CN105899847A - 超越型啮合的负偏位波动齿轮装置 - Google Patents

Abstract

波动齿轮装置(1)为负偏位波动齿轮装置。使用外齿轮(3)相对于内齿轮(2)的通过齿条啮合而近似获得的移动轨迹(Mc)上的从拐点(A)到底部的点(B)的曲线、即凸型的基本齿形曲线来规定内齿轮(2)的齿形形状。外齿轮(3)的主截面的齿形形状由凹型的基本齿形曲线规定。凹型的基本齿形曲线是内齿轮(3)的凸型的基本齿形曲线在从移动轨迹(Mc)的顶点(C)到拐点(A)之间展成外齿轮(3)的曲线。在润滑方面有利的超越型啮合成立，能够减小外齿轮(3)的齿根轮缘的弯曲应力。

Description

超越型啮合的负偏位波动齿轮装置

技术领域

本发明涉及一种使挠性的外齿轮以比额定的挠曲量少的挠曲量(负偏位状态)挠曲而与刚性的内齿轮啮合的负偏位波动齿轮装置。更详细而言，涉及一种将外齿轮以及内齿轮的齿形设定为可使在润滑方面有利的超越型啮合成立的超越型啮合的负偏位波动齿轮装置。

背景技术

波动齿轮装置包括刚性的内齿轮、挠性的外齿轮以及波动产生器。利用波动产生器使外齿轮挠曲为椭圆状并在例如两处部位与内齿轮啮合。在这种情况下，外齿轮具有比内齿轮少2n片(n为正整数)的齿数。当使波动产生器旋转时，两个齿轮的啮合位置沿圆周方向移动。波动产生器每旋转一圈，在两个齿轮间发生与齿数差对应的角度量的相对旋转。一般来说，将波动齿轮装置利用为减速机构。

从波动齿轮装置的发明人C.W.Musser先生的发明(美国专利第2，906，143号说明书)以来到目前为止，以C.W.Musser先生为首，包括本发明人在内有很多的研究人员对波动齿轮装置进行了各种发明。仅该波动齿轮装置的齿形的发明就有各种各样。其中，本发明人发明了如下方法，即，采用由齿条近似地实现内齿轮与外齿轮的齿的啮合的手法来对进行大面积接触的齿顶齿形进行设计的齿形设计法(日本专利特开昭63–115943号公报)。利用该齿形设计法导出的外齿轮以及内齿轮的齿顶齿形是进行所谓交错型啮合(交错接触)的齿形。

在此，对波动齿轮装置的性能的要求日益提高。为了应对这种事态，需要进一步提高波动齿轮装置的强度及耐磨损性。特别是，需要改善齿面的耐磨损性。为此，采用进行超越型啮合(超越型接触)的齿形来作为两个齿轮的齿形是有效的。与进行交错型啮合的齿形相比，进行超越型啮合的齿形的齿面间的润滑油膜保持性优异，能对起因于油膜断裂的齿面磨损进行防止或抑制。

本发明人提出了一种包括进行超越型啮合的齿形的波动齿轮装置(日本专利特开平07–293643号公报、国际公开第2005/124189号)。在该波动齿轮装置中，将外齿轮的齿数设定为比内齿轮的齿数多2n片，求出由齿条啮合方式近似获得的外齿轮的齿与内齿轮的齿啮合的移动轨迹，利用对该移动轨迹的一部分进行相似转换而获得的相似曲线设定两个齿轮的齿顶齿形。

另外，“超越型啮合”是指在考虑了齿形的接触点的两个齿形的线素的端点彼此接触的状态时，两个齿形的线素相对于接触点位于相同侧的那样的啮合。“交错型啮合”是指在考虑了齿形的接触点的两个齿形的线素的端点彼此接触的状态时，两个齿形的线素夹着接触点位于相反侧的那样的啮合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第2,906,143号说明书

专利文献2：日本专利特开昭63–115943号公报

专利文献3：日本专利特开平07–293643号公报

专利文献4：国际公开第2005/124189号

发明内容

发明所要解决的技术问题

以往，未提出能用在一般使用的波动齿轮装置中的进行超越型啮合的齿形。即，在配置在内齿轮的内侧的外齿轮的齿数比内齿轮少2n片的一般使用的波动齿轮装置中，未提出进行超越型啮合的外齿轮以及内齿轮的齿形。

另一方面，利用波动产生器使波动齿轮装置的外齿轮的各部分边反复沿径向挠曲边进行旋转。因而，使随着挠曲产生的齿根轮缘的弯曲应力减小对于延长寿命以及允许传递转矩的提高是有效的。为此，可以考虑将外齿轮的齿形形成为凹齿形而减小齿根轮缘的弯曲应力。另外，希望在杯状或礼帽状的外齿轮中，在齿线方向上使连续的啮合成立，以提高允许传递转矩。

但是，在一般的波动齿轮装置中，未提出关于使用包括凹齿形的外齿轮使近似连续的啮合成立，并且使在润滑方面有利的超越型啮合成立的方案。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种内齿轮以及外齿轮的齿形采用进行在齿面润滑方面有利的超越型啮合的齿形，并且将外齿轮的齿形形成为凹齿形而减小了轮缘的弯曲应力，由此延长了寿命以及提高了允许传递转矩的波动齿轮装置。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述的技术问题，本发明的波动齿轮装置的特征在于，具有刚性的内齿轮、配置在上述内齿轮的内侧的挠性的外齿轮、以及配置在上述外齿轮的内侧的波动产生器，利用上述波动产生器使上述外齿轮挠曲为椭圆状，挠曲为椭圆状的上述外齿轮的外齿在上述外齿轮的长轴方向的两端部与上述内齿轮的内齿啮合，上述内齿轮以及变形为椭圆状之前的上述外齿轮均为系数m的平齿轮，在将n设定为正整数时，上述外齿轮的齿数比上述内齿轮的齿数少2n片，在将κ设定为偏位系数时，在上述外齿轮的齿根轮缘的椭圆状的轮缘中位曲线上的长轴位置，相对于上述外齿轮的挠曲前的轮缘中位圆的挠曲量为2κmn，上述外齿是偏位系数κ为0<κ<1的负偏位齿形，利用由齿条啮合而近似地实现上述外齿与上述内齿的啮合的情况下获得的移动轨迹，近似地获得随着上述波动产生器的旋转而产生的上述外齿相对于上述内齿的移动轨迹，上述内齿的垂直于轴的截面上的齿形形状由凸型的基本齿形曲线规定，上述凸型的基本齿形曲线是从上述移动轨迹中的拐点到该移动轨迹的底部的点的范围内的曲线，上述外齿的垂直于轴的截面上的齿形形状由凹型的基本齿形曲线规定，上述凹型的基本齿形曲线是由上述凸型的基本齿形曲线规定的上述内齿的齿形在从上述移动轨迹的顶点到上述拐点之间展成为上述外齿的展成曲线。

在本发明的波动齿轮装置中，内齿轮以及外齿轮的齿形采用进行在齿面润滑方面有利的超越型啮合的齿形。另外，外齿轮的齿形采用凹齿形来减小轮缘的弯曲应力。因而，采用本发明，能使波动齿轮装置长寿命化以及提高允许传递转矩。

附图说明

图1是表示应用了本发明的波动齿轮装置的一例的示意主视图。

图2是用具有轴的截面表示杯状或礼帽状的外齿轮的挠曲状况的说明图，图2(a)表示变形前的截面的状态，图2(b)表示变形为椭圆状的外齿轮的具有长轴的截面的状态，图2(c)表示变形为椭圆状的外齿轮的具有短轴的截面的状态。

图3A是表示利用齿条近似地实现外齿的齿线方向的内端部、主截面以及开口端部的各位置的两个齿轮的相对运动的情况下获得的外齿的移动轨迹的图表。

图3B是表示利用齿条近似地实现外齿的齿线方向的内端部、主截面以及开口端部的各位置的两个齿轮的相对运动的情况下获得的施加了变位的外齿的移动轨迹的图表。

图4表示对根据外齿的主截面处的移动轨迹导出的两个齿各自的基本齿形进行规定的曲线。

图5是表示外齿的齿线的中央附近的形状的图表。

图6是表示施加了变位的外齿的齿线方向的轮廓形状的说明图。

图7是表示外齿的移动轨迹以及外齿与内齿的通过齿条近似实现的啮合的说明图，图7(a)表示外齿的开口端部，图7(b)表示外齿的中央部(主截面)，图7(c)表示外齿的内端部的移动轨迹以及啮合。

具体实施方式

以下，参照附图对应用了本发明的波动齿轮装置进行说明。

(波动齿轮装置的结构)

图1是能够应用本发明的波动齿轮装置的示意主视图，图2是用具有轴的截面表示使上述波动齿轮装置的外齿轮挠曲为椭圆状的状况的剖视图，图2(a)表示变形前的正圆的状态的外齿轮的截面，图2(b)表示挠曲为椭圆状后的外齿轮的具有长轴的截面，图2(c)表示挠曲为椭圆状后的外齿轮的具有短轴的截面。另外，在图2中，实线表示杯状的外齿轮的膜片以及轴套的部分，虚线表示礼帽状的外齿轮的膜片以及轴套的部分。

如上述的图所示，波动齿轮装置1具有圆环状的刚性的内齿轮2、配置在该内齿轮2的内侧的挠性的外齿轮3、以及嵌入在该外齿轮3的内侧的椭圆状轮廓的波动产生器4。内齿轮2及变形前的外齿轮3均为系数m的平齿轮。内齿轮2与外齿轮3的齿数差为2n(n为正整数)。利用波动产生器4使外齿轮3挠曲为椭圆状，椭圆状的形状的长轴La的方向的两端部分的外齿34与内齿轮2的内齿24啮合。当波动产生器4旋转时，两个齿轮2、3的啮合位置沿周向移动，在两个齿轮2、3之间发生与两个齿轮的齿数差对应的相对旋转。

根据图2(a)可知，外齿轮3包括能沿径向挠曲的挠性的圆筒状主体部31、与该圆筒状主体部31的后端31b连续而沿径向扩展的膜片32、与膜片32连续的轴套33、以及形成在圆筒状主体部31的开口端31a侧的外周面部分的外齿34。利用嵌入在圆筒状主体部31的外齿形成部分的内周面部分的椭圆状轮廓的波动产生器4，使圆筒状主体部31的向径向的外侧或内侧的挠曲量从膜片侧的后端31b朝向开口端31a逐渐增加。

如图2(b)所示，在椭圆状的形状的具有长轴La(参照图1)的截面上，向外侧的挠曲量与从后端31b向开口端31a的距离成比例地逐渐增加。相反，如图2(c)所示，在具有短轴Lb(参照图1)的截面上，向内侧的挠曲量与从后端31b向开口端31a的距离成比例地逐渐增加。因而，形成在开口端31a侧的外周面部分上的外齿34的挠曲量从齿线方向的内端部34b朝向开口端部34a，也与距圆筒状主体部31的后端31b的距离成比例地逐渐增加。

在外齿34的齿线方向上的任意的位置的垂直于轴的截面上，通过挠曲为椭圆状之前的外齿34的齿根轮缘的厚度方向的中央的圆为轮缘中位圆(日文：リム中立円)。相对于此，将通过挠曲为椭圆状之后的齿根轮缘的厚度方向的中央的椭圆状曲线称为轮缘中位曲线。将κ(包含1的实数)设定为偏位系数，用2κmn来表示椭圆状的轮缘中位曲线的长轴位置上的相对于轮缘中位圆的长轴方向的挠曲量w。本发明的外齿轮3的外齿34为负偏位齿形，其开口端部34a的偏位系数κ设定为0<κ<1。

即，将外齿轮3的外齿34的齿数设定为Z_F，将内齿轮2的内齿24的齿数设定为Z_C，将波动齿轮装置1的减速比设定为R(＝Z_F/(Z_C–Z_F)＝Z_F/2n)，将用外齿轮3的节圆直径mZ_F除以减速比R后得到的值(mZ_F/R＝2mn)设定为长轴方向的额定(标准)的挠曲量wo。一般来说，将波动齿轮装置1设计为在外齿轮3的齿线方向上的波动产生器4的波形轴承的球中心所在的部位，以额定的挠曲量wo(＝2mn)进行挠曲。偏位系数κ表示用外齿轮3的齿线方向的各垂直于轴的截面上的挠曲量w除以额定的挠曲量后得到的值。因而，在外齿34上，能获得额定的挠曲量wo的位置的偏位系数为κ＝1，能获得比上述挠曲量少的挠曲量w的截面位置的挠曲系数为κ<1，能获得比上述挠曲量多的挠曲量w的截面位置的挠曲系数为κ>1。将能获得外齿34上的额定的挠曲量wo(κ＝1)的齿形称为标准偏位齿形，将能获得比额定的挠曲量少的挠曲量(κ<1)的齿形称为负偏位齿形，将能获得比额定的挠曲量多的挠曲量(κ>1)的齿形称为正偏位齿形。本发明的挠性外齿轮3的外齿34设定为负偏位齿形。

图3A是表示利用齿条近似地实现波动齿轮装置1的两个齿轮2、3的相对运动的情况下获得的、相对于刚性内齿轮2的内齿24的挠性外齿轮3的外齿34的移动轨迹的图。在图中，x轴表示齿条的平移方向，y轴表示与该平移方向垂直的方向。y轴的原点设定为移动轨迹的振幅的平均位置。曲线Ma是在外齿34的开口端部34a处获得的移动轨迹，曲线Mb是在内端部34b处获得的移动轨迹。曲线Mc是在齿线方向上的从开口端部34a到内端部34b之间的任意位置、在本例中是齿线方向的中央部34c(以下将此位置称为“主截面34c”。)处获得的移动轨迹。相对于内齿轮2的内齿24的外齿轮3的外齿34的移动轨迹用下述算式表示。θ为参数。

x＝0.5mn(θ–κsinθ)

y＝κmncosθ

为了简化说明，在使系数m＝1、n＝1(齿数差2n＝2)时，上述算式用下述算式表示。

x＝0.5(θ–κsinθ)

y＝κcosθ

在本例的外齿轮3的外齿34上，齿线方向上的各位置的挠曲量与距膜片侧的距离大致成比例地变化(偏位系数κ与距膜片侧的距离大致成比例地变化)。当在外齿34的主截面34c的位置上设定了外齿34的齿形的情况下，在除主截面34c以外的齿线方向的各垂直于轴的截面的位置，在外齿34与内齿24的齿顶之间不能确保齿顶间隙，而且外齿34与内齿24干涉，因此不能确保两个齿形的适当的啮合状态。因而，将外齿34形成为变位齿形，从主截面34c到开口端部34a沿齿高方向施加变位，并且从主截面34c到内端部34b也沿齿高方向施加变位。

在此，将主截面34c的偏位系数设定为κ_m。在将外齿34的齿线方向上的各垂直于轴的截面的位置的变位量设定为mnh时，m＝1且n＝1的情况下的变位量为h。在这种情况下，外齿34相对于内齿24所描画的由齿条近似获得的移动轨迹用算式(1)表示。

【算式1】

$\begin{array}{cc}\begin{array}{c}x=0.5\left(\mathrm{\&theta;}-\mathrm{\&kappa;}\sin \mathrm{\&theta;}\right)\\ y=\mathrm{\&kappa;}\cos \mathrm{\&theta;}+h\\ h=-|{\mathrm{\&kappa;}}_m-\mathrm{\&kappa;}|\end{array}& 0\&le;\mathrm{\&theta;}\&le;\mathrm{\&pi;}\end{array}---\left(1\right)$

通过对外齿34上的除主截面34c以外的部位施加适当的量的变位，使图3A所示的开口端部34a处的移动轨迹Ma以及内端部34b处的移动轨迹Mb分别变为图3B所示的移动轨迹Ma1、Mb1。

图3B是表示在主截面34c处获得的移动轨迹Mc、以及在变位后的开口端部34a、内端部34b处获得的移动轨迹Ma1、Mb1的图表。如该图所示，从主截面34c到开口端部34a，在外齿34的各位置使移动轨迹的顶部与主截面34c处的移动轨迹Mc的顶部C一致。另外，从主截面34c到内端部34b，使外齿34的各位置的移动轨迹的底部与主截面34c处的移动轨迹Mc的底部的点B一致。

这样，将外齿34上除主截面34c以外的齿形设定为如下变位齿形，即，对如以下说明的那样设定的主截面34c的齿形施加了利用算式(1)的第三个式子计算出的变位量h的变位后得到的变位齿形。

(内齿的齿形以及主截面处的外齿的齿形的形成方法)

参照图3B及图4，对内齿24的齿形的形成方法以及外齿34的主截面的齿形的形成方法进行说明。图4是表示如以下说明那样设定的内齿24的齿形曲线24C以及主截面处的外齿34的齿形曲线34C的一例的说明图。

在本发明中，为了规定内齿24的齿形，利用在外齿轮3的主截面34c处获得的移动轨迹Mc。首先，在图3B所示的主截面34c的移动轨迹Mc上，获取参数θ为θ_A～π的范围内的曲线AB。参数θ＝θ_A的位置是移动轨迹Mc的拐点、即A点，参数θ＝π的位置是移动轨迹Mc的底部的点B。采用该曲线AB作为内齿24的凸型的基本的齿形曲线。

即，在上述的算式(1)中使h＝0，使参数θ的范围为造成拐点A的θ的值、即θ_A到点B的θ＝π的范围，用下述算式获得内齿24的齿线整体共用的齿形(垂直于轴的截面)的主要部分。

【算式2】

$\begin{array}{cc}\begin{array}{c}x=0.5(\mathrm{\&theta;}-{\mathrm{\&kappa;}}_m\sin \mathrm{\&theta;})\\ y={\mathrm{\&kappa;}}_m\cos \mathrm{\&theta;}\end{array}& {\mathrm{\&theta;}}_A\&le;\mathrm{\&theta;}\&le;\mathrm{\&pi;}\end{array}---\left(2\right)$

如图4所示，内齿24的齿形形状为如下形状，即，对利用凸型的基本的齿形曲线24C规定的齿形的为了确保与对方齿形的齿顶间隙而规定齿顶的部分实施了适当的齿形修正而得到的形状。

在此，关于在移动轨迹Mc上相对于纵轴y的向移动轨迹Mc去的切线的倾斜角α，利用根据算式(2)导出的下述算式获得上述倾斜角α。

【算式3】

$tan\mathrm{\&alpha;}=\frac{0.5(1-{\mathrm{\&kappa;}}_{m}cos\mathrm{\&theta;})}{{\mathrm{\&kappa;}}_{m}sin\mathrm{\&theta;}}---\left(3\right)$

根据该算式(3)，移动轨迹Mc的拐点A处的倾斜角α_A通过下述算式获得。

【算式4】

${\mathrm{tan\&alpha;}}_A=\frac{0.5(1-{\mathrm{\&kappa;}}_m{\mathrm{cos\&theta;}}_A)}{{\mathrm{\&kappa;}}_m{\mathrm{sin\&theta;}}_A}---\left(4\right)$

另一方面，主截面34c处的外齿34的基本的齿形曲线在从利用算式(1)获得的该外齿34的移动轨迹Mc的顶点C移动至拐点A的期间内，成为由内齿24的凸齿形展成的凹型的曲线。关于该凹型的基本的齿形曲线，根据算式(1)，使移动轨迹Mc的顶点C与拐点A间的倾斜角、与内齿24的倾斜角为等值，因此能如下述这样求出上述齿形曲线。

【算式5】

$\begin{array}{cc}\begin{array}{c}x\left(\mathrm{\&theta;}\right)=0.5(\mathrm{\&theta;}-{\mathrm{\&kappa;}}_m\sin \mathrm{\&theta;})-0.5({\mathrm{\&theta;}}_D-{\mathrm{\&kappa;}}_m{\mathrm{sin\&theta;}}_D)\\ y\left(\mathrm{\&theta;}\right)={\mathrm{\&kappa;}}_m({\mathrm{\&kappa;}}_m+1+\cos \mathrm{\&theta;}-{\mathrm{cos\&theta;}}_A-{\mathrm{cos\&theta;}}_D)\\ {\mathrm{\&theta;}}_D={\sin }^{-1}\frac{\tan \mathrm{\&alpha;}-\sqrt{0.25\left({{\mathrm{\&kappa;}}_m}^2-1\right)+{\left({\mathrm{\&kappa;}}_m\tan \mathrm{\&alpha;}\right)}^2}}{2{\mathrm{\&kappa;}}_m\left(0.25+{\tan }^2\mathrm{\&alpha;}\right)}\end{array}& \begin{array}{c}({\mathrm{\&theta;}}_A\&le;\mathrm{\&theta;}\&le;\mathrm{\&pi;})\\ ({\mathrm{\&alpha;}}_A\&le;\mathrm{\&theta;}\&le;\mathrm{\&pi;}/2)\end{array}\end{array}---\left(5\right)$

在此，上式中的第三个式子是关于θ利用算式(3)解出后得到的式子。

如图4所示，外齿34的齿形形状为如下形状，即，为了确保与对方齿形的齿顶间隙而对利用凹型的基本的齿形曲线34C规定的齿形的齿顶的部分实施了适当的修正后得到的形状。

(外齿的除主截面以外的垂直于轴的截面的齿形)

上述的说明涉及外齿轮3的主截面34c处的齿形的形成方法。在外齿34的除主截面34c以外的垂直于轴的截面上，为了与内齿24保持有效的啮合，如下述这样也设定外齿34的齿形。即，如以上参照图3B、算式(1)说明的那样，对外齿轮3的齿形的从外齿34的主截面34c到开口端部34a的部分以及从主截面34c到内端部34b的部分施加了与偏位系数κ的值对应的量的变位。

利用该变位，从主截面34c到开口端部34a，在外齿34的各位置的移动轨迹的顶部与主截面34c处的移动轨迹Mc的顶部一致。另外，从主截面34c到内端部34b，外齿34的各位置的移动轨迹的底部与主截面34c处的移动轨迹Mc的底部一致。这样，外齿轮3上的除主截面34c以外的齿形形成为对主截面34c处的齿形施加了通过算式(1)的第三个式子获得的变位量h的变位后得到的变位齿形。

图5是表示外齿轮3的齿线方向的中央附近的变位量的一例的图表。该图的横轴表示距外齿34的齿线方向的中央(主截面)的距离，纵轴表示变位量h。变位量h用相同倾斜度的变位直线L1、L2表示。变位直线L1表示从主截面到开口端部34a的变位量，变位直线L2表示从主截面到内端部34b的变位量。

另外，在图5中表示将主截面作为顶点而与变位直线L1、L2接触的四次曲线C1。当基于该四次曲线C1决定各位置的变位量时，在外齿34的具有主截面的齿线方向的中央部分实际上形成有平坦部。由此，保证变位的平滑的变化。另外，平坦部也用于外齿轮3的切齿时的尺寸管理。

图6是表示外齿34以及内齿24的沿齿线方向的齿形轮廓的说明图。在该图中表示两个齿的啮合状态下的具有长轴的截面的状态(最深的啮合状态)。外齿34的齿线方向的齿形轮廓在具有主截面34c的齿线方向的中央部分由上述的四次曲线C1规定，在从该中央部分到开口端部34a之间的部分由变位直线L1规定，在从中央部分到内端部34b之间的部分由变位直线L2规定。

图7的(a)、(b)、(c)是利用齿条近似地表示以上述方式设定了齿形的外齿34与内齿24的啮合状况的说明图。在外齿34的开口端部34a的位置获得图7(a)，在外齿34的主截面34c获得图7(b)，在外齿34的内端部34b的位置获得图7(c)。根据这些图可知，尽管都是近似的，但外齿轮3的外齿34在从开口端部34a经由主截面34c到内端部34b的所有位置与内齿24进行接触。

如上所述，在波动齿轮装置1中，在该波动齿轮装置1的外齿轮3的齿线方向上，在具有主截面34c的主要的范围内能够实现在润滑方面有利的超越型啮合。因此，能够实现长寿命的波动齿轮装置。

另外，由于外齿轮3的齿形为凹齿形，因此与采用凸齿形的情况相比，能够减小由外齿轮3的轮缘的椭圆状的变形而产生的弯曲应力，提高传递转矩。

此外，对外齿轮3的齿形施加变位，在齿线中央以及附近的垂直于轴的截面上，在两个齿24、34之间，近似地连续的啮合成立。由此，能够实现可传递更多的转矩的波动齿轮装置。

(其它的实施方式)

上述的例子将本发明应用在包括杯状或礼帽形状的外齿轮的波动齿轮装置中。作为波动齿轮装置，公知包括圆筒状的外齿轮的被称作扁平型波动齿轮装置的装置。在这种情况下，外齿轮的在齿线方向的各位置的挠曲量相同(偏位系数κ恒定)。因而，在扁平型波动齿轮装置的外齿轮的情况下，该外齿轮的外齿的齿形在齿线方向上为相同形状，并由上述的凹型的基本的齿形曲线规定。另外，对双方的齿形实施适当的齿形修正，以确保齿顶间隙。

Claims (3)

1.一种超越型啮合的负偏位波动齿轮装置，其特征在于，

所述超越型啮合的负偏位波动齿轮装置具有刚性的内齿轮、配置在所述内齿轮的内侧的挠性的外齿轮、以及配置在所述外齿轮的内侧的波动产生器，

利用所述波动产生器使所述外齿轮挠曲为椭圆状，挠曲为椭圆状的所述外齿轮的外齿在所述外齿轮的长轴方向的两端部与所述内齿轮的内齿啮合，

所述内齿轮以及变形为椭圆状之前的所述外齿轮均为系数m的平齿轮，

在将n设定为正整数时，所述外齿轮的齿数比所述内齿轮的齿数少2n片，

在将κ设定为偏位系数时，在所述外齿轮的齿根轮缘的椭圆状的轮缘中位曲线上的长轴位置，相对于所述外齿轮的挠曲前的轮缘中位圆的挠曲量为2κmn，

所述外齿是偏位系数κ为0<κ<1的负偏位齿形，

利用由齿条啮合而近似地实现所述外齿与所述内齿啮合的情况下获得的移动轨迹，来近似地获得随着所述波动产生器的旋转而产生的所述外齿相对于所述内齿的移动轨迹，

所述内齿的垂直于轴的截面上的齿形形状由凸型的基本齿形曲线规定，

所述凸型的基本齿形曲线是从所述移动轨迹中的拐点到该移动轨迹的底部的点的范围内的曲线，

所述外齿的垂直于轴的截面上的齿形形状由凹型的基本齿形曲线规定，

所述凹型的基本齿形曲线是由所述凸型的基本齿形曲线规定的所述内齿的齿形在从所述移动轨迹的顶点到所述拐点之间展成为所述外齿的展成曲线。

2.如权利要求1所述的超越型啮合的负偏位波动齿轮装置，其特征在于，

所述外齿轮包括挠性的圆筒状主体部以及从该圆筒状主体部的后端沿径向延伸的膜片，在所述圆筒状主体部的开口端侧的外周面部分形成有所述外齿，

所述外齿的挠曲量沿所述外齿的齿线方向从所述膜片侧的外齿内端部朝向所述开口端侧的外齿开口端部与距所述膜片的距离成比例地增加，

在将所述外齿上的所述外齿开口端部与所述外齿内端部之间的齿线方向的任意的位置的垂直于轴的截面设定为主截面时，该主截面处的所述外齿的齿形由被所述展成曲线规定的所述凹型的基本齿形曲线规定，

所述外齿的齿线方向上的除所述主截面以外的位置的垂直于轴的截面上的齿形形状，是对所述凹型的基本齿形形状施加了与所述挠曲量对应的变位后得到的变位齿形，

关于所述外齿的从所述主截面到所述外齿开口端部的齿线方向的各位置的所述齿形形状，以使在各位置由所述凹型的基本齿形形状描画的所述移动轨迹的顶部与所述主截面处的所述移动轨迹的顶部接触的方式施加变位，从而获得所述齿形形状，

关于所述外齿的从所述主截面到所述外齿内端部的齿线方向的各位置的齿形形状，以使各位置的所述凹型的基本齿形形状所描画的所述移动轨迹的底部与所述主截面处的所述移动轨迹的底部接触的方式施加变位，从而获得所述齿形形状。

3.如权利要求1或2所述的超越型啮合的负偏位波动齿轮装置，其特征在于，

以所述内齿以及所述外齿分别与对方齿形确保所需的齿顶间隙的方式对所述内齿以及所述外齿实施了修正。