之間安裝有針狀滾柱軸承239,結(jié)果,上述外齒齒輪218與曲柄軸235允許相對(duì)旋轉(zhuǎn)。并且,各曲柄軸235的軸線方向的一端固定有外齒齒輪240,這些外齒齒輪240與在圖中沒有表示的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出軸241一端上設(shè)置的外齒齒輪242嚙合。
并且,當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作使外齒齒輪240旋轉(zhuǎn)時(shí),曲柄軸235圍繞自身的中心軸旋轉(zhuǎn),結(jié)果,曲柄軸235的偏心凸輪238在外齒齒輪218的曲柄軸孔221內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn),使外齒齒輪218偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)。此時(shí),在互相嚙合的內(nèi)齒(滾柱)214與外齒219的接觸點(diǎn)上,如圖17所示,分別作用有外齒219施加給對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒(滾柱)214的沿作用線S方向的驅(qū)動(dòng)分力K′。
此處,上述的各驅(qū)動(dòng)分力K′的作用線S,位于與上述接觸點(diǎn)所在齒面垂直的線上,但這些作用線S,由于如上所述內(nèi)齒(滾柱)214呈圓柱狀,外齒219由次擺線齒形構(gòu)成,因此在外齒齒輪218上的一點(diǎn)即匯聚點(diǎn)C匯聚(交叉)。于是,這樣的行星齒輪裝置211的內(nèi)齒輪215輸出給機(jī)器人的臂等的輸出扭矩為,外齒219與內(nèi)齒(滾柱)214的各接觸點(diǎn)上的驅(qū)動(dòng)分力K′沿切線方向的分力,與內(nèi)齒輪215的中心O到上述接觸點(diǎn)的距離的乘積的合計(jì)。
并且,在該實(shí)施形態(tài)中,為了增大上述的輸出扭矩,使外齒齒輪218相對(duì)于內(nèi)齒輪215的偏心量H,超過以往的限制,在構(gòu)成內(nèi)齒214的滾柱的半徑R的0.5倍以上。如此使偏心量H在半徑R的0.5倍以上的話,則內(nèi)齒輪215的中心O到匯聚點(diǎn)C的半徑方向距離L(由偏心量H乘以內(nèi)齒(滾柱)214的齒數(shù)Z求得)比以往大,即,能夠使匯聚點(diǎn)C的位置向半徑方向外側(cè)大幅移動(dòng)。
由此,上述作用線S相對(duì)于外齒齒輪218比以往大地向切線方向側(cè)傾斜,驅(qū)動(dòng)分力K′的切線方向分力增大,結(jié)果,內(nèi)、外齒214、219的嚙合齒數(shù)無變化時(shí),可增大輸出扭矩。但是,當(dāng)上述偏心量H超過半徑R的1.0倍時(shí),外齒齒輪218偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生外齒219與內(nèi)齒(滾柱)214干涉的位置,因此上述偏心量H必須在半徑R的0.5倍~1.0倍的范圍內(nèi)。
并且,當(dāng)如上所述設(shè)內(nèi)齒輪215的中心O到匯聚點(diǎn)C的半徑方向距離(由偏心量H乘以內(nèi)齒(滾柱)214的齒數(shù)Z求得)為L,設(shè)通過構(gòu)成上述內(nèi)齒214的所有滾柱的中心的滾柱圓P的半徑為Q時(shí),優(yōu)選它們的比值L/Q在0.86~1.00的范圍內(nèi)。
其理由為,如果上述比L/Q的值在0.86以上,則如由圖18所知的,由于載荷比率大體為定值,獲得相同的扭矩,因此能夠使作用于外齒219的與傳遞扭矩有關(guān)的載荷大體一定,且為最小值,如果不到0.86的話,則載荷比率的變化增大,作用于外齒219上的與傳遞扭矩有關(guān)的載荷增大,而當(dāng)上述比L/Q的值超過1.00時(shí),制成外齒219時(shí)齒面上會(huì)產(chǎn)生尖銳的部位。
此處,上述的曲線用以下的各因素進(jìn)行模擬求得。即,設(shè)各行星齒輪裝置的內(nèi)齒(滾柱)的齒數(shù)Z(根數(shù))為40、內(nèi)齒(滾柱)的直徑D為10mm、滾柱圓P的半徑Q為120mm、外齒的齒數(shù)為定值39,使L/Q的值在0.5~1.0的范圍內(nèi)變動(dòng),求出作用于匯聚點(diǎn)C的驅(qū)動(dòng)分力K′的合力的切線方向分力。此處,圖18表示當(dāng)L/Q的值為0.75時(shí)的上述切線方向分力的載荷比率為指數(shù)1時(shí)的曲線。
并且,當(dāng)如上所述L/Q的值在0.86~1.00的范圍內(nèi)時(shí),內(nèi)齒(滾柱)214的直徑D(半徑R×2),優(yōu)選在滾柱圓P的直徑M(半徑Q×2)除以外齒219的齒數(shù)U的商,即M/U的值附近,具體為M/U±2mm的范圍內(nèi)。其理由為,當(dāng)直徑D在M/U的值附近時(shí),如由圖19的曲線圖所知的,能夠維持在內(nèi)齒(滾柱)214與外齒219的接觸點(diǎn)的赫茲應(yīng)力開始急劇增大的點(diǎn)內(nèi)側(cè)的低值,能夠延長外齒219的齒面壽命。
并且,為了使赫茲應(yīng)力為大體一定的最小值,如由圖19所知的,上述直徑D優(yōu)選在M/U±0.75mm的范圍內(nèi)。另外,該圖19所示的曲線,除使偏心量H為2.7mm以外,與上述圖18的曲線的條件相同,改變內(nèi)齒(滾柱)214的直徑D并進(jìn)行模擬,求得外齒19與內(nèi)齒(滾柱)14的接觸點(diǎn)的赫茲應(yīng)力,當(dāng)直徑D等于M/U時(shí)的赫茲應(yīng)力值表示為指數(shù)1。
并且,如上所述使偏心量H在半徑R的0.5倍以上的話,由于兩齒面與內(nèi)齒(滾柱)214接觸的外齒219變得大型化,即齒厚、齒高都增大,因此該外齒219超過大體位于滾柱圓P上的內(nèi)齒輪215(旋轉(zhuǎn)外殼12)的內(nèi)周215a并進(jìn)入,它們之間產(chǎn)生干涉。因此,在該實(shí)施例4中,沿以外齒齒輪218的中心為曲率中心的圓將外齒219從齒頂開始只切除規(guī)定的量(只是圖16中用虛線表示的部位),來防止外齒219與內(nèi)齒輪215的內(nèi)周215a的干涉。另外,這些外齒219中的切除量優(yōu)選,在內(nèi)齒齒輪215與外齒齒輪218的最大嚙合部位,使切除后的外齒219的頂端與內(nèi)齒輪215的內(nèi)周215a之間僅產(chǎn)生微小的間隙的程度。
并且,如上所述在部分地切除各外齒219的情況下,當(dāng)將切除后的某1個(gè)外齒219的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)邊緣219a與旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)邊緣219b之間的距離設(shè)為E,并將相鄰的2個(gè)外齒219中旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)邊緣219a與旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)邊緣219b之間的距離設(shè)為F時(shí),優(yōu)選使上述距離E大于距離F。其理由為,如此,則外齒219的彎曲剛性增加,而且能夠使外齒的加工容易。
并且,如上所述從齒頂只以規(guī)定量切除各外齒219的話,由于內(nèi)齒(滾柱)214與外齒219只有部分嚙合,上述L/Q的值為1.0時(shí)約1/3,該實(shí)施例4中約3/4嚙合,因此剩余的約1/4的內(nèi)齒(滾柱)214不與外齒219接觸,會(huì)脫出滾柱槽213。因此,在該實(shí)施例4中,在上述軸承231的軸承外圈231a的內(nèi)端面上,形成供上述內(nèi)齒(滾柱)214的兩端插入的插入孔231b,由此,防止內(nèi)齒(滾柱)214從滾柱槽213中脫出。并且,此時(shí)外齒219在約3/8的范圍內(nèi)將驅(qū)動(dòng)力傳遞給內(nèi)齒(滾柱)214。
上述的插入孔231b作為整體,構(gòu)成不與外齒219接觸的防止內(nèi)齒(滾柱)214從滾柱槽213脫出的控制機(jī)構(gòu)243。另外,作為上述的控制機(jī)構(gòu)243,替代插入孔231b,可以使用軸承外圈231a的內(nèi)端面上形成的、寬度與內(nèi)齒(滾柱)214的直徑相同的圓周槽,或者使用配置在上述2個(gè)外齒齒輪218之間、外周與所有的內(nèi)齒(滾柱)214接觸的1個(gè)滾柱壓環(huán)。
下面說明本發(fā)明實(shí)施例4的作用。
現(xiàn)在,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作,曲柄軸235圍繞自身的中心軸沿同一方向以相同的速度旋轉(zhuǎn)。此時(shí),曲柄軸235的偏心凸輪238在外齒齒輪218的曲柄軸孔221內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn),使外齒齒輪218偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn),但由于上述外齒齒輪218的外齒219的齒數(shù)比內(nèi)齒(滾柱)214的齒數(shù)只少1個(gè),因此旋轉(zhuǎn)外殼212和機(jī)器人的臂等由于外齒齒輪218的偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)而低速旋轉(zhuǎn)。
此處,由于如上所述使偏心量H在半徑R的0.5倍以上,因此內(nèi)齒輪15的中心O到匯聚點(diǎn)C的距離L比以往大,即,可使匯聚點(diǎn)C的位置向半徑方向外側(cè)大幅移動(dòng),由此,上述作用線S相對(duì)于外齒齒輪218比以往大的地切線方向側(cè)傾斜,驅(qū)動(dòng)分力K′的沿切線方向分力增大,輸出扭矩增大。
實(shí)施例5圖20、21為表示本發(fā)明的實(shí)施例5的圖。在該實(shí)施例5中,不進(jìn)行如上述實(shí)施例4的外齒219的切除,而是將相鄰的內(nèi)齒(滾柱)214之間的內(nèi)齒輪215(旋轉(zhuǎn)外殼212)的內(nèi)周215a及各內(nèi)齒(滾柱)214的周圍的內(nèi)周215a,切除規(guī)定深度,此處為切除與內(nèi)齒(滾柱)214的半徑R大體相等的深度,以此來避免外齒219與內(nèi)齒輪215(旋轉(zhuǎn)外殼212)的內(nèi)周215a的干涉。此處,該內(nèi)周215a的切除量可以根據(jù)外齒219的上述進(jìn)入量適當(dāng)決定。
結(jié)果,各內(nèi)齒(滾柱)214的半徑方向外端與切除后的內(nèi)齒輪215的內(nèi)周215a線接觸,由此,旋轉(zhuǎn)外殼212承受作用于各內(nèi)齒(滾柱)214的驅(qū)動(dòng)分力K′的半徑方向分力。此時(shí),由于不存在滾柱槽213,因此各內(nèi)齒(滾柱)214能夠自由移動(dòng)。因此,在該實(shí)施例5中,在軸承231與外齒齒輪218之間安裝了2個(gè)形成有供內(nèi)齒(滾柱)214的兩端插入的插入孔245的作為控制機(jī)構(gòu)的滾柱壓環(huán)246,而且將這2個(gè)滾柱壓環(huán)246不能旋轉(zhuǎn)地固定在內(nèi)齒輪215上,限制上述內(nèi)齒(滾柱)214的移動(dòng)。另外,其他的構(gòu)成和作用與上述實(shí)施例4相同。
另外,在上述的實(shí)施例4中,在外齒齒輪218中形成多個(gè)(3個(gè))曲柄軸孔221,并且將沿同一方向等速旋轉(zhuǎn)的曲柄軸235分別插入各曲柄軸孔221中,使外齒齒輪218偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn),但在本發(fā)明中,也可以將1根曲柄軸插入外齒齒輪218的中心軸上形成的1個(gè)曲柄軸孔,通過該曲柄軸的旋轉(zhuǎn)使外齒齒輪偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)。此時(shí),支持體的柱狀體有必要與通孔的內(nèi)周線接觸。
并且,在上述的實(shí)施例4中,固定支持體225,使內(nèi)齒輪215低速旋轉(zhuǎn),但在本發(fā)明中,也可以固定內(nèi)齒輪,使支持體低速旋轉(zhuǎn)。而且,在本發(fā)明中,也可以在上述行星齒輪裝置211的前一級(jí)設(shè)置減速比比1/7小(接近1/1)的直齒圓柱齒輪減速機(jī)構(gòu),用2級(jí)減速。如此,能夠獲得固有震動(dòng)頻率高的高減速比齒輪裝置。并且,在上述的實(shí)施例4中從齒頂只以規(guī)定量切除外齒219,在實(shí)施例5中,將內(nèi)齒(滾柱)214之間的內(nèi)齒輪215(旋轉(zhuǎn)外殼212)的內(nèi)周215a只切除規(guī)定深度,但本發(fā)明也可以同時(shí)切除外齒和內(nèi)齒輪的內(nèi)周。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明可以用于通過曲柄軸使與內(nèi)齒輪相嚙合的外齒齒輪偏心擺動(dòng)的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置。
符號(hào)的說明11,111,211...行星齒輪裝置14,114,214...內(nèi)齒(滾柱)15,115,215...內(nèi)齒齒輪15a...內(nèi)周18,118,218...外齒齒輪19,119,219...外齒21,121,221...曲柄軸孔22,122,222...通孔25,125,225...支持體29,129,229...柱35,135,235...曲柄軸45a...旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)邊緣45b...旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)邊緣46a...旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)邊緣46b...旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)邊緣P...滾柱圓G...外端通過圓M...齒根圓C...匯聚點(diǎn)S...作用線K...驅(qū)動(dòng)分力的反作用力H...偏心量K′...驅(qū)動(dòng)分力R...滾柱半徑
Q...滾柱圓半徑E...距離F...距離
權(quán)利要求
1.一種偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,具有內(nèi)齒齒輪,在內(nèi)周以一定齒距P設(shè)置了由多個(gè)圓柱狀滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒;外齒齒輪,形成有至少一個(gè)曲柄軸孔和多個(gè)通孔,外周上具有由次擺線齒形構(gòu)成的、與上述內(nèi)齒嚙合并且齒數(shù)比該內(nèi)齒少1個(gè)的外齒;曲柄軸,插入各曲柄軸孔內(nèi),通過旋轉(zhuǎn)使外齒齒輪偏心擺動(dòng);支持體,可以旋轉(zhuǎn)地支持上述曲柄軸,并且具有多個(gè)插入到各通孔中的柱狀體;其特征在于使構(gòu)成內(nèi)齒的滾柱的直徑D除以內(nèi)齒的一定齒距P的比率減小至外齒的齒頂向半徑方向外側(cè)超過內(nèi)齒輪的內(nèi)周,并至少切除超過內(nèi)齒輪的內(nèi)周的部位的外齒,由此來避免外齒與內(nèi)齒輪的內(nèi)周的干涉。
2.一種偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,具有內(nèi)齒齒輪,在內(nèi)周以一定齒距P設(shè)置了由多個(gè)圓柱狀滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒;外齒齒輪,形成有至少一個(gè)曲柄軸孔和多個(gè)通孔,外周上具有由次擺線齒形構(gòu)成的、與上述內(nèi)齒嚙合并且齒數(shù)比該內(nèi)齒少1個(gè)的外齒;曲柄軸,插入各曲柄軸孔內(nèi),通過旋轉(zhuǎn)使外齒齒輪偏心擺動(dòng);支持體,可以旋轉(zhuǎn)地支持上述曲柄軸,并且具有多個(gè)插入到各通孔中的柱狀體;其特征在于使構(gòu)成內(nèi)齒的滾柱的直徑D除以內(nèi)齒的一定齒距P的比率減小至外齒的齒頂向半徑方向外側(cè)超過內(nèi)齒輪的內(nèi)周,并將相鄰的內(nèi)齒之間的內(nèi)齒輪的內(nèi)周切除上述外齒超過內(nèi)周的量以上的深度,由此來避免外齒與內(nèi)齒輪的內(nèi)周的干涉。
3.如權(quán)利要求1所述的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,當(dāng)沿兩齒面的拐點(diǎn)H間的連線M切除上述外齒后,外齒的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)邊緣與旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)邊緣之間的距離設(shè)為F,并且沿齒頂與齒根的交界N切除上述外齒后,外齒的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)邊緣與旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)邊緣之間的距離設(shè)為E時(shí),通過在比連線M靠近半徑方向外側(cè)并且在比交界N靠近半徑方向內(nèi)側(cè)處切除上述外齒,使構(gòu)成上述內(nèi)齒的滾柱的直徑D,在構(gòu)成內(nèi)齒的滾柱的中心之間的直線距離Y減去距離F的差值以上,并且在上述中心之間的直線距離Y減去距離E的差值以下。
4.如權(quán)利要求1或2所述的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,當(dāng)將通過構(gòu)成上述內(nèi)齒的所有滾柱的中心的滾柱圓V的半徑設(shè)為R,并且將外齒齒輪的外齒的齒數(shù)設(shè)為Z時(shí),使構(gòu)成上述內(nèi)齒的滾柱的直徑D在2R/Z±1.5mm的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,當(dāng)將通過構(gòu)成上述內(nèi)齒的所有滾柱的中心的滾柱圓V的半徑設(shè)為R,并且將從上述內(nèi)齒輪的中心O到外齒施加給對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒的驅(qū)動(dòng)分力的反作用力K的作用線S重合的匯聚點(diǎn)C為止的半徑方向距離設(shè)為L時(shí),使上述半徑方向距離L在上述半徑R的0.86~1.00倍的范圍內(nèi)。
6.一種偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,具有內(nèi)齒齒輪,在內(nèi)周設(shè)置了由多個(gè)圓柱狀滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒;外齒齒輪,形成有至少一個(gè)曲柄軸孔和多個(gè)通孔,外周上具有由次擺線齒形構(gòu)成的、與上述內(nèi)齒嚙合的多個(gè)外齒;曲柄軸,插入各曲柄軸孔內(nèi),通過旋轉(zhuǎn)使外齒齒輪偏心擺動(dòng);支持體,可以旋轉(zhuǎn)地支持上述曲柄軸,并且具有多個(gè)插入到各通孔中的柱狀體;其特征在于使各外齒施加給對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒的驅(qū)動(dòng)分力的反作用力K的作用線S重合的匯聚點(diǎn)C,位于通過構(gòu)成內(nèi)齒的所有滾柱的中心的滾柱圓P與通過所有的通孔的半徑方向外端的外端經(jīng)過圓G之間。
7.如權(quán)利要求6所述的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,使上述匯聚點(diǎn)C位于通過所有外齒的齒根的齒根圓M與上述外端經(jīng)過圓G之間。
8.如權(quán)利要求7或8所述的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,使上述外齒的齒數(shù)比內(nèi)齒的齒數(shù)少1個(gè)。
9.一種偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,具有內(nèi)齒齒輪,在內(nèi)周設(shè)置了由多個(gè)圓柱狀滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒;外齒齒輪,形成有至少一個(gè)曲柄軸孔和多個(gè)通孔,外周上具有由次擺線齒形構(gòu)成的、與上述內(nèi)齒嚙合并且齒數(shù)比該內(nèi)齒少1個(gè)的外齒;曲柄軸,插入各曲柄軸孔內(nèi),通過旋轉(zhuǎn)使外齒齒輪偏心擺動(dòng);支持體,可以旋轉(zhuǎn)地支持上述曲柄軸,并且具有多個(gè)插入到各通孔中的柱狀體;其特征在于當(dāng)設(shè)上述外齒齒輪相對(duì)于內(nèi)齒輪的偏心量為H、構(gòu)成內(nèi)齒的滾柱的半徑為R時(shí),使上述偏心量H在半徑R的0.5~1.0倍的范圍內(nèi),并且從齒頂以規(guī)定量切除各外齒,來避免外齒與內(nèi)齒輪的內(nèi)周的干涉。
10.一種偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,具有內(nèi)齒齒輪,在內(nèi)周設(shè)置了由多個(gè)圓柱狀滾柱構(gòu)成的內(nèi)齒;外齒齒輪,形成有至少一個(gè)曲柄軸孔和多個(gè)通孔,外周上具有由次擺線齒形構(gòu)成的、與上述內(nèi)齒嚙合并且齒數(shù)比該內(nèi)齒少1個(gè)的外齒;曲柄軸,插入各曲柄軸孔內(nèi),通過旋轉(zhuǎn)使外齒齒輪偏心擺動(dòng);支持體,可以旋轉(zhuǎn)地支持上述曲柄軸,并且具有多個(gè)插入到各通孔中的柱狀體;其特征在于當(dāng)設(shè)上述外齒齒輪相對(duì)于內(nèi)齒輪的偏心量為H、構(gòu)成內(nèi)齒的滾柱的半徑為R時(shí),使上述偏心量H在半徑R的0.5~1.0倍的范圍內(nèi),并且將相鄰的內(nèi)齒之間的內(nèi)齒輪的內(nèi)周切除規(guī)定的深度,由此來避免外齒與內(nèi)齒輪的內(nèi)周的干涉。
11.如權(quán)利要求9或10所述的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,當(dāng)將通過構(gòu)成上述內(nèi)齒的所有滾柱的中心的滾柱圓P的半徑設(shè)為Q,并且將從上述內(nèi)齒輪的中心O到外齒施加給對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒的驅(qū)動(dòng)分力K′的作用線S重合的匯聚點(diǎn)C為止的半徑方向上的距離設(shè)為L時(shí),使上述半徑方向上的距離L在上述半徑Q的0.86~1.00倍的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求9或11所述的偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,當(dāng)將上述切除后的某一個(gè)外齒的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)邊緣與旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)邊緣之間的距離設(shè)為E,并且將相鄰的2個(gè)外齒的旋轉(zhuǎn)方向前側(cè)邊緣與旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)邊緣之間的距離設(shè)為F時(shí),使上述距離E大于距離F。
全文摘要
本發(fā)明提供一種偏心擺動(dòng)型行星齒輪裝置,將通過抑制外齒齒輪的橋狀部和外齒的彈性變形來延長外齒(19)的齒面壽命,并提高震動(dòng)特性,防止行星齒輪裝置(11)大型化,大幅度地增大輸出扭矩。使構(gòu)成內(nèi)齒(14)的滾柱的直徑D除以內(nèi)齒(14)的齒距P的比率減小到,外齒(19)的齒頂(19a)超過內(nèi)齒輪(15)的內(nèi)周(15a)的半徑方向外側(cè);或者驅(qū)動(dòng)分力的反作用力K的作用線S匯聚的匯聚點(diǎn)C比以往向半徑方向外側(cè)移動(dòng),位于經(jīng)過所有的內(nèi)齒滾柱(14)的中心的滾柱圓P與經(jīng)過通孔(22)的半徑方向外端的外端經(jīng)過圓G之間;或者使外齒齒輪(18)相對(duì)于內(nèi)齒輪的偏心量H在內(nèi)齒(滾柱)(14)的半徑R的0.5倍以上。
文檔編號(hào)F16H1/32GK1914438SQ200580003679
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者藤本憲一 申請(qǐng)人:納博特斯克株式會(huì)社