CN105041981B - 齿轮传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明用于实现转矩的传递效率优异的齿轮传动装置。齿轮传动装置(100)包括内齿轮(10)和外齿轮(28)。外齿轮(28)相对于内齿轮(10)进行偏心旋转。内齿轮(10)具有内齿构件(6)和圆柱状构件(8)。圆柱状构件(8)被插入到在内齿构件(6)的内周面上设置的槽(9)中。外齿轮(28)通过与圆柱状构件(8)相接触而与内齿轮(10)相啮合。在齿轮传动装置(100)中，圆柱状构件(8)与外齿轮(28)之间的摩擦系数大于圆柱状构件(8)与槽(9)之间的摩擦系数。

Description

齿轮传动装置

技术领域

本说明书公开一种与齿轮传动装置有关的技术。

背景技术

公知有一种包括内齿轮和一边与内齿轮相啮合一边相对于内齿轮进行偏心旋转的外齿轮的齿轮传动装置。在这样的齿轮传动装置中，有时通过将圆柱状构件插入到在内齿构件的内周面上设置的槽中来形成内齿轮。在日本特开2013－185619号公报中公开了下述齿轮传动装置：使圆柱状构件(外销)的周面在轴向上的表面粗糙度小于其在周向上的表面粗糙度，从而减小圆柱状构件与槽(外销槽)之间的摩擦。在以下的说明中，将日本特开2013－185619号公报称作专利文献1。另外，在专利文献1中，还记载有如下内容：通过使槽的表面在轴向上的表面粗糙度小于其在周向上的表面粗糙度，能够减小圆柱状构件与槽之间的摩擦。

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1的齿轮传动装置中，减小构成内齿轮的圆柱状构件与槽之间的摩擦，从而减少摩擦所导致的损失。然而，存在当减小圆柱状构件与槽之间的摩擦时、圆柱状构件(内齿轮的齿)与外齿轮之间的摩擦变小的情况。其结果，有时在内齿轮与外齿轮之间产生滑动。如果在内齿轮与外齿轮之间产生滑动，则转矩的传递效率会降低。本说明书公开解决上述问题并实现转矩的传递效率优异的齿轮传动装置的技术。

用于解决问题的方案

本说明书所公开的技术涉及一种齿轮传动装置，该齿轮传动装置包括：内齿轮；以及外齿轮，其相对于内齿轮进行偏心旋转。在该齿轮传动装置中，内齿轮具有内齿构件和被插入到在内齿构件的内周面上设置的槽中的圆柱状构件。另外，外齿轮通过与圆柱状构件相接触而与内齿轮相啮合。在本说明书所公开的齿轮传动装置中，圆柱状构件与外齿轮之间的摩擦系数大于圆柱状构件与槽之间的摩擦系数。

在上述齿轮传动装置中，圆柱状构件(内齿轮的齿)能够在槽内进行旋转。具体而言，在外齿轮一边与内齿轮相啮合一边相对于内齿轮进行偏心旋转时，圆柱状构件相对于槽进行旋转。圆柱状构件与外齿轮之间的摩擦系数大于圆柱状构件与槽之间的摩擦系数。因此，圆柱状构件能够通过在槽内进行旋转而相对于外齿轮进行滚动。即，圆柱状构件相对于外齿轮作为滚动轴承发挥功能。由于能够抑制圆柱状构件与外齿轮之间的滑动，因此能够降低齿轮传动装置的转矩传递损失。此外，圆柱状构件相对于上述槽作为滑动轴承发挥功能。

上述的“相对于内齿轮进行偏心旋转的外齿轮”并不仅是外齿轮相对于齿轮传动装置的轴线进行偏心旋转的方式，也包括内齿轮相对于齿轮传动装置的轴线进行偏心旋转的方式。即，“相对于内齿轮进行偏心旋转的外齿轮”指的是，内齿轮和外齿轮中的一者相对于齿轮传动装置的轴线进行偏心旋转，且内齿轮和外齿轮相对地进行偏心旋转。

附图说明

图1是第1实施例的齿轮传动装置的剖视图。

图2是图1的II-II线剖视图。

图3是由图2的虚线III包围的部分的放大图。

附图标记说明

6、内齿构件；8、圆柱状构件；9、槽；10、内齿轮；28、外齿轮；100、齿轮传动装置

具体实施方式

以下，说明本说明书所公开的齿轮传动装置的几个技术特征。此外，以下说明的事项分别单独具有技术上的实用性。

齿轮传动装置可以包括内齿轮和外齿轮。也可以是，内齿轮和外齿轮一边互相啮合一边相对地进行偏心旋转。即，可以是，外齿轮一边与内齿轮相啮合一边进行偏心旋转。或者，也可以是，内齿轮一边与外齿轮相啮合一边进行偏心旋转。内齿轮可以包括内齿构件和被插入到在内齿构件的内周面上设置的槽中的圆柱状构件。换言之，内齿轮可以由形成于内齿构件的内周面的槽和被插入到该槽中的圆柱状构件形成。以下，在本说明书中，有时将在内齿构件的内周面上形成的槽称作插入槽。

在为外齿轮进行偏心旋转的类型的情况下，也可以由齿轮传动装置的壳体兼作为内齿构件。即，可以是，将内齿轮形成于壳体的内周。在该情况下，也可以在壳体的内侧配置齿轮架、曲轴以及外齿轮。曲轴可以以能够旋转的方式支承于齿轮架。曲轴可以具有偏心体。可以是，外齿轮与曲轴的偏心体相卡合而随着曲轴的旋转进行偏心旋转。可以是，内齿轮具有与外齿轮的齿数不同的齿数。

也可以是，插入到插入槽中的圆柱状构件作为内齿轮的齿发挥功能。在该情况下，也可以是，内齿构件的内周面中的、位于相邻的插入槽之间的内周面作为内齿轮的齿槽发挥功能。可以是，各个插入槽在与齿轮传动装置的轴线正交的截面上的形状为圆弧状。可以是，多个插入槽沿着齿轮传动装置的轴线延伸。在该情况下，可以是，各个插入槽沿内齿构件的周向等间隔设置。

在插入槽为圆弧状的情况下，可以是，插入槽的表面所在的假想圆的中心位于圆柱状构件的旋转轴线上，并使假想圆的直径和圆柱状构件的直径大致相等。也可以是，圆柱状构件一边与外齿轮相接触一边在插入槽内进行旋转。即，也可以是，在外齿轮一边与内齿轮相啮合一边相对地进行偏心旋转时，圆柱状构件在插入槽内进行旋转。

也可以是，在驱动齿轮传动装置时，圆柱状构件与外齿轮之间的摩擦系数大于圆柱状构件与插入槽之间的摩擦系数。更具体而言，也可以是，圆柱状构件相对于外齿轮的齿面开始滑动时的摩擦系数(滚动摩擦系数)大于圆柱状构件相对于插入槽开始滑动时的摩擦系数(滚动摩擦系数)。另外，可以是，插入槽的表面的表面粗糙度小于外齿轮的齿面的表面粗糙度。在该情况下，也可以是，通过利用不同的刀具进行加工，从而实现不同值的表面粗糙度。或者，也可以是，在加工出了插入槽和外齿轮之后，进行用于去除插入槽的表面的纹理的加工。

外齿轮的齿面的表面粗糙度可以为Ra0.2μm～Ra0.5μm。在表面粗糙度小于Ra0.2μm的情况下，不能在圆柱状构件与外齿轮的齿面之间获得充分的摩擦，可能引起圆柱状构件相对于外齿轮的齿面滑动。另外，若表面粗糙度大于Ra0.5μm，则容易在进行驱动时发生发热等，从而可能引起外齿轮的耐久性(寿命)的降低。此外，在外齿轮的齿面的表面粗糙度为Ra0.2μm～Ra0.5μm的情况下，插入槽的表面粗糙度可以小于Ra0.2μm。

插入槽的表面粗糙度可以小于Ra0.3μm。此外，可以是，插入槽的表面粗糙度优选为Ra0.2μm以下，特别优选为Ra0.1μm以下。另外，为了避免插入槽的加工工序变得复杂、加工时间增加，插入槽的表面粗糙度可以为0.01μm以上。此外，在插入槽的表面粗糙度小于Ra0.3μm的情况下，外齿轮的齿面的表面粗糙度可以为Ra0.3μm～Ra0.5μm。

可以是，圆柱状构件的周面的纹理的方向与外齿轮的齿面的纹理的方向相同。通过使纹理的方向相同，能够增大圆柱状构件与外齿轮之间的摩擦系数，从而能够抑制圆柱状构件相对于外齿轮的齿面滑动。另外，也可以是，圆柱状构件的周面的纹理的方向与插入槽的表面的纹理的方向不同。当纹理的方向不同时，圆柱状构件与插入槽之间的摩擦系数变小，圆柱状构件易于相对于插入槽滑动。通过使圆柱状构件易于相对于插入槽滑动，能够相对地增大圆柱状构件与外齿轮之间的摩擦系数。也可以是，圆柱状构件的周面的纹理的方向与插入槽的表面的纹理的方向正交。此外，纹理指的是，在加工零件时在零件的表面产生的加工痕迹。

也可以在插入槽的表面上设置覆盖部。在该情况下，覆盖部与圆柱状构件之间的摩擦系数可以小于插入槽的表面与圆柱状构件之间的摩擦系数。即，通过设置覆盖部，与没有设置覆盖部时相比，圆柱状构件可以相对于插入槽容易滑动。覆盖部可以是形成于插入槽的表面的碳、氟树脂、钼的覆膜。也可以是，通过在插入槽的表面上设置覆盖部来减小插入槽表面的表面粗糙度。

实施例

第1实施例

参照图1和图2来说明齿轮传动装置100的基本构造。图1示出了齿轮传动装置100的纵剖视图(齿轮传动装置100的沿着轴线12的剖视图)。图2示出了齿轮传动装置100的横剖视图(齿轮传动装置100的沿着与轴线12正交的线的剖视图)。齿轮传动装置100包括内齿轮10、齿轮架4、曲轴14以及外齿轮28。

内齿轮10具有壳体6和内齿销8。通过将多个内齿销8配置于壳体6的内周而形成内齿轮10。内齿销8为圆柱状并被插入到在壳体6的内周面7上形成的插入槽9中。插入槽9沿周向等间隔地设置在壳体6的内周。另外，插入槽9以平行于齿轮传动装置100的轴线12的方式延伸。即，内齿销8沿周向等间隔地设置在壳体6的内周且以平行于轴线12的方式延伸。壳体6是内齿构件的一个例子，内齿销8是圆柱状构件的一个例子。

齿轮架4通过一对轴承22(以下，有时称作主轴承22)以能够旋转的方式支承于壳体6。主轴承22对齿轮架4相对于壳体6沿着轴向方向和径向方向的移动进行限制。在齿轮传动装置100中，使用角接触球轴承作为主轴承22。齿轮架4具有第一板4a和第二板4c。第一板4a具有柱状部4b。柱状部4b自第一板4a朝向第二板4c延伸并利用螺栓34固定于第二板4c。螺栓34穿过第二板4c并被紧固于设在柱状部4b上的螺栓槽34a。

此外，在柱状部4b和第二板4c上插入有用于进行周向上的定位的定位销(省略图示)。在图2中示出了设于柱状部4b的销孔36。在第二板4c上也设有销孔(省略图示)。定位销穿过第二板4c的销孔而插入到销孔36中。另外，在壳体6与第一板4a之间配置有油封18。

曲轴14借助一对轴承20以能够旋转的方式支承于齿轮架4。一对轴承20对曲轴14相对于齿轮架4沿着轴向方向的移动和径向方向的移动进行限制。在齿轮传动装置100中，使用圆锥滚子轴承作为一对轴承20。曲轴14具有输入齿轮32和两个偏心体30。偏心体30配置在一对轴承22之间。偏心体30借助圆柱滚子轴承26卡合于外齿轮28。外齿轮28借助曲轴14支承于齿轮架4。此外，输入齿轮32配置在一对轴承20的外侧。

在齿轮传动装置100中，马达(省略图示)的转矩被传递至输入齿轮32。当马达的转矩传递至输入齿轮32时，曲轴14进行旋转，偏心体30随之进行偏心旋转。随着偏心体30的偏心旋转，外齿轮28一边与内齿轮10相啮合一边进行偏心旋转。外齿轮28绕轴线12进行偏心旋转。两个偏心体30以互相对称的方式偏心。因此，两个外齿轮28在彼此相对于轴线12向相反的方向偏心的状态下绕轴线12进行偏心旋转。外齿轮28的齿数和内齿轮10的齿数(内齿销8的数量)是不同的(参照图2)。因此，当外齿轮28进行偏心旋转时，支承着外齿轮28的齿轮架4对应于外齿轮28和内齿轮10之间的齿数差而相对于壳体6进行旋转。也可以将轴线12称作齿轮架4的旋转轴线。

参照图3说明齿轮传动装置100的特征。如上所述，外齿轮28一边与内齿轮10相啮合一边进行偏心旋转。更具体而言，外齿轮28一边以其齿面与内齿销8的周面相接触一边绕轴线12进行偏心旋转。当外齿轮28沿箭头R1方向旋转时，内齿销8在插入槽9内沿箭头R2方向旋转。内齿销8一边相对于插入槽9滑动一边在插入槽9内进行旋转。

在齿轮传动装置100中，外齿轮28的齿面与内齿销8的周面之间的摩擦系数大于插入槽9的表面与内齿销8的周面之间的摩擦系数。因此，比起插入槽9和内齿销8之间，外齿轮28和内齿销8之间不易滑动。内齿销8在比其在外齿轮28的齿面上开始滑动时的力小的力的作用下相对于插入槽9滑动。因此，当外齿轮28沿箭头R1方向进行旋转时，内齿销8一边在外齿轮28的齿面上滚动一边沿箭头R2方向旋转。内齿销8相对于外齿轮28作为滚动轴承发挥功能，并相对于插入槽9作为滑动轴承发挥功能。此外，在齿轮传动装置100中，针对外齿轮28、内齿销8以及插入槽9进行了以下的处理(1)～处理(3)中的至少一种处理。

处理(1)：使插入槽9的表面的表面粗糙度Ra小于外齿轮28的齿面的表面粗糙度Ra。

处理(2)：将外齿轮28的齿面的纹理的方向调整为与内齿销8的周面的纹理的方向相同，并且，将插入槽9的表面的纹理的方向调整为与内齿销8的周面的纹理的方向不同。

处理(3)：对插入槽9的表面进行覆盖，使覆盖后的插入槽9与内齿销8之间的摩擦系数低于覆盖前的插入槽9与内齿销8之间的摩擦系数。

通过进行处理(1)，能够使外齿轮28与内齿销8之间的摩擦系数大于插入槽9与内齿销8之间的摩擦系数，而无需对内齿销8进行特别的处理。外齿轮28经由内齿销8与插入槽9(壳体6)相接触。即，在外齿轮28与插入槽9之间配置有内齿销8。通过进行上述(1)的处理，与插入槽9和内齿销8之间相比，外齿轮28和内齿销8之间不易相对滑动。更具体而言，在外齿轮28相对于内齿销8开始滑动之前，内齿销8一边相对于插入槽9滑动一边旋转。

此外，将外齿轮28的齿面的表面粗糙度调整为Ra0.2μm～Ra0.5μm。通过将表面粗糙度调整为Ra0.2μm以上，能够更可靠地抑制外齿轮28相对于内齿销8滑动。另外，通过将表面粗糙度调整为Ra0.5μm以下，能够抑制外齿轮28的齿面的磨损。通过将外齿轮28的齿面的表面粗糙度调整为Ra0.2μm～Ra0.5μm，能够抑制外齿轮28的劣化并抑制内齿销8相对于外齿轮28滑动。另外，通过将插入槽9的表面的表面粗糙度Ra调整为0.01μm～0.1μm，能够避免插入槽9的加工变得烦杂并使内齿销8易于相对于插入槽9滑动。

通过进行处理(2)，能够使外齿轮28与内齿销8之间的摩擦系数大于插入槽9与内齿销8之间的摩擦系数，而无需调整外齿轮28和插入槽9的表面粗糙度Ra。例如，在圆柱状的零件(圆柱状构件)的表面上形成的纹理的方向与在平板的表面上形成的纹理的方向不同的情况下，在圆柱状构件在平板的表面上滚动时，圆柱状构件与平板之间的接触面积降低，从而易于在两者之间产生滑动。与此相对，在圆柱状构件的表面上形成的纹理的方向与在平板的表面上形成的纹理的方向相同的情况下，纹理彼此钩挂，不易在两者之间产生滑动。在处理(2)中，通过使插入槽9的表面的纹理的方向与内齿销8的周面的纹理的方向正交，能够更可靠地使内齿销8易于相对于插入槽9滑动。

具体地说明外齿轮28、内齿销8以及插入槽9的纹理的方向。如上所述，外齿轮28绕轴线12进行偏心旋转。在加工外齿轮28时，通常，以使齿面的纹理与轴线12平行或使齿面的纹理与轴线12正交的方式进行加工。同样地，在加工内齿销8的周面和插入槽9时，通常，也以使纹理与轴线12平行或使纹理与轴线12正交的方式进行加工。

因此，在以纹理平行于轴线12而形成的方式加工外齿轮28的情况下，以纹理平行于轴线12而形成的方式加工内齿销8，并以纹理沿与轴线12正交的方向形成的方式加工插入槽9。在以纹理沿与轴线12正交的方向形成的方式加工外齿轮28的情况下，以纹理平行于轴线12而形成的方式加工内齿销8，并以纹理平行于轴线12而形成的方式加工插入槽9。此外，纹理的方向能够通过改变加工刀具的移动方向来调整。

通过进行处理(3)，能够使外齿轮28与内齿销8之间的摩擦系数大于插入槽9与内齿销8之间的摩擦系数，而无需对内齿销8和外齿轮28进行特别的处理。具体而言，在处理(3)中，减小内齿销8与插入槽9之间的摩擦系数，相当于增大外齿轮28与内齿销8之间的摩擦系数。即，在不改变外齿轮28与内齿销8之间的摩擦系数的情况下，减小内齿销8与插入槽9之间的摩擦系数，结果使外齿轮28与内齿销8之间的摩擦系数大于插入槽9与内齿销8之间的摩擦系数。此外，通过将碳、氟树脂、钼等涂敷在插入槽9的表面上、形成这些材料的覆膜，能够覆盖插入槽9的表面。覆膜(覆盖部)以使形成了覆膜后的插入槽9与内齿销8之间的摩擦系数为0.01μm～0.1μm的方式形成。

说明齿轮传动装置100的优点。如上所述，外齿轮28的齿面与内齿销8的周面之间的摩擦系数大于插入槽9的表面与内齿销8的周面之间的摩擦系数。因此，在驱动齿轮传动装置100时，不易在外齿轮28与内齿销8之间产生滑动，内齿销8相对于外齿轮28作为滚动轴承发挥功能。能够抑制转矩在外齿轮28与内齿轮10之间的传递损失。

以上，详细地说明了本发明的具体例，但这些具体例只不过是例示，并不是用于限定权利要求书的保护范围。权利要求书所记载的技术包含对以上例示的具体例进行各种变形、变更后得到的方案。在本说明书或者附图中说明的技术特征是单独或通过各种组合来发挥技术上的实用性的，不限定于申请时的权利要求所记载的组合。另外，本说明书或附图所例示的技术用于同时实现多个目的，实现其中之一的目的的技术本身具有技术上的实用性。

Claims (5)

1.一种齿轮传动装置，其包括：内齿轮；以及外齿轮，其相对于内齿轮进行偏心旋转，其中，

内齿轮具有内齿构件和被插入到在内齿构件的内周面上设置的槽中的圆柱状构件，

外齿轮通过与圆柱状构件相接触而与内齿轮相啮合，

圆柱状构件与外齿轮之间的摩擦系数大于圆柱状构件与槽之间的摩擦系数。

2.根据权利要求1所述的齿轮传动装置，其中，

所述槽的表面的表面粗糙度小于外齿轮的齿面的表面粗糙度。

3.根据权利要求2所述的齿轮传动装置，其中，

外齿轮的齿面的表面粗糙度为0.2μm～0.5μm，

所述槽的表面的表面粗糙度小于0.3μm。

4.根据权利要求1所述的齿轮传动装置，其中，

圆柱状构件的周面的纹理的方向与外齿轮的齿面的纹理的方向相同，而与所述槽的表面的纹理的方向不同。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的齿轮传动装置，其中，

在所述槽的表面上设有覆盖部，

覆盖部与圆柱状构件之间的摩擦系数小于所述槽的表面与圆柱状构件之间的摩擦系数。