DE112019005265T5

DE112019005265T5 - Zahnradvorrichtung des biegeeingriffstyps und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE112019005265T5
Application number: DE112019005265.9T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Ishizuka; Toshiya NAGUMO; Kyoshi Asano; Shinji Yoshida
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2021-07-01
Also published as: JP2023133538A; JP2020067086A; WO2020085139A1; CN112912645A; JP7426774B2

Abstract

Bereitstellen einer Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, die in der Lage ist, einen Totgang und Reibverschleiß an der Innenumfangsfläche eines Außenzahnrads zu unterdrücken, und eines Verfahrens zu deren Herstellung. Diese Zahnradvorrichtung (1) des Biegeeingriffstyps enthält einen Wellengenerator (30A), ein Außenzahnrad (32), das durch den Wellengenerator gebogen und verformt wird, Innenzahnräder (41G und 42G), die in das Außenzahnrad eingreifen, und ein Wellengeneratorlager (31), das zwischen dem Außenzahnrad und dem Wellengenerator angeordnet ist. Ferner weist das Außenzahnrad (32) eine Beschichtung auf einer Innenumfangsfläche und einer Zahnoberfläche auf und die Beschichtung weist Eigenschaften auf, die es ermöglichen, dass die Beschichtung in einem Eingriffsabschnitt durch Eingreifen des Außenzahnrads in das Innenzahnrad entfernt wird, wenn die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps betrieben wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Stand der Technik
In dem Stand der Technik ist eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps bekannt, die mit einem Außenzahnrad versehen ist, das gebogen und verformt wird (siehe beispielsweise PTL 1). Das Außenzahnrad wird durch einen Wellengenerator, der innen via ein Wellengeneratorlager angepasst ist und in dem sich der Wellengenerator dreht, gebogen und verformt. Ferner greift das Außenzahnrad in ein steifes Innenzahnrad ein.
Zitatliste
Patentliteratur
[PTL 1] Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2018-096510
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In dem Stand der Technik können eine Zahnoberfläche des Außenzahnrads, das gebogen und verformt wird, und eine Zahnoberfläche des Innenzahnrads ein geringes Affinitätsniveau aufweisen, was zu einem Problem in der Form einer Zunahme von Totgang führt. Zusätzlich besteht ein Problem, dass es wahrscheinlich ist, dass Reibverschleiß zwischen einer Innenumfangsfläche des Außenzahnrads, das gebogen und verformt wird, und einem Außenring des Wellengeneratorlagers auftritt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, die in der Lage ist, einen Totgang und Reibverschleiß an der Innenumfangsfläche eines Außenzahnrads zu unterdrücken, und ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen.
Lösung für Problem
Eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der vorliegenden Erfindung enthält einen Wellengenerator, ein Außenzahnrad, das durch den Wellengenerator gebogen und verformt wird, ein Innenzahnrad, das in das Außenzahnrad eingreift, und ein Wellengeneratorlager, das zwischen dem Außenzahnrad und dem Wellengenerator angeordnet ist.
Das Außenzahnrad weist eine Beschichtung auf einer Innenumfangsfläche und einer Zahnoberfläche auf.
Die Beschichtung weist Eigenschaften auf, die es ermöglichen, dass die Beschichtung in einem Eingriffsabschnitt durch Eingreifen des Außenzahnrads in das Innenzahnrad entfernt wird, wenn die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps betrieben wird.
Eine andere Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der vorliegenden Erfindung enthält einen Wellengenerator, ein Außenzahnrad, das durch den Wellengenerator gebogen und verformt wird, ein Innenzahnrad, das in das Außenzahnrad eingreift, und ein Wellengeneratorlager, das zwischen dem Außenzahnrad und dem Wellengenerator angeordnet ist.
Das Außenzahnrad weist eine Beschichtung auf einer Innenumfangsfläche und an einem Teil außer einem Eingriffsabschnitt einer Zahnoberfläche auf, und der Eingriffsabschnitt weist die Beschichtung nicht auf.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, die einen Wellengenerator, ein Außenzahnrad, das durch den Wellengenerator gebogen und verformt wird, ein Innenzahnrad, das in das Außenzahnrad eingreift, und ein Wellengeneratorlager, das zwischen dem Außenzahnrad und dem Wellengenerator angeordnet ist, enthält.
Das Verfahren enthält einen Beschichtungsschritt des Beschichtens mindestens einer Innenumfangsfläche und einer Zahnoberfläche des Außenzahnrads und einen Montageschritt des Montierens der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps durch Kombinieren mehrerer Komponenten einschließlich des beschichteten Außenzahnrads.
Bei dem Beschichtungsschritt wird das Beschichten so durchgeführt, dass eine Beschichtung in einem Eingriffsabschnitt durch Eingreifen in das Innenzahnrad entfernt wird, wenn die montierte Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps betrieben wird.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, die in der Lage ist, einen Totgang und Reibverschleiß an der Innenumfangsfläche eines Außenzahnrads zu unterdrücken, und ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Außenzahnrad von Ausführungsform 1 darstellt.
3 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die eine Zahnoberfläche des Außenzahnrads darstellt.
4 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Totgang darstellt.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 1 darstellt.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 2 darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
(Ausführungsform 1)
1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Außenzahnrad von Ausführungsform 1 darstellt. 3 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die eine Zahnoberfläche des Außenzahnrads darstellt.
Eine Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 1 ist ein Drehzahlminderer, bei dem ein Zustand, in dem ein Außenzahnrad 32 und Innenzahnräder 41G und 42G nicht affin (nicht affinitätsbetrieben) sind, ein Produktzustand nach Herstellung ist (Zustand zu einem Versandzeitpunkt). Die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps enthält eine Wellengeneratorwelle 30, ein Wellengeneratorlager 31, das Außenzahnrad 32, die zwei Innenzahnräder 41G und 42G, ein Gehäuse 43, eine erste Abdeckung 44, eine zweite Abdeckung 45, Lager 46 und 47, ein Hauptlager 48 und Stoppringe 51 und 52.
Die Wellengeneratorwelle 30 ist eine hohle rohrförmige Welle, die sich um eine Drehachse O1 dreht, und weist einen Wellengenerator 30A mit einer nicht-kreisförmigen (beispielsweise elliptischen) Außenform in einem Querschnitt senkrecht zu der Drehachse O1 und Wellenabschnitte 30B und 30C, die an beiden axialen Seiten des Wellengenerators 30A vorgesehen sind, auf. Die elliptische Form muss keine geometrisch exakte elliptische Form sein, und die elliptische Form enthält eine im Wesentlichen elliptische Form. Jeder der Wellenabschnitte 30B und 30C ist eine Welle mit einer kreisförmigen Außenform in einem Querschnitt senkrecht zu der Drehachse O1.
Die zwei Innenzahnräder 41G und 42G greifen in das Außenzahnrad 32 in einem Zustand ein, in dem sie in der Axialrichtung eingerichtet sind. Ein Innenzahnrad 41G ist konfiguriert, indem Zähne an einem Teil des Innenumfangs eines starren ersten Innenzahnradelements 41 vorgesehen sind. Das andere Innenzahnrad 42G ist konfiguriert, indem Zähne an einem Teil des Innenumfangs eines starren zweiten Innenzahnradelements 42 vorgesehen sind.
Das Außenzahnrad 32 ist ein gebogenes zylindrisches Element, und der Außenumfang des Außenzahnrads 32 ist mit Zähnen versehen. Das Außenzahnrad 32 weist ein zylindrisches Metallelement mit einem Außenumfang, der mit Zähnen versehen ist, und einer Beschichtung, die zumindest auf der Innenumfangsfläche und der Zahnoberfläche des Elements vorgesehen ist, auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind nicht nur die Innenumfangsfläche und die Zahnoberfläche, sondern auch das gesamte Außenzahnrad 32 einschließlich der axialen Endfläche und dergleichen beschichtet. Die Beschichtung weist Eigenschaften auf, die es ermöglichen, die Beschichtung eines Eingriffsabschnitts H (siehe 3) in relativ kurzer Zeit beispielsweise durch einen Affinitätsvorgang zu entfernen. Der Eingriffsabschnitt H bedeutet den Teil der Zahnoberfläche des Außenzahnrads 32, der mit den Innenzähnen der Innenzahnräder 41G und 42G in Kontakt kommt. Das Außenzahnrad 32, von dem die Beschichtung des Eingriffsabschnitts H in 3 entfernt worden ist, stellt einen Betriebszustand nach Affinität dar. Obwohl in 3 teilweise weggelassen, befindet sich der Eingriffsabschnitt H auf beiden geneigten Oberflächen (Zahnoberflächen) jedes Zahns des Außenzahnrads 32. Hier ist der Eingriffsabschnitt H auf beiden geneigten Oberflächen jedes Zahns des Außenzahnrads 32 vorgesehen, da die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps üblicherweise durch Drehen sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtungen verwendet wird, und dennoch kann der Eingriffsabschnitt H nur auf einer geneigten Oberfläche in einem Fall einer Anwendung vorgesehen sein, bei der sich die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps nur entweder in die Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung dreht.
Ein Manganphosphatfilm oder dergleichen ist als die Beschichtung anwendbar, die Eigenschaften aufweist, die es ermöglichen, dass die Beschichtung des Eingriffsabschnitts H infolge eines relativ kurzen Betriebs entfernt wird. Obwohl ein Molybdänfilm, ein Fluorharzfilm, ein Graphitfilm, ein Phosphatfilm oder dergleichen als die Beschichtung mit den oben beschriebenen Eigenschaften anwendbar ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Molybdändioxid (MOS₂) ist ein Beispiel für die spezifische Komponente des Molybdänfilms. Polytetrafluorethylen (PTFE) ist ein Beispiel für die spezifische Komponente des Fluorharzfilms. Graphit ist ein Beispiel für die spezifische Komponente des Graphitfilms. Eisenphosphat, Zinkphosphat oder Manganphosphat ist als ein Beispiel für die spezifische Komponente des Phosphatfilms anwendbar. Obwohl es bevorzugt ist, dass die Beschichtung eine weiche Beschichtung ist, so dass die Zahnoberfläche selbst in einem Fall nicht beschädigt wird, in dem die abgeschälte Beschichtung zwischen den Zahnoberflächen eingeklemmt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Das Außenzahnrad 32 weist eine Abmessung auf, bei der das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G in einem Zustand negativ ist, in dem der Eingriffsabschnitt H der Zahnoberfläche eine Beschichtung aufweist. Ferner weist das Außenzahnrad 32 eine Abmessung auf, bei der das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G in einem Zustand positiv ist, in dem die Beschichtung des Eingriffsabschnitts H der Zahnoberfläche entfernt ist. Das negative Spiel bedeutet einen Zustand, in dem eine Vorspannung zwischen den Zahnoberflächen der Innenzahnräder 41G und 42G und der Zahnoberfläche des Außenzahnrads 32 aufgebracht wird. Das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G kann infolge des Affinitätsvorgangs der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps und Entfernung von Beschichtung von dem Eingriffsabschnitt H der Zahnoberfläche des Außenzahnrads 32 einen kleinen positiven Wert erhalten.
Das Wellengeneratorlager 31 ist beispielsweise ein Rollenlager und ist zwischen dem Wellengenerator 30A und dem Außenzahnrad 32 angeordnet. Das Wellengeneratorlager 31 weist einen Außenring 31a auf, und der Außenring 31a ist innerhalb des Außenzahnrads 32 angepasst. Der Wellengenerator 30A und das Außenzahnrad 32 sind via das Wellengeneratorlager 31 relativ drehbar.
Die Beschichtung auf der Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 32 und die Beschichtung auf der Zahnoberfläche sind die gleiche Komponente. Die Beschichtung auf der Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 32 und die Beschichtung auf der Zahnoberfläche können gleichzeitig aufgebracht werden. Die Beschichtung auf der Innenumfangsfläche ist zwischen dem mit der Beschichtung bedeckten Metallelement des Außenzahnrads 32 und dem Außenring 31a des Wellengeneratorlagers 31 eingefügt, vermeidet einen direkten Kontakt zwischen dem Metallelement des Außenzahnrads 32 und dem Außenring 31a und unterdrückt das Auftreten von Reibverschleiß an dem Teil.
Die Stoppringe 51 und 52 sind auf beiden Seiten des Außenzahnrads 32 und des Wellengeneratorlagers 31 in der Axialrichtung angeordnet und regulieren axiale Bewegungen des Außenzahnrads 32 und des Wellengeneratorlagers 31.
Das Gehäuse 43 deckt die Außenumfangsseite des Innenzahnrads 42G ab. Ein Außenringabschnitt 43o des Hauptlagers 48 ist bei dem Innenumfangsabschnitt des Gehäuses 43 gebildet, und das zweite Innenzahnradelement 42 ist via das Hauptlager 48 drehbar gelagert. Das Gehäuse 43 ist via ein Verbindungselement wie eine Schraube mit dem ersten Innenzahnradelement 41 verbunden.
Die erste Abdeckung 44 und das erste Innenzahnradelement 41 sind miteinander verbunden, und die erste Abdeckung 44 deckt die Stelle, an der das Außenzahnrad 32 und das Innenzahnrad 41G ineinandergreifen, von einer Gegenausgangsseite in der Axialrichtung ab. Eine Ausgangsseite in der folgenden Beschreibung ist mit einem Gegenelement verbunden und ist eine Seite, auf der eine verlangsamte Bewegung an das Gegenelement abgegeben wird, und die Gegenausgangsseite in der folgenden Beschreibung ist der Ausgangsseite in der Axialrichtung entgegengesetzt. Das Lager 46 ist zwischen der ersten Abdeckung 44 und dem Wellenabschnitt 30B der Wellengeneratorwelle 30 angeordnet, und die Wellengeneratorwelle 30 ist durch die erste Abdeckung 44 drehbar gelagert.
Die zweite Abdeckung 45 und das zweite Innenzahnradelement 42 sind miteinander verbunden, und die zweite Abdeckung 45 deckt die Stelle, an der das Außenzahnrad 32 und das Innenzahnrad 42G ineinander eingreifen, von der Ausgangsseite in der Axialrichtung ab. Die zweite Abdeckung 45 und das zweite Innenzahnradelement 42 sind mit dem Gegenelement verbunden, das die verlangsamte Bewegung abgibt. Das Lager 47 ist zwischen der zweiten Abdeckung 45 und dem Wellenabschnitt 30C der Wellengeneratorwelle 30 angeordnet, und die Wellengeneratorwelle 30 ist durch die zweite Abdeckung 45 drehbar gelagert.
<Verlangsamungsvorgang>
Die Bewegung des Wellengenerators 30A wird auf das Außenzahnrad 32 übertragen, wenn eine Drehbewegung von einem Motor (nicht dargestellt) oder dergleichen eingeleitet wird und sich die Wellengeneratorwelle 30 dreht. In diesem Fall wird das Außenzahnrad 32 auf eine Form entlang der Außenumfangsfläche des Wellengenerators 30A reguliert und zu einer elliptischen Form gebogen, die einen Hauptachsenteil und einen Nebenachsenteil aus der Axialrichtung gesehen aufweist. Ferner greift das Außenzahnrad 32 in die Innenzähne des befestigten ersten Innenzahnradelements 41 an dem Hauptachsenteil ein. Dementsprechend dreht sich das Außenzahnrad 32 nicht mit der gleichen Drehzahl wie der Wellengenerator 30A und der Wellengenerator 30A dreht sich relativ innerhalb des Außenzahnrads 32. Ferner wird bei dieser Relativdrehung das Außenzahnrad 32 so gebogen und verformt, dass sich die Hauptachsenposition und die Nebenachsenposition in einer Umfangsrichtung bewegen. Die Periode dieser Verformung ist proportional zu der Drehperiode der Wellengeneratorwelle 30.
Während der Biegung und Verformung des Außenzahnrads 32 ändert sich die Position, an der das Außenzahnrad 32 und das Innenzahnrad 41G ineinandergreifen, in der Drehrichtung infolge der Bewegung der Hauptachsenposition. Unter der Annahme, dass die Anzahl an Zähnen des Außenzahnrads 32 100 und die Anzahl an Zähnen des Innenzahnrads 41G 102 beträgt, weichen die eingreifenden Zähne des Außenzahnrads 32 und des Innenzahnrads 41G jedes Mal ab, wenn die Eingriffsposition umläuft, und das Außenzahnrad 32 dreht sich infolgedessen. Bei den oben beschriebenen Anzahlen an Zähnen wird die Drehbewegung der Wellengeneratorwelle 30 mit einem Untersetzungsverhältnis von 100:2 verlangsamt und auf das Außenzahnrad 32 übertragen.
Das Außenzahnrad 32 greift indessen auch in das andere Innenzahnrad 42G ein, und somit ändert sich infolge der Drehung der Wellengeneratorwelle 30 auch die Eingriffsposition des Außenzahnrads 32 und des Innenzahnrads 42G in der Drehrichtung. Die Anzahl an Zähnen des Innenzahnrads 42G und die Anzahl an Zähnen des Außenzahnrads 32 sind indessen gleich zueinander, und somit drehen sich das Außenzahnrad 32 und das Innenzahnrad 42G nicht relativ zueinander und die Drehbewegung des Außenzahnrads 32 wird mit einem Untersetzungsverhältnis von 1:1 auf das Innenzahnrad 42G übertragen. Infolgedessen wird die Drehbewegung der Wellengeneratorwelle 30 mit einem Untersetzungsverhältnis von 100:2 verlangsamt und auf das zweite Innenzahnradelement 42 und die zweite Abdeckung 45 übertragen. Ferner wird diese verlangsamte Drehbewegung an das Gegenelement abgegeben.
In einem Zustand nach Produktversand und vor Hauptbetrieb, in dem der Eingriffsabschnitt H des Außenzahnrads 32 eine Beschichtung aufweist, wird eine Vorspannung zwischen den Zahnoberflächen der Innenzahnräder 41G und 42G und der Zahnoberfläche des Außenzahnrads 32 aufgebracht, und somit ist es möglich, den Affinitätsvorgang durch Einleiten eines relativ großen Drehmoments auf die Wellengeneratorwelle 30 durchzuführen. Wenn die Beschichtung des Eingriffsabschnitts H des Außenzahnrads 32 infolge des Affinitätsvorgangs entfernt wird, kann ein Betrieb bei einem normalen Drehmoment durchgeführt werden, wird der Betrag des Spiels zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G positiv und die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps wird mit einem kleinen Totgang realisiert.
Der Totgang der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 1 beträgt 0,15 arcmin bis 3 arcmin und weiter bevorzugt 0,15 arcmin bis 1 arcmin in einem Zustand, in dem die Beschichtung des Eingriffsabschnitts H entfernt ist. 1 [arcmin] ist Π/(180 • 60) [rad] im SI-Einheitensystem.
4 ist ein erläuterndes Diagramm, das den Totgang darstellt. Die in 4 dargestellte Steifigkeitshysteresekurve wird erhalten, wenn eine Beziehung dargestellt wird, nachdem die Antriebswelle (Hochdrehzahlwelle) des Drehzahlminderers fixiert wurde und die Last und die Verschiebung (Verdrehwinkel) der Abtriebswelle (Niedrigdrehzahlwelle) des Drehzahlminderers bis zur Entlastung gemessen wurden, indem langsam eine Last auf ein Nenndrehmoment von der Seite der Niedrigdrehzahlwelle aufgebracht wird. Der Totgang ist als der Verdrehwinkel an dem Punkt definiert, an dem das Drehmoment ±3% des Nenndrehmoments beträgt. Bei der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps entspricht die Antriebswelle der Wellengeneratorwelle 30 und die Abtriebswelle der zweiten Abdeckung 45 und dem zweiten Innenzahnradelement 42.
<Verfahren zur Herstellung von Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps>
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 1 darstellt.
Das Verfahren zur Herstellung der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 1 enthält einen Beschichtungsschritt (Schritt S1) des Beschichtens des Metallelements des Außenzahnrads 32 und einen Montageschritt (Schritt S2) des Montierens der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps durch Kombinieren mehrerer Komponenten einschließlich des Außenzahnrads 32.
Durch das Herstellungsverfahren wird die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps hergestellt, die in der Lage ist, eine Verlangsamungsbewegung mit einem kleinen Totgang mittels des anschließenden kurzen Affinitätsvorgangs zu realisieren und Reibverschleiß zwischen dem Außenzahnrad 32 und dem Außenring 31a zu unterdrücken. Es ist zu beachten, dass der Affinitätsvorgang, der sich deutlich von einem normalen Betrieb unterscheidet, in einem Fall optional ist, in dem ein Kunde den Affinitätsvorgang durchführt, nachdem die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps ausgeliefert wurde. In einem Fall, in dem ein normaler Betrieb mit der in eine Zielmaschine eingebauten Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps gestartet wird, dient die Betriebsdauer bis zum Entfernen der Beschichtung des Eingriffsabschnitts H auch als der Affinitätsvorgang.
<Effekte von Ausführungsform>
Wie oben beschrieben, weist bei der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps der vorliegenden Ausführungsform das Außenzahnrad 32 eine Beschichtung auf der Innenumfangsfläche und der Zahnoberfläche auf. Ferner weist diese Beschichtung Eigenschaften auf, die es ermöglichen, dass die Beschichtung des Eingriffsabschnitts H durch das Außenzahnrad 32 und die Innenzahnräder 41G und 42G, die ineinandergreifen, entfernt wird, wenn die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps betrieben wird. Dementsprechend wird die Affinität zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G durch die Beschichtung verbessert. Die Affinität bedeutet die Eigenschaft, dass die Form der Zahnoberfläche durch Gleiten verbessert wird, und die Eigenschaft, dass sich der Zustand des Films auf der Zahnoberfläche einem idealen Zustand nähert. Durch Verbessern der Affinität ist es möglich, die Zahnoberfläche des Außenzahnrads 32 und die Zahnoberflächen der Innenzahnräder 41G und 42G affin zu machen, indem die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps für eine relativ kurze Zeit betrieben wird. Ferner kann Reibverschleiß zwischen dem Außenzahnrad 32 und dem Außenring 31a des Wellengeneratorlagers 31 durch die Beschichtung auf der Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 32 unterdrückt werden. Durch Unterdrücken des Reibverschleißes ist es möglich, von diesem Teil erzeugtes Abriebpulver zu unterdrücken, das die Zahnoberfläche des Außenzahnrads 32 und die Zahnoberflächen der Innenzahnräder 41G und 42G nachteilig beeinflusst, und es ist möglich, eine Zunahme des Totgangs der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps zu unterdrücken, die auf das Abriebpulver zurückzuführen ist. Die beschichtungsbasierte Affinitätsverbesserung ist besonders effektiv in einem Fall, in dem Fett als ein Schmiermittel verwendet wird. In einem Fall, in dem Fett verwendet wird, ist es unwahrscheinlich, dass Eindringen von Schmiermittel in den Eingriffsabschnitt H des Außenzahnrads 32 oder in die Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 32 auftritt, und es ist unwahrscheinlich, dass sich auf der Zahnoberfläche ein Tribofilm bildet.
Ferner weist bei der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps der vorliegenden Ausführungsform die Zahnoberfläche des Außenzahnrads 32 eine Abmessung auf, bei der das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G negativ ist, wenn der Eingriffsabschnitt H beschichtet ist. Mit dieser Konfiguration kann das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G in einem Zustand, in dem das Außenzahnrad 32 und die Innenzahnräder 41G und 42G affin sind, extrem reduziert werden.
Ferner weist die Zahnoberfläche des Außenzahnrads 32 eine Abmessung auf, bei der das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G positiv ist, wenn der Eingriffsabschnitt H unbeschichtet ist. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, die Drehlast zu reduzieren, die zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G erzeugt wird, und das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G in einem Zustand zu reduzieren, in dem das Außenzahnrad 32 und die Innenzahnräder 41G und 42G affin sind.
Ferner beträgt bei der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps der vorliegenden Ausführungsform der Totgang 0,15 arcmin bis 3 arcmin in einem Zustand, in dem der Eingriffsabschnitt H des Außenzahnrads 32 keine Beschichtung aufweist. Mit der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps mit dem extrem geringen Totgang zu realisieren.
(Ausführungsform 2)
Die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 2 unterscheidet sich von der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 1 darin, dass der Eingriffsabschnitt H des Außenzahnrads 32 in dem Produktzustand nach Herstellung (Zustand zu einem Versandzeitpunkt) keine Beschichtung aufweist, und die anderen Komponenten von Ausführungsform 2 sind denen von Ausführungsform 1 ähnlich. Die ähnlichen Teile werden nicht detailliert beschrieben.
Das Außenzahnrad 32 von Ausführungsform 2 weist eine Beschichtung auf der Innenumfangsf läche und an einem Teil außer dem Eingriffsabschnitt H (siehe 3) auf der Zahnoberfläche auf. Das Außenzahnrad 32 von Ausführungsform 2 weist keine Beschichtung bei dem Eingriffsabschnitt H auf der Zahnoberfläche auf. Die Komponente der Beschichtung ist die gleiche wie die Beschichtung von Ausführungsform 1.
Das Außenzahnrad 32 weist eine Abmessung auf, bei der das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G in einem Zustand positiv ist, in dem der Eingriffsabschnitt H der Zahnoberfläche keine Beschichtung aufweist. Ferner weist auch bei Ausführungsform 2 das Außenzahnrad 32 eine Abmessung auf, bei der das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G negativ ist, wenn der Eingriffsabschnitt H des Außenzahnrads 32 eine Beschichtung aufweist, deren Dicke gleich der Beschichtung an dem Teil der Zahnoberfläche außer dem Eingriffsabschnitt H ist.
Die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 2 führt einen Verlangsamungsvorgang ähnlich der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 1 durch. Die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 2 ist in der Lage, den Hauptbetrieb durchzuführen, ohne den Affinitätsvorgang nach Produktversand durchzuführen, und somit ist der Betrag des Spiels zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G ab dem Produktversand gering und ein geringer Totgang wird realisiert.
Der Totgang der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 2 beträgt 0,15 arcmin bis 3 arcmin und weiter bevorzugt 0,15 arcmin bis 1 arcmin.
<Verfahren zur Herstellung von Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps>
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 2 darstellt.
Ähnlich dem Herstellungsverfahren von Ausführungsform 1 enthält das Verfahren zur Herstellung der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 2 einen Beschichtungsschritt (Schritt S11) des Beschichtens der Innenumfangsfläche und Zahnoberflächen des Außenzahnrads 32 und einen Montageschritt (Schritt S12) des Montierens der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps. Die Zahnoberfläche des Außenzahnrads 32 einschließlich des Eingriffsabschnitts H wird in dem Beschichtungsschritt beschichtet.
Ferner enthält das Herstellungsverfahren von Ausführungsform 2 einen Beschichtungsentfernungsschritt (Schritt S13), der sich an den Montageschritt anschließt. Bei dem Beschichtungsentfernungsschritt wird die Beschichtung des Eingriffsabschnitts H des Außenzahnrads 32 entfernt, indem die montierte Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps für eine vorbestimmte Zeit betrieben (zum Beispiel der Affinitätsvorgang durchgeführt) wird.
Via das Herstellungsverfahren ist es möglich, die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps mit einem geringen Totgang herzustellen, die in der Lage ist, Reibverschleiß zwischen dem Außenzahnrad 32 und dem Außenring 31a zu unterdrücken.
Wie oben beschrieben, weist bei der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 2 das Außenzahnrad 32 die Beschichtung auf der Innenumfangsfläche und an dem Teil der Zahnoberfläche außer dem Eingriffsabschnitt H auf und weist keine Beschichtung in dem Eingriffsabschnitt H auf. Bei dieser Konfiguration ist der Beschichtungsteil zwischen den Zahnoberflächen zu einem Zeitpunkt vor oder nach dem Kontakt der Zahnoberfläche des Außenzahnrads 32 und den Zahnoberflächen der Innenzahnräder 41G und 42G in dem Eingriffsabschnitt H eingefügt, und somit kann das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G verringert werden. Infolgedessen ist es möglich, eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps mit einem geringen Totgang zu realisieren. Ferner kann Reibverschleiß zwischen dem Außenzahnrad 32 und dem Außenring 31a des Wellengeneratorlagers 31 durch die Beschichtung auf der Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 32 unterdrückt werden. Durch Unterdrücken des Reibverschleißes ist es möglich, das von diesem Teil erzeugte Abriebpulver zu unterdrücken, das die Zahnoberfläche des Außenzahnrads 32 und die Zahnoberflächen der Innenzahnräder 41G und 42G nachteilig beeinflusst, und es ist möglich, eine Zunahme des Totgangs der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps zu unterdrücken, die auf das Abriebpulver zurückzuführen ist. Zusätzlich können ähnliche Effekte wie bei Ausführungsform 1 erhalten werden.
Ferner weist das Herstellungsverfahren für Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps von Ausführungsform 2 den Effekt auf, dass der Hauptbetrieb mit einem geringen Totgang nach Produktversand mittels des Beschichtungsentfernungsschritts nach dem Montageschritt durchgeführt werden kann.
Zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden oben beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung, obwohl die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps bei den oben beschriebenen Ausführungsformen eine sogenannte rohrförmige Konfiguration aufweist, nicht darauf beschränkt, und die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine sogenannte Zahnradvorrichtung des Topftyps oder des Zylinderhuttyps des Biegeeingriffstyps sein. Zusätzlich wird bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Beschichtung des Eingriffsabschnitts H infolge eines Vorgangs entfernt, nachdem das gesamte Außenzahnrad 32 einschließlich der Zahnoberfläche beschichtet wurde. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der Eingriffsabschnitt H nicht mit Beschichtung versehen werden, indem der Bereich des Eingriffsabschnitts H maskiert wird, wenn das Außenzahnrad 32 beschichtet wird. Darüber hinaus können die bei den Ausführungsformen beschriebenen Details innerhalb des Erfindungsgedankens in geeigneter Weise geändert werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann für eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps und ein Verfahren zu deren Herstellung verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps
30: Wellengeneratorwelle
30A: Wellengenerator
31: Wellengeneratorlager
31a: Außenring
32: Außenzahnrad
41: erstes Innenzahnradelement
42: zweites Innenzahnradelement
41G, 42G: Innenzahnrad
H: Eingriffsabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018096510 [0003]

Claims

Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, umfassend: einen Wellengenerator; ein Außenzahnrad, das durch den Wellengenerator gebogen und verformt wird; ein Innenzahnrad, das in das Außenzahnrad eingreift; und ein Wellengeneratorlager, das zwischen dem Außenzahnrad und dem Wellengenerator angeordnet ist, wobei das Außenzahnrad eine Beschichtung auf einer Innenumfangsfläche und einer Zahnoberfläche aufweist und die Beschichtung Eigenschaften aufweist, die es ermöglichen, dass die Beschichtung in einem Eingriffsabschnitt durch Eingreifen des Außenzahnrads in das Innenzahnrad entfernt wird, wenn die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps betrieben wird.
Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, umfassend: einen Wellengenerator; ein Außenzahnrad, das durch den Wellengenerator gebogen und verformt wird; ein Innenzahnrad, das in das Außenzahnrad eingreift; und ein Wellengeneratorlager, das zwischen dem Außenzahnrad und dem Wellengenerator angeordnet ist, wobei das Außenzahnrad eine Beschichtung auf einer Innenumfangsfläche und an einem Teil außer einem Eingriffsabschnitt einer Zahnoberfläche aufweist, und der Eingriffsabschnitt die Beschichtung nicht aufweist.
Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Außenzahnrad eine Abmessung aufweist, bei der ein Spiel zwischen dem Außenzahnrad und dem Innenzahnrad in einem Fall negativ ist, in dem der Eingriffsabschnitt die Beschichtung aufweist.
Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Außenzahnrad eine Abmessung aufweist, bei der ein Spiel zwischen dem Außenzahnrad und dem Innenzahnrad in einem Zustand positiv ist, in dem die Beschichtung des Eingriffsabschnitts nicht bereitgestellt ist.
Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Totgang der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps 0,15 arcmin bis 3 arcmin in einem Zustand beträgt, in dem die Beschichtung nicht in dem Eingriffsabschnitt bereitgestellt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, die einen Wellengenerator, ein Außenzahnrad, das durch den Wellengenerator gebogen und verformt wird, ein Innenzahnrad, das in das Außenzahnrad eingreift, und ein Wellengeneratorlager, das zwischen dem Außenzahnrad und dem Wellengenerator angeordnet ist, enthält, wobei das Verfahren umfasst: einen Beschichtungsschritt des Beschichtens mindestens einer Innenumfangsfläche und einer Zahnoberfläche des Außenzahnrads; und einen Montageschritt des Montierens der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps durch Kombinieren mehrerer Komponenten einschließlich des beschichteten Außenzahnrads, wobei in dem Beschichtungsschritt das Beschichten so durchgeführt wird, dass eine Beschichtung in einem Eingriffsabschnitt durch Eingreifen in das Innenzahnrad entfernt wird, wenn die montierte Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps betrieben wird.
Verfahren zur Herstellung einer Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps nach Anspruch 6, ferner umfassend: einen Beschichtungsentfernungsschritt des Entfernens der Beschichtung an dem Teil des Außenzahnrads, der in das Innenzahnrad eingreift, durch Betreiben der montierten Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps für eine vorbestimmte Zeit.