CN115026353A - 谐波齿轮装置的制造方法和谐波齿轮装置 - Google Patents

谐波齿轮装置的制造方法和谐波齿轮装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115026353A
CN115026353A CN202210195277.9A CN202210195277A CN115026353A CN 115026353 A CN115026353 A CN 115026353A CN 202210195277 A CN202210195277 A CN 202210195277A CN 115026353 A CN115026353 A CN 115026353A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
elliptical cam
elliptical
internal gear
external gear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210195277.9A
Other languages
English (en)
Inventor
今井雅
浅川雄一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nabtesco Corp
Original Assignee
Nabtesco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nabtesco Corp filed Critical Nabtesco Corp
Publication of CN115026353A publication Critical patent/CN115026353A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F19/00—Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
    • B23F19/02—Lapping gear teeth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00—Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/02—Loading, unloading or chucking arrangements for workpieces
    • B23F23/06—Chucking arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/20—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring workpiece characteristics, e.g. contour, dimension, hardness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • B25J9/1025—Harmonic drives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H53/00—Cams ; Non-rotary cams; or cam-followers, e.g. rollers for gearing mechanisms
    • F16H53/02—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams
    • F16H53/025—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams characterised by their construction, e.g. assembling or manufacturing features
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • F16H2049/003—Features of the flexsplines therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

本发明涉及谐波齿轮装置的制造方法和谐波齿轮装置。本发明的一形态的谐波齿轮装置的制造方法具备以下工序：以棒间径测量内齿齿轮(2)的尺寸；以跨棒径测量外齿齿轮(3)的尺寸，该外齿齿轮(3)配置于内齿齿轮(2)的径向内侧，与内齿齿轮(2)啮合，并具有挠性；测量轴承(5)的尺寸，该轴承(5)配置于外齿齿轮(3)的径向内侧，具有挠性；以及加工椭圆凸轮(4)，该椭圆凸轮(4)配置于轴承(5)的径向内侧，使外齿齿轮(3)挠曲成非圆形。在加工椭圆凸轮(4)时，基于内齿齿轮(2)、外齿齿轮(3)以及轴承(5)各自的测量结果的尺寸并以使内齿齿轮(2)与外齿齿轮(3)之间的啮合位置成为一定的方式加工椭圆凸轮(4)。

Description

谐波齿轮装置的制造方法和谐波齿轮装置
技术领域
本发明涉及一种谐波齿轮装置的制造方法和谐波齿轮装置。
背景技术
在工业用机器人、机床等中，为了使马达等驱动源的旋转减速，使用减速装置(例如，参照专利文献1)。
专利文献1所记载的减速装置是具有波发生器(WG)、圆形齿轮(CS)、柔性齿轮(FS)的谐波齿轮装置。
齿轮的模数非常小，因此，由于加工误差的累积，齿轮的啮合位置的变化量因模数比而较大。因此，一般而言，需要调整成适当的齿轮的啮合位置而进行组装。专利文献1中的谐波齿轮装置也采用了同样的调整方法。
即，作为谐波齿轮装置的圆形齿轮(内齿齿轮)与柔性齿轮(外齿齿轮)之间的啮合位置的调整方法的一个例子，组装波发生器。然后，测量椭圆变形了的外齿齿轮的长轴部处的跨棒径。然后，以使与外齿齿轮组合的内齿齿轮在理论上的啮合位置处啮合的方式，对外齿齿轮进行目标加工(变位量调整)，而对外齿齿轮进行切齿。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-41600号公报
发明内容
发明要解决的问题
在以往的内齿齿轮与外齿齿轮之间的啮合位置的调整方法的情况下，内齿齿轮的齿形处于以个体为单位进行了变位的状态。即，在以往的情况下，内齿齿轮与外齿齿轮的齿形的啮合状态不同。因此，存在减速器性能的偏差、齿面的耐久性的降低的可能性。
本发明提供一种能够抑制由调整适当的啮合位置时的齿形变位引起的减速器性能的偏差、并能够使齿面的耐久性提高的谐波齿轮装置的制造方法和谐波齿轮装置。
用于解决问题的方案
(1)本发明的一技术方案的谐波齿轮装置的制造方法具备以下工序：测量内齿齿轮的尺寸；测量外齿齿轮的尺寸，该外齿齿轮配置于所述内齿齿轮的径向内侧，与所述内齿齿轮啮合，并且具有挠性；测量轴承的尺寸，该轴承配置于所述外齿齿轮的径向内侧，具有挠性；加工椭圆凸轮，该椭圆凸轮配置于所述轴承的径向内侧，用于使所述外齿齿轮挠曲成非圆形。在加工所述椭圆凸轮时，基于所述内齿齿轮、所述外齿齿轮以及所述轴承各自的测量结果的尺寸并以使所述内齿齿轮与所述外齿齿轮之间的啮合位置成为一定的方式加工所述椭圆凸轮。
通过如此构成，能够制造与根据先加工而成的内齿齿轮、外齿齿轮以及轴承各自的测量结果的尺寸而确定的椭圆形状的目标值相对应的理论上的椭圆形状的椭圆凸轮。也就是说，不是以往这样的对齿形进行目标加工的方法，而是能够针对每个谐波齿轮装置来加工椭圆的长轴形状不同的椭圆凸轮。并且，将与上述目标值相对应地加工而成的长轴形状不同的椭圆凸轮向外齿齿轮组装，从而能够使弹性变形量变化。由此，能够在维持着理论上的齿形的状态下调整外齿齿轮的长轴部跨棒径。由此，能够抑制由内齿齿轮的变位的齿形变化引起的减速器性能的偏差。因而，能够使齿面的耐久性提高。
(2)也可以是，在加工所述椭圆凸轮的工序中，使用从多个椭圆磨削加工程序中选择出的椭圆磨削加工程序，而加工所述椭圆凸轮。
(3)也可以是，所述内齿齿轮的测量部位是棒间径。
(4)也可以是，所述外齿齿轮的测量部位是跨棒径。
(5)也可以是，在加工所述椭圆凸轮的工序中，基于所述测量结果确定所述椭圆凸轮的长轴尺寸，并且以不改变所述椭圆凸轮的周长的方式设定所述椭圆凸轮的加工尺寸。
(6)本发明的另一技术方案的谐波齿轮装置的制造方法具备以下工序：测量内齿齿轮的尺寸；测量外齿齿轮的尺寸，该外齿齿轮配置于所述内齿齿轮的径向内侧，与所述内齿齿轮啮合，并且具有挠性；测量轴承的尺寸，该轴承配置于所述外齿齿轮的径向内侧，具有挠性；以及加工椭圆凸轮，该椭圆凸轮配置于所述轴承的径向内侧，用于使所述外齿齿轮挠曲成非圆形。在加工所述椭圆凸轮时，基于所述内齿齿轮、所述外齿齿轮以及所述轴承各自的测量结果的尺寸并以使所述内齿齿轮与所述外齿齿轮之间的啮合位置成为一定的方式加工所述椭圆凸轮。在加工所述椭圆凸轮的工序中，使用从多个椭圆磨削加工程序中选择出的椭圆磨削加工程序，而加工所述椭圆凸轮。所述内齿齿轮的测量部位是棒间径。所述外齿齿轮的测量部位是跨棒径。在加工所述椭圆凸轮的工序中，基于所述测量结果确定所述椭圆凸轮的长轴尺寸，并且以不改变所述椭圆凸轮的周长的方式设定所述椭圆凸轮的加工尺寸。
通过如此构成，能够制造与根据先加工而成的内齿齿轮、外齿齿轮以及轴承各自的测量结果的尺寸而确定的椭圆形状的目标值相对应的理论上的椭圆形状的椭圆凸轮。也就是说，不是以往这样的对齿形进行目标加工的方法，而是能够针对每个谐波齿轮装置来加工椭圆的长轴形状不同的椭圆凸轮。并且，将与上述目标值相对应地加工而成的长轴形状不同的椭圆凸轮向外齿齿轮组装，从而能够使弹性变形量变化。由此，能够在维持着理论上的齿形的状态下调整外齿齿轮的长轴部跨棒径。由此，能够抑制由内齿齿轮的变位的齿形变化引起的减速器性能的偏差。因而，能够使齿面的耐久性提高。
而且，能够选出与根据内齿齿轮、外齿齿轮以及轴承各自的测量结果的尺寸而确定的椭圆形状的目标值相对应的最佳的椭圆磨削加工程序。并且，能够利用选出的椭圆磨削加工程序来加工相对于目标值而言公差较小且精度较高的椭圆凸轮。
而且，内齿齿轮的测量部位是棒间径。因而，能够精度良好地且简单地测量内齿齿轮的尺寸。而且，外齿齿轮的测量部位是跨棒径。因而，能够精度良好且简单地测量外齿齿轮的尺寸。
而且，在加工椭圆凸轮的工序中，基于测量结果确定椭圆凸轮的长轴尺寸，并且以不改变椭圆凸轮的周长的方式设定椭圆凸轮的加工尺寸。因此，能够根据内齿齿轮、外齿齿轮以及轴承各自的测量结果的尺寸来确定椭圆形状的长轴部的长度，而设定椭圆形状的目标值。
(7)本发明的一技术方案的谐波齿轮装置具备：内齿齿轮；外齿齿轮，其配置于所述内齿齿轮的径向内侧，与所述内齿齿轮啮合，并且具有挠性；轴承，其配置于所述外齿齿轮的径向内侧，具有挠性；以及椭圆凸轮，其配置于所述轴承的径向内侧，用于使所述外齿齿轮挠曲成非圆形。基于所述内齿齿轮、所述外齿齿轮以及所述轴承各自的测量结果的尺寸并以使所述内齿齿轮与所述外齿齿轮之间的啮合位置成为一定的方式加工所述椭圆凸轮。
通过如此构成，根据内齿齿轮、外齿齿轮以及轴承各自的测量结果的尺寸并以使内齿齿轮与外齿齿轮之间的啮合位置成为一定的方式加工椭圆凸轮。因而，成为形成为理论上的椭圆形状的椭圆凸轮。由此，能够抑制由内齿齿轮的变位的齿形变化引起的减速器性能的偏差。因而，能够使齿面的耐久性提高。
(8)也可以是，利用棒间径测量所述内齿齿轮。也可以是，利用跨棒径测量所述外齿齿轮。也可以是，利用从多个椭圆磨削加工程序中选择出的椭圆磨削加工程序，并利用基于所述测量结果确定的所述椭圆凸轮的长轴尺寸、和以不改变所述椭圆凸轮的周长的方式设定的加工尺寸，来加工所述椭圆凸轮。
发明的效果
根据本发明的一技术方案的谐波齿轮装置的制造方法和谐波齿轮装置，能够抑制由调整适当的啮合位置时的齿形变位引起的减速器性能的偏差。因而，能够使齿面的耐久性提高。
附图说明
图1是具备实施方式的谐波齿轮装置的工业用机器人的侧视图。
图2是实施方式的谐波齿轮装置的剖视图。
图3是表示实施方式的谐波齿轮装置的制造方法的流程图。
附图标记说明
1、机器人；2、内齿齿轮；3、外齿齿轮；4A、谐波发生器；4、椭圆凸轮；5、轴承；10、谐波齿轮装置；21、内齿；31、外齿；41、轴部；51、内圈；53、滚珠；52、外圈；L1、内齿齿轮的内径；L2、外齿齿轮的外径；L3、轴承的厚度；L4、长轴尺寸；L5、短轴尺寸；La、长轴；Lb、短轴；J、轴线。
具体实施方式
基于附图说明本发明的实施方式。此外，在以下说明的各实施方式和变形例中，对共同部分标注同一附图标记，省略一部分重复的说明。
图1是在驱动部采用了设于带有减速器的马达的谐波齿轮装置10的工业用机器人(以下简称为机器人1)的侧视图。
本实施方式的机器人1例如是用于对精密设备等的部件进行供给、送出、输送以及组装等作业的工业用机器人。机器人1具备基座11、第1臂12、第2臂13、作业头14以及末端执行器15。
在基座11连结有可绕轴线J转动的第1臂12。在第1臂12连结有可绕与轴线J平行的轴线转动的第2臂13。在第2臂13的顶端部设有连结有末端执行器15的作业头14。
在基座11的内部设有伺服马达等马达16和作为使马达16的旋转减速的减速器发挥功能的谐波齿轮装置10。
第1臂12利用马达16的驱动力转动。谐波齿轮装置10的输入轴与马达16的旋转轴连结。谐波齿轮装置10的输出轴与第1臂12连结。当马达16的驱动力借助谐波齿轮装置10向第1臂12传递时，第1臂12绕轴线J在水平面内转动。
图2是谐波齿轮装置10的剖视图(沿着包含轴线J且与轴线J正交的平面剖切而成的图)。此外，图2所示的谐波齿轮装置10的形状、尺寸是一个例子，与实际的尺寸并不一致。
谐波齿轮装置10例如用作减速器。谐波齿轮装置10具有：内齿齿轮2；杯型的外齿齿轮3，其配置于内齿齿轮2的内侧；以及谐波发生器4A，其配置于外齿齿轮3的内侧。在谐波齿轮装置10的各部分适当填充有润滑脂等润滑剂。谐波发生器4A由椭圆凸轮4和嵌入于椭圆凸轮4的外周面的轴承5构成。
在本实施方式中，如图1所示，内齿齿轮2与机器人1的基座11连接。外齿齿轮3与第1臂12连接。椭圆凸轮4嵌合于未图示的马达的旋转轴，并且利用螺纹固定等进行连接。
如图2所示，在谐波齿轮装置10中，若马达的旋转轴旋转，则椭圆凸轮4以与马达的旋转轴相同的旋转速度旋转。此时，内齿齿轮2与外齿齿轮3的齿数互不相同。因而，一边内齿齿轮2和外齿齿轮3彼此的啮合位置在周向上移动，一边由于齿数差而引起内齿齿轮2和外齿齿轮3绕轴线J(旋转轴线)相对旋转。在本实施方式中，内齿齿轮2的齿数比外齿齿轮3的齿数多。因此，能够使外齿齿轮3相对于内齿齿轮2以比马达的旋转轴的旋转速度低的旋转速度旋转。
由此，能够实现椭圆凸轮4作为输入轴发挥功能、并且外齿齿轮3作为输出轴发挥功能的减速器。
内齿齿轮2、外齿齿轮3以及椭圆凸轮4的连接形态并不限定于本实施方式。
例如，也可以使外齿齿轮3相对于机器人1的基座11固定，并使内齿齿轮2与第1臂12连接。在该情况下，也能够将谐波齿轮装置10用作减速器。
此外，在将外齿齿轮3与马达的旋转轴连接着的情况下，能够将谐波齿轮装置10用作减速器。
内齿齿轮2是具有内齿21、且由刚体构成的环状的齿轮。
外齿齿轮3贯穿于内齿齿轮2的内侧。外齿齿轮3具有与内齿齿轮2的内齿21啮合的外齿31。外齿齿轮3是可在径向上挠曲变形的挠性齿轮。即，外齿齿轮3具有挠性。外齿齿轮3的齿数比内齿齿轮2的齿数少。通过像这样使外齿齿轮3的齿数与内齿齿轮2的齿数互不相同，从而能够实现减速器。
本实施方式的外齿齿轮3是杯型。在外齿齿轮3的外周面形成有外齿31。外齿齿轮3例如具有：筒状的主体部30，其一端部(图2中与纸面正交的方向上的一端部)开口；和底部，其从主体部30的另一端部向径向内侧延伸。主体部30与轴线J同轴地配置，并具有与内齿齿轮2啮合的外齿31。底部例如利用螺纹固定等安装有输出侧的轴体。
谐波发生器4A配置于外齿齿轮3的内侧，并可绕轴线J旋转。谐波发生器4A通过使外齿齿轮3的主体部30变形而使外齿31与内齿齿轮2的内齿21啮合。主体部30使该主体部30的横截面变形成设为长轴La和短轴Lb的椭圆形或长圆形。此外，外齿齿轮3和内齿齿轮2可绕同一轴线J旋转，彼此在内外啮合。
在椭圆凸轮4的外周安装有轴承5。椭圆凸轮4具有绕轴线J旋转的轴部41。在从轴线J方向观察时，椭圆凸轮4的外周面形成为以长轴La为上下方向的椭圆形或长圆形。
轴承5具有：内圈51和外圈52，其具有挠性；以及多个滚珠53，其配置于内圈51与外圈52之间。
内圈51嵌入于椭圆凸轮4的外周面4a。因此，内圈51沿着椭圆凸轮4的外周面4a弹性变形为椭圆形或长圆形。外圈52随着内圈51的形状而弹性变形为椭圆形或长圆形。即，轴承5具有挠性。此外，挠性是指可挠曲变形。
外圈52的外周面与主体部30的内周面接触。在内圈51的外周面和外圈52的内周面分别形成有多个滚珠53的轨道面。轨道面沿着绕轴线J回旋的周向一边引导多个滚珠53一边使多个滚珠53滚动。
多个滚珠53以将彼此的周向上的间隔保持为一定的方式被未图示的保持器保持。不过，并不限定于该情况，轴承5也可以是不具有保持器的构造。
谐波发生器4A随着椭圆凸轮4绕轴线J旋转而改变朝向(长轴La的朝向)。外圈52随着椭圆凸轮4的朝向变化而变形。由此，能够使内齿齿轮2和外齿齿轮3彼此的啮合位置在周向上依次移动。此外，内圈51相对于椭圆凸轮4的外周面4a固定地设置，因此，内圈51的变形状态不发生变化。即，内圈51和外圈52的周长成为不因椭圆凸轮4的旋转而变化的结构。
本实施方式的谐波齿轮装置10利用随后论述的制造方法来制造。椭圆凸轮4利用制造方法并基于测量了尺寸的内齿齿轮2、外齿齿轮3以及轴承5各自的测量结果的尺寸进行加工，从而进行制造。
在本实施方式中，内齿齿轮2与外齿齿轮3之间的啮合位置以相对于基准值(设计值)包含在±5μm左右的范围内的方式进行调整。
通过采用随后论述的谐波齿轮装置10的制造方法，能够将内齿齿轮2、外齿齿轮3以及谐波发生器4A各部件的加工精度提高到几μm水平。由此，能够实现上述的范围内的啮合位置。
(谐波齿轮装置的制造方法)
接着，使用图3所示的表示谐波齿轮装置10的制造方法的流程图和图2所示的谐波齿轮装置10的剖视图，详细地说明上述的结构的谐波齿轮装置10的制造方法。
谐波齿轮装置10的制造方法主要具有以下工序：测量内齿齿轮2(CS)的尺寸；测量外齿齿轮3(FS)的尺寸；测量轴承5的尺寸；以及基于内齿齿轮2、外齿齿轮3和轴承5各自的测量结果的尺寸来加工WG的椭圆凸轮4。
首先，作为准备工序，制造内齿齿轮2、外齿齿轮3和轴承5，进行图3所示的步骤S1～S4的测量工序。在这三个部件的制造时，以尽量没有尺寸偏差的方式进行制造管理。
在第1步骤S1中，测量外齿齿轮3(FS)的尺寸。第1步骤S1中的外齿齿轮3的测量部位例如是跨棒径。跨棒径是指将球体、棒体放入外齿31的齿槽时的相邻的棒体彼此的外侧尺寸。通过测量跨棒径，能够求出外齿齿轮3的外径L2。
此外，外齿齿轮3的测量部位并不限定于跨棒径，也可以是其他的测量部位。例如，也能够采用使用了非接触齿轮齿形测量装置的测量方法。
第2步骤S2测量外齿齿轮3(FS)的轴承孔32的直径(内径)。
在第3步骤S3中，测量内齿齿轮2(CS)的尺寸。第3步骤S3中的内齿齿轮2的测量部位例如是棒间径。棒间径是指将球体、棒体放入内齿21的齿槽时的相邻的棒体彼此的内侧尺寸。通过测量棒间径，能够求出内齿齿轮2的内径L1。
此外，内齿齿轮2的测量部位并不限定于棒间径，也可以是其他的测量部位。例如，也能够采用使用了非接触齿轮齿形测量装置的测量方法。
在第4步骤S4中，测量轴承5的厚度尺寸。所测量的轴承5的厚度L3相当于内圈51的内周面与外圈52的外周面之间的距离。对于轴承5的厚度L3的测量，例如能够使用测微计。
内齿齿轮2的内径L1和外齿齿轮3的外径L2各自的公差(相对于基准值所容许的误差的最大尺寸与最小尺寸之差)例如设定为±10μm。另一方面，轴承5的厚度L3的公差例如设定为±15μm。
利用随后论述的椭圆凸轮4的尺寸吸收内齿齿轮2、外齿齿轮3以及轴承5的尺寸偏差，从而能够将内齿齿轮2与外齿齿轮3之间的啮合位置调整成相对于基准值(设计值)例如为±5μm左右的范围内。而且，内齿齿轮2和外齿齿轮3分别由单一的部件构成。因此，与轴承5相比，容易减小内齿齿轮2和外齿齿轮3的尺寸偏差。
此外，各部件的尺寸的基准值是内齿齿轮2与外齿齿轮3之间的啮合位置成为基准值的设计值。
作为这三个部件的形成方法，并没有特别限定，能够使用各种机械加工和各种成形方法。作为外齿齿轮3、内齿齿轮2以及轴承5的构成材料，优选由例如金属材料构成。尤其是，由于机械特性和加工性优异、且比较廉价，因此优选使用铁系材料。作为铁系材料，并没有特别限定，例如，可列举出铸铁、镍铬钼钢、铬钼钢(SCM)、马氏体时效钢、析出硬化型不锈钢等。
测量外齿齿轮3的第1步骤S1和第2步骤S2、测量内齿齿轮2的第3步骤S3以及测量轴承5的第4步骤S4的顺序并没有特别限定，也可以适当变更。例如，也能够并行地进行各步骤S1、S2、S3、S4。
接着，在第5步骤S5中，基于上述的内齿齿轮2、外齿齿轮3以及轴承5各自的测量结果的尺寸来加工椭圆凸轮4。
具体而言，在第5步骤S5的加工椭圆凸轮4的工序中，基于测量结果将椭圆凸轮4的长轴尺寸L4确定为目标值，并且以不改变椭圆凸轮4的周长的方式设定椭圆凸轮4的加工尺寸。椭圆凸轮4的短轴尺寸L5根据长轴尺寸L4和周长求出。
在像这样设定了的基础上加工的椭圆凸轮4一边维持作为轴承5的压入部的周长一边使长轴尺寸L4变化，从而改变外齿齿轮3的组装后的弹性变形量。因而，能够调整外齿齿轮3与内齿齿轮2之间的啮合位置。
因此，在第5步骤S5中，无需内齿齿轮2与外齿齿轮3之间的啮合位置的以往的调整方法。即，无需如下这样的调整：组装波发生器，测量椭圆变形了的外齿齿轮的长轴部处的跨棒径，以内齿齿轮成为理论上的啮合位置的方式，对外齿齿轮进行目标加工，从而进行切齿。
接下来，在第6步骤S6中，利用切削来加工与在第5步骤S5中所设定的椭圆凸轮4的加工尺寸相对应的最佳的椭圆凸轮4。
此外，椭圆凸轮4的加工利用椭圆形状调整为理论上的啮合位置，因此，优选设为与内齿齿轮2、外齿齿轮3相同的加工条件。
作为椭圆凸轮4的构成材料，优选由例如金属材料构成。尤其是，由于机械特性和加工性优异、且比较廉价，因此优选使用铁系材料。作为铁系材料，并没有特别限定，例如，可列举出铸铁、镍铬钼钢、铬钼钢(SCM)、马氏体时效钢、析出硬化型不锈钢等。
接着，在第7步骤S7中，测量在第6步骤S6中加工而成的椭圆凸轮4的长轴部的长度(长轴尺寸L4)，比较长轴尺寸L4与在第5步骤S5中所确定的目标值。
在所测量的长轴尺寸L4相对于目标值为容许公差内的情况(步骤S7：是)下，在第8步骤S8中进行谐波齿轮装置10的组装。另一方面，在所测量的长轴尺寸L4相对于目标值为容许公差外的情况(步骤S7：否)下，返回第6步骤S6。然后，再次利用切削来加工与在第5步骤S5中所设定的椭圆凸轮4的加工尺寸相对应的最佳的椭圆凸轮4。
由此，对于椭圆凸轮4，能够制造相对于在步骤S1～S4中先测量到的内齿齿轮2、外齿齿轮3以及轴承5的尺寸而言的公差包含于例如±2μm的范围内的高精度的椭圆凸轮4。
在第8步骤S8的组装工序中，朝向远离在第6步骤S6和第7步骤S7中加工而成的椭圆凸轮4的中心轴线(轴线J)的方向，依次在内外排列地组装椭圆凸轮4、轴承5、外齿齿轮3、内齿齿轮2。即，组装图2所示的谐波齿轮装置10。
如以上这样，在本实施方式的谐波齿轮装置10的制造方法中，具有以下工序：测量内齿齿轮2的尺寸；测量外齿齿轮3的尺寸；测量轴承5的尺寸；以及基于内齿齿轮2、外齿齿轮3和轴承5各自的测量结果的尺寸来加工椭圆凸轮4。
因此，能够制造与根据先加工而成的内齿齿轮2、外齿齿轮3以及轴承5各自的测量结果的尺寸而确定的椭圆形状的目标值相对应的理论上的椭圆形状的椭圆凸轮4。也就是说，在本实施方式中，不是以往这样的对齿形进行目标加工的方法，而是能够针对每个谐波齿轮装置10来加工椭圆的长轴形状不同的椭圆凸轮4。并且，将与目标值相对应地加工而成的长轴形状不同的椭圆凸轮4向外齿齿轮3组装，而使椭圆凸轮4的弹性变形量变化。由此，能够在维持着理论上的齿形的状态下调整外齿齿轮3的长轴部跨棒径。由此，能够抑制由于因内齿齿轮2的变位导致的齿形变化而引起的减速器性能的偏差。因而，能够使齿面的耐久性提高。
此外，在本实施方式的谐波齿轮装置10的制造方法中，内齿齿轮2的测量部位是棒间径。因而，能够精度良好且简单地测量内齿齿轮2的尺寸。
而且，在本实施方式的谐波齿轮装置10的制造方法中，外齿齿轮3的测量部位是跨棒径。因而，能够精度良好且简单地测量外齿齿轮3的尺寸。
而且，在本实施方式中，在加工椭圆凸轮4的工序中，基于测量结果来确定椭圆凸轮4的长轴尺寸L4，并且以不改变椭圆凸轮4的周长的方式设定椭圆凸轮4的加工尺寸。因此，能够根据内齿齿轮2、外齿齿轮3以及轴承5各自的测量结果的尺寸来确定椭圆形状的长轴部的长度，而设定椭圆形状的目标值。
此外，本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。
例如，椭圆凸轮4的形状并不限定于上述的实施方式(图2)。例如，椭圆凸轮4的形状既可以是上述的实施方式这样的标准椭圆，也可以是特殊椭圆。
此外，在本实施方式中，作为谐波齿轮装置10，列举了应用于外齿齿轮3为杯型的杯型谐波齿轮装置的情况作为一个例子，但并不限定于该情况。例如，也能够应用于外齿齿轮3为帽型的礼帽型谐波齿轮装置、除此以外的形状的外齿齿轮的谐波齿轮装置。
此外，在本实施方式中，作为谐波齿轮装置10的应用对象，说明了工业用机器人，但并不限定于该情况。例如，能够将本发明的谐波齿轮装置应用于例如机床、汽车等。
例如，在加工椭圆凸轮4的工序中，也可以采用如下这样的制造方法：使用从预先准备好的多个椭圆磨削加工程序中选择出的椭圆磨削加工程序来加工椭圆凸轮4。
具体而言，在上述的实施方式的谐波齿轮装置10的制造方法中，能够在第5步骤S5与第6步骤S6之间设置如下这样的步骤(以下，设为第10步骤S10)：从多个在加工椭圆凸轮4的工序中使用的椭圆磨削加工程序中选择一个椭圆磨削加工程序。
在该情况下，预先在加工设备设定多个椭圆磨削加工程序。在第10步骤S10中，选出与在第5步骤S5中所设定的椭圆凸轮4的加工尺寸相对应的最佳的椭圆磨削加工程序。然后，在第6步骤S6中，能够使用在第10步骤S10中选择出的椭圆磨削加工程序，利用切削来加工椭圆凸轮4。
在该情况下，能够选出与根据内齿齿轮2、外齿齿轮3以及轴承5各自的测量结果的尺寸而确定的椭圆形状的目标值相对应的最佳的椭圆磨削加工程序。然后，能够利用所选出的椭圆磨削加工程序来加工相对于目标值而言公差较小且精度较高的椭圆凸轮4。
此外，在本实施方式中，设为如下这样的制造方法：在加工椭圆凸轮4的工序中，基于测量结果确定椭圆凸轮4的长轴尺寸L4，并且以不改变椭圆凸轮4的周长的方式设定椭圆凸轮4的加工尺寸并将其设为目标值。不过，椭圆凸轮4的椭圆形状的目标值的确定方法并不限定于该情况，也可以采用其他的确定方法。

Claims (8)

1.一种谐波齿轮装置的制造方法，其中，
该谐波齿轮装置的制造方法具备以下工序：
测量内齿齿轮的尺寸；
测量外齿齿轮的尺寸，该外齿齿轮配置于所述内齿齿轮的径向内侧，与所述内齿齿轮啮合，并且具有挠性；
测量轴承的尺寸，该轴承配置于所述外齿齿轮的径向内侧，具有挠性；
加工椭圆凸轮，该椭圆凸轮配置于所述轴承的径向内侧，用于使所述外齿齿轮挠曲成非圆形，
在加工所述椭圆凸轮时，基于所述内齿齿轮、所述外齿齿轮以及所述轴承各自的测量结果的尺寸并以使所述内齿齿轮与所述外齿齿轮之间的啮合位置成为一定的方式加工所述椭圆凸轮。
2.根据权利要求1所述的谐波齿轮装置的制造方法，其中，
在加工所述椭圆凸轮的工序中，使用从多个椭圆磨削加工程序中选择出的椭圆磨削加工程序，而加工所述椭圆凸轮。
3.根据权利要求1或2所述的谐波齿轮装置的制造方法，其中，
所述内齿齿轮的测量部位是棒间径。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的谐波齿轮装置的制造方法，其中，
所述外齿齿轮的测量部位是跨棒径。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的谐波齿轮装置的制造方法，其中，
在加工所述椭圆凸轮的工序中，基于所述测量结果确定所述椭圆凸轮的长轴尺寸，并且以不改变所述椭圆凸轮的周长的方式设定所述椭圆凸轮的加工尺寸。
6.一种谐波齿轮装置的制造方法，其中，
该谐波齿轮装置的制造方法具备以下工序：
测量内齿齿轮的尺寸；
测量外齿齿轮的尺寸，该外齿齿轮配置于所述内齿齿轮的径向内侧，与所述内齿齿轮啮合，并且具有挠性；
测量轴承的尺寸，该轴承配置于所述外齿齿轮的径向内侧，具有挠性；以及
加工椭圆凸轮，该椭圆凸轮配置于所述轴承的径向内侧，用于使所述外齿齿轮挠曲成非圆形，
在加工所述椭圆凸轮时，基于所述内齿齿轮、所述外齿齿轮以及所述轴承各自的测量结果的尺寸并以使所述内齿齿轮与所述外齿齿轮之间的啮合位置成为一定的方式加工所述椭圆凸轮，
在加工所述椭圆凸轮的工序中，使用从多个椭圆磨削加工程序中选择出的椭圆磨削加工程序，而加工所述椭圆凸轮，
所述内齿齿轮的测量部位是棒间径，
所述外齿齿轮的测量部位是跨棒径，
在加工所述椭圆凸轮的工序中，基于所述测量结果确定所述椭圆凸轮的长轴尺寸，并且以不改变所述椭圆凸轮的周长的方式设定所述椭圆凸轮的加工尺寸。
7.一种谐波齿轮装置，其中，
该谐波齿轮装置具备：
内齿齿轮；
外齿齿轮，其配置于所述内齿齿轮的径向内侧，与所述内齿齿轮啮合，并且具有挠性；
轴承，其配置于所述外齿齿轮的径向内侧，具有挠性；以及
椭圆凸轮，其配置于所述轴承的径向内侧，用于使所述外齿齿轮挠曲成非圆形，
基于所述内齿齿轮、所述外齿齿轮以及所述轴承各自的测量结果的尺寸并以使所述内齿齿轮与所述外齿齿轮之间的啮合位置成为一定的方式加工所述椭圆凸轮。
8.根据权利要求7所述的谐波齿轮装置，其中，
利用棒间径测量所述内齿齿轮，
利用跨棒径测量所述外齿齿轮，
利用从多个椭圆磨削加工程序中选择出的椭圆磨削加工程序，并利用基于所述测量结果确定的所述椭圆凸轮的长轴尺寸、和以不改变所述椭圆凸轮的周长的方式设定的加工尺寸，来加工所述椭圆凸轮。
CN202210195277.9A 2021-03-05 2022-03-01 谐波齿轮装置的制造方法和谐波齿轮装置 Pending CN115026353A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021035652A JP2022135691A (ja) 2021-03-05 2021-03-05 波動歯車装置の製造方法、及び、波動歯車装置
JP2021-035652 2021-03-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115026353A true CN115026353A (zh) 2022-09-09

Family

ID=82898321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210195277.9A Pending CN115026353A (zh) 2021-03-05 2022-03-01 谐波齿轮装置的制造方法和谐波齿轮装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11808337B2 (zh)
JP (1) JP2022135691A (zh)
CN (1) CN115026353A (zh)
DE (1) DE102022104914A1 (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003004437A (ja) * 2001-06-26 2003-01-08 Honda Motor Co Ltd 測定用ノギス
CN1759988A (zh) * 2005-11-10 2006-04-19 贵州群建齿轮有限公司 仿形加工椭圆凸轮的方法
JP2011021729A (ja) * 2009-07-17 2011-02-03 Sumitomo Heavy Ind Ltd 撓み噛合い式歯車装置及び撓み噛合い式歯車装置の歯形の決定方法
CN104625664A (zh) * 2014-12-24 2015-05-20 厦门大学 一种谐波减速器柔轮双向鼓形齿廓的数控加工方法
CN104937309A (zh) * 2013-09-24 2015-09-23 谐波传动系统有限公司 波动齿轮装置
CN107866804A (zh) * 2016-09-26 2018-04-03 精工爱普生株式会社 机器人、齿轮装置以及齿轮装置的制造方法
CN108687753A (zh) * 2017-03-30 2018-10-23 精工爱普生株式会社 机器人及齿轮装置
CN109707821A (zh) * 2019-01-30 2019-05-03 成都瑞迪机械科技有限公司 波发生器及具有该波发生器的谐波减速机
JP2019183880A (ja) * 2018-04-03 2019-10-24 セイコーエプソン株式会社 歯車装置ユニットの製造方法およびロボットの製造方法
CN110425266A (zh) * 2019-06-21 2019-11-08 珠海格力电器股份有限公司 凸轮结构、波发生器、谐波减速器及凸轮加工工艺
CN110537037A (zh) * 2017-04-20 2019-12-03 日本电产新宝株式会社 谐波齿轮减速机单元以及具备所述单元的动力单元
CN112392935A (zh) * 2020-10-27 2021-02-23 李国斌 一种谐波减速装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1922756A (en) * 1929-12-20 1933-08-15 Gleason Works Method of and machine for producing gears
US3171212A (en) * 1962-07-11 1965-03-02 Gen Precision Inc Gear mechanism
JP4067037B2 (ja) 1998-06-09 2008-03-26 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 波動歯車装置の波動発生器プラグ
CN107588177B (zh) * 2017-09-28 2024-06-18 深圳市领略数控设备有限公司 一种摆线针轮谐波传动装置
JP2020041600A (ja) 2018-09-11 2020-03-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 波動歯車減速機および波動歯車減速機の製造方法
US11060597B2 (en) * 2019-03-14 2021-07-13 Skg Inc. Rotation deceleration transmission apparatus

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003004437A (ja) * 2001-06-26 2003-01-08 Honda Motor Co Ltd 測定用ノギス
CN1759988A (zh) * 2005-11-10 2006-04-19 贵州群建齿轮有限公司 仿形加工椭圆凸轮的方法
JP2011021729A (ja) * 2009-07-17 2011-02-03 Sumitomo Heavy Ind Ltd 撓み噛合い式歯車装置及び撓み噛合い式歯車装置の歯形の決定方法
CN104937309A (zh) * 2013-09-24 2015-09-23 谐波传动系统有限公司 波动齿轮装置
CN104625664A (zh) * 2014-12-24 2015-05-20 厦门大学 一种谐波减速器柔轮双向鼓形齿廓的数控加工方法
CN107866804A (zh) * 2016-09-26 2018-04-03 精工爱普生株式会社 机器人、齿轮装置以及齿轮装置的制造方法
CN108687753A (zh) * 2017-03-30 2018-10-23 精工爱普生株式会社 机器人及齿轮装置
CN110537037A (zh) * 2017-04-20 2019-12-03 日本电产新宝株式会社 谐波齿轮减速机单元以及具备所述单元的动力单元
JP2019183880A (ja) * 2018-04-03 2019-10-24 セイコーエプソン株式会社 歯車装置ユニットの製造方法およびロボットの製造方法
CN109707821A (zh) * 2019-01-30 2019-05-03 成都瑞迪机械科技有限公司 波发生器及具有该波发生器的谐波减速机
CN110425266A (zh) * 2019-06-21 2019-11-08 珠海格力电器股份有限公司 凸轮结构、波发生器、谐波减速器及凸轮加工工艺
CN112392935A (zh) * 2020-10-27 2021-02-23 李国斌 一种谐波减速装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
佟士懋: "接转化啮合再现法设计加工谐波传动柔轮", 机械传动, no. 04, 30 December 1995 (1995-12-30) *

Also Published As

Publication number Publication date
US20220282777A1 (en) 2022-09-08
JP2022135691A (ja) 2022-09-15
US11808337B2 (en) 2023-11-07
DE102022104914A1 (de) 2022-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107588177B (zh) 一种摆线针轮谐波传动装置
US8562473B2 (en) Speed reducer incorporating portion structure, incorporating method, and eccentric oscillating type speed reducer
JP6452370B2 (ja) 波動歯車装置の製造方法及び波動歯車装置
JPH01206137A (ja) 遊星歯車装置
CN105626816B (zh) 一种单列减变速一体化圆柱正弦活齿机构
CN109139855A (zh) 双柔轮谐波减速机
US20210164555A1 (en) Gear device and robot
JP2019138412A (ja) ロボットおよび歯車装置
US20170095934A1 (en) Humanoid robot joint mechanism
EP4063693A1 (en) Strain wave gear with encoder integration
CN208575853U (zh) 具有精密传动装置的机械手
CN115026353A (zh) 谐波齿轮装置的制造方法和谐波齿轮装置
JP2013100911A (ja) 撓み噛合い式歯車装置及び撓み噛合い式歯車装置の歯形の決定方法
JP2019183880A (ja) 歯車装置ユニットの製造方法およびロボットの製造方法
US11060597B2 (en) Rotation deceleration transmission apparatus
CN109538703B (zh) 变速器
US11904466B2 (en) Bearing, gear device, and robot
CN113134827B (zh) 齿轮装置及机器人
CN110185745A (zh) 齿轮装置系列及其构建方法、以及齿轮装置组的制造方法
JP2023006337A (ja) フレキシブルギア、波動減速機、およびロボット
JP2022026589A (ja) 駆動装置および駆動装置の製造方法
US10989292B2 (en) Strain wave gear device and wave generator
US11313439B2 (en) Speed reducer
Trang et al. Design Harmonic Drive for Application in Robot Joint
KR20170000349A (ko) 내접 캠과 원통 피니언을 이용한 동력 전달 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination