CN212804125U - 波动齿轮装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种波动齿轮装置，其具有外齿齿轮，通过适当设定隔膜与凸台的大小关系，能够实现该外齿齿轮的进一步扁平化。波动齿轮装置(1)的杯状外齿齿轮(3)具有：从形成有外齿(32)的主体部(31)的端部延伸的隔膜(33)、以及与隔膜一体形成的刚性凸台(34)。当外齿的基准节圆直径设为A，凸台的外径设为B时，B/A之比设定为在0.59以下。与现有设计的具有相同外径的隔膜的外齿齿轮的情况相比，外齿齿轮(3)的从隔膜(33)的内周缘到外周缘为止的半径方向上的长度尺寸较大。能降低因锥形变形而在外齿齿轮的各部位产生的弯曲应力，还能改善齿向方向上的外齿与内齿的啮合状态。能够实现外齿齿轮的进一步扁平化。

Description

波动齿轮装置
技术领域
本实用新型涉及波动齿轮装置，特别涉及具有呈杯状的外齿齿轮的波动齿轮装置。
背景技术
具有杯状外齿齿轮的波动齿轮装置例如已被专利文献1(日本特开 2014-206265号公报)公开。被波动发生器弯曲变形成椭圆状的杯状外齿齿轮具有：能够在半径方向上弯曲变形的圆筒状主体部、形成于该主体部的一端侧的外周面部分的外齿、从该主体部的另一端向半径方向内侧延伸的隔膜、以及与隔膜的内周缘一体地形成的呈圆环状的刚性凸台。凸台起到：用于将外齿齿轮安装到其他部件上的安装用凸缘的作用。专利文献1 所公开的波动齿轮装置中，杯状外齿齿轮的凸台同轴地接合于作为输出轴起作用的十字滚子轴承的内圈。
图3(A)～图3(D)是表示杯状外齿齿轮的初始状态和弯曲变形成椭圆状后的状态的说明图。图3(A)中，示出了作为被波动发生器140 弯曲变形前的外齿齿轮130的形状的正圆C1、以及作为弯曲变形后的外齿齿轮130的形状的椭圆C2。图3(B)是表示杯状外齿齿轮被弯曲变形前的正圆C1状态的截面的说明图。图3(C)是表示弯曲变形状态的外齿齿轮130的包括椭圆C2的长轴L1在内的截面的说明图，图3(D)是表示弯曲变形状态的外齿齿轮130的包括椭圆C2的短轴L2在内的截面的说明图。
在图3(C)所示的包括椭圆C2的长轴L1在内的截面中，外齿齿轮 130的圆筒状主体部131的形成有外齿132的部分如下这样弯曲变形。即、形成有外齿132的部分向半径方向外侧弯曲变形，向其半径方向外侧的弯曲变形量沿着外齿132的齿向方向且从其后端132b朝向主体部开口侧的前端132a而逐渐增大。在图3(D)所示的包括椭圆C2的短轴L2在内的截面中，形成有外齿132的部分向半径方向内侧弯曲变形，向其半径方向内侧的弯曲变形量是从后端132b朝向前端132a而逐渐增大。这样的外齿齿轮3的弯曲变形状态被称为锥形变形(coning)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-206265号公报
实用新型内容
以往，杯状外齿齿轮的隔膜和凸台的尺寸如下这样来设定。作为隔膜的外径尺寸，使用外齿的基准节圆直径。外齿的基准节圆直径设为A、凸台的外径设为B。以它们之比B/A为0.6～0.7的范围内的值的方式设计隔膜和凸台。
在此，关于对隔膜与形成于其中心部分的凸台的尺寸比B/A进行变更这方面，以往未给予任何关注。
鉴于这一点，本实用新型的目的在于提供具有以下外齿齿轮的波动齿轮装置：该外齿齿轮通过适当设定隔膜与凸台的大小关系，能够降低因锥形变形而在隔膜上产生的弯曲应力，能够抑制两齿轮在齿向方向上的啮合状态的变化，从而能够实现外齿齿轮的进一步扁平化。
本实用新型的波动齿轮装置具有呈杯状的柔性外齿齿轮。外齿齿轮具有：能够在半径方向上弯曲变形的呈圆筒形状的主体部、在主体部上形成于其中心轴线方向的一端侧的外周面部分的外齿、从主体部的另一端向半径方向内侧延伸的圆盘状隔膜、以及以与隔膜同轴的方式与隔膜一体地形成、或者同轴地接合于隔膜的刚性凸台。当外齿的基准节圆直径设为A、凸台的外径设为B时，它们之比B/A的最大值为0.59。
与现有设计的具有相同外径的隔膜的外齿齿轮的情况相比，本实用新型的外齿齿轮能够确保从与凸台相连的隔膜的内周缘到隔膜的外周缘为止的半径方向上的长度尺寸。由此，能够降低因外齿齿轮的锥形变形而在隔膜的内周缘部分、外周缘部分等产生的弯曲变形量，能够减少外齿的齿向方向上的弯曲变形量的变化。其结果，能够降低在外齿齿轮的各部位所产生的弯曲应力，还能够改善齿向方向上外齿与内齿的啮合状态。因此、能够实现外齿齿轮的进一步扁平化。
在此，凸台一般与隔膜一体地形成。换言之，凸台和隔膜是作为一个部件制作的。也可以将凸台作为与隔膜不同的部件来制作，并同轴地接合于隔膜，以此来替代使凸台与隔膜一体地形成的形态。
附图说明
图1(A)是表示应用了本实用新型的波动齿轮装置的截面图，图1(B) 是表示外齿齿轮与内齿齿轮的啮合状态的说明图，图1(C)是表示外齿齿轮的截面图。
图2(A)～图2(D)是表示呈杯状的外齿齿轮的各例的说明图。
图3(A)～图3(D)是表示外齿齿轮的锥形变形的说明图。
附图标记说明
1波动齿轮装置
2内齿齿轮
3、3A、3B、3C、3D外齿齿轮
4波动发生器
21圆环状部件
22内齿
31主体部
32外齿
33、33A、33B、33C、33D隔膜
33a内周缘
33b外周缘
34凸台
34A、34B、34C、34D凸台
41插塞
42外周面
43波动轴承
A基准节圆直径
B外径
R(33)半径方向上的长度尺寸
Lmax长轴
具体实施方式
以下，参照附图，对应用了本实用新型的波动齿轮装置的实施方式进行说明。
如图1(A)～图1(C)所示，本实用新型的实施方式涉及的波动齿轮装置1具有：呈圆环状的刚性内齿齿轮2、呈杯状的柔性外齿齿轮3、以及波动发生器4。
内齿齿轮2具有：刚性圆环状部件21、形成于该圆环状部件21的圆形内周面的内齿22。外齿齿轮3具有：圆筒状主体部31、形成于作为主体部31一端的开口端侧的外周面部分的外齿32、从主体部31的另一端向半径方向内侧延伸的圆盘状的隔膜33、以及与隔膜33的内周缘相连的刚性凸台34。凸台呈圆环状(中空轴形状)，具有在中心轴线方向上贯通其中心部分的中空部。外齿32从半径方向内侧与内齿齿轮2的内齿22对置，并能够与内齿22啮合。
在外齿齿轮3的主体部31的形成有外齿32的部分的内侧同轴地嵌入有波动发生器4。波动发生器4具有：圆环状(中空轴形状)的刚性插塞 41、以及嵌合于该插塞41的非圆形轮廓(本例中为椭圆形轮廓)的外周面 42的波动轴承43。波动发生器4使得外齿齿轮3的形成有外齿32的部分弯曲变形成椭圆形状。位于椭圆形状的长轴Lmax的两端部分的外齿32与内齿22啮合。
例如，使内齿齿轮2为静止侧部件，使外齿齿轮3为驱动侧部件，使波动发生器4为从未图示的马达等输入旋转的输入侧部件。波动发生器4 旋转时，内齿齿轮2与外齿齿轮3的啮合位置在圆周方向上移动。与内齿齿轮2与外齿齿轮3的齿数差相对应地，在内齿齿轮2与外齿齿轮3间产生相对旋转，该相对旋转从外齿齿轮3输出到未图示的负载部件侧。
在此，如图1(C)所示，外齿齿轮3的外齿32的基准节圆直径设为 A、凸台34的外径设为B。外齿齿轮设计成它们之比B/A为0.59以下。
与现有设计的呈杯状的相同外径的外齿齿轮(0.6＜B/A＜0.7)的情况相比，本例的外齿齿轮3的从与凸台34相连的隔膜33的内周缘33a到隔膜33的外周缘33b(外齿32的基准节圆直径A)为止的半径方向上的长度尺寸R(33)较大。由此，能够降低：因外齿齿轮3的锥形变形而在与凸台34相连的隔膜33的内周缘33a等产生的弯曲变形量，从而能够减少外齿32的齿向方向上的弯曲变形量的变化。其结果，能够降低在外齿齿轮 3的各部位产生的弯曲应力，还能够改善齿向方向上外齿32与内齿22的啮合状态。另外，也有利于外齿齿轮3的扁平化。
(外齿齿轮的形状)
图2(A)～图2(D)是表示能够用于取代上述外齿齿轮3的各种形状的杯状外齿齿轮的说明图。
图2(A)所示的外齿齿轮3A具有：形成有外齿32的圆筒状主体部 31、隔膜33A、以及与隔膜33A一体地形成的凸台34A。例如，外齿齿轮 3A的外齿32的基准节圆直径A与凸台34A的外径B之比设定为0.5。
图2(B)所示的外齿齿轮3B与图1(A)～图1(C)所示的外齿齿轮3为相同结构，具有：形成有外齿32的圆筒状主体部31、隔膜33B、以及与隔膜33B一体地形成的凸台34B。例如，外齿齿轮3B的外齿32的基准节圆直径A与凸台34B的外径B之比设定为0.5。
图2(C)所示的外齿齿轮3C具有：形成有外齿32的圆筒状主体部 31、隔膜33C、以及与隔膜33C一体地形成的凸台34C。例如，外齿齿轮 3C的外齿32的基准节圆直径A与凸台34C的外径B之比设定为0.25。
图2(D)所示的外齿齿轮3D由以下部件构成：具有形成有外齿32 的圆筒状主体部31和圆盘状隔膜33D的杯状外齿主体部分、以及同轴地安装于隔膜33D的中心部分的圆盘状凸台34D。作为与隔膜33D不同的部件而制作的圆盘状(实心轴形状)的凸台34D(或者负载侧部件)同轴地接合于隔膜33D的中心部分。例如，外齿齿轮3D的外齿32的基准节圆直径A与凸台34D的外径B之比设定为0.5。

Claims (4)

1.一种波动齿轮装置，具有：刚性内齿齿轮、呈杯状的柔性外齿齿轮、以及波动发生器，
所述外齿齿轮具有：
能够在半径方向上弯曲变形的呈圆筒形状的主体部，
在所述主体部中形成于其中心轴线方向上的一端侧的外周面部分的外齿，
从所述主体部的另一端向半径方向内侧延伸的圆盘状隔膜，以及
以与所述隔膜同轴的方式与所述隔膜一体地形成、或者同轴地接合于所述隔膜的刚性凸台，
其特征在于：
当所述外齿的基准节圆直径设为A、所述凸台的外径设为B时，它们之比B/A的最大值为0.59。
2.根据权利要求1所述的波动齿轮装置，其特征在于：
所述凸台与所述隔膜的中心部分一体形成。
3.根据权利要求1所述的波动齿轮装置，其特征在于：
所述凸台同轴地接合于所述隔膜。
4.根据权利要求1所述的波动齿轮装置，其特征在于，
所述凸台具有在中心轴线方向上贯通其中心部分的中空部。
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JP6150736B2 (ja) 2013-03-19 2017-06-21 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 波動歯車装置および中空型回転アクチュエータ

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