DE102022118653A1

DE102022118653A1 - Zahnradvorrichtung des biegeeingriffstyps

Info

Publication number: DE102022118653A1
Application number: DE102022118653.9A
Authority: DE
Inventors: Toshiya NAGUMO
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2022-07-26
Publication date: 2023-02-02
Also published as: CN115681414A; JP2023018935A

Abstract

Die vorliegende Erfindung verbessert Haltbarkeit einer Zahngrundfläche eines Außenzahnrads.Ein Außenzahnrad (4) einer Zahnradvorrichtung (100) des Biegeeingriffstyps weist eine erste Eingriffsfläche (51, 51A, 51B, 51D), eine zweite Eingriffsfläche (52, 52A, 52B, 52D) und einen Zahngrundabschnitt (53, 53A, 53B, 53D) auf. Der Zahngrundabschnitt (53, 53A, 53B, 53D) weist einen ersten Zahngrundabschnitt (531, 531B, 531D) und einen zweiten Zahngrundabschnitt (532, 532B, 532D) auf beiden Seiten einer Zahngrundabschnitts-Mitte (53c, 53Ac, 53Bc, 53Dc) auf. In einem Zustand, in dem keine Biegung bei dem Außenzahnrad (4) auftritt, weist der erste Zahngrundabschnitt (531, 531B, 531D) einen ersten Zahngrund-Innenabschnitt (531a, 531Da) und einen ersten Zahngrund-Außenabschnitt (531b, 531Db) außerhalb der Zahngrundabschnitts-Mitte (53c, 53Ac, 53Bc, 53Dc) auf, und der zweite Zahngrundabschnitt (532, 532B, 532D) weist einen zweiten Zahngrund-Innenabschnitt (532a, 532Da) und einen zweiten Zahngrund-Außenabschnitt (532b, 532Db) außerhalb der Zahngrundabschnitts-Mitte (53c, 53Ac, 53Bc, 53Dc) auf. In Bezug auf eine Außenumfangsform bei Betrachtung aus der Axialrichtung nimmt ein Absolutwert von Krümmung des ersten Zahngrund-Innenabschnitts (531a, 531Da) nach außen zu, ein Absolutwert von Krümmung des ersten Zahngrund-Außenabschnitts

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps.
Beschreibung des Standes der Technik
Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 1989-83972 offenbart eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, die einen Wellengenerator, ein Außenzahnrad, das durch den Wellengenerator gebogen und verformt wird, und ein Innenzahnrad, das in das Außenzahnrad eingreift, enthält.
Bei dieser Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps wird eine Lastkapazität des Außenzahnrads erhöht, indem Kopfflanken des Außenzahnrads und des Innenzahnrads in vorbestimmte Formen gebildet werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps von Patentdokument 1 gibt es Raum für Verbesserungen bei Haltbarkeit einer Zahngrundfläche des Außenzahnrads.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Haltbarkeit einer Zahngrundfläche eines Außenzahnrads zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps bereit, die einen Wellengenerator; ein Außenzahnrad, das durch den Wellengenerator gebogen und verformt wird; und ein Innenzahnrad umfasst, wobei das Außenzahnrad eine erste Eingriffsfläche, die in das Innenzahnrad eingreift, eine zweite Eingriffsfläche, die Seite an Seite mit der ersten Eingriffsfläche in einer Umfangsrichtung positioniert ist, und einen Zahngrundabschnitt, der sich zwischen der ersten Eingriffsfläche und der zweiten Eingriffsfläche befindet, aufweist und der Zahngrundabschnitt einen ersten Zahngrundabschnitt, der sich zwischen einer Zahngrundabschnitts-Mitte und der ersten Eingriffsfläche befindet, und einen zweiten Zahngrundabschnitt, der sich zwischen der Zahngrundabschnitts-Mitte und der zweiten Eingriffsfläche befindet, enthält. In einem Zustand, in dem keine Biegung bei dem Außenzahnrad auftritt, bevor das Außenzahnrad in den Wellengenerator eingebaut wird, weist der erste Zahngrundabschnitt einen ersten Zahngrund-Innenabschnitt, der sich von der Zahngrundabschnitts-Mitte zu der ersten Eingriffsfläche hin erstreckt, und einen ersten Zahngrund-Außenabschnitt, der sich zwischen dem ersten Zahngrund-Innenabschnitt und der ersten Eingriffsfläche befindet, auf, und der zweite Zahngrundabschnitt weist einen zweiten Zahngrund-Innenabschnitt, der sich von der Zahngrundabschnitts-Mitte zu der zweiten Eingriffsfläche hin erstreckt, und einen zweiten Zahngrund-Außenabschnitt, der sich zwischen dem zweiten Zahngrund-Innenabschnitt und der zweiten Eingriffsfläche befindet, auf. In Bezug auf eine Außenumfangsform, gesehen aus einer Axialrichtung, nimmt ein Absolutwert von Krümmung des ersten Zahngrund-Innenabschnitts in eine Richtung weg von der Zahngrundabschnitts-Mitte zu und ändert sich kontinuierlich, ein Absolutwert von Krümmung des ersten Zahngrund-Außenabschnitts nimmt in die Richtung weg von der Zahngrundabschnitts-Mitte ab und ändert sich kontinuierlich, ein Absolutwert von Krümmung des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts nimmt in die Richtung weg von der Zahngrundabschnitts-Mitte zu und ändert sich kontinuierlich, und ein Absolutwert von Krümmung des zweiten Zahngrund-Außenabschnitts nimmt in die Richtung weg von der Zahngrundabschnitts-Mitte ab und ändert sich kontinuierlich.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Haltbarkeit der Zahngrundfläche des Außenzahnrads zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Diagramm, das die Form in einer Radialrichtung an jeder Position in einer Umfangsrichtung in einem oberen Teil, die Krümmung an jeder Position in der Umfangsrichtung in einem mittleren Teil und die Verteilung von an jeder Position in der Umfangsrichtung erzeugter Spannungsamplitude in einem unteren Teil in Bezug auf eine Außenumfangsform bei Betrachtung aus einer Axialrichtung um einen Zahngrundabschnitt eines Außenzahns zeigt.
3 ist ein Diagramm, das die Form in der Radialrichtung an jeder Position in der Umfangsrichtung in dem oberen Teil, die Krümmung an jeder Position in der Umfangsrichtung in dem mittleren Teil und die Verteilung von an jeder Position in der Umfangsrichtung erzeugter Spannungsamplitude in dem unteren Teil in Bezug auf eine Außenumfangsform bei Betrachtung aus der Axialrichtung um einen Zahngrundabschnitt eines Außenzahns von Vergleichsbeispiel 1 zeigt.
4 ist ein Diagramm, das die Form in der Radialrichtung an jeder Position in der Umfangsrichtung in dem oberen Teil, die Krümmung an jeder Position in der Umfangsrichtung in dem mittleren Teil und die Verteilung von an jeder Position in der Umfangsrichtung erzeugter Spannungsamplitude in dem unteren Teil in Bezug auf eine Außenumfangsform bei Betrachtung aus der Axialrichtung um einen Zahngrundabschnitt eines Außenzahns von Vergleichsbeispiel 2 zeigt.
5 ist ein erläuterndes Diagramm, das das Verhältnis eines Maximalwerts der Spannungsamplitude des Zahngrundabschnitts des Außenzahns vom Beispiel zu dem von Vergleichsbeispiel 2 in einem Fall zeigt, bei dem der Maximalwert der Spannungsamplitude in dem Zahngrundabschnitt des Außenzahns von Vergleichsbeispiel 1 1 beträgt.
6 ist ein Diagramm, das die Form in der Radialrichtung an jeder Position in der Umfangsrichtung in dem oberen Teil, die Krümmung an jeder Position in der Umfangsrichtung in dem mittleren Teil und die Verteilung von an jeder Position in der Umfangsrichtung erzeugter Spannungsamplitude in dem unteren Teil in Bezug auf eine Außenumfangsform bei Betrachtung aus der Axialrichtung um einen Zahngrundabschnitt eines Außenzahns gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden die gleichen oder äquivalenten Komponenten, Elemente und Schritte, die in den jeweiligen Zeichnungen dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und redundante Beschreibungen werden in geeigneter Weise weggelassen. Darüber hinaus sind die Abmessungen der Elemente in den jeweiligen Zeichnungen zum leichteren Verständnis in geeigneter Weise vergrößert und verkleinert dargestellt. Darüber hinaus werden in den jeweiligen Zeichnungen einige der Elemente, die für die Erläuterung der Ausführungsformen nicht wichtig sind, weggelassen.
Erste Ausführungsform
1 ist eine axiale Querschnittsansicht, die eine Zahnradvorrichtung 100 des Biegeeingriffstyps gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Zahnradvorrichtung 100 des Biegeeingriffstyps reduziert Antriebsdrehung und gibt diese aus. Die Zahnradvorrichtung 100 des Biegeeingriffstyps ist eine sogenannte Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps des flachen Typs und enthält eine Wellenerzeugungseinheit 2, ein Außenzahnrad 4, das durch die Wellenerzeugungseinheit 2 gebogen und verformt wird, ein erstes Innenzahnrad 6, das in das Außenzahnrad 4 eingreift, ein zweites Innenzahnrad 8, das Seite an Seite mit (benachbart zu) dem ersten Innenzahnrad 6 in einer Axialrichtung angeordnet ist und das in das Außenzahnrad 4 eingreift, ein Gehäuse 10, ein erstes Regulierungselement 12, ein zweites Regulierungselement 14, ein Hauptlager 16, eine erste Lagereinhausung 18 und eine zweite Lagereinhausung 20. Ein Schmiermittel (zum Beispiel Fett) ist in der Zahnradvorrichtung 100 des Biegeeingriffstyps eingeschlossen. Das Schmiermittel schmiert Eingriffsabschnitte zwischen dem Außenzahnrad 4 und dem ersten Innenzahnrad 6 und dem zweiten Innenzahnrad 8, jeweilige Lager und dergleichen.
Wellenerzeugungseinheit
Die Wellenerzeugungseinheit 2 enthält eine Wellengeneratorwelle 22, ein erstes Wellengeneratorlager 21a, das zwischen der Wellengeneratorwelle 22 und (einem ersten Außenzahnabschnitt 4a von) dem Außenzahnrad 4 angeordnet ist, und ein zweites Wellengeneratorlager 21b, das zwischen der Wellengeneratorwelle 22 und (einem zweiten Außenzahnabschnitt 4b von) dem Außenzahnrad 4 angeordnet ist. Das erste Wellengeneratorlager 21a enthält mehrere erste Wälzkörper 24a, einen ersten Käfig 26a, der die mehreren ersten Wälzkörper 24a hält, und ein erstes Außenringelement 28a, das intern an dem Außenzahnrad 4 eingepasst ist. Das zweite Wellengeneratorlager 21b enthält mehrere zweite Wälzkörper 24b, einen zweiten Käfig 26b, der die mehreren zweiten Wälzkörper 24b hält, und ein zweites Außenringelement 28b, das intern an dem Außenzahnrad 4 eingepasst ist.
Die Wellengeneratorwelle 22 ist eine Antriebswelle, ist mit einer Drehantriebsquelle wie beispielsweise einem Motor verbunden und dreht sich um eine Drehachse R. Die Wellengeneratorwelle 22 ist integral mit einem Wellengenerator 22a gebildet, der eine Außenform aufweist, die in einem Querschnitt senkrecht zu der Drehachse R im Wesentlichen elliptisch ist. Hier ist die im Wesentlichen elliptische Form nicht auf eine geometrisch exakte elliptische Form beschränkt, sondern enthält eine Form, die eine Hauptachse und eine Nebenachse aufweist und die im Allgemeinen als eine Ellipse betrachtet werden kann.
Darüber hinaus wird bei der folgenden Beschreibung eine Richtung entlang der Drehachse R als eine „Axialrichtung“, eine Richtung senkrecht zu der Drehachse R als eine „Radialrichtung“ und eine Drehrichtung, die die Drehachse R als eine Mitte aufweist, als eine „Umfangsrichtung“ bezeichnet.
Jeder der mehreren ersten Wälzkörper 24a weist eine im Wesentlichen säulenförmige Form auf und ist in Abständen in der Umfangsrichtung in einem Zustand, in dem eine Mittelachse in einer Richtung ausgerichtet ist, die im Wesentlichen parallel zu der Richtung der Drehachse R ist, vorgesehen. Der erste Wälzkörper 24a wird durch den ersten Käfig 26a wälzbar gehalten und wälzt auf einer Außenumfangsfläche 22b des Wellengenerators 22a. Das heißt, obwohl ein Innenring des ersten Wellengeneratorlagers 21a integral mit der Außenumfangsfläche 22b des Wellengenerators 22a konfiguriert ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und ein von dem Wellengenerator 22a getrennter dedizierter Innenring kann vorgesehen sein.
Der zweite Wälzkörper 24b ist auf die gleiche Weise wie der erste Wälzkörper 24a konfiguriert. Die mehreren zweiten Wälzkörper 24b werden durch den zweiten Käfig 26b, der so angeordnet ist, dass er mit dem ersten Käfig 26a in der Axialrichtung ausgerichtet ist und auf der Außenumfangsfläche 22b des Wellengenerators 22a wälzt, wälzbar gehalten. Das heißt, obwohl ein Innenring des zweiten Wellengeneratorlagers 21b integral mit der Außenumfangsfläche 22b des Wellengenerators 22a konfiguriert ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und ein von dem Wellengenerator 22a getrennter dedizierter Innenring kann vorgesehen sein.
Nachstehend werden der erste Wälzkörper 24a und der zweite Wälzkörper 24b kollektiv als ein „Wälzkörper 24“ bezeichnet. Darüber hinaus werden der erste Käfig 26a und der zweite Käfig 26b kollektiv als ein „Käfig 26“ bezeichnet.
Das erste Außenringelement 28a umgibt die mehreren ersten Wälzkörper 24a. Das erste Außenringelement 28a weist Flexibilität auf und wird durch den Wellengenerator 22a via die mehreren ersten Wälzkörper 24a in eine elliptische Form gebogen. Wenn sich der Wellengenerator 22a (das heißt die Wellengeneratorwelle 22) dreht, wird das erste Außenringelement 28a in Übereinstimmung mit der Form des Wellengenerators 22a kontinuierlich gebogen und verformt. Das zweite Außenringelement 28b ist auf die gleiche Weise wie das erste Außenringelement 28a konfiguriert. Das zweite Außenringelement 28b ist als ein von dem ersten Außenringelement 28a getrennter Körper gebildet. Darüber hinaus kann das zweite Außenringelement 28b integral mit dem ersten Außenringelement 28a gebildet sein. Nachstehend werden das erste Außenringelement 28a und das zweite Außenringelement 28b kollektiv als ein „Außenringelement 28“ bezeichnet.
Außenzahnrad
Das Außenzahnrad 4 ist ein flexibles ringförmiges Element, das aus einem Metallmaterial, beispielsweise einem Stahlmaterial wie Nickel-Chrom-Molybdän-Stahl, gebildet ist, und der Wellengenerator 22a, die Wälzkörper 24 und das Außenringelement 28 sind in das Außenzahnrad 4 eingepasst. Das Außenzahnrad 4 wird durch Einpassen des Wellengenerators 22a, der Wälzkörper 24 und des Außenringelements 28 in eine elliptische Form gebogen. Wenn sich der Wellengenerator 22a dreht, wird das Außenzahnrad 4 in Übereinstimmung mit der Form des Wellengenerators 22a kontinuierlich gebogen und verformt.
Das Außenzahnrad 4 enthält einen ersten Außenzahnabschnitt 4a, der sich außerhalb des ersten Außenringelements 28a befindet, einen zweiten Außenzahnabschnitt 4b, der sich außerhalb des zweiten Außenringelements 28b befindet, und ein Basismaterial 4c. Der erste Außenzahnabschnitt 4a und der zweite Außenzahnabschnitt 4b sind auf dem Basismaterial 4c, das ein einzelnes Basismaterial ist, gebildet und weisen die gleiche Anzahl an Zähnen auf.
Innenzahnrad
Das erste Innenzahnrad 6 ist ein ringförmiges Element mit Steifigkeit und weist einen ersten Innenzahnabschnitt 6a auf, der an einem Innenumfang davon gebildet ist. Der erste Innenzahnabschnitt 6a umgibt den ersten Außenzahnabschnitt 4a des in eine elliptische Form gebogenen Außenzahnrads 4 und greift in den ersten Außenzahnabschnitt 4a in vorbestimmten Bereichen (zwei Bereichen) in der Nähe der Hauptachse des Wellengenerators 22a ein. Der erste Innenzahnabschnitt 6a weist mehr Zähne als der erste Außenzahnabschnitt 4a auf.
Das zweite Innenzahnrad 8 ist Seite an Seite mit (benachbart zu) dem ersten Innenzahnrad 6 in der Axialrichtung angeordnet. Das zweite Innenzahnrad 8 ist ein zylindrisches Element mit Steifigkeit und weist einen zweiten Innenzahnabschnitt 8a auf, der an einem Innenumfang davon gebildet ist. Der zweite Innenzahnabschnitt 8a umgibt den zweiten Außenzahnabschnitt 4b des in eine elliptische Form gebogenen Außenzahnrads 4, und der zweite Innenzahnabschnitt 8a greift in den zweiten Außenzahnabschnitt 4b in vorbestimmten Bereichen (zwei Bereichen) in einer Hauptachsenrichtung des Wellengenerators 22a ein. Der zweite Innenzahnabschnitt 8a weist die gleiche Anzahl an Zähnen wie der zweite Außenzahnabschnitt 4b auf. Daher dreht sich das zweite Innenzahnrad 8 synchron mit der Drehung des zweiten Außenzahnabschnitts 4b und somit mit dem Außenzahnrad 4.
Regulierungselement
Das erste Regulierungselement 12 ist ein flaches ringförmiges Element und ist zwischen dem Außenzahnrad 4, dem ersten Außenringelement 28a, dem ersten Käfig 26a und der ersten Lagereinhausung 18 angeordnet. Das zweite Regulierungselement 14 ist ein flaches ringförmiges Element und ist zwischen dem Außenzahnrad 4, dem zweiten Außenringelement 28b, dem zweiten Käfig 26b und der zweiten Lagereinhausung 20 angeordnet. Das erste Regulierungselement 12 und das zweite Regulierungselement 14 begrenzen die Axialbewegung des Außenzahnrads 4, des Außenringelements 28 und des Käfigs 26.
Gehäuse
Das Gehäuse 10 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Element und umgibt das zweite Innenzahnrad 8. Das erste Innenzahnrad 6 ist an dem Gehäuse 10 in Zapfenweise angepasst und ist mit Schrauben (nicht gezeigt) mit diesem integriert. Ein Hauptlager 16 ist zwischen dem Gehäuse 10 und dem zweiten Innenzahnrad 8 angeordnet. Das Hauptlager 16 ist bei der vorliegenden Ausführungsform ein Kreuzrollenlager und enthält mehrere Rollen (Wälzkörper) 46, die in Abständen in der Umfangsrichtung vorgesehen sind. Die mehreren Rollen 46 wälzen auf einer Wälzfläche 8b des zweiten Innenzahnrads 8 und auf einer Wälzfläche 10a des Gehäuses 10. Das heißt, eine Außenumfangsseite des zweiten Innenzahnrads 8 fungiert als ein Innenring des Hauptlagers 16, und eine Innenumfangsseite des Gehäuses 10 fungiert als ein Außenring des Hauptlagers 16. Das Gehäuse 10 lagert das zweite Innenzahnrad 8 so, dass es via das Hauptlager 16 relativ drehbar ist. Darüber hinaus ist der Typ von Lager des Hauptlagers 16 nicht besonders eingeschränkt, und beispielsweise können zwischen dem zweiten Innenzahnrad 8 und dem Gehäuse 10 mehrere Lager (Schrägkugellager, Kegellager und dergleichen), die in der Axialrichtung getrennt sind, konfiguriert sein, oder es kann ein 4-Punkt-Kontaktkugellager verwendet werden. Darüber hinaus kann das Hauptlager 16 einen dedizierten Innenring und einen dedizierten Außenring getrennt von dem zweiten Innenzahnrad 8 und dem Gehäuse 10 aufweisen.
Einhausung
Die erste Lagereinhausung 18 ist ein ringförmiges Element und umgibt die Wellengeneratorwelle 22. In ähnlicher Weise ist die zweite Lagereinhausung 20 ein ringförmiges Element und umgibt die Wellengeneratorwelle 22. Die erste Lagereinhausung 18 und die zweite Lagereinhausung 20 sind so angeordnet, dass sie das Außenzahnrad 4, die Wälzkörper 24, den Käfig 26, das Außenringelement 28, das erste Regulierungselement 12 und das zweite Regulierungselement 14 in der Axialrichtung einklemmen. Die erste Lagereinhausung 18 ist an dem ersten Innenzahnrad 6 in Zapfenweise angepasst und ist mit Schrauben daran befestigt. Die zweite Lagereinhausung 20 ist an dem zweiten Innenzahnrad 8 in Zapfenweise angepasst und ist mit Schrauben daran befestigt. Ein Lager 30 ist in einen Innenumfang der ersten Lagereinhausung 18 eingebaut, ein Lager 32 ist in einen Innenumfang der zweiten Lagereinhausung 20 eingebaut und die Wellengeneratorwelle 22 wird so gelagert, dass sie in Bezug auf die erste Lagereinhausung 18 und die zweite Lagereinhausung 20 via das Lager 30 und das Lager 32 drehbar ist.
Dichtungsstruktur
Eine Öldichtung 40 ist zwischen der Wellengeneratorwelle 22 und der ersten Lagereinhausung 18 angeordnet, ein O-Ring 34 ist zwischen der ersten Lagereinhausung 18 und dem ersten Innenzahnrad 6 angeordnet, ein O-Ring 36 ist zwischen dem ersten Innenzahnrad 6 und dem Gehäuse 10 angeordnet, eine Öldichtung 42 ist zwischen dem Gehäuse 10 und dem zweiten Innenzahnrad 8 angeordnet, ein O-Ring 38 ist zwischen dem zweiten Innenzahnrad 8 und der zweiten Lagereinhausung 20 angeordnet und eine Öldichtung 44 ist zwischen der zweiten Lagereinhausung 20 und der Wellengeneratorwelle 22 angeordnet. Dementsprechend ist es möglich zu verhindern, dass das Schmiermittel in der Zahnradvorrichtung 100 des Biegeeingriffstyps austritt.
Grundbetrieb
Der Betrieb der Zahnradvorrichtung 100 des Biegeeingriffstyps, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, wird beschrieben. Ein Fall, bei dem die Anzahl an Zähnen des ersten Außenzahnabschnitts 4a 100 beträgt, die Anzahl an Zähnen des zweiten Außenzahnabschnitts 4b 100 beträgt, die Anzahl an Zähnen des ersten Innenzahnabschnitts 6a 102 beträgt und die Anzahl an Zähnen des zweiten Innenzahnabschnitts 8a 100 beträgt, wird hier als ein Beispiel beschrieben. Darüber hinaus wird ein Fall, bei dem das zweite Innenzahnrad 8 und die zweite Lagereinhausung 20 mit einem angetriebenen Element verbunden sind, als ein Beispiel beschrieben.
Wenn sich die Wellengeneratorwelle 22 in einem Zustand dreht, in dem der erste Außenzahnabschnitt 4a an zwei Stellen der elliptischen Form in der Hauptachsenrichtung mit dem ersten Innenzahnabschnitt 6a in Eingriff steht, bewegt sich die Position, an der der erste Außenzahnabschnitt 4a und der erste Innenzahnabschnitt 6a ineinandergreifen, ebenfalls in der Umfangsrichtung. Da die Anzahl an Zähnen zwischen dem ersten Außenzahnabschnitt 4a und dem ersten Innenzahnabschnitt 6a unterschiedlich ist, dreht sich in diesem Fall der erste Außenzahnabschnitt 4a relativ zu dem ersten Innenzahnabschnitt 6a. Da sich das erste Innenzahnrad 6 und die erste Lagereinhausung 18 in einem Befestigungszustand befinden, dreht sich der erste Außenzahnabschnitt 4a um den Betrag, welcher der Differenz in der Anzahl an Zähnen entspricht. Das heißt, die Drehung der Wellengeneratorwelle 22 wird erheblich verringert und an den ersten Außenzahnabschnitt 4a abgegeben. Das Untersetzungsverhältnis ist wie folgt. $\begin{array}{l} Untersetzungsverh \ddot{a} ltnis = (Anzahl an Z \ddot{a} hnen von erstem \\ Außenzahnabschnitt 4a - Anzahl an Z \ddot{a} hnen von erstem \\ Innenzahnabschnitt 6a) / Anzahl an Z \ddot{a} hnen von erstem \\ Außenzahnabschnitt 4a \\ = (100 - 102) / 100 \\ = - 1 / 50 \end{array}$
Da der zweite Außenzahnabschnitt 4b integral mit dem ersten Außenzahnabschnitt 4a gebildet ist, dreht sich der zweite Außenzahnabschnitt 4b integral mit dem ersten Außenzahnabschnitt 4a. Da der zweite Außenzahnabschnitt 4b und der zweite Innenzahnabschnitt 8a die gleiche Anzahl an Zähnen aufweisen, tritt die Relativdrehung dazwischen nicht auf, und der zweite Außenzahnabschnitt 4b und der zweite Innenzahnabschnitt 8a drehen sich integral. Aus diesem Grund wird die gleiche Drehung wie die Drehung des ersten Außenzahnabschnitts 4a zu dem zweiten Innenzahnabschnitt 8a abgegeben. Infolgedessen kann der Abtrieb, die durch Reduzieren der Drehung der Wellengeneratorwelle 22 auf - 1/50 erhalten wird, von dem zweiten Innenzahnrad 8 entnommen werden.
Charakteristische Form von Zahngrundabschnitt von Außenzahnrad
Hier wird die charakteristische Form der Außenzähne, die an den Außenumfängen des ersten Außenzahnabschnitts 4a und des zweiten Außenzahnabschnitts 4b des Außenzahnrads 4 gebildet sind, beschrieben.
Da die Formen und Strukturen der Außenzähne des ersten Außenzahnabschnitts 4a und der Außenzähne des zweiten Außenzahnabschnitts 4b gleich sind, sind darüber hinaus die Bezugszeichen und die Erläuterungen für diese Formen und Strukturen gemeinsam.
Darüber hinaus weist das Außenzahnrad 4 Flexibilität auf, und der Wellengenerator 22a bewirkt, dass sich das Außenzahnrad 4 in einem Zustand, in dem es in die Zahnradvorrichtung 100 des Biegeeingriffstyps eingebaut ist, in eine im Wesentlichen elliptische Form biegt. Jedoch wird bei der folgenden Beschreibung vorausgesetzt, dass sich das Außenzahnrad 4 in einem Zustand befindet, bevor es in den Wellengenerator 22a eingebaut wird, das heißt, nicht gebogen ist, und sich eine Innenumfangsfläche davon bei Betrachtung aus der Axialrichtung in einem perfekt kreisförmigen Zustand befindet.
In Bezug auf die Außenumfangsform bei Betrachtung aus der Axialrichtung um einen Zahngrundabschnitt 53 eines Außenzahns 50 werden die Form in einer Radialrichtung an jeder Position in einer Umfangsrichtung in einem oberen Teil von 2, die Krümmung an jeder Position in der Umfangsrichtung in einem mittleren Teil von 2 und die Verteilung von an jeder Position in der Umfangsrichtung erzeugter Spannungsamplitude in einem unteren Teil von 2 in einem Diagramm gezeigt. Die Formmerkmale des Außenzahns 50, die in 2 gezeigt werden, werden auf alle der Außenzähne des Außenzahnrads 4 angewendet.
Darüber hinaus ist die Verteilung der Spannungsamplitude in dem unteren Teil von 2 ein Wert, der durch Simulieren der Spannungsamplitude erhalten wird, die auf den Außenzahn 50 in einem Zustand ausgeübt wird, in dem das Außenzahnrad 4 in die Zahnradvorrichtung 100 des Biegeeingriffstyps eingebaut ist und angetrieben wird.
Auf einer Horizontalachse von 2 ist eine Zahngrundabschnitts-Mitte 53c, die die Mitte des Zahngrundabschnitts 53 in der Umfangsrichtung ist, als ein Ursprung (0-Punkt) in der Umfangsrichtung eingestellt, eine Seite in der Umfangsrichtung ist als positiv (+) angegeben, und die andere Seite in der Umfangsrichtung ist als negativ (-) angegeben.
Eine Vertikalachse in dem oberen Teil zeigt eine Entfernung von der Mitte des Außenzahnrads 4 an.
Bezüglich der Krümmung einer Vertikalachse in dem mittleren Teil ist die Krümmung, die zu der Außenseite des Außenzahns 50 konvex ist, als positiv (+) angegeben, und die Krümmung, die konkav ist, ist als negativ (-) angegeben.
Wie in dem oberen Teil von 2 gezeigt, weist der Außenzahn 50 den Zahngrundabschnitt 53 auf und weist eine erste Eingriffsfläche 51 und eine zweite Eingriffsfläche 52 auf, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind, wobei der Zahngrundabschnitt 53 dazwischen eingeklemmt ist.
Hier befinden sich die erste Eingriffsfläche 51 und die zweite Eingriffsfläche 52 jeweils in einem Bereich, der die Gesamtheit oder einen Teil der Kopfflanke enthält.
Darüber hinaus befindet sich der Zahngrundabschnitt 53 in einem Bereich, der einen Teil oder die Gesamtheit von einer Zahngrundfläche und Fußflanken auf beiden Seiten davon enthält.
Darüber hinaus kann angenommen werden, dass das Außenzahnrad 4, das in die Zahnradvorrichtung 100 des Biegeeingriffstyps eingebaut ist, verwendet wird, um sich nur in eine Drehrichtung zu drehen. Unter dieser Voraussetzung werden auch in einem Fall, bei dem nur eine (zum Beispiel die erste Eingriffsfläche 51) von der ersten Eingriffsfläche 51 und der zweiten Eingriffsfläche 52 in das erste Innenzahnrad 6 oder das zweite Innenzahnrad 8 eingreift, und die andere (zum Beispiel die zweite Eingriffsfläche 52) nicht in das erste Innenzahnrad 6 oder das zweite Innenzahnrad 8 eingreift, beide Seiten des Zahngrundabschnitts 53 zweckmäßigerweise als die „erste Eingriffsfläche 51“ und die „zweite Eingriffsfläche 52“ bezeichnet.
Außerdem weist der Zahngrundabschnitt 53 einen ersten Zahngrundabschnitt 531, der sich zwischen der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c und der ersten Eingriffsfläche 51 befindet, und einen zweiten Zahngrundabschnitt 532, der sich zwischen der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c und der zweiten Eingriffsfläche 52 befindet, auf. Darüber hinaus ist die Zahngrundabschnitts-Mitte 53c ein Zwischenpunkt des Zahngrundabschnitts 53 in der Umfangsrichtung und ist eine innerste Seite in der Radialrichtung.
Darüber hinaus weist der erste Zahngrundabschnitt 531 einen ersten Zahngrund-Innenabschnitt 531a, der sich von der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c zu der Seite von erster Eingriffsfläche 51 (linke Seite in 2) hin erstreckt, und einen ersten Zahngrund-Außenabschnitt 531b, der sich zwischen dem ersten Zahngrund-Innenabschnitt 531a und der ersten Eingriffsfläche 51 befindet, auf.
Darüber hinaus weist der zweite Zahngrundabschnitt 532 einen zweiten Zahngrund-Innenabschnitt 532a, der sich von der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c zu der Seite von zweiter Eingriffsfläche 52 (rechte Seite in 2) hin erstreckt, und einen zweiten Zahngrund-Außenabschnitt 532b, der sich zwischen dem zweiten Zahngrund-Innenabschnitt 532a und der zweiten Eingriffsfläche 52 befindet, auf.
Außerdem weist der Zahngrundabschnitt 53 des Außenzahns 50 ein Merkmal von Krümmung einer Außenumfangsform bei Betrachtung aus der Axialrichtung auf.
Hier weist auf der ersten Eingriffsfläche 51 und der zweiten Eingriffsfläche 52, die zu beide Seiten des Zahngrundabschnitts 53 benachbart sind, die Krümmung einer Außenumfangsform bei Betrachtung aus der Axialrichtung einen positiven konstanten Wert auf.
Im Unterschied dazu ist bei dem Zahngrundabschnitt 53 die Krümmung der Außenumfangsform, gesehen aus der Axialrichtung, insgesamt negativ, und die Krümmung ändert sich gekrümmt und kontinuierlich innerhalb der jeweiligen Bereiche des ersten Zahngrundabschnitts 531 und des zweiten Zahngrundabschnitts 532.
Wie in dem mittleren Teil von 2 gezeigt, bedeutet der Begriff „ändert sich kontinuierlich“, wie er hier verwendet wird, dass die Krümmung aus einer einzigen Kurve, bei der kein gebogener Teil vorhanden ist, innerhalb der jeweiligen Bereiche des ersten Zahngrundabschnitts 531 und des zweiten Zahngrundabschnitts 532 besteht. Wenn der gebogene Teil nicht vorhanden ist, kann darüber hinaus ein gerader Abschnitt enthalten sein.
Darüber hinaus weist die Krümmung der Außenumfangsform bei Betrachtung aus der Axialrichtung die folgenden Merkmale (1) bis (6) in vier Bereichen des ersten Zahngrund-Innenabschnitts 531a und des ersten Zahngrund-Außenabschnitts 531b, die zu dem ersten Zahngrundabschnitt 531 gehören, und des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts 532a und des zweiten Zahngrund-Außenabschnitts 532b, die zu dem zweiten Zahngrundabschnitt 532 gehören, und der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c auf.

(1) Der Absolutwert der Krümmung des ersten Zahngrund-Innenabschnitts 531a nimmt in eine Richtung (linke Seite von 2) weg von der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c zu und ändert sich kontinuierlich.
(2) Der Absolutwert der Krümmung des ersten Zahngrund-Außenabschnitts 531b nimmt in die Richtung (linke Seite in 2) weg von der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c ab und ändert sich kontinuierlich.
(3) Der Absolutwert der Krümmung des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts 532a nimmt in eine Richtung (nach rechts in 2) weg von der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c zu und ändert sich kontinuierlich.
(4) Der Absolutwert der Krümmung des zweiten Zahngrund-Außenabschnitts 532b nimmt in die Richtung (nach rechts in 2) weg von der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c ab und ändert sich kontinuierlich.
(5) Die Änderungsraten (zum Beispiel der Maximalwert) des Absolutwerts der Krümmungen des ersten Zahngrund-Innenabschnitts 531a, des ersten Zahngrund-Außenabschnitts 531b, des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts 532a und des zweiten Zahngrund-Außenabschnitts 532b sind alle mindestens ein 10-faches der Änderungsrate (zum Beispiel des Maximalwerts) des Absolutwerts der Krümmung entweder der ersten Eingriffsfläche 51 oder der zweiten Eingriffsfläche 52.
(6) In der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c, die eine Grenze zwischen dem ersten Zahngrundabschnitt 531 und dem zweiten Zahngrundabschnitt 532 ist, ist der Absolutwert der Krümmung innerhalb des Zahngrundabschnitts 53 am geringsten. Darüber hinaus kann die Krümmung der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c 0 betragen.

Aufgrund dieser Merkmale (1) bis (6) ist die Außenumfangsform des Zahngrundabschnitts 53 bei Betrachtung aus der Axialrichtung eine gekrümmte Form, bei der fast die gesamte Oberfläche radial nach innen vertieft ist.
Darüber hinaus nimmt bei der Außenumfangsform des Zahngrundabschnitts 53 bei Betrachtung aus der Axialrichtung der Absolutwert der Krümmung von einem Endabschnitt auf der Seite von erster Eingriffsfläche 51 allmählich zu, erreicht den Maximalwert davon an der Grenze zwischen dem ersten Zahngrund-Innenabschnitt 531a und dem ersten Zahngrund-Außenabschnitt 531b und nimmt von dort allmählich zu der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c hin ab.
Dann wird der Absolutwert der Krümmung der Minimalwert (die Form ist am flachsten) in der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c, und danach nimmt der Absolutwert wieder allmählich zu der Seite von zweiter Eingriffsfläche 52 hin zu und erreicht den Maximalwert an der Grenze zwischen dem zweiten Zahngrund-Innenabschnitt 532a und dem zweiten Zahngrund-Außenabschnitt 532b und nimmt allmählich zu dem Endabschnitt des Zahngrundabschnitts 53 auf der Seite von zweiter Eingriffsfläche 52 hin ab.
Wie oben beschrieben, ändert sich die Krümmung der Außenumfangsform des Zahngrundabschnitts 53 bei Betrachtung aus der Axialrichtung gekrümmt und kontinuierlich innerhalb der jeweiligen Bereiche des ersten Zahngrund-Innenabschnitts 531a, des ersten Zahngrund-Außenabschnitts 531b, des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts 532a und des zweiten Zahngrund-Außenabschnitts 532b.
Darüber hinaus ändert sich der Absolutwert der Krümmung auch an der Grenze zwischen dem ersten Zahngrund-Innenabschnitt 531a und dem ersten Zahngrund-Außenabschnitt 531b und an der Grenze zwischen dem zweiten Zahngrund-Innenabschnitt 532a und dem zweiten Zahngrund-Außenabschnitt 532b gekrümmt und kontinuierlich.
Der Absolutwert der Krümmung ändert sich jedoch nicht kontinuierlich in der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c, die die Grenze zwischen dem ersten Zahngrundabschnitt 531 und dem zweiten Zahngrundabschnitt 532 ist.
Vergleichsbeispiel
Hier werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Außenzähne 50A und 50B als Vergleichsbeispiele 1 und 2 ohne charakteristische Form des Außenzahns 50 des Außenzahnrads 4 beschrieben.
In Bezug auf den Außenzahn 50A wird die Form in der Radialrichtung an jeder Position in der Umfangsrichtung in dem oberen Teil von 3 gezeigt, die Krümmung an jeder Position in der Umfangsrichtung wird in dem mittleren Teil von 3 gezeigt, und die Spannungsamplitude, die an jeder Position in der Umfangsrichtung des Außenzahns 50A in einem Zustand erzeugt wird, in dem der Außenzahn 50A in die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps eingebaut ist, wird in einem Diagramm in dem unteren Teil von 3 gezeigt.
In Bezug auf den Außenzahn 50B wird darüber hinaus die Form in der Radialrichtung an jeder Position in der Umfangsrichtung in dem oberen Teil von 4 gezeigt, die Krümmung an jeder Position in der Umfangsrichtung wird in dem mittleren Teil von 4 gezeigt, und die Spannungsamplitude, die an jeder Position in der Umfangsrichtung des Außenzahns 50B in einem Zustand erzeugt wird, in dem der Außenzahn 50B in die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps eingebaut ist, wird in einem Diagramm in dem unteren Teil von 4 gezeigt. In beiden Fällen der Außenzähne 50A und 50B ist die Spannungsamplitude an jeder Position ein durch Simulation erhaltener Wert.
Der Außenzahn 50A weist einen Zahngrundabschnitt 53A und eine erste Eingriffsfläche 51A und eine zweite Eingriffsfläche 52A auf, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind, wobei der Zahngrundabschnitt 53A dazwischen eingeklemmt ist.
Ähnlich wie bei den Außenzähnen 50 sind die Krümmungen der Außenumfangsformen der ersten Eingriffsfläche 51A und der zweiten Eingriffsfläche 52A bei Betrachtung aus der Axialrichtung insgesamt positiv, und es sind Formen mit konstanten Krümmungen gebildet.
Im Unterschied dazu ist in dem Zahngrundabschnitt 53A die Krümmung der Außenumfangsform, gesehen aus der Axialrichtung, insgesamt ein konstanter negativer Wert.
Der Außenzahn 50B weist einen Zahngrundabschnitt 53B und eine erste Eingriffsfläche 51B und eine zweite Eingriffsfläche 52B, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind, wobei der Zahngrundabschnitt 53B dazwischen eingeklemmt ist, auf.
Ähnlich wie bei den Außenzähnen 50 sind die Krümmungen der Außenumfangsformen der ersten Eingriffsfläche 51B und der zweiten Eingriffsfläche 52B bei Betrachtung aus der Axialrichtung insgesamt positiv, und es sind Formen mit konstanten Krümmungen gebildet.
Im Unterschied dazu besteht der Zahngrundabschnitt 53B aus einem ersten Zahngrundabschnitt 531B und einem zweiten Zahngrundabschnitt 532B, in denen die Krümmungen der Außenumfangsformen bei Betrachtung aus der Axialrichtung ein konstanter negativer Wert sind, und einem dritten Zahngrundabschnitt 533B, in dem die Krümmung der Außenumfangsform bei Betrachtung aus der Axialrichtung 0 zwischen dem ersten Zahngrundabschnitt 531B und dem zweiten Zahngrundabschnitt 532B beträgt.
Technische Effekte von Ausführungsform der Erfindung
Um die technischen Effekte der charakteristischen Form des Außenzahns 50 des Außenzahnrads 4 zu erklären, wird die Verteilung der auf das Außenzahnrad ausgeübten Spannungsamplitude mit den Außenzähnen 50A und 50B verglichen, die Vergleichsbeispiele sind.
5 ist ein erläuterndes Diagramm, das das Verhältnis des Maximalwerts der Spannungsamplitude in den Zahngrundabschnitten 53 und 53B der Außenzähne 50 und 50B in einem Fall zeigt, bei dem der Maximalwert der Spannungsamplitude in dem Zahngrundabschnitt 53A des Außenzahns 50A auf 1 eingestellt ist. Darüber hinaus zeigt in 5 Vergleichsbeispiel 1 den Außenzahn 50A, Vergleichsbeispiel 2 zeigt den Außenzahn 50B, und das Beispiel zeigt den Außenzahn 50.
Da das Außenzahnrad 4 der Zahnradvorrichtung 100 des Biegeeingriffstyps von der Innenumfangsseite durch den Wellengenerator 22a so verformt wird, dass die elliptische Form umläuft, ist die Wanddicke des Außenzahnrads 4 in der Radialrichtung beschränkt, um Flexibilität zu gewährleisten, und der Zahngrundabschnitt 53 jedes Außenzahns 50 ist in der Radialrichtung besonders dünn. Aus diesem Grund ist es wichtig, die auf den Zahngrundabschnitt 53 während Antrieb ausgeübte Spannungsamplitude zu reduzieren.
Vergleicht man die Spannungsamplituden an den jeweiligen Positionen in der Umfangsrichtung gemäß den unteren Teilen von 2 bis 4, werden die Spannungsamplituden der Außenzähne 50 über die gesamten Zahngrundabschnitte 53 reduziert. Darüber hinaus ist, wie in 5 gezeigt, ersichtlich, dass der Maximalwert der Spannungsamplitude des Außenzahns 50 niedriger als der der Außenzähne 50A und 50B ist.
Insbesondere wird bei dem Außenzahn 50 die Krümmung der Spannungsamplitudenverteilung um die Zahngrundabschnitts-Mitte 53c, in der die Wanddicke am dünnsten ist, unterdrückt und geglättet.
Da der Außenzahn 50A eine Form mit einer gleichmäßigen Krümmung in Bezug auf den gesamten Zahngrundabschnitt 53A aufweist, ist im Unterschied dazu eine Zahngrundabschnitts-Mitte 53Ac nach unten vertieft und weist die dünnste Wanddicke auf, und die Zahngrundabschnitts-Mitte 53Ac weist die größte Spannungsamplitude auf.
Da der Außenzahn 50B eine Krümmung von 0 in dem Bereich des dritten Zahngrundabschnitts 533B einschließlich einer Zahngrundabschnitts-Mitte 53Bc aufweist, der Außenzahn 50B aber eine Form aufweist, bei der sich die Krümmung an der Grenze zwischen dem ersten Zahngrundabschnitt 531B und dem zweiten Zahngrundabschnitt 532B auf beiden Seiten des dritten Zahngrundabschnitts 533B abrupt ändert, ist darüber hinaus die Spannung um eine Position konzentriert, an der sich die Krümmung ändert, und der Spannungsamplitudenwert wird maximiert.
Auf diese Weise ist, wie aus dem Vergleich mit den Außenzähnen 50A und 50B ersichtlich, die Außenumfangsform des Außenzahns 50 bei Betrachtung aus der Axialrichtung eine Form, bei der der Absolutwert der Krümmung zunimmt oder abnimmt und sich der Absolutwert der Krümmung kontinuierlich innerhalb der jeweiligen Bereiche des ersten Zahngrund-Innenabschnitts 531a, des ersten Zahngrund-Außenabschnitts 531b, des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts 532a und des zweiten Zahngrund-Außenabschnitts 532b, die den Zahngrundabschnitt 53 bilden, ändert. Daher ist es möglich, die Konzentration von Spannung zu unterdrücken und die Spannungsamplitude des gesamten Zahngrundabschnitts 53 zu verringern, und es ist möglich, Bruch von dem Zahngrundabschnitt 53 zu unterdrücken, um die Haltbarkeit des Außenzahnrads und ferner die Haltbarkeit der Zahnradvorrichtung 100 des Biegeeingriffstyps zu verbessern.
Da sich die Krümmung von jeweils dem ersten Zahngrund-Innenabschnitt 531a, dem ersten Zahngrund-Außenabschnitt 531b, dem zweiten Zahngrund-Innenabschnitt 532a und dem zweiten Zahngrund-Außenabschnitt 532b gekrümmt und kontinuierlich ändert, ist es insbesondere möglich, eine Form zu realisieren, bei der sich die Krümmung sanfter ändert, die Konzentration von Spannung zu unterdrücken und die Spannungsamplitude des gesamten Zahngrundabschnitts 53 weiter zu reduzieren.
Darüber hinaus ist innerhalb des Zahngrundabschnitts 53 des Außenzahns 50 die Krümmung am kleinsten in der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c eingestellt, die die Grenze zwischen dem ersten Zahngrund-Innenabschnitt 531a und dem zweiten Zahngrund-Innenabschnitt 532a ist. Daher ist es möglich, die Konzentration der Spannung an einer Stelle zu unterdrücken, an der die Spannungsamplitude am meisten reduziert werden soll, und es ist möglich, die Haltbarkeit weiter zu verbessern.
Darüber hinaus ändert sich innerhalb des Zahngrundabschnitts 53 des Außenzahns 50 die Krümmung nicht kontinuierlich in der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c, die die Grenze zwischen dem ersten Zahngrund-Innenabschnitt 531a und dem zweiten Zahngrund-Innenabschnitt 532a ist, sondern die Krümmung in der Zahngrundabschnitts-Mitte 53c wird ausreichend klein gemacht. Dementsprechend kann der Einfluss diskontinuierlicher Änderungen ausreichend reduziert werden, die Konzentration von Spannung kann unterdrückt werden, und die Spannungsamplitude des gesamten Zahngrundabschnitts 53 kann reduziert werden.
Darüber hinaus weisen innerhalb des Zahngrundabschnitts 53 des Außenzahns 50 der erste Zahngrund-Innenabschnitt 531a, der erste Zahngrund-Außenabschnitt 531b, der zweite Zahngrund-Innenabschnitt 532a und der zweite Zahngrund-Außenabschnitt 532b einen Abschnitt auf, in dem die Änderungsrate des Absolutwerts der Krümmung von jedem mindestens ein 10-faches der Änderungsrate des Absolutwerts der Krümmung entweder der ersten Eingriffsfläche 51 oder der zweiten Eingriffsfläche 52 ist.
Da ein Abschnitt erforderlich ist, in dem die erste Eingriffsfläche 51 und die zweite Eingriffsfläche 52 eine positive Krümmung aufweisen und der Zahngrundbereich 53 eine negative Krümmung aufweist, ist es unerlässlich, die Krümmung des Zahngrundabschnitts 53 zu ändern. Der Einfluss, der durch die Änderung von Krümmung verursacht wird, kann jedoch ausreichend reduziert werden, die Konzentration von Spannung kann unterdrückt werden, und die Spannungsamplitude des gesamten Zahngrundabschnitts 53 kann reduziert werden.
Zweite Ausführungsform
In Bezug auf eine Außenumfangsform bei Betrachtung aus einer Axialrichtung um einen Zahngrundabschnitt 53D eines Außenzahns 50D gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Form in der Radialrichtung an jeder Position in der Umfangsrichtung in dem oberen Teil von 6, die Krümmung an jeder Position in der Umfangsrichtung in dem mittleren Teil von 6 und die Verteilung von an jeder Position in der Umfangsrichtung erzeugter Spannungsamplitude in dem unteren Teil von 6 in einem Diagramm gezeigt. Die Spannungsamplitudenverteilung in dem unteren Teil ist ein Wert, der durch Simulieren der Spannungsamplitude erhalten wird, die auf den Außenzahn 50D in einem Zustand ausgeübt wird, in dem ein Außenzahnrad mit dem Außenzahn 50D in die Zahnradvorrichtung 100 des Biegeeingriffstyps eingebaut ist und angetrieben wird.
Der hier gezeigte Außenzahn 50D kann anstelle des oben erwähnten Außenzahns 50 auf alle Außenzähne des Außenzahnrads 4 angewendet werden.
Wie in dem oberen Teil von 6 gezeigt, weist der Außenzahn 50D einen Zahngrundabschnitt 53D, eine erste Eingriffsfläche 51D und eine zweite Eingriffsfläche 52D auf, die den Zahngrundabschnitt 53D einklemmen.
Außerdem weist der Zahngrundabschnitt 53D einen ersten Zahngrundabschnitt 531D und einen zweiten Zahngrundabschnitt 532D auf beiden Seiten des Zahngrundabschnitts 53D mit einer Zahngrundabschnitts-Mitte 53Dc als die Mitte in der Umfangsrichtung auf.
Darüber hinaus weist der erste Zahngrundabschnitt 531D einen ersten Zahngrund-Innenabschnitt 531Da, der sich von der Zahngrundabschnitts-Mitte 53Dc zu der Seite von erster Eingriffsfläche 51D (linke Seite in 6) hin erstreckt, und einen ersten Zahngrund-Außenabschnitt 531Db, der sich zwischen dem ersten Zahngrund-Innenabschnitt 531Da und der ersten Eingriffsfläche 51D befindet, auf.
Darüber hinaus weist der zweite Zahngrundabschnitt 532D einen zweiten Zahngrund-Innenabschnitt 532Da, der sich von der Zahngrundabschnitts-Mitte 53Dc zu der Seite von zweiter Eingriffsfläche 52D (rechte Seite in 6) hin erstreckt, und einen zweiten Zahngrund-Außenabschnitt 532Db, der sich zwischen dem zweiten Zahngrund-Innenabschnitt 532Da und der zweiten Eingriffsfläche 52D befindet, auf.
Sowohl die erste Eingriffsfläche 51D als auch die zweite Eingriffsfläche 52D weisen eine Form auf, bei der die Krümmung konstant ist.
In dem Zahngrundabschnitt 53D ist die Krümmung der Außenumfangsform bei Betrachtung aus der Axialrichtung insgesamt negativ, und die Krümmung des gesamten Zahngrundabschnitts 53D ändert sich gekrümmt und kontinuierlich.
Darüber hinaus sind in Bezug auf die vier Bereiche des ersten Zahngrund-Innenabschnitts 531Da, des ersten Zahngrund-Außenabschnitts 531Db, des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts 532Da und des zweiten Zahngrund-Außenabschnitts 532Db die gleichen Merkmale wie die Merkmale (1) bis (5) des ersten Zahngrund-Innenabschnitts 531a, des ersten Zahngrund-Außenabschnitts 531b, des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts 532a und des zweiten Zahngrund-Außenabschnitts 532b des oben erwähnten Außenzahns 50 vorgesehen.
Darüber hinaus weist der Außenzahn 50D das folgende Merkmal (7) in der Zahngrundabschnitts-Mitte 53Dc auf.
(7) In der Zahngrundabschnitts-Mitte 53Dc, die eine Grenze zwischen dem ersten Zahngrundabschnitt 531D und dem zweiten Zahngrundabschnitt 532D ist, ist der Absolutwert der Krümmung innerhalb des Zahngrundabschnitts 53D am geringsten, 0. Darüber hinaus ändern sich in der Zahngrundabschnitts-Mitte 53Dc die Krümmung des ersten Zahngrund-Innenabschnitts 531Da und die Krümmung des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts 532Da gekrümmt und kontinuierlich.
Aufgrund dieser Merkmale (1) bis (5) und (7) ändern sich bei dem Außenzahn 50D die Krümmungen innerhalb der jeweiligen Bereiche des ersten Zahngrund-Innenabschnitts 531Da, des ersten Zahngrund-Außenabschnitts 531Db, des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts 532Da und des zweiten Zahngrund-Außenabschnitts 532Db, die den Zahngrundabschnitt 53D bilden, kontinuierlich, und die Krümmungen ändern sich auch an den jeweiligen Grenzabschnitten des ersten Zahngrund-Innenabschnitts 531Da, des ersten Zahngrund-Außenabschnitts 531Db, des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts 532Da und des zweiten Zahngrund-Außenabschnitts 532Db kontinuierlich.
Aus diesem Grund kann die Konzentration von Spannung effektiver unterdrückt werden, die Spannungsamplitude des gesamten Zahngrundabschnitts 53D kann weiter verringert werden, und die Haltbarkeit des Außenzahnrads und ferner die Haltbarkeit der Zahnradvorrichtung 100 des Biegeeingriffstyps können weiter verbessert werden.
Darüber hinaus wird innerhalb des Zahngrundabschnitts 53D des Außenzahns 50D die Krümmung in der Zahngrundabschnitts-Mitte 53Dc, die die Grenze zwischen dem ersten Zahngrund-Innenabschnitt 531Da und dem zweiten Zahngrund-Innenabschnitt 532Da ist, 0. Somit ist es möglich, die Konzentration der Spannung an einer Stelle weiter zu unterdrücken, an der die Spannungsamplitude am meisten reduziert werden soll, und es ist möglich, die Haltbarkeit weiter zu verbessern.
Da sich die Krümmung des Außenzahns 50D kontinuierlich in der Zahngrundabschnitts-Mitte 53Dc innerhalb des Zahngrundabschnitts 53D ändert, kann darüber hinaus die Konzentration von Spannung im Vergleich zu dem Außenzahn 50 weiter unterdrückt werden, und die Spannungsamplitude des gesamten Zahngrundabschnitts 53D kann reduziert werden.
Weiteres
Die jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden oben beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel wurde bei der obigen Ausführungsform ein Beispiel gezeigt, bei dem das Außenzahnrad mit einem charakteristischen Außenzahn der vorliegenden Erfindung in eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps des flachen Typs eingebaut ist, aber die vorliegende Erfindung ist auch auf einen anderen Typ von Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps (zum Beispiel Topftyp oder Zylinderhuttyp) anwendbar.
Darüber hinaus können die bei den Ausführungsformen dargestellten Details in geeigneter Weise geändert werden, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

2: Wellenerzeugungseinheit
4: Außenzahnrad
6: erstes Innenzahnrad
8: zweites Innenzahnrad
10: Gehäuse
16: Hauptlager
22: Wellengeneratorwelle
22a: Wellengenerator
50, 50A, 50B, 50D: Außenzähne
51, 51A, 51B, 51D: erste Eingriffsfläche
52, 52A, 52B, 52D: zweite Eingriffsfläche
53, 53A, 53B, 53D: Zahngrundabschnitt
53c, 53Ac, 53Bc, 53Dc: Zahngrundabschnitts-Mitte
531a, 531Da: erster Zahngrund-Innenabschnitt
531b, 531Db: erster Zahngrund-Außenabschnitt
531, 531B, 531D: erster Zahngrundabschnitt
532, 532B, 532D: zweiter Zahngrundabschnitt
532a, 532Da: zweiter Zahngrund-Innenabschnitt
532b, 532Db: zweiter Zahngrund-Außenabschnitt
533B: dritter Zahngrundabschnitt
100: Zahnradvorrichtung
R: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 198983972 [0002]

Claims

Zahnradvorrichtung (100) des Biegeeingriffstyps, umfassend: einen Wellengenerator (22a); ein Außenzahnrad (4), das durch den Wellengenerator (22a) gebogen und verformt wird; und ein Innenzahnrad (6, 8), wobei das Außenzahnrad (4) eine erste Eingriffsfläche (51, 51A, 51B, 51D), die in das Innenzahnrad (6, 8) eingreift, eine zweite Eingriffsfläche (52, 52A, 52B, 52D), die Seite an Seite mit der ersten Eingriffsfläche (51, 51A, 51B, 51D) in einer Umfangsrichtung positioniert ist, und einen Zahngrundabschnitt (53, 53A, 53B, 53D), der sich zwischen der ersten Eingriffsfläche (51, 51A, 51B, 51D) und der zweiten Eingriffsfläche (52, 52A, 52B, 52D) befindet, aufweist, der Zahngrundabschnitt (53, 53A, 53B, 53D) einen ersten Zahngrundabschnitt (531, 531B, 531D), der sich zwischen einer Zahngrundabschnitts-Mitte (53c, 53Ac, 53Bc, 53Dc) und der ersten Eingriffsfläche (51, 51A, 51B, 51D) befindet, und einen zweiten Zahngrundabschnitt (532, 532B, 532D), der sich zwischen der Zahngrundabschnitts-Mitte (53c, 53Ac, 53Bc, 53Dc) und der zweiten Eingriffsfläche (52, 52A, 52B, 52D) befindet, enthält, in einem Zustand, in dem keine Biegung bei dem Außenzahnrad (4) auftritt, bevor das Außenzahnrad (4) in den Wellengenerator (22a) eingebaut wird, der erste Zahngrundabschnitt (531, 531B, 531D) einen ersten Zahngrund-Innenabschnitt (531a, 531Da), der sich von der Zahngrundabschnitts-Mitte (53c, 53Ac, 53Bc, 53Dc) zu der ersten Eingriffsfläche (51, 51A, 51B, 51D) hin erstreckt, und einen ersten Zahngrund-Außenabschnitt (531b, 531Db), der sich zwischen dem ersten Zahngrund-Innenabschnitt (531a, 531Da) und der ersten Eingriffsfläche (51, 51A, 51B, 51D) befindet, aufweist, und der zweite Zahngrundabschnitt (532, 532B, 532D) einen zweiten Zahngrund-Innenabschnitt (532a, 532Da), der sich von der Zahngrundabschnitts-Mitte (53c, 53Ac, 53Bc, 53Dc) zu der zweiten Eingriffsfläche (52, 52A, 52B, 52D) hin erstreckt, und einen zweiten Zahngrund-Außenabschnitt (532b, 532Db), der sich zwischen dem zweiten Zahngrund-Innenabschnitt (532a, 532Da) und der zweiten Eingriffsfläche (52, 52A, 52B, 52D) befindet, aufweist, und in Bezug auf eine Außenumfangsform, gesehen aus einer Axialrichtung, ein Absolutwert von Krümmung des ersten Zahngrund-Innenabschnitts (531a, 531Da) in eine Richtung weg von der Zahngrundabschnitts-Mitte (53c, 53Ac, 53Bc, 53Dc) zunimmt und sich kontinuierlich ändert, ein Absolutwert von Krümmung des ersten Zahngrund-Außenabschnitts (531b, 531Db) in die Richtung weg von der Zahngrundabschnitts-Mitte (53c, 53Ac, 53Bc, 53Dc) abnimmt und sich kontinuierlich ändert, ein Absolutwert von Krümmung des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts (532a, 532Da) in die Richtung weg von der Zahngrundabschnitts-Mitte (53c, 53Ac, 53Bc, 53Dc) zunimmt und sich kontinuierlich ändert, und ein Absolutwert von Krümmung des zweiten Zahngrund-Außenabschnitts (532b, 532Db) in die Richtung weg von der Zahngrundabschnitts-Mitte (53c, 53Ac, 53Bc, 53Dc) abnimmt und sich kontinuierlich ändert.
Zahnradvorrichtung (100) des Biegeeingriffstyps nach Anspruch 1, wobei sich die Krümmungen des ersten Zahngrund-Innenabschnitts (531a, 531Da), des ersten Zahngrund-Außenabschnitts (531b, 531Db), des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts (532a, 532Da) und des zweiten Zahngrund-Außenabschnitts (532b, 532Db) gekrümmt und kontinuierlich ändern.
Zahnradvorrichtung (100) des Biegeeingriffstyps nach Anspruch 1 oder 2, wobei Krümmung an einer Grenze zwischen dem ersten Zahngrund-Innenabschnitt (531a, 531Da) und dem zweiten Zahngrund-Innenabschnitt (532a, 532Da) auf null eingestellt ist.
Zahnradvorrichtung (100) des Biegeeingriffstyps nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich Krümmung an einer Grenze zwischen dem ersten Zahngrund-Innenabschnitt (531a, 531Da) und dem zweiten Zahngrund-Innenabschnitt (532a, 532Da) nicht kontinuierlich ändert.
Zahnradvorrichtung (100) des Biegeeingriffstyps nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei Änderungsraten von Absolutwerten der jeweiligen Krümmungen des ersten Zahngrund-Innenabschnitts (531a, 531Da), des ersten Zahngrund-Außenabschnitts (531b, 531Db), des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts (532a, 532Da) und des zweiten Zahngrund-Außenabschnitts (532b, 532Db) größer als eine Änderungsrate eines Absolutwerts von Krümmung von beliebigen der ersten Eingriffsfläche (51, 51A, 51B, 51D) und der zweiten Eingriffsfläche (52, 52A, 52B, 52D) sind.
Zahnradvorrichtung (100) des Biegeeingriffstyps nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Änderungsraten von Absolutwerten der jeweiligen Krümmungen des ersten Zahngrund-Innenabschnitts (531a, 531Da), des ersten Zahngrund-Außenabschnitts (531b, 531Db), des zweiten Zahngrund-Innenabschnitts (532a, 532Da) und des zweiten Zahngrund-Außenabschnitts (532b, 532Db) alle mindestens ein 10-faches einer Änderungsrate eines Absolutwerts von Krümmung von beliebigen der ersten Eingriffsfläche (51, 51A, 51B, 51D) und der zweiten Eingriffsfläche (52, 52A, 52B, 52D) sind.