DE102017203558A1

DE102017203558A1 - Getriebevorrichtung

Info

Publication number: DE102017203558A1
Application number: DE102017203558.7A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Takahashi; Yuto Nakai; Koji Nakamura
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2017-09-21
Also published as: JP6757149B2; CN107202100B; KR102307159B1; JP2017166562A; KR20170107899A; CN107202100A

Abstract

Die vorliegende Anmeldung gibt eine Getriebevorrichtung an, die umfasst: einen Außenzylinder mit Innenzähnen, die ringförmig um eine Ausgabeachse herum ausgebildet sind, ein Oszillationszahnrad, das in die Innenzähne eingreift; eine Kurbelwelle, die eine oszillierende Drehung des Oszillationszahnrads veranlasst, sodass die Mitte des Oszillationszahnrads um eine Ausgabeachse herum läuft; einen Träger, der während der oszillierenden Drehung des Oszillationszahnrads relativ zu dem Außenzylinder um die Ausgabeachse gedreht wird; und ein Eingangszahnrad (510), das die Kurbelwelle dreht. Die Kurbelwelle umfasst: einen Zapfen, der um eine Übertragungsachse herum gedreht wird; einen exzentrischen Teil, an dem das Oszillationszahnrad montiert ist; wobei der exzentrische Teil exzentrisch in Bezug auf die Übertragungsachse gedreht wird, um eine oszillierende Drehung des Oszillationszahnrads zu veranlassen; und einen Fixierungsteil zwischen dem Zapfen und dem exzentrischen Teil, wobei das Eingangszahnrad an dem Fixierungsteil fixiert ist. Der Fixierungsteil weist einen größeren Durchmesser auf als der exzentrische Teil.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung mit einer Kurbelwelle, die eine oszillierende Drehung eines Zahnrads veranlasst.
Hintergrund
Es wurden verschiedene Getriebevorrichtungen für verschiedene Anwendungsgebiete wie etwa Industrieroboter oder Werkzeugmaschinen entwickelt (siehe z. B. JP 2009-185986 A ). JP2009-185986 A gibt eine Getriebevorrichtung mit einem Oszillationszahnrad an.
Die in JP 2009-185986 A angegebene Getriebevorrichtung umfasst ein Eingangszahnrad, das in einem Außenzylinder angeordnet ist. Das Eingangszahnrad ist zwischen zwei Oszillationszahnrädern angeordnet. Ein an einer Drehwelle eines Motors ausgebildeter Zahnradteil greift in das Eingangszahnrad ein. Wenn der Motor den Zahnradteil dreht, wird auch das Eingangszahnrad gedreht. Dementsprechend wird auch eine Kurbelwelle, an der das Eingangszahnrad montiert ist, gedreht. Die Kurbelwelle veranlasst oszillierende Drehungen der zwei Oszillationszahnräder. Die zwei Oszillationszahnräder gehen in dem Außenzylinder während der oszillierenden Drehungen der zwei Oszillationszahnräder um und greifen dabei in die an einer Innenwand des Außenzylinders ausgebildeten Innenzähne ein. Folglich kann sich der Außenzylinder oder ein mit der Kurbelwelle verbundener Träger um eine Ausgabeachse drehen.
Weil bei den in JP 2009-185986 A angegebenen Techniken das Eingangszahnrad in dem Außenzylinder angeordnet ist, kann die Kurbelwelle kurz sein. Deshalb kann die in JP 2009-185986 A angegebene Getriebevorrichtung eine kurze Länge in der Erstreckungsrichtung der Ausgabeachse aufweisen.
Der maximale Drehmomentwert für die Übertragung von dem Eingangszahnrad zu der Kurbelwelle hängt von dem Produkt ab, das durch das Multiplizieren des Durchmessers eines Montageteils der Kurbelwelle mit der Axiallänge der Kurbelwelle, an der das Eingangszahnrad montiert ist, erhalten wird. Wenn das Produkt groß ist, kann ein großes Drehmoment von dem Eingangszahnrad zu der Kurbelwelle übertragen werden. Wenn das Produkt klein ist, kann ein kleines Drehmoment von dem Eingangszahnrad zu der Kurbelwelle übertragen werden.
Wenn ein Ingenieur beim Entwerfen einer Getriebevorrichtung versucht, das Produkt zu vergrößern, ohne die Gesamtlänge der Kurbelwelle des in JP 2009-185986 A beschriebenen Aufbaus zu verlängern, muss er einen großen Wert für den Durchmesser des Montageteils der Kurbelwelle, an der das Eingangszahnrad montiert ist, setzen. Wenn jedoch der Durchmesser des Montageteils der Kurbelwelle vergrößert wird, kann dies eine Behinderung zwischen dem Eingangszahnrad und dem Außenzylinder zur Folge haben. Deshalb sind die in JP 2009-185986 A angegebenen Techniken unter Umständen nicht geeignet für das Übertragen eines großen Drehmoments von dem Eingangszahnrad zu der Kurbelwelle.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Techniken für das Übertragen eines großen Drehmoments von einem Eingangszahnrad zu einer Kurbelwelle vorzusehen.
Eine Getriebevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Außenzylinder mit Innenzähnen, die ringförmig um eine vorbestimmte Ausgabeachse herum ausgebildet sind; ein Oszillationszahnrad, das in die Innenzahnräder eingreift; eine Kurbelwelle, die eine oszillierende Drehung des Oszillationszahnrads veranlasst, sodass die Mitte des Oszillationszahnrads um die Ausgabeachse herum läuft; einen Träger, der während der oszillierenden Drehung des Oszillationszahnrads relativ zu dem Außenzylinder um die Ausgabeachse gedreht wird; und ein Eingangszahnrad, das die Kurbelwelle dreht. Die Kurbelwelle umfasst: einen Zapfen, der um eine vorbestimmte Übertragungsachse gedreht wird; einen exzentrischen Teil, an dem das Oszillationszahnrad montiert ist, wobei der exzentrische Teil exzentrisch in Bezug auf die Übertragungsachse gedreht wird, um die oszillierende Drehung des Oszillationszahnrads zu veranlassen; und einen Fixierungsteil, der zwischen dem Zapfen und dem exzentrischen Teil eingeschlossen ist, wobei das Eingangszahnrad an dem Fixierungsteil fixiert ist. Der Fixierungsteil weist einen größeren Durchmesser auf als der exzentrische Teil.
Die vorstehend genannte Getriebevorrichtung kann ein großes Drehmoment von dem Eingangszahnrad zu der Kurbelwelle übertragen.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der oben genannten Getriebevorrichtung werden durch die folgende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Querschnittansicht eines beispielhaft als die Getriebevorrichtung vorgesehenen Untersetzungsgetriebes.
2 ist eine schematische Querschnittansicht des Untersetzungsgetriebes entlang der Linie A-A von 1.
3 ist eine schematische Teilquerschnittansicht einer Kurbelwellenanordnung des Untersetzungsgetriebes von 1.
4 ist eine Konzeptansicht, die die Beziehung zwischen dem Kopfkreis eines Innenzahnrings, der durch Innenzahnstifte gebildet wird, und dem Kopfkreis eines Eingangszahnrads zeigt.
Beschreibung verschiedener Ausführungsformen
<Erste Ausführungsform>
In der ersten Ausführungsform wird eine beispielhafte Getriebevorrichtung, die für das Übertragen eines großen Drehmoments von einem Eingangszahnrad zu einer Kurbelwelle konfiguriert ist, beschrieben.
1 und 2 zeigen ein Untersetzungsgetriebe 100 als ein Beispiel für die Getriebevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. 1 ist eine schematische Querschnittansicht des Untersetzungsgetriebes 100. 2 ist eine schematische Querschnittansicht des Untersetzungsgetriebes 100 entlang der Linie A-A in 1. Das Untersetzungsgetriebe 100 wird mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben.
Das Untersetzungsgetriebe 100 umfasst einen Außenzylinder 200, einen Träger 300, einen Zahnradteil 400, drei Kurbelwellenanordnungen 500 (1 zeigt eine der drei Kurbelwellenanordnungen 500) und zwei Hauptlager 610, 620. Eine durch einen Motor (nicht gezeigt) oder eine andere Antriebsquelle (nicht gezeigt) erzeugte Antriebskraft wird zu jeder der drei Kurbelwellenanordnungen 500 eingegeben. Die zu jeder der drei Kurbelwellenanordnungen 500 eingegebene Antriebskraft wird zu dem Zahnradteil 400 übertragen, das in einem durch den Außenzylinder 200 und den Träger 300 umgebenen Innenraum angeordnet ist.
Wie in 1 gezeigt, sind die zwei Hauptlager 610, 620 in einen ringförmigen Raum gepasst, der zwischen dem Außenzylinder 200 und dem durch den Außenzylinder 200 umgebenen Träger 300 gebildet wird. Jedes der Hauptlager 610, 620 gestattet eine relative Drehbewegung zwischen dem Außenzylinder 200 und dem Träger 300. Die Mittenachse, die den zwei Hauptträgern 610, 620 gemein ist, fällt mit einer Ausgabeachse OAX zusammen. Der Außenzylinder 200 und der Träger 300 werden relativ zueinander um die Ausgabeachse OAX durch die zu dem Zahnradteil 400 übertragene Antriebskraft gedreht.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der Außenzylinder 200 ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 210 und Innenzahnstifte 220. Das Gehäuse 210 bildet einen säulenförmigen Innenraum, in dem der Träger 300, der Zahnradteil 400 und die Kurbelwellenanordnungen 500 aufgenommen sind. Die Innenzahnstifte 220 sind ringförmig entlang der Innenfläche des Gehäuses 210 angeordnet, um einen Innenzahnring zu bilden,
Jeder der Innenzahnstifte 220 ist ein säulenförmiges Glied, das sich in der Erstreckungsrichtung der Ausgabeachse OAX erstreckt. Jeder der Innenzahnstifte 220 ist in einen Nutteil gepasst, der in der Innenwand des Gehäuses 210 ausgebildet ist. Deshalb wird jeder der Innenzahnstifte 220 entsprechend durch das Gehäuse 210 gehalten.
Wie in 2 gezeigt, sind die Innenzahnstifte 220 ringförmig um die Ausgabeachse OAX mit im Wesentlichen regelmäßigen Intervallen angeordnet. Eine halbkreisförmige Fläche jedes der Innenzahnstifte 220 steht von der Innenwand des Gehäuses 210 zu der Ausgabeachse OAX vor. Deshalb funktionieren die Innenzahnstifte 220 als Innenzähne, die in den Zahnradteil 400 eingreifen. In dieser Ausführungsform werden die Innenzähne beispielhaft durch die Innenzahnstifte 220 gebildet.
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Träger 300 einen Basisteil 310 und eine Endplatte 320. Der Träger 300 ist allgemein zylindrisch. Die Endplatte 320 weist im Wesentlichen eine. Scheibenform auf. Der Träger 300 kann um die Ausgabeachse OAX in dem Außenzylinder 200 gedreht werden. Alternativ dazu kann der Außenzylinder 200 um die Ausgabeachse OAX gedreht werden, während er den Träger 300 umgibt.
Der Basisteil 310 umfasst einen im Wesentlichen scheibenförmigen Basisplattenteil 311 (siehe 1) und drei Wellenteile 312 (siehe 2). Der Basisplattenteil 311 ist im Wesentlichen koaxial mit der Endplatte 320. Kurz gesagt, fällt die Ausgabeachse OAX mit den Mittenachsen des Basisplattenteils 311 und der Endplatte 320 zusammen.
Der Basisplattenteil 311 umfasst eine Innenfläche 313 und eine Außenfläche 314 gegenüber der Innenfläche 313. Die Innenfläche 313 ist dem Zahnradteil 400 zugewandt. Die Innen- und Außenflächen 313, 314 sind entlang einer imaginären Ebene (nicht gezeigt) senkrecht zu der Ausgabeachse OAX ausgebildet.
Ein mittiges Durchgangsloch 315 (siehe 1) und drei Haltedurchgangslöcher 316 (1 zeigt eines der drei Haltedurchgangslöcher 316) sind in dem Basisplattenteil 311 ausgebildet. Das mittige Durchgangsloch 315 erstreckt sich zwischen den Innen- und Außenflächen 313, 314 entlang der Ausgabeachse OAX. Die Ausgabeachse OAX fällt mit der Mittenachse des mittigen Durchgangslochs 315 zusammen. Die Mitten der drei Haltedurchgangslöcher 316 sind im Wesentlichen mit regelmäßigen Intervallen auf einem imaginären Kreis (nicht gezeigt), dessen Mitte mit der Ausgabeachse OAX zusammenfällt, angeordnet.
1 zeigt eine Übertragungsachse TAX zusätzlich zu der Ausgabeachse OAX. Die Übertragungsachse TAX ist an einer von der Ausgabeachse OAX entfernten Position definiert. Die Übertragungsachse TAX ist im Wesentlichen parallel zu der Ausgabeachse OAX. Jedes der Haltedurchgangslöcher 316 erstreckt sich zwischen den Innen- und Außenflächen 313, 314 entlang der Übertragungsachse TAX. Die Übertragungsachsen TAX fallen jeweils mit den Drehachsen der Kurbelwellenanordnungen 500 und den Mittenachsen der Haltedurchgangslöcher 316 zusammen. Ein Teil jeder der Kurbelwellenanordnungen 500 ist in jedem der Haltedurchgangslöcher 316 angeordnet.
Die Endplatte 320 umfasst eine Innenfläche 323 und eine Außenfläche 324 gegenüber der Innenfläche 323. Die Innenfläche 323 ist dem Zahnradteil 400 zugewandt. Die Innen- und Außenflächen 323, 324 sind entlang einer imaginären Ebene (nicht gezeigt) senkrecht zu der Ausgabeachse OAX ausgebildet.
Ein mittiges Durchgangsloch 325 (siehe 1) und drei Haltedurchgangslöcher 326 (1 zeigt eines der drei Haltedurchgangslöcher 326) sind in der Endplatte 320 ausgebildet. Das mittige Durchgangsloch 325 erstreckt sich zwischen den inneren und äußeren Flächen 323, 324 entlang der Ausgabeachse OAX. Die Ausgabeachse OAX fällt mit der Mittenachse des mittigen Durchgangslochs 325 zusammen. Die Mitten der drei Haltedurchgangslöcher 326 sind im Wesentlichen mit regelmäßigen Intervallen auf einem imaginären Kreis (nicht gezeigt), dessen Mitte mit der Ausgabeachse OAX zusammenfällt, angeordnet. Jedes der drei Haltedurchgangslöcher 326 erstreckt sich zwischen den inneren und äußeren Flächen 323, 324 entlang der Übertragungsachse TAX. Die Übertragungsachsen TAX fallen jeweils mit den Mittenachsen der Haltedurchgangslöcher 326 zusammen. Ein Teil jeder der Kurbelwellenanordnungen 500 ist in jedem der Haltedurchgangslöcher 326 platziert. Die drei Haltedurchgangslöcher 326 in der Endplatte 320 sind im Wesentlichen koaxial mit den drei Haltedurchgangslöchern 316, die jeweils in dem Basisplattenteil 311 ausgebildet sind.
Jeder der drei Wellenteile 312 erstreckt sich von der Innenfläche 313 des Basisplattenteils 311 zu der Innenfläche 323 der Endplatte 320. Die Endplatte 320 ist mit einer fernen Endfläche jedes der drei Wellenteile 312 verbunden. Die Endplatte 320 kann mit der fernen Endfläche jedes der drei Wellenteile 312 durch eine Senkschraube, einen Positionierungsstift oder andere entsprechende Fixierungstechniken verbunden sein. Die Prinzipien dieser Ausführungsform sind nicht auf eine spezifische Verbindungstechnik zwischen der Endplatte 320 und jedem der drei Wellenteile 312 beschränkt.
Wie in 1 gezeigt, ist der Zahnradteil 400 zwischen den Innenflächen 313, 323 des Basisplattenteils 311 und der Endplatte 320 angeordnet. Die drei Wellenteile 312 erstrecken sich durch den Zahnradteil 400 und sind mit der Endplatte 320 verbunden.
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Zahnradteil 400 zwei Oszillationszahnräder 410, 420. Das Oszillationszahnrad 410 ist zwischen der Endplatte 320 und dem Oszillationszahnrad 420 angeordnet. Das Oszillationszahnrad 420 ist zwischen dem Basisplattenteil 311 und dem Oszillationszahnrad 410 angeordnet. Die Oszillationszahnräder 410, 420 können basierend auf einer gemeinsamen Entwurfszeichnung ausgebildet werden.
Jedes der Oszillationszahnräder 410, 420 umfasst Außenzähne 430 (siehe 2), die jeweils zu der Innenwand des Gehäuses 210 vorstehen. Wenn die Kurbelwellenanordnungen 500 um die Übertragungsachse TAX gedreht werden, laufen die Oszillationszahnräder 410, 420 in dem Gehäuse 210 rund (oszillierende Drehung), wobei die Außenzähne 430 in die Innenzahnstifte 220 eingreifen. Die Mitten der Oszillationszahnräder 410, 420 laufen um die Ausgabeachse OAX während der oszillierenden Drehung der Oszillationszahnräder 410, 420. Die relative Drehung zwischen dem Außenzylinder 200 und dem Träger 300 wird durch die oszillierende Drehung der Oszillationszahnräder 410, 420 verursacht.
Ein mittiges Durchgangsloch 411 ist in der Mitte des Oszillationszahnrads 410 ausgebildet. Ein mittiges Durchgangsloch 421 ist in der Mitte des Oszillationszahnrads 420 ausgebildet. Das mittige Durchgangsloch 411 kommuniziert mit den mittigen Durchgangslöchern 325, 421 der Endplatte 320 und des Oszillationszahnrads 420. Das mittige Durchgangsloch 421 kommuniziert mit den mittigen Durchgangslöchern 315, 411 des Basisplattenteils 311 und des Oszillationszahnrads 410. Die mittigen Durchgangslöcher 411, 421 der Oszillationszahnräder 410, 420 weisen einen größeren Durchmesser auf als die mittigen Durchgangslöcher 315, 325 des Basisplattenteils 311 und der Endplatte 320.
Wie in 2 gezeigt, sind drei kreisrunde Durchgangslöcher 422 in dem Oszillationszahnrad 420 ausgebildet. Entsprechend sind drei kreisrunde Durchgangslöcher in dem Oszillationszahnrad 410 ausgebildet. Jedes der kreisrunden Durchgangslöcher 422 des Oszillationszahnrads 420 und jedes der kreisrunden Durchgangslöcher des Oszillationszahnrads 410 bilden einen Aufnahmeraum in Zusammenwirkung mit jedem der Haltedurchgangslöcher 316, 326 des Basisplattenteils 311 und der Endplatte 320, wobei jede der Kurbelwellenanordnungen 500 in einem derartigen Aufnahmeraum aufgenommen ist.
Drei trapezförmige Durchgangslöcher 413 (1 zeigt eines der drei trapezförmigen Durchgangslöcher 413) sind in dem Oszillationszahnrad 410 ausgebildet. Drei trapezförmige Durchgangslöcher 423 (2) sind in dem Oszillationszahnrad 420 ausgebildet. Jeder der Wellenteile 312 des Trägers 300 erstreckt sich durch jedes der trapezförmigen Durchgangslöcher 413, 423. Jedes der trapezförmigen Durchgangslöcher 413, 423 ist derart dimensioniert, dass keine Behinderung mit den Wellenteilen 312 verursacht wird.
3 ist eine schematische Teilquerschnittansicht der Kurbelwellenanordnung 500. Die Kurbelwellenanordnung 500 wird mit Bezug auf 1 bis 3 beschrieben.
Jede der drei Kurbelwellenanordnungen 500 umfasst ein Eingangszahnrad 510, eine Kurbelwelle 520, zwei Zapfenlager 531, 532 und zwei Kurbellager 541, 542. Das Eingangszahnrad 510 ist in einem mittigen Raum, der durch die mittigen Durchgangslöcher 315, 325, 411, 421 gebildet wird, angeordnet und greift in einen Zahnradteil (nicht gezeigt) an einer Welle (nicht gezeigt) eines Motors (nicht gezeigt) ein. Wenn der Motor die Welle dreht, wird das Eingangszahnrad 510 um die Übertragungsachse TAX gedreht.
Die Kurbelwelle 520 umfasst einen ersten Zapfen 521, einen zweiten Zapfen 522, einen ersten exzentrischen Teil 523, einen zweiten exzentrischen Teil 524 und eine Haltescheibe 525. Der erste Zapfen 521 wird in das Haltedurchgangsloch 326 der Endplatte 320 gepasst. Der zweite Zapfen 522 wird in das Haltedurchgangsloch 316 des Basisplattenteils 311 gepasst. Das Zapfenlager 531 wird in einen ringförmigen Raum zwischen dem ersten Zapfen 521 und der Innenwand der das Haltedurchgangsloch 326 bildenden Endplatte 320 gepasst. Das Zapfenlager 532 wird in einen ringförmigen Raum zwischen dem zweiten Zapfen 522 und der Innenwand des das Haltedurchgangsloch 316 bildenden Basisplattenteils 311 gepasst.
Der erste exzentrische Teil 523 ist zwischen dem ersten Zapfen 521 und dem zweiten exzentrischen Teil 524 angeordnet. Der zweite exzentrische Teil 524 ist zwischen dem zweiten Zapfen 522 und dem ersten exzentrischen Teil 523 angeordnet. Das Kurbellager 541 ist in einen ringförmigen Raum zwischen dem ersten exzentrischen Teil 523 und der das kreisrunde Durchgangsloch bildenden Innenwand des Oszillationszahnrads 410 gepasst. Das Kurbellager 542 ist in einen ringförmigen Raum zwischen dem zweiten exzentrischen Teil 524 und der das kreisrunde Durchgangsloch 422 bildenden Innenwand des Oszillationszahnrads 420 gepasst.
Der erste Zapfen 521 ist im Wesentlichen koaxial mit dem zweiten Zapfen 522 und wird um die Übertragungsachse TAX gedreht. Jeder der ersten und zweiten exzentrischen Teile 523, 524 ist mit einer Säulenform ausgebildet und ist exzentrisch in Bezug auf die Übertragungsachse TAX. Jeder der ersten und zweiten exzentrischen Teile 523, 524 wird exzentrisch in Bezug auf die Übertragungsachse TAX gedreht, um oszillierende Drehungen der Oszillationszahnräder 410, 420 zu veranlassen. Eine Phasendifferenz zwischen den Oszillationszahnrädern 410, 420 während der oszillierenden Drehungen der Oszillationszahnräder 410, 420 wird durch eine Differenz in der exzentrischen Richtung zwischen den ersten und zweiten exzentrischen Teilen 523, 524 bestimmt. In dieser Ausführungsform wird der exzentrische Teil durch den ersten exzentrischen Teil 523 gebildet.
Die Haltescheibe 525 ist zwischen dem ersten Zapfen 521 und dem ersten exzentrischen Teil 523 angeordnet. Die beiden Endflächen der Haltescheibe 525 stehen radial von Umfangsflächen des ersten Zapfens 521 und des ersten exzentrischen Teils 523 vor. Die Haltescheibe 525 ist im Wesentlichen koaxial mit den ersten und zweiten Zapfen 521, 522 und wird um die Übertragungsachse TAX gedreht. Das Eingangszahnrad 510 ist an der Haltescheibe 525 montiert. Die Innenfläche 323 der Endplatte 320 ist von einem Verbindungsteil der Endplatte 320 zu dem Basisteil 310 vertieft. Die Haltescheibe 525 und das Eingangszahnrad 510 können in einem Raum zwischen dem vertieften Teil der Innenfläche 323 und dem Oszillationszahnrad 410 gedreht werden. In dieser Ausführungsform wird der Fixierungsteil durch die Haltescheibe 525 gebildet.
Ein von dem Eingangszahnrad 510 zu der Kurbelwelle 520 zu übertragendes maximales Drehmoment wird durch ein Produkt bestimmt, das durch das Multiplizieren des Durchmessers der Haltescheibe 525 mit der Axiallänge der Haltescheibe 525 (der Größe der Haltescheibe 525 in einer Richtung entlang der Übertragungsachse TAX) erhalten wird. Wenn ein großes Produkt durch das Multiplizieren des Durchmessers der Haltescheibe 525 mit der Axiallänge der Haltescheibe 525 erhalten wird, wird ein großes Drehmoment von dem Eingangszahnrad 510 zu der Kurbelwelle 520 übertragen. Wie in 3 gezeigt, weist die Haltescheibe 525 einen größeren Durchmesser auf als jeder der ersten und zweiten exzentrischen Teile 523, 524 und der ersten und zweiten Zapfen 521, 522. Deshalb kann ein das Untersetzungsgetriebe 100 entwerfender Ingenieur einen kleinen Wert für die Axiallänge der Haltescheibe 525 setzen. Wie in 3 gezeigt, kann der Ingenieur die Axiallänge der Haltescheibe 525 wesentlich kürzer setzen als die Axiallänge jedes der ersten und zweiten Zapfen 521, 522 und der ersten und zweiten exzentrischen Teile 523, 524. Dies hat eine kürzere Gesamtlänge der Kurbelwelle 520 zur Folge. Deshalb kann die Distanz zwischen den Außenflächen 314, 324 des Trägers 300 auf einen kleinen Wert gesetzt werden.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Gehäuse 210 eine erste Innenumfangsfläche 211 und eine zweite Innenumfangsfläche 212. Die Innenzahnstifte 220 werden in Nutteile in der ersten Innenumfangsfläche 211 gepasst. Weiterhin wird die zweite Innenumfangsfläche 212 für das Halten des Hauptlagers 610 verwendet und weist eine glatte, kreisrunde Kontur ohne Nutteile auf. Das Hauptlager 610 wird in einen ringförmigen Raum gepasst, der zwischen der Außenumfangsfläche der Endplatte 320 und der zweiten Innenumfangsfläche 212 gebildet wird.
4 ist eine Konzeptansicht, die die Beziehung zwischen dem Kopfkreis des Innenzahnrings, der durch die Innenzahnstifte 220 gebildet wird, und dem Kopfkreis des Eingangszahnrads 510 zeigt. Das Untersetzungsgetriebe 100 wird im Folgenden mit Bezug auf 1 und 4 näher beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, ist das Eingangszahnrad 510 durch die zweite Innenumfangsfläche 212 umgeben. Deshalb kann das Eingangszahnrad 510 um die Übertragungsachse TAX gedreht werden, ohne durch die Innenzahnstifte 220 behindert zu werden. Wie in 4 gezeigt, bedeutet dies, dass das Eingangszahnrad 510 derart positioniert werden kann, dass sich der Kopfkreis des Eingangszahnrads 510 von dem Kopfkreis des Innenzahnrings nach außen erstreckt. Der Ingenieur kann also einen großen Wert für den Durchmesser der Haltescheibe 525 setzen. Dementsprechend kann ein großes Drehmoment von dem Eingangszahnrad 510 zu der Kurbelwelle 520 übertragen werden.
<Zweite Ausführungsform>
Ein das Untersetzungsgetriebe entwerfender Ingenieur kann verschiedene Aufbauten wie etwa eine Keilverbindung oder eine Passverbindung für eine mechanische Verbindung zwischen einem Eingangszahnrad und einer Haltescheibe verwenden. Die Keilverbindung ist als ein Verbindungsaufbau bekannt, der für das Übertragen eines großen Drehmoments geeignet ist. Eine Keilverbindung zwischen einem Eingangszahnrad und einer Haltescheibe wird in der zweiten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, ist das Eingangszahnrad 510 mit der Haltescheibe 525 keilverbunden. Die Keilverarbeitung wird für die Außenumfangsfläche der Haltescheibe 525 durchgeführt. Ein Keilloch wird in der Mitte des Eingangszahnrads 510 ausgebildet. Die Haltescheibe 525 wird in das Keilloch des Eingangszahnrads 510 eingesteckt. Deshalb kann die Haltescheibe 525 als eine Keilwelle in Entsprechung zu dem Keilloch funktionieren.
Wie in 3 gezeigt, ist der Kerndurchmesser des Keillochs (Haltelochs 525) größer als die Summe aus dem Durchmesser des ersten exzentrischen Teils 523 und der exzentrischen Größe des ersten exzentrischen Teils 523 von der Übertragungsachse TAX. Deshalb wird ein Werkzeug für die Verwendung bei der Verarbeitung der Keilwelle nicht durch die anderen Teile der Kurbelwelle 520 behindert. Deshalb funktioniert die Haltescheibe 525 über ihre gesamte Axiallänge als eine Keilwelle.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Kurbelwellenanordnung 500 weiterhin dünne, plattenförmige Stoppringe 551, 552, die jeweils das Eingangszahnrad 510 an der Haltescheibe 525 fixieren. Der erste Zapfen 521 erstreckt sich durch den Stoppring 551 und das Zapfenlager 531.
Ein die Kurbelwellenanordnung 500 montierender Arbeiter kann den ersten Zapfen 521 in das Zapfenlager 531 passen, nachdem er den ersten Zapfen 521 in den Stoppring 551 eingesteckt hat. Folglich wird der Stoppring 551 zwischen dem Zapfenlager 531 und der Haltescheibe 525 eingeschlossen. Der Außendurchmesser des Stopprings 551 ist größer als der Außendurchmesser der Keilwelle (der Haltescheibe 525). Deshalb kann der Stoppring 551 eine Verschiebung des Eingangszahnrads 510 zu dem ersten Zapfen 521 verhindern. In dieser Ausführungsform wird der Zapfen durch den ersten Zapfen 521 gebildet. Das erste Lager wird durch das Zapfenlager 531 gebildet. Der erste Haltering wird durch den Stoppring 551 gebildet.
Der erste exzentrische Teil 523 erstreckt sich durch den Stoppring 552 und das Kurbellager 541. Ein die Kurbelwellenanordnung 500 montierender Arbeiter kann den ersten exzentrischen Teil 523 in das Kurbellager 541 passen, nachdem er den ersten exzentrischen Teil in den Stoppring 552 eingesteckt hat. Folglich wird der Stoppring 552 zwischen dem Kurbellager 541 und der Haltescheibe 525 eingeschlossen. Der Außendurchmesser des Stopprings 552 ist größer als der Außendurchmesser der Keilwelle (der Haltescheibe 525). Deshalb kann der Stoppring 552 eine Verschiebung des Eingangszahnrads 510 zu dem ersten exzentrischen Teil 523 verhindern. In dieser Ausführungsform wird der exzentrische Teil durch den ersten exzentrischen Teil 523 gebildet. Das zweite Lager wird durch das Kurbellager 541 gebildet. Der zweite Haltering wird durch den Stopperring 552 gebildet.
In dieser Ausführungsform ist die Haltescheibe 525 einstückig mit dem ersten Zapfen 521 und dem ersten exzentrischen Teil 523 ausgebildet. Alternativ dazu kann die Haltescheibe 525 ein separat zu der Kurbelwelle 520 ausgebildetes Scheibenplattenglied sein. In diesem Fall kann die Haltescheibe 525 mit der Kurbelwelle 520 keil- oder passverbunden werden.
Die in dem Kontext der oben beschriebenen Ausführungsformen erläuterten Entwurfsprinzipien können auf verschiedene Getriebevorrichtungen angewendet werden. Ein Teil der im Kontext einer der oben genannten Ausführungsformen beschriebenen Einrichtungen kann auf eine Getriebevorrichtung angewendet werden, die im Kontext einer anderen der oben genannten Ausführungsformen beschrieben werden. Die oben beschriebenen Entwurfsprinzipien können auch auf eine Getriebevorrichtung mit einer mittleren Kurbel angewendet werden.
Die im Kontext der oben beschriebenen Ausführungsformen beschriebenen Getriebevorrichtungen weisen hauptsächlich die folgenden Merkmale auf.
Eine Getriebevorrichtung gemäß einem Aspekt der oben beschriebenen Ausführungsformen umfasst: einen Außenzylinder mit Innenzähnen, die ringförmig um eine vorbestimmte Ausgabeachse herum ausgebildet sind; ein Oszillationszahnrad, das in die Innenzähne eingreift; eine Kurbelwelle, die eine oszillierende Drehung des Oszillationszahnrads veranlasst, sodass die Mitte des Oszillationszahnrads um die Ausgabeachse herum läuft; einen Träger, der mit der oszillierenden Drehung des Oszillationszahnrads relativ zu dem Außenzylinder um die Ausgabeachse herum läuft; und ein Eingangszahnrad, das die Kurbelwelle dreht. Die Kurbelwelle umfasst einen Zapfen, der um eine vorbestimmte Übertragungsachse herum gedreht wird; einen exzentrischen Teil, an dem das Oszillationszahnrad montiert ist, wobei der exzentrische Teil exzentrisch in Bezug auf die Übertragungsachse gedreht wird, um die oszillierende Drehung des Oszillationszahnrads zu veranlassen; und einen Fixierungsteil, der zwischen dem Zapfen und dem exzentrischen Teil angeordnet ist, wobei das Eingangszahnrad an dem Fixierungsteil fixiert ist. Der Fixierungsteil weist einen größeren Durchmesser auf als der exzentrische Teil.
Weil bei dieser Konfiguration der Fixierungsteil, an dem das Eingangszahnrad fixiert ist, zwischen dem Zapfen und dem exzentrischen Teil, an dem das Oszilllationszahnrad montiert ist, angeordnet ist, ist das Risiko einer Behinderung zwischen dem Eingangszahnrad und den Innenzähnen des Außenzylinders auch dann gering, wenn der Fixierungsteil einen größeren Durchmesser aufweist als der exzentrische Teil. Weil ein Ingenieur beim Entwerfen einer Getriebevorrichtung einen großen Durchmesser für den Fixierungsteil setzen kann, wird ein großes Drehmoment von dem Eingangszahnrad zu der Kurbelwelle übertragen.
In der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann der Fixierungsteil eine kürzere Axiallänge aufweisen als der exzentrische Teil.
Weil in der vorstehend beschriebenen Konfiguration der Fixierungsteil eine kürzere Axiallänge aufweist als der exzentrische Teil, kann die Kurbelwelle eine kurze Axiallänge aufweisen. Dadurch wird eine kurze Axiallänge für die Getriebevorrichtung ermöglicht.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann der Fixierungsteil eine Keilwelle sein, die komplementär zu einem in dem Eingangszahnrad ausgebildeten Keilloch ist. Der Kerndurchmesser der Keilwelle kann größer als die Summe aus dem Durchmesser des exzentrischen Teils und der exzentrischen Größe des exzentrischen Teils von der Übertragungsachse sein.
Weil bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration der Kerndurchmesser der Keilwelle größer als die Summe aus dem Durchmesser des exzentrischen Teils und der exzentrischen Größe des exzentrischen Teils von der Übertragungsachse ist, ist kein Schneidgerätführungsteil für die Verarbeitung einer Keilwelle vorgesehen. Weil das Eingangszahnrad mit der Keilwelle über die gesamte Länge der Keilwelle eingreift, ist die Kurbelwelle nicht unnötigerweise verlängert.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann die Getriebevorrichtung weiterhin umfassen: ein erstes Lager, in das der Zapfen gepasst ist; und einen ersten Haltering, durch den sich der Zapfen erstreckt, wobei der erste Haltering zwischen dem ersten Lager und der Keilwelle eingeschlossen ist. Der Außendurchmesser des ersten Halterings kann größer sein als der Außendurchmesser der Keilwelle.
Weil bei der vorstehenden Konfiguration der Außendurchmesser des ersten Halterings, der zwischen dem ersten Lager und der Keilwelle eingeschlossen ist, größer ist als der Außendurchmesser der Keilwelle, ist es weniger wahrscheinlich, dass das Eingangszahnrad auf den Zapfen fällt.
Bei der oben beschriebenen Konfiguration kann die Getriebevorrichtung weiterhin umfassen: ein zweites Lager, in das der exzentrische Teil gepasst ist; und einen zweiten Haltering, durch den sich der exzentrische Teil erstreckt, wobei der zweite Haltering zwischen dem zweiten Lager und der Keilwelle eingeschlossen ist. Der Außendurchmesser des zweiten Halterings kann größer sein als der Außendurchmesser der Keilwelle.
Weil bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration der Außendurchmesser des zweiten Halterings, der zwischen dem zweiten Lager und der Keilwelle eingeschlossen ist, größer als der Außendurchmesser der Keilwelle ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass das Eingangszahnrad auf den exzentrischen Teil fällt.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann die Getriebevorrichtung weiterhin ein Hauptlager enthalten, das in einen ringförmigen Raum, der zwischen dem Außenzylinder und dem Träger gebildet wird, gepasst ist. Der Außenzylinder kann eine erste Innenumfangsfläche, in der die Innenzähne ausgebildet sind, und eine zweite Innenumfangsfläche, die das Hauptlager hält, aufweisen. Das Eingangszahnrad kann durch die zweite Innenumfangsfläche umgeben sein.
Weil bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration die zweite Innenumfangsfläche des Außenzylinders das Hauptlager hält, sind die Innenzähne nicht an der zweiten Innenumfangsfläche ausgebildet (im Gegensatz zu der ersten Innenumfangsfläche). Weil das Eingangszahnrad durch die zweite Innenumfangsfläche umgeben ist, ist das Risiko einer Behinderung zwischen dem Eingangszahnrad und den Innenzähnen des Außenzylinders gering. Weil ein Ingenieur beim Entwerfen einer Getriebevorrichtung einen großen Durchmesser für den Fixierungsteil setzen kann, wird ein großes Drehmoment von dem Eingangszahnrad zu der Kurbelwelle übertragen.
Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann sich der Kopfkreis des Eingangszahnrads von dem durch die Innenzähne gebildeten Kopfkreis nach außen erstrecken.
Weil sich bei der oben beschriebenen Konfiguration der Kopfkreis des Eingangszahnrads von dem durch die Innenzähne gebildeten Kopfkreis nach außen erstrecken kann, kann der Ingenieur einen großen Durchmesser für den Fixierungsteil setzen. Deshalb kann die Getriebevorrichtung ein großes Drehmoment von dem Eingangszahnrad zu der Kurbelwelle Übertragen.
Die Prinzipien der oben genannten Ausführungsformen können vorteilhaft für das Entwerfen von verschiedenen Getriebevorrichtungen verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-185986 A [0002, 0003, 0004, 0006]

Claims

Getriebevorrichtung (100), die umfasst: einen Außenzylinder (200) mit Innenzähnen (220), die ringförmig um eine vorbestimmte Ausgabeachse (OAX) herum ausgebildet sind, ein Oszillationszahnrad (410), das in die Innenzähne (220) eingreift, eine Kurbelwelle (520), die eine oszillierende Drehung des Oszillationszahnrads (410) veranlasst, sodass die Mitte des Oszillationszahnrads (410) um die Ausgabeachse (OAX) herum läuft, einen Träger (300), der während der oszillierenden Drehung des Oszillationszahnrads (410) relativ zu dem Außenzylinder (200) um die Ausgabeachse (OAX) gedreht wird, und ein Eingangszahnrad (510), das die Kurbelwelle (520) dreht, wobei die Kurbelwelle (520) umfasst: einen Zapfen (521), der um eine vorbestimmte Übertragungsachse (TAX) gedreht wird, einen exzentrischen Teil (523), an dem das Oszillationszahnrad (410) montiert ist, wobei der exzentrische Teil (523) exzentrisch in Bezug auf die Übertragungsachse (TAX) gedreht wird, um die oszillierende Drehung des Oszillationszahnrads (410) zu veranlassen, und einen Fixierungsteil (525), der zwischen dem Zapfen (521) und dem exzentrischen Teil (523) angeordnet ist, wobei das Eingangszahnrad (510) an dem Fixierungsteil (525) fixiert ist, wobei der Fixierungsteil (525) einen größeren Durchmesser aufweist als der exzentrische Teil (523).
Getriebevorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Fixierungsteil (525) eine kürzere Axiallänge aufweist als der exzentrische Teil (523).
Getriebevorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Fixierungsteil (525) eine Keilwelle ist, die komplementär zu einem in dem Eingangszahnrad (510) ausgebildeten Keilloch ist, und wobei der Kerndurchmesser der Keilwelle größer als die Summe aus dem Durchmesser des exzentrischen Teils (523) und der exzentrischen Größe des exzentrischen Teils (523) von der Übertragungswelle (TAX) ist.
Getriebevorrichtung (100) nach Anspruch 3, die weiterhin umfasst: ein erstes Lager (531), in das der Zapfen (521) gepasst ist, und einen ersten Haltering (551), durch den sich der Zapfen (521) erstreckt, wobei der erste Haltering (551) zwischen dem ersten Lager (531) und der Keilwelle eingeschlossen ist, wobei der Außendurchmesser des ersten Halterings (551) größer ist als der Außendurchmesser der Keilwelle.
Getriebevorrichtung (100) nach Anspruch 4, die weiterhin umfasst: ein zweites Lager (541), in das der exzentrische Teil (523) gepasst ist, und einen zweiten Haltering (552), durch den sich der exzentrische Teil (523) erstreckt, wobei der zweite Haltering (552) zwischen dem zweiten Lager (541) und der Keilwelle eingeschlossen ist, wobei der Außendurchmesser des zweiten Halterings (552) größer ist als der Außendurchmesser der Keilwelle.
Getriebevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die weiterhin umfasst: ein Hauptlager (610), das in einen ringförmigen Raum, der zwischen dem Außenzylinder (200) und dem Träger (300) gebildet wird, gepasst ist, wobei der Außenzylinder (200) eine erste Innenumfangsfläche (211), in der die Innenzähne (220) ausgebildet sind, und eine zweite Innenumfangsfläche (212), die das Hauptlager (610) hält, aufweist, und wobei das Eingangszahnrad (510) durch die zweite Innenumfangsfläche (212) umgeben ist.
Getriebevorrichtung (100) nach Anspruch 6, wobei sich der Kopfkreis des Eingangszahnrads (510) von dem durch die Innenzähne (220) gebildeten Kopfkreis nach außen erstreckt.