CN101031737A - 波动齿轮装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种与背景技术相比能够传递更高扭矩的波动齿轮装置。大礼帽型波动齿轮装置10包括：具有内齿21形成在其上的盘形花键20；柔性柔性花键30，其包括具有形成为部分与所述内齿21啮合的外齿31a的外齿部分31，并且布置在盘状花键20的内侧；和波动发生器40，其布置在柔性花键30的内侧用于旋转柔性花键30同时使柔性花键30相对于盘形花键20弯曲。该柔性花键30包括适于固定在外部元件上的止挡部分32，和用于连接外齿部分31和止挡部分32的连接部分33。连接部分33被这样的成形，即当在贯穿柔性花键30的旋转轴线30a的平面处切开时，截面形状的厚度向着大体上的中心从外齿部分31的侧面和止挡部分32的侧面逐渐递减，并且截面形状上的两条面对的外部线33a和33b为大体上的弧形。

Description

波动齿轮装置
技术领域
本发明涉及一种用于传递扭矩的波动齿轮装置。
背景技术
在背景技术中，已知一种波动齿轮装置(如专利文献1中提及的)，该波动齿轮装置具有柔性外齿齿轮，该外齿齿轮包括具有直径从膜片侧向主干部分侧逐渐减小的曲线段。
专利文献1：    JP 200428122A
               (第3-4页，图3)
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而，在背景技术的波动齿轮装置中，由于扭矩从内齿齿轮传递到外齿齿轮，应力被集中在膜片上。这就提出了问题，即可以传递在这样的水平下的扭矩，即在该水平膜片不会由于在膜片上产生的应力集中而破坏。
本发明的目的是提供一种与背景技术相比能够传递更高扭矩的波动齿轮装置。
技术方案
根据本发明，提供了一种波动齿轮装置，其包括：具有内齿形成在其上的环形内齿齿轮；柔性外齿齿轮，其包括具有形成为部分与所述内齿啮合的外齿的外齿部分，并且该外齿齿轮布置在所述内齿齿轮的内侧。以及波动发生器，其布置在所述外齿齿轮的内侧用来旋转所述外齿齿轮同时使所述外齿齿轮相对于所述内齿齿轮弯曲。该波动齿轮装置具有这样的构造，即所述外齿齿轮包括适于固定在外部元件上的固定部分，以及连接所述外齿部分和所述固定部分的连接部分，而且所述连接部被这样的形成，即在贯穿所述外齿齿轮的旋转轴线的平面处切开的截面形状从所述外齿部分和所述固定部分向着大体上的中心逐渐形状变小，而且所述截面形状的两条面对的外部线为大体上弧形的。
按照该构造，在本发明的波动齿轮装置中，当在贯穿外齿齿轮的旋转轴线的平面处切开时，外齿齿轮连接部分的截面形状在厚度上从外齿部分的侧面和固定部分的侧面向大体上的中心逐渐递减。结果，与背景技术相比可以更多地抑制由扭矩从内齿齿轮传递到外齿齿轮造成的外齿齿轮一部分上的应力的集中，从而可以传递比背景技术更高的扭矩。
此外，根据本发明的波动齿轮装置，该波动齿轮被这样的构造，即所述两条外部线的一条的至少一部分为第一弧，所述两条外部线另一条的至少一部分为具有不同于那些第一弧的半径和中间位置的第二弧，而且所述第一弧和所数第二弧形成所述截面形状大体上的中心的最薄的部分。
此外，根据本发明的波动齿轮装置，波动齿轮装置仍然被这样构成，即所述两条外部线的一条的至少一部分为第一弧，所述两条外部线另一条的至少一部分为具有不同于那些第一弧的半径和中间位置的第二弧，而且所述第一弧和所述第二弧被这样的形成，即小于所述第一弧直径和所述第二弧直径并且贯穿所述第一弧和所述第二弧的中心线的直线与所述第一弧和所述第二弧在所述外齿部分和所述固定部分的外侧上的所述连接部分的所述截面部分的大体中心的位置与所述第一弧和所述第二弧相交。
按照该构造，本发明的波动齿轮装置在最薄的部分具有简单的形状因此外齿齿轮可以容易的工作。
本发明的有益效果
本发明可以提供一种波动齿轮装置，其与背景技术相比能够传递更高的扭矩。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的波动齿轮装置的截面侧视图。
图2是图1中显示的柔性花键的一部分的扩大截面侧视图。
图3是根据本发明第二实施例的波动齿轮装置的截面侧视图。
图4是图3中柔性花键的一部分的扩大截面侧视图。
实现本发明的最佳方式
具体实施方式
下面参考附图对本发明的具体实施方式进行描述。
(第一实施例)
首先，描述根据第一实施例的波动齿轮的构造。
如图1所示，礼帽型的波动齿轮装置10具有：厚的盘状花键20，其充当具有形成在其上的内齿21的环形内齿齿轮；大礼帽状柔性花键作为柔性外齿齿轮具有外齿部分31，该外齿部分31具有外齿31a形成为部分地与内齿21啮合并且布置在盘状花键20的内侧；以及波动发生器40，其布置在柔性花键30的内侧并且充当用于相对于盘状花键20旋转柔性花键30同时使花键30弯曲。
该柔性花键30包括止挡部分32，其作为将要固定在未显示的外部元件上的固定部分，以及用于连接外齿部分31和止挡部分32的连接部分33。
另一方面，波动发生器40包括椭圆形凸轮41和安装在凸轮41的外圆周上的薄轴承42。
柔性花键30的连接部分33被这样的成形，即在贯穿柔性花键30的旋转轴30a(参考图1)的平面处切开的截面形状在厚度上从外齿部分31的侧面和止挡部分32向着大体上的中心逐渐减小，如图2所示。此外，连接部分33相对于在贯穿旋转轴线30a的平面处切开的截面形状上的两个面对的外齿部分31侧面上的面32a向着止挡部分32的与外齿部分31相对的面32b一侧凸出。
这里，外部线33a形成弧34，该弧34作为通向外齿部分31和止挡部分32的第一弧并且具有半径R1和中心位置O1。另一方面，外部线33b形成弧35和弧36，弧35作为通向外齿部分31的第二弧并且具有半径R2和中心部分O2，弧36通向弧35和止挡部分32并且具有半径R3和中心位置O3。这里，当在贯穿旋转轴线30a的平面处切开时，弧34和弧35形成大体上位于中央的最薄的部分37，该部分37具有连接部分33的截面形状的最小厚度。特别地，穿过第一弧的中心位置O1和第二弧的中心位置O2的直线与第一和第二弧相交的这些点分别位于连接部分33的中心。此外，半径R1小于半径R2，并且最薄部分37到中心位置(O1)的距离比最薄部分37到中心位置O2的距离短。
下面描述大礼帽型波动齿轮装置10的动作。
在大礼帽型波动齿轮装置10中，当回转运动从工业机器人的输入轴输入到波动发生器40的凸轮41，同时盘状花键20、柔性花键30的止挡部分32以及波动发生器40的凸轮41被分别固定到工业机器人的壳体、输出轴和输入轴上时，输入到波动发生器40的凸轮41上的回转运动的速度在内部减少，并且从柔性花键30的止挡部分输出到输出轴。
在大礼帽型波动齿轮装置10中，当输入到波动发生器40的回转运动的速度在内部减少并且从柔性花键30的止挡部分32输出时，扭矩从盘状花键20传递到柔性花键30。当在贯穿柔性花键30的旋转轴线30a的平面处切开时，柔性花键30的连接部分33的该截面形状的厚度从外齿部分31的侧面和止挡部分32的侧面向着大体上的中心逐渐减小。结果，与背景技术相比更多地抑制了由于从盘状花键20传递到柔性花键30的扭矩所造成的在柔性花键30一部分上的应力集中。
如上所述，与背景技术相比大礼帽型波动齿轮装置10可以更多地抑制应力集中，否则会由于扭矩从盘状花键20传递到柔性花键30而造成在柔性花键30一部分上的应力集中。所以，即使大小和重量与背景技术中的那些装置相同也可以传递比背景技术中更高的扭矩，并且在传递的扭矩的大小与背景技术中的相等的情况下与背景技术相比可以减少其大小和重量。
此外，在大礼帽波动齿轮装置10中，最薄的部分37形成为具有弧34和弧35的简单的形状，因此柔性花键30的工作可以变得更为方便。这里，最薄部分37可以具有更复杂的形状。
在大礼帽型波动齿轮装置10中，外部线33a为完整的弧，但如果外部线33a和33b作为一个整体来看分别为大体上的弧形，则至少外部线33a和33b中的一个可以不是完整的弧。如果大礼帽型波动齿轮装置10具有大体上弧形的外部线33a和33b，例如，外部线33a和33b可能至少在那些部分上具有直的部分。
(第二实施例)
首先描述根据第二实施例的波动齿轮装置的构造。
在根据该实施例的波动齿轮的构造中，与根据第一实施例的大礼帽型波动齿轮装置10(参考图1)中相同的构造用与大礼帽型波动齿轮装置10的那些构造相同的参考数字表示，从而忽略了对这些构造的详细描述。
如图3所示，根据该实施例的作为波动齿轮装置的杯型波动齿轮装置60与大礼帽型波动齿轮装置10的构造类似，其具有薄的杯状的柔性花键80而不是柔性花键30(参考图1)，该薄的杯状的柔性花键80包括具有部分地与内齿21啮合的外齿81a的外齿部分81，并且充当布置在盘状花键20内侧上的柔性外齿齿轮。
该柔性花键80包括作为将要被固定到未显示的外部元件上的固定部分的止挡部分82，以及用于连接外齿部分81和止挡部分82的连接部分83。
柔性花键80的连接部分83被这样成形，即在贯穿柔性花键80的旋转轴80a(参考图3)的平面处切开得到的截面形状在厚度上从外齿部分81和止挡部分82的侧面向着大体上的中心逐渐减小，如图4所示。此外，在连接部分83中，在贯穿旋转轴80a的平面处切开的截面形状中两条面对的外部线83a和83b为大体上的弧形。此外，连接部分83的一部分相对于止挡部分82的位于外齿部分81一侧的面82a向着与止挡部分82的外齿部分81相对的面82b一侧部分地凸出。
这里，外部线83a由弧84形成，该弧84作为第一弧通向外齿部分81和止挡部分82并具有半径R1和中心位置O1。另一方面，外部线83b由弧85和弧86组成，其中弧85作为第二弧通向外齿部分81并具有半径R2和中心部分O2，弧86通向弧85和止挡部分82并具有半径R3和中心位置O3。这里，当在贯穿旋转轴线80a的平面处切开时，弧84和弧85形成大体上中央的最薄部分87，该部分87具有连接部分83的截面形状的最小厚度。特别地，穿过第一弧的中心位置O1和第二弧的中心位置O2的直线与第一和第二弧相交的这些点分别位于连接部分83的中心。此外，半径R1小于半径R2，并且最薄部分87到中心位置(O1)的距离比最薄部分87到中心位置O2的距离短。
下面描述杯型波动齿轮装置60的动作。
在杯型波动齿轮装置60中，例如当回转运动从工业机器人的输入轴输入到波动发生器40的凸轮41，同时盘状花键20、柔性花键80的止挡部分82以及波动发生器40的凸轮41被分别固定到工业机器人的壳体、输出轴和输入轴上时，输入到波动发生器40的凸轮41上的回转运动的速度在内部减少，并且从柔性花键80的止挡部分82输出到输出轴。
在杯型波动齿轮装置60中，当输入到波动发生器40的回转运动的速度在内部减少并且从柔性花键80的止挡部分82输出时，扭矩从盘状花键20传递到柔性花键80。当在贯穿柔性花键80的旋转轴线80a的平面处切开时，柔性花键80的连接部分83的截面形状的厚度从外齿部分81的侧面和止挡部分82的侧面向着大体上的中心逐渐减小。结果，与背景技术相比更多地抑制了由于从盘状花键20传递到柔性花键80的扭矩造成的在柔性花键80一部分上的应力集中。
如上所述，与背景技术相比，杯型波动齿轮装置60可以更多的抑制应力集中，否则会由于扭矩从盘状花键20传递到柔性花键80而造成在柔性花键80一部分上的应力集中。所以，即使大小和重量与背景技术中的那些装置相同也可以传递比背景技术中更高的扭矩，并且在传递的扭矩的大小与背景技术中的相等的情况下，与背景技术相比可以减少其大小和重量。
此外，在杯型波动齿轮装置60中，最薄的部分87形成为具有弧84和弧85的简单的形状，因此柔性花键80的工作可以变得更为方便。这里，最薄部分87可以具有更复杂的形状。
在杯型波动齿轮装置60中，外部线83a为完整的弧，但如果外部线83a和83b作为一个整体来看分别地为大体上的弧形，则至少外部线83a和83b中的一可以不是完整的弧。例如，如果杯型波动齿轮装置60具有大体上弧形的外部线83a和83b，外部线83a和83b可以至少在那些部分上具有直的部分。
工业实用性
如上所述，与背景技术相比根据本发明的波动齿轮装置具有传递更高扭矩的效果，并且本发明的波动齿轮装置作为在工业机器人、半导体、卫生器材和航空和航天领域中应用的波动装置是有用的。

Claims (3)

1.一种波动齿轮装置，包括：具有形成在其上的内齿的环形内齿齿轮；布置在所述内齿齿轮内侧的柔性外齿齿轮，该外齿齿轮包括外齿部分，该外齿部分具有形成为部分地与所述内齿啮合的外齿；以及波动发生器，其布置在所述外齿齿轮的内侧，用于旋转所述外齿齿轮同时使所述外齿齿轮相对于所述内齿齿轮弯曲，其特征在于：
所述外齿齿轮包括适于固定在外部元件上的固定部分、以及用于连接所述外齿部分和所述固定部分的连接部分；和
所述连接部分被这样成形，即在贯穿所述外齿齿轮的旋转轴线延伸的平面处切开得到的截面形状在形状上从所述外齿部分的侧面和所述固定部分的侧面向着大体上的中心逐渐减小，并且所述截面形状上的两条面对的外部线为大体上的弧形。
2.如权利要求1所述的波动齿轮装置，其特征在于：
所述两条外部线中一条的至少一部分为第一弧；
所述两条外部线的中另外一条的至少一部分为具有不同于第一弧的半径和中心位置的第二弧；和
所述第一弧和所述第二弧形成所述截面形状的大体中心的最薄部分。
3.如权利要求1所述的波动齿轮装置，其特征在于：
所述两条外部线中一条的至少一部分为第一弧；
所述两条外部线中另外一条的至少一部分为具有不同于第一弧的半径和中心位置的第二板；和
所述第一弧和所述第二弧这样形成，即小于所述第一弧的半径和所述第二弧的半径并贯穿所述第一弧中心线和所述第二弧中心线的直线，在所述固定部分侧面和所述外齿部分侧面上的所述连接部分的所述截面形状的大体中心处与所述第一弧和所述第二弧相交。
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