FR2760505A1

FR2760505A1 - Ensemble d'engrenages de changement de vitesse et procede de fabrication

Info

Publication number: FR2760505A1
Application number: FR9802592A
Authority: FR
Inventors: Ichirou Kamimura
Original assignee: Namu Co Ltd Japan
Current assignee: Namu Co Ltd Japan
Priority date: 1997-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 1998-09-11
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: SE512892C2; GB2327998B; SE9800657L; GB9804358D0; GB2327998A; DE19809199A1; SE9800657D0; US5954610A; JPH10246293A; FR2760505B1

Abstract

L'ensemble d'engrenages de changement de vitesse est miniaturisé et ses engrenages respectifs (A1 - A4 ) sont agencés dans une direction axiale. Le centre d'une surface sphérique commune (Cir1) passant par chaque cercle primitif des premier et deuxième engrenages (A1 , A2 ) coïncide avec le centre d'une surface sphérique commune passant par chaque cercle primitif des quatrième et troisième engrenages (A4 , A3 ) . Le centre est utilisé comme origine (O) de coordonnées XY. L'axe d'un arbre d'entrée est agencée sur l'axe des X. Un point de prise (C1 ) entre des premier et deuxième engrenages (A1 , A2 ) et un point de prise (C2 ) des quatrième et troisième engrenages (A4 , A3 ) sont agencés dans le même quadrant des coordonnées XY. Les premier à quatrième engrenages sont agencés sur la surface de même direction axiale d'un élément rotatif. Il est par conséquent possible de réduire la dimension axiale de l'ensemble d'engrenages.

Description

ENSEMBLE DENGRENAGES DE CHANGEMENT DE VrIESSE

ET PROCEDE DE FABRICATION

La présente invention concerne un ensemble d'engrenages de différentiel qui peut obtenir un grand rapport de changement de vitesse en utilisant quatre engrenages. Actuellement, un actionnreur destiné à changer un mouvement de rotation obtenu à partir d'une source d'entraînement en rotation telle qu'un moteur, en mouvement linéaire, a été utilisé dans divers types de dispositifs mécaniques. En général, ractionneur décélère la rotation d'unm arbre rotatif par l'mintermédiaire dunm ensemble d'engrenages de changement de vitesse et la change en mouvement linéaire sous condition qu'un couple d'entrainement plus grand, ou quune rotation plus élevée, soit obtenu. En conséquence, rensemble d'engrenages de changement de vitesse est un des éléments constitutifs importants de ractionr. Habitucllement, en i5 général, des engrenages à développante ont été assemblés pour rensemble d'engrenages de changement de vitesse. Cependant, un battement est inévitable dans P'ensemnble tel que constitué d'engrenages cycloides, d'engrenages à développante, et analogues. Dans le cas de l'actionneur qui nécessite une précision de position élevée, l'influence du battement est importante sur la dégradation de la précision de la

position.

Par conséquent, kl présente inventeur a inventé un ensemble de changement de vitesse qui peut obtenir un grand rapport de changement de vitesse sans battement inévitable et a décrit ses détails dans la publication de brevet japonais N Hci 7-56 324. Puisque les engrenages utilisés à l'intérieur de l'ensemble de changement de vitesse utilisent ce qu'on appelle un mouvement de Coriolis, rensemble de changement de vitesse sera appelé ensemble d'engrenages de Coriolis. La figure 15 représente une vue latérale en coupe de la partie principale de l'ensemble d'engrenages de Coriolis du présent inventeur. Dans l'ensemble d'engrenages de Coriolis, un arbre d'engrenage d'entrée 1 et un arbre d'engrenage de sortie 2 sont reliés hun l'autre par l'intermédiaire dun premier à un quatrième engrenage Al à A4. La réduction de vitesse est réalisée par ces engrenages. Les premier à quatrième engrenages A1 à A4 sont des engrenages coniques. Ensuite, le deuxième engrenage A2 et le troisième engrenage A3 sont agencés sur un élément rotatif 3. L'élément rotatif 3 pivote sur une partie inclinée la de l'arbre d'entrée 1. Si rélément rotatif 3 est ainsi supporté en oblique, il est possible de produire un mouvement de Coriolis, qui sera décrit ultérieurement de l'élément rotatif 3, conforme à la rotation de arare

d'entrée 1.

Aussi, des rouleaux 4 et des surfaces gravées 5 sont utilisés en tant que dents d'engrenage de chaque engrenage de sorte que la rotation des rouleaux 4 peut absorber un mouvement glissant produit dans la prise dentée. En conséquence, même si rétablissement du battement est supprimé et si une pression préalable est appliquée intentionnellement sur les engrenages, il est possible d'éviter la création de chaleur provoquée par l'engrènement des engrenages. De plus, la forme en coupe de l'é61ément rotatif 3 a une forme de U de sorte que les parties formant la forme en U peuvent être déformées élastiquement pour communiquer la pression préalable par leur élasticité. Alors, lorsquc le mouvement de rotation de larbre d'ntrée 1 est transmis à l'arbre de sortie 2, un effet de réduction de vitesse à deux étages est atteint par le premier et le deuxième engrenage AI et A2 et le troisième et le quatrième

engrenage A3 et A4.

A propos, orsquc le mouvement de rotation de l'arbre d'entrc est transmis à 2o l'arbre de sortie, rensemble de train planétaire habituel (par exemple du type S-C-P, o S est le planétaire, C le porte- satellite et P est le satellite) est soumis à un effet de réduction de vitesse à un étage seulement. Le rapport de réduction de vitesse qui peut être conçu est limité. Compte tenu de ce fait, il doit être compris que rensemble d'cngrenages de Coriolis présenté par le présent inventeur peut être conçu pour avoir un rapport de réduction de vitesse plus grand dans une plage plus large et peut âtre appliqué de manière plus large. Cest un but de la présente invention d'élargir ncore la plage d'applications de rensemble d'engrenages de Coriolis en rendant possible de diversifier les formes de l'engrenage de Coriolis tout en utilisant les avantages décrits

ci-dessus de l'engrenage de Coriolis.

Afin de résoudre le problème décrit ci-dessus, conformnnnment à l'invention, il est fourni un ensemble d'engrenages de changement de vitesse dans lequel les axes respectifs du premier engrenage ayant un nombre de dents NI, fixé sur un carter, et du quatième engrenage ayant un nombre de dents N4, monté sur un arbre de sortie, sont amenés à coincider l'un avec l'autre et avec lraxc de rarbre d'entrée, et un élément rotatif, muni en un seul bloc, du deuxième engrenage ayant un nombre de dents N2 et du troisième engrenage ayant un nombre de dents N3 est supporté de manière rotative sur une partie inclinée de l'arbre d'entrée de sorte que le deuxième engrenage est en prise avec le premier engrenage et le troisième engrenage ost en prise avec le quatrième engrenage, caractérisé en ce que: le centre d'une surface sphérique comnmumne passant par chaque cercle primitif du premier et du deuxième engrenage est amené à cofncider avec le centre d'une surface sphérique commune passant par chaque cercle primitif du quatrième et du trisième engrenage, raxe de l'arbre d'entrée est disposé su raxe des X de coordonnées XY ayant une origine située au niveau du centre, et un point de prise entre le premier et le deuxième engrenage et mun point de pise entre le quatrième et le troisième engrenage sont toujoursm disposés de manière telle que les points de prise sont positionnmés dans le même quadrant des coordonnées XY lorsqu'ils sont mis en rotation autour de l'axe des X, et l'angle défini par l'arbre d'entrée et sa partie inclinée est 0, l'angle existant entre un plan perpendiculaire à une surface de roulement de chaque engrenage et la ligne centrale de chaque cône primitif est 61 à 04 pour chacun des premier à quatrième engrenages, en ayant pour relation 01 + 02 = 03 + 04 = 0, une dent de hauteur égale étant formée de chaque côté des surfaces de roulement en vis-à-vis par un outil de tailage ayant les formes de dent quelconques respectives du premier au quatrième engrenage obtenues en supposant des engrenages cylindriques correspondants ayant chacun un nombre de dents correspondant Z, Z2, Z3, et Z4 donné: Z1 = N / sin l01 Z2 = N2 / sin 02 Z3 = N3 / sin 03 Z4 = N4 / sin 04 avec un rayon primitif correspondant qui est la distance depuis la surface de roulement de chaque engrenage jusqu'à rintersection entre un plan perpendiculaire à la surface de rodulement et la ligne centrale de chaque cône primitif, et la forme de

dent de la dent de hauteur égale est produite et transféré sur la surface associée.

Confoméement à la presente invention, le centre de la surface sphérique commune passant par chaque cercle primitif du premier et du deuxième engrenage est amené à coincider avec le centre de la surface sphérique commune passant par chaque cercle primitif du quatrième et du troisième engrenage, la ligne d'axe de l'arbre d'entrée est agencée sur raxe des X de coordonnées XY ayant leur origine au niveau du centre, et le point de prise entre le premier et le deuxième engrenage et le point do prise entre le quatrième et le troisième engrenage sont agencées dans le même quadrant des coordonnées XY. En résultat, il est possible d'agencer les premier à quatrième engrenages dans la surface de même direction axiale de l'élément rotatif pour réduire ainsi la dimension dans la direction axiale de rensemble

d'engrenages.

Selon d'autres caractéristiques de rinvention: Le point de prise entre le premier et le deuxième engrenage et le point de prise entre le troisième ct le quatrième engrenage peuvent être disposés dans le premier quadrant et le deuxième quadrant ou le troisième quadrant et le quatrième quadrant, respectivement, au lieu de disposer le point de prise entre ole premier et le deuxième engrenage et le point de prise entre le troisième et le quatrième engrenage dans le même quadrant des coordonnées XY. Aussi, avec cet agencement, il est possible d'agencer les premier à quatrième engrenages dans la surface de même direction axiale de l'élément rotatif et de réduire la dimension en direction axiale de l'ensemble d'engrenages; Les engrenages respoctifs peuvent tre dos engrenages coniques, des engrenagcs coniques à denture hélicoïdale ou des engrenages hypoides; Les cngrenages respectifs sont définis par des rouleaux et des surfaces gravées. En résultat, même si la conception du battement est supprimée et si une pression préalable adaptée est appliquée sur les dents, le mouvement dc glissement produit lors de la prise des engrenages peut être absorbé par une rotation des rouleaux; L'arbre d'entrée et larbre de sortie sont creux. L'espace constitué de l'intérieur des arbres d'entrée et de sortie peut être utilisé par exemple en tant que passage

traversant passant à travers l'rensemble de changement de vitesse.

Aussi, un procédé d'usinage des dents d'un ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon la présente invention, est caractérisé en ce qu'une pice à usiner est fixée sur un système de déplacement destiné à réaliser le même mouvement que ole mouvement de Coriolis qui est requis pour les engrenages, un dispositif de taillage ayant toute forme de dent voulue est déplacé dans unme direction de ligne de dent prédéterminée en synchronisation avec le mouvement de Coriolis du système de déplacement, et des dents des engrenages utilisés dans l'ensemble

d'engrenages de changement de vitesse.

Selon la présente invention, les dents sont produites dans le même mouvement que le mouvement de Coriolis qui est nécessaire lorsque la pièce à musiner est utilisée en tant qu'engrenage, de sorte qu'un outil de taillago ayant toute forme de dent voulu es t amené en contact avec la pièc à usiner comnm si l'engrenage qui forme une paire avec la pièce à usiner était en prise avec la pièce à usiner. Ainsi

toute forme de dent voulue peut être formnée.

De plus, selon un ensemble d'engrenages de changement de vitessc selon l'invention, rensemble d'engrenages de changement de vitesse a des engrenages formés par un procédé de coulage à chaud, un procédé de pressage à chaud ou un procédé de moulage sous pression d'une résine à l'aide de moules auxquels a été transférée la forme de dent formée par le procédé d'usinage des dents selon l'invention. On va maintenant décrire la présente invention, à titre d'exemple uniquement, en référence aux dessins annexes, sur lesquels: - la figure 1 est une vue développée représentant un procédé d'obtention d'une forme de dent de chaque engrenage conique d'un ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon un premier mode de réalisation, - la figure 2 est une vue à plus grande échelle d'une partie principale de la figure 1, - la figure 3 est une vue développée représentant un procédé d'obtention d'une forme de dent de chaque engrenage conique d'un ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon un deuxième mode de réalisation, - la figure 4 est une vue développée représentant un proé d'obtention d'une forme de dent de chaque engrenage conique dun ensemble d'engrenages selon un troisième mode de réalisation, - la figure 5 est une vue schématique, en coupe, de l'ensemble crd'engrenages de changement de vitesse selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention, - la figure 6 est une vue à plus grande échelle représentant une partie montrant unec partie de prise entre le premier et le deuxième engrenage de rensemble d'engrenages de changement de vitesse représenté sur la figure 5, - la figure 7 est une vue schématique, en coupe, montrant l'ensemblo d'engrenages de changement de vitesse scion le prcnir mode de réalisation de la présente invention, la figure 8 est une vuec développée représentant un procédé d'obtention de formnne de dent des engrenages coniques respectifs dans un ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon le quatrième mode de réalisation de la présentc invention, - la figure 9 est une vue développée représentant un procé d'obtention d'une fornme de dent de l'engrenage conique, qui est formé en tant que paire des engrenages coniques respectifs d'un ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention, - la figure 10 est une vue schématique, en coupe, représentant un dispositif d'usinage destiné à former les engrenages coniques selon la présente invention, - la figure 11 est une vue en coupe, à plus grande échelle, représentt une formnne de dent utilisée dans un ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon un cinquièine mode de réalisation de la présente invention, - la figure 12 est une vue en coupe, à plus grande échelle, représentant une forme d'outil destiné à formcer la forme de dent représenté sur la figure 11, - la figure 13 est ime vue en coupe, à plus grande échelle, représentant une modification de la forme de dent utilisée dans le cinquième mode de réalisation de la présente invention, - la figure 14 est unie vue en coupe, à plus grande échell, représentant une autre modification de la forme de dont utilisée das le cinquièmec mode de réalisation de la présente invention, - la figure 15 est une vue en coupe représentant un ensemble d'engrenages de changement de vitesse habituel, la figure 16 est une vue schématique, en coupe, représentant une situation de fonctionnment en différentiel de l'ensemble d'engrenages de changement de vitesse représenté sur la figure 15, et - la figure 17 est une vue schématique, avant, représentant une situation du fonctionnemnt en différentiel de l'ensemble d'engrenages de changement de vitesse

représen sur la figure 15.

Un principe dun ensemble d'engrenages de Coriolis va tout d'abord être décrit en référence aux figures 15 à 17. Comme représenté sur la figure 15, rnsemble dengrenages de Coriolis a des premier à quatrième engrenages AI à A4 ayant la formnne de quatre engrenages ayant des nombres de dents différents. Dans ces engrenages, le premier engrenage A1 est fixé en un seul bloc sur un boîtier 6 et est un engrenage stationnaire qui n'est pas mis en rotation. Le deuxième engrenage A2 et le troisième engrenage A3 sont formns sur un élément rotatif 3 supporté de manière rotative sur un arbre d'entrée 1. Ausi, le quatrième engrenage A4 est agencé sur un arbre de sortie 2 et est supporté de manière rotative sur le boîtier 6. Alors, le premier engrenage AI et le deuxième engrenage A2, et le troisième engrenage A3 et le

quatrième engrenage A4, sont en prise les uns avec les autres, respectivement.

L'élément rotatif 3 est supporté par une partie inclinée la faisant un angle prédéterminé par rapport à raxe de l'arbre d'entrée 1. L'arbre d'entrée 1 en soi est supporté de manière rotative sur le boitier 6. Lorsque l'arbre d'entrée 1 est mis en

rotation, la partie inclinée la prend un mouvement analogue à un cou basculant.

L'élément rotatif 3 supporté de manière rotative sur rarbre d'entrée 1 prend un mouvement basculant analogue à une toupie juste avant rarêt. Le mouvement de l'élément rotatif 3 est appelé mouvement de Coriolis. Alors, l'élément rotatif 3 prend le mouvemenlt de Coriolis AI pour amener ainsi le deuxième cngrenagc A2 à venir on pnse avec le premier engrenage AI et le troisième engrenage A3 à venir en prise avec le quatrième engrcnage A4, respcctivecment (voir figure 16(a) et 16(b)). Alors, le deuxième engrenage A2 est mis en rotation par rapport au premier engrenage Al selon la différence du nombre de dents existant entre le deuxième engrenage A2 et le premier engrenage Al pour mun cycle du mouvement de Coriolis (un tour de l'arbre d'entrée 1). C'est-à-dire qu'une r6duction de vitesse à un étage est atteinte entre le

deuxième engrenage A2 et le premier engrenage A1.

Ici, le cas qui suit est une supposition dans laquelle le nombre de dents du premier engrenage Al est 100 et le nombre de dents du deuxième engrenage A2 est 101. Lorsque l'arbre d'entrée 1 est mis en rotation vers l'avant sur un tour, le deuxième engrenage A2 est mis on rotation vers rayant de 1/100 par rapport au premier engrenage A1. Aussi, en supposant que le nombre de dents du premier engrenage A1 est 100 et que le nombre de dents du deuxième engrenage A2 est 99, le deuxième engrenage A2 est mis en rotation dans le sens contraire do 1/100 par rapport au premier engrenage AI. Le mouvement du deuxième engrenage A2 est transmis directement au troisième engrenage A3, et le troisième engrenage A3 et le quatrième engrenage A4 sont mis en prise l'un avec rautre de la même manière. En conséquence, une réduction de vitesse à un étage est obtenue entre le troisième engrenage A3 et le quatrième engrenage A4. c'cst-à-dire que lorsque le mouvement de rotation de rarbre d'entrée 1 est transmis à l'arbre de sortie 2, l'reffet de réduction de vitesse à deux étages est atteint par les premier et deuxième engrenages AI et A2

et les troisième et quatrinème engrenages A3 et A4.

En supposant que le rapport de réduction de vitesse de l'ensemble d'engrenages de Coriolis décrit ci-dessus (nombre de tours par minute de l'arbre de sortie 2 lorsque rarbre d'cntrée 1 est mis en rotation sur un tour) est R, rléquation est donnée comme suit: R= 1 -(N4x N2) / ( N3 x N).. (i) o Nl est le nombre de dents du premier engrenage A1, N2 est le nombre de dents du deuxinème engrenagc A2, N3 est le nombre de dents du troisième engrenage A3, et N4 est le nombre de dents du quatrième engrenage A4. Dans ce cas, en supposant que Ni = 1000, N2 = 999, N3 = 1000, et N4 = 1001,

le rapport de réduction de vitesse R est d'un millionième (rotation vers l'avant).

Ainsi, l'ensemble d'engrenages de Coriolis peut atteindre un grand rapport de

réduction de vitesse avec uniquement quatre engrenages.

Aussi, lorsquc le deuxième engrenage A2 et le troisième engrenage A3 sont mis en prise avec le premier engrenage Al et le quatrième engrenage A4, tout en prenant le mouvement de Coriolis, un mouvement de glissement se produit entre les sufaces de prise respectives. Afin d'éviter mun bruit et une vibration dus au mouvement de glissement et un grippage entraîné par la création de chaleur due au mouvement de glissement, comme représenté sur les figures 15 et 17, des rouleaux 4 et des surfaces gravées 5 de contact avec les rouleaux sont formes dans les dents de chaque engrenage. De manière plus spécifique, comme représenté sur la figure 17, les rouleaux 4 sont supportés de manière flottante sur les surfaces gravées 5, de contact avec les rouleaux, formées sur le premier engrenage A1 (quatrième engrenage A4) pour former des dents convexes analogues à un manchon semi-circulaire. Aussi, les surfaces gravées 5, de contact avec les rouleaux, sont formées dans le deuxième engrenage A2 (troisième engrenage A3) pour former des dents concaves analogues à un manchon semni-circulaire. Ensuite, lorsque l'élément rotatif 3 effectue le mouvement de Coriolis dans une direction indiquée par une flèche (), le deuxième engrenage A2 (troisième engrenage A3) est déplacé dans une direction indiquée par les flèches > de sorte que les dents convexes et concaves respectives sont en prise les unes avec les autres. Alors, le mouvement de glissement produit entre les dents convexes et concaves respectives est absobé par la rotation des rouleaux 4. (Coci est partiellement extrait de NIKKEI MECHANICAL, 28 Octobre 1986, NO 492.) En conséquence, non seulement la conception du battement est inutile mais aussi ume pression préalable est appliquée entre les engrenages respectifs pour réaliser la mie

on prise avec une précision élevée.

Incidemn, corme décrit ci-dessus, dans le cas o la différence de nombre de dents entre le premier engrenage AI et le dcuxième engrenage A2 est de un, lorsque le mouvement de Coriolis est réalisé sur un cycle, les dents destinées à venir en prise entre le premier engrenage AI et le deuxième engrenage A2 sont déplacées de un. Aussi, dans le cas o la différence de nombre de dents est de deux, lorsque le mouvement de Coriolis est réalisé sur un cycle, les dents à mettre en prise entre le o10 premier engrenage AI et le deuxième engrenage A2 sont déplacées de deux. De la mime manière, dans le as o la différence de nombre de dents est N, ls dents à mettre en prise sont déplacées de N. Ceci est le cas aussi dans la relation existant

entre le troisième et le quatrième engrenage A3 et A4.

Un ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon un premnier mode de réalisation de la présente invention, qui est un exemple de rapplication de r'ensemble d'engrenages de Coriolis décrit ci-dessus, va maintenant être décrit en référence aux figures 1, 2 et 7. La figure 1 est une vue développée représentant un procédé d'obtention d'une forme de dent de chaque engrenage conique de rensemble d'engrenages selon le présent mode de réalisation. La figure 2 est une vue à plus grande échelle de la partie principale de la fgure.Lafigure 1. La fir 7 est une vue schémanutique en coupe représentant rensemble d'engrenages de changement de vitesse obtenu par le procédé des figures 1 et 2, représentant seulement une partie différente de celle de l'easmble d'engrenages de Coriolis représentée sur la figure 15. Ausi, dm ce mode de réalisation, les mêmes références numériques sont utilisées pour indiquer les mômes parties ainsi que les parties analogues de l'exemple

habituel, et l'explication détaillée de celles-ci ne sera pas faite.

Conmre représenté sur la figue 7, le premier engrenage conique A, est fixé sur le boîtier 6. Aussi, le quatrième engrenage conique A4 est monté sur l'arbre de sortie 2. Le deuxième et le troisième engrenage conique A2 et A3 agencés sur l'élément rotatif 3 sont agencés sur la surface de même direction axiale de rléément rotatif 3 (sur la surface située côté gauche de l'élément rotatif 3 sur la figure 7). En I1 consquence, lorsque les engrenages respectifs sont nmis en prise les uns avec les autres, le premnier, le deuxième, le quatrième et le troisième engrenage sont agencés dans cet ordre dans la direction axiale de l'arbre d'entrée 1. L'arbre d'entrée 1 est agencé pour passer à travers une partie creuse de larbra de sortic 2. Aussi, rarbre s d'entrée 1 est formé en tant qu'arbre creux qui est utilisé en tant que passage traversant lb. Comme représenté sur Ics figures 1 et 2, le point central d'unem surface sphérique commune Cirl (voir figure 2) passant par chaque cercle primitif du premiuer engrenage conique AI et du deuxième engrenage conique A2 est amené à coincider avec le point central d'une surface sphérique commune Cir2 (voir figure 2) passant par chaque cercle primitif du troisième engrenage conique A3 et du quatrième engrenage conique A4. Le point central identifié est indiqué par O. Alors, des coordonnées XY ayant l'origine O sont établies. L'axe central de rarbre d'entrée 1 (voir figure 7) est disposé sur l'axe des X des coordonnées XY. Ensuite, le point de i5 prise entre le premier et le deuxième engrenage conique Al et A2 et le point de paise entre le lroisième et le quatrième engrenage conique A3 et A4 sont rférencés par Cl et C2. Dans le mode de réalisation, les deux points de prise Cl et C2 sont agencés dans le deuxième quadrant (ou le troisième quadrant) des coordonnées XY. Pour référence, dans l'ensemble d'engrenages de Coriolis habituel représenté sur la figure 15, les points de prise décrits cidessus sont séparés dans le premier quadrant et le

troisième quadrant ou le deuxième quadrant et le quatrième quadrant.

L'angle défini entre la direction de raxe central de l'arbre d'entrée 1 et d'une partie inclinée la est appelé 0. Des angles définis entre des plans perpendiculaires aux surfaces de roulement des premier et deuxième engrenage A1 et A2 et les axes centraux des cônes de primitifs respectifs sont 01 pour le premier engrenage et 02 pour le deuxième engrenage et 01 + 02 = O. Il est possible de sélectionner zéro pour

01 ou 02. Dans ce cas, engrcnag conique ayant cet angle de zéro est une couronne.

De la même manière, les angles définis entre des plans perpendiculaires aux surfaces de roulement du troisième et du quatrième cngrnage A3 et A4 et les axes ccntraux des cônes de primitifs respectifs sont 03 pour le troisième engrenage et 04 pour le

quatrième engrenage et 03 + 94 = 0.

Aussi, les nombres de dents des premier à quatrième engrenages coniques sont Ni, N2. N3 et N4 et les valcurs de NI et N2 sont différentes lme de l'autre et les valeurs de N3 et de N4 sont différntcs l'une dc l'autre. On suppose que des engrenages cylinhdriques ERI, ER2, ER3 et ER4 ayant des rayons de cercles primitifs égaux aux distances D1O1, D202, D303 et D404 existant à partir des intersections entre des plans perpendiculaires aux surfaces de roulement des premier à quatrième engrenages A1 à A4 et des axes centraux des cônes de primitifs rcspoctifs, jusqu'aux sommets des cônes de primitifs respectifs. Ensuite, on suppose une forme de dent à développante du même cercle primitif ou toute forme de dent voulue sur les cercles pimitifs. Cette forme de dent est utilisée pour des engrcnaes cylindriques correspondant aux premier à quatrième engrenages A1 à A4. Ici, on suppose que les nombres de dents co ondants des engrenages cylindriques ispondants sont Zl, Z2. Z3 et Z4, ceux-ci étant exprimés comme suit: Zl = NI / sin e1... (ii) Z2 = N2 / sin 02...(iii) Z3 = N3 / sin 03...(iv) 4 = N4 / sin 04.. (v) Dam les engrenages cylindriques coen nts ayant la relation obtenue par les équations (ii) et (iii) décrites ci-dessus, une formenc de dent ayant une hauteur égale (forme de dent octoidale) est produite sur le premier engrenage Ai par un outil de taillage destiné à former une forme de dent en développantc ou toute forme de dent voulue. De plus, la forme de dent est transfér6cée au deuxième engrenage A2. De la mnme manière, le troisième et le quatrième engrenage A3 et A4 sont formés. De plus, si la surface gravée 5 munie du rouleau est formée à la place de la forme de dent octofdalc décritc ci-dessus, il est possible d'obtenir pratiqucmcnt la mnme forme de dent que celle représentée sur la figure 15 et la figure 17. La figure 7 représente le cas o les rouleaux 4 et les surfaces gravées 5 munies des rouleaux sont utilisés en tant que forme de dent. Incidemment, les rouleaux utilisés ici peuvent être remplacés par tout type de rouleau tel que des rouleaux cylindriques et des rouleaux analogues à

une aiguille.

Les résultats avantageux obtenus par le prenier mode de réalisation de la présente invention ayant l'agencement décrit ci-dessus sont comme suit. Conformément au mode de réalisation, à la fois le point de prise C1 entre le premier et le deuxième engrenage conique AI et A2 et le point de prise C2 entre le troisieme et le quatriôme engrenage conique A3 et A4 sont situés dans le deuxième quadrant (ou troisième quadrant) des coordonnées XY décrites ci-dessus, de sorte que comme représenté sur la figure 7, les premier à quatrième engrenages coniques sont situés dans la sinface de même direction axiale de rélément rotatif 3 pour diminuer ainsi la dimension dans la direction axiale de l'ensemble d'engrenages. Aussi, il est facile de positionner larbre de sortie 2 de manière à ce qu'il s'étendc dans la môme direction que celle de rarbre crentrée 1, et il estpossible de satisfaire à divers impératifs. En conséquence, il est possible d'élargir la plage d'applications de rensemble <engrenages de Coriolis qui peut obtenir un rapport de réduction de vitesse

i'portant avec uniquement quatre engrenages.

Aussi, comme repréenté sur la figure 7, larbre de sortie 2 est formé en tant qu'arbre creux, l'ambre crentrée 1 et agencé pour passer à trvers l'intérieur de l'arbre creux, et l'arbre dentrée 1 est aussi formé en tant qu'arbre creux pour constituer son intérieur creux en tant que passage traversant lb. En conséquence, il est possible de disposer divers parties àl rintérieur du passage traversant lb. Par exemple, dam le cas o l'ensemble d'engrenages de changement de vitesse est utilisé en tant que moyens d'entraînement en basculcment d'une tête de revolver, le passage traversant peut être formé cn tant que passage d'alimentation de balle vers le revolver ou passage de communication pour los actionneurs. L'ensemble est particulièrement adapté à un système qui nécessite une mise en rotation ultra précise et un mouvement darrt ultra précis et en même temps nécessite un tuyau creux pouvant ôtre mis cn rotation tel qu'un plateau tournant de machine-outil de grande dimension, une grue de grande dimension, un bras de robot à multiples articulations, des tourelles pour les bases de la grue et du bras de robot, un appui de base pour une antenne parabole, un

dispositif rotatif pour un scanner de corps humain et analogue.

Un ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon un deuxième mode de réalisation de la prsente invention va maintenant être décrit en référence aux figures 3, 5 et 6. La figure 3 est une vue développée représentant un procédé pour obtenir ume forme de dent de chaque engrenagc conique d'un cnsemblc d'engrenages selon le deuxième mode de réalisation. La figure 5 est une vue schématique en coupe d'un ensemble cd'engrenages de changement de vitesse obtenu par le procédé représenté sur la figure 3, représentant uniquement une partie différente de celle de l'ensemble d'engrenages de changement de vitesse représenté sur la figure 15. Dans le deuxième mode de réalisation, les nmêmes références numériques sont utilisées pour indiquer les mêmes pièces ainsi que les pièces analogues à celles de l'exemple habituel, et l'explication détaillée de cellcs-ci ne sera

pas faite.

Le point de différnec entre le premier et le deuxième mode de réalisation de la présente invention est que dans le deuxième mode de réalisation, la surface de roulement de chaque engrenage conique c'est-à-dire la direction de la ligne de dent est dirigée vers l'origine O des axes de coordonnées XY. Conformément à ce procédé, comme représenté sur la figure 5, le deuxième engrenage A2 et le troisième engrenage A3 sont formés en tant qu'engrenages coniques dentés intérieures (engrenages coniques inversés) ayant une hauteur égale. Aussi, dans ce mode de réalisation, à la fois le point de prise CI entre le premier et le deuxième engrenage conique AI et A2 et le point de prise C2 entre le troisième et le quatrième engrenage conique A3 et A4 sont situés dans le deuxième quadrant (ou troisième quadrant) des coordonnées XY représentées sur la figure 3, de sorte que conmme représenté sur la figure 5, les premier à quatrième engrenages coniques sont situés dans la surface de 2s même direction axiale de l'élénment rotatif 3 pour ainsi diminuer la dimension dans la direction axiale de l'ensemble d'engrenages. En conséquence, il est possible d'crélargir la plage d'applications de rensemblc d'engrenamges de Coriolis qui peut obtenir un grand rapport de réduction de vitesse avec uniquement quatre engrenages. Aussi, dans le présent mode de réalisation, rarbre de sortie 2 est formé en tant qu'arbre creux, l'arbre d'entrée 1 est agencé pour passer à travers l'intérieur de l'arbre creux, et

l'arbre d'entrée 1 peut être agencé pour s'étendre dans la même direction axiale.

A propos, le deuxième engrenage A2 et le troisième engrenage A3 agencés sur l'élément rotatif 3 sont montés de manière amovible sur rélémont rotatif par des moyens de fixation tels que des boulons 7. L'élément rotatif 3 maintient le deuxième et le troisième engrenage A2 et A3 pour qu'ils soient déformables élastiquement dans la partie de montage des deuxième et troisième engrenages A2 et A3. En conséquence, lors du contact entre les engrenages respectifs, une pression préalable adaptée peut êtrc appliquée entre les engrenages. Des surfaces gravées 5 de contact avec les rouleaux sont formées sur les surfaces de roulement respectives du premier engrenage A1 et du quatrième engrenage A4, et les rouleaux 4 sont supportés de manière flottante par les surfaces gravées pour ainsi former des dents convexes semi-circulaires. Aussi, des surfaces gravées 5 de contact avec les rouleaux sont formées sur les surfaces de roulement respctivs du deuxième engrenage A2 et du

troisième engrenage A3 pour former ainsi des dents concaves semicirculaires.

Conmme représenté sur la figure 6, les rouleaux 4 agencés sur le premier et le quatrième engrenage AI et A4 sont munis aux deux extrémités de parties 4a de petit diamètre qui sont supportées sur des dispositifs de retenue 8. Les dispositifs de retenue 8 sont formés d'un matériau ayant une élasticité, tel qu'une résine synthétique, de manière à supporter de manière flottante et rotative les rouleaux 4 (en

permettant aux rouleaux de se déplacer légèrement le long des surfaces gravées 5).

Enmuite, lorsqu'une charge est appliquée sur le rouleau 4 (lorsque es engrenages sont en prise l'un avec raue), le dispositif de retenue 8 est défonnrmé uniquement d'une quantité nécessaire de sorte que le rouleau 4 est amené on contact intime avec la

surface gravée 5 de contact avec le rouleau.

A propos, lorsquo le deuxinème et le troisième engrenage A2 et A3, destinés à devenir les engrenages coniques inverses, sont fabriqués, en particulier lorsque le diamètre d'engrenage du deuxième engrenage A2 est dans une certaine mesure important (par exemple de 1 à 2 m ou plus), mune roue formant dispositif de taillage, ayant de 25,4 à 51 cm (10 à 20 pouces) d'un dispositif d'usinage qui sera expliqué on référence à la figure 10 peut être utilisée. En conséquence, il est possible de former des dents directement par l'opération d'usinagc. Cependant, dans le cas o le diamètre d'engrenage du deuxième engrenage A2 est petit (par exemple 20 mm ou moins), la dimension de hla roue de taillage est une dimension qui ne peut pas être réalisée en

réalité. En consuence, il est difficile de former des dents par l'opération d'usinage.

Par conséquent, si une forme de dent voulue est trannsférée sur un moule (c'est-à-dire que la forme du moule est celle de l'engrnage conique) pour obtenir rengrenagc on tant que produit moulé, et que l'usinage précis est effectué sur le moule, il est facile de produire les engrenages en tant que produit moulé sur la base d'une production de masse. Incidemment naturellement, le procédé pour obtenir les engrenages sous forme de produits moules peut aussi être appliqué aux engrenages qui ont été

expliqués dans le premnier mode de réalisation.

Un ensemble d'engrenages selon un troisième mode de réalisation de hla prsente invention va maintenant être décrit en référence à la figure 4. La figure 4 est une Vue développée représentant un procédé pour obtenir une forme de dent de chaque cngrenagc conique d'un cnsemblc d'engrenages selon le troisième mode de réalisation. Aussi, dans le troisième mode de réalisation, on utilise les mnêmes références numériques pour indiquer les mêmes parties que celles de rexemple habituel et les parties analogues de cehlui-ci, et l'explication détaillée de celles-ci ne

sera pas faite.

Dans le troisième mode de réalisation de la présente invention, le point de différence du premier et du deuxième mode de réalisation de la présente invention est quec dans les coordonnées XY représentées sur la figure 4, le point de prise CI entre le premier et le deuxième engrenage conique AI et A2 est situé dans le deuxième quadrant, et le point de prise C2 entre le troisième et le quatrième engrenage conique A3 et A4 est situé dans le premier quadrant (ou Cl est situé dans le troisième quadrant et C2 est situé dans le quatrième quadrant). Dans ce cas, Ci et C2 sont situés dans les deux quadrants respectivement, mais CI et C2 sont agencés pour être proches l'un de l'autre sur les deux côés de l'axe des Y de sorte que la dimension, dans la direction axiale, de l'ensemble d'cngrenagcs peut être réduite de la même manière que dans les deux modes de réalisation décrits ci-dessus. Aussi, à condition que lorsque CI et C2 soient prévus pour être situés sur les deux côtés de raxe des Y et proches run de l'autrc, le diamnètre de cercle primitif de chacun des premicr à quatrième engrenages AI à A4 peut être plus proche de la valeur maximale. Puisque le couple pouvant être penmis pour les engrenages est proportionnel au diamètre des engrenages, il est possible de former un couple d'engrenages ayant le couple maximum pouvant être permis. En conséquence, un autre avantage est que la liberté de conception de l'ensemble d'engrenages est élargie et que la plage d'applications de celui-ci est élargie. Un ensemble d'engrenages selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit en référence aux figures 8 et 9. Ies figures 8 et 9 sont des vues développées représentant un procédé pour obtenir une fonne de dent de chaque engrenage conique de rensemble d'engrenages selon le quatrième mode de réalisation. Aussi, dans le quatrieme mode de réalisation, on u'tlise les mimes références numériques pour indiquer les mêes pièces, et des pièces analogues, que dans l'cxemple habituel et rexplication détaillée de celles-ci

ne sera pas faite.

Lc présent mode de réalisation es cactérisé en ce que chaque engrenage conique AI à A4 est un engrenage hyporde. Le procédé pour former l'hypoide est comme suit. On se reporte la figur 8: 1. Utiliser un cercle passant par le milieu d'une largeur de dent, pour définir le

diamètre du cercle primitif (POU).

2. Utiliser rintersection entre PCD et une ligne centrale de la dent à former,

en tant que Pc.

3. Etablir un angle de torsion ô autour du centre Pc.

4. Obtenir un nombre de dents correspondant à celui d'un engrenage droit correspondant en supposant que rengmrnage droit correspondant est rengrenage droit ayant son diamètre qui correspond au rayon de courbure au niveau du point Pc lorsque la surface de roulement est coupée par une perpendiculaire en coupe

transversale à la ligne de dent tout en passant par Pc.

5. Sur la base des nombres de dents correspondants Z1, Z2, Z3 et Z4 obtenus par les équations (ii) à (y) qui précédent dans des engrenages cylindriques correspondants on obtient les nombres de dents Zhl, Zh2, Zh3 et Zb4 de rengrenage droit correspondant conformément aux équations doubles correspondantes qui suivent: Zh1 = Z1 / Cos28... (vi) Zh2 = Z2 / Cos'... (vii) Zh3 = Z3 / Cos2 8... (viii) Zh4 = 7,4 / Cos: 8... (ix) Incidemment, les équations doubles cores dantcs (vi) à (ix) décritcs ci-dessus sont obtenues par un procédé général lorsque le nombre de dents

correspond à l'engrenage droit correspondant de lengrenage hypoide.

6.11 est possible d'obtenir lengreagec hypoEde selon le mode de réalisation en fournissant une dent de hauteur égale sur un côté quelconque des surfaces de roulement dirigées lime vers rautre, par un outil de talIeago ayant chaque forme de dent en développante ou toute forme de deot obtenue ds l'nmgrm age droit correspondant obtenu conformément aux équations doubles correpondantes décrites ci-demss, et en pmoduismt et tranferant la forme de dent de la dent de hauteur égale décrite ci-dessus sur la surface opposée. Dans ce cas, en supposant qu'm angle défini parun point B situé sur un diamètre intérieur D d'une seule dent et un point A situé sur un diamètre extérieur Do de la dent est représenté par oti, et que rangle de pas des dents est représente par p, si HÄ > p, il est possible de toujours mamtenir la condition imposant qu'une partie quelconque des dents soit en pse (puisque la probabilité de prise est renforcée) et il est par conséquent possible de réaliser un fonctionnement doux avec un bruit faible. En conséquence, la largeur de dent T qui

satisfait à cette condition (OxH > p) est établie.

7. Dans le deuxième et le troisième engrenage conique A2 et A3 agencés venus de matière avec rélément rotatif 3, dans le cas o l'angle de torsion 8 est établi dans la direction indiquée sur la figure 8 dans le deuxième engrenage conique A2, l'angle de torsion 8 est établi dans uie direction représentée sur la figure 9 (direction opposée à celie de la figure 8) dans le troisième engrenage conique A3 de sorte quc le meneC effet que celui d'un engrenage à chevrons peut être obtenu. Incidemment, le cercle primitif PCD' de l'engrenage droit correspondant est représenté

schématiquement sur la figure 9.

A propos, en ce qui concerne les engrenages coniques ayant cette hypoide, le point de prise Cl entre le premier et le deuxième engrenage conique A et A2 et le point de prise C2 entre le troisième et le quatrième engrenage conique A3 et A4 ne sont pas tous deux situés dans le nmme quadrant des coordonnées XY représentées sur la figure 1, mais les points de prise peuvent être agences dans des quadrants différents (par exemple le premier et le troisièmc quadrant). En conséquence, il est possible d'appliquer la forme de ce mode de réalisation non seulement à la forme des premier à troisième modes de réalisation décrits ci- dessus mais aussi à rensemble d'engrenages de Coriolis habituel représenté sur la figure 15. Alors, la probabilité de contact de chaque engrenage est renforcée de sorte que le fonctionnement doux peut

être obtenu à un niveau de bruit faible, ce qui est un avantage de l'ecngrenage conique.

A propos, le dispositif d'usinage suivant destiné aux engrenages coniques décrits ci-dessus est utilisé. Les présents demandeurs ont décrit le détail du dispositif d'usinage des engrenages de Coriolis dans la demande de brevet japonais NI Hei 8-358 650. Cc dispositif d'usinage peut être utilisé. Ce dispositif d'usinage va

maintenant êtro expliqué brièvement.

Comme représenté sur la figure 10, dans le dispositif d'usinage 107, une surface supérieure d'un corps 108 sert en tant que table rotative 109 qui peut être mise en rotation par rapport au corps 108. Un arbre d'entraînement 111 fait saillie à partir du centre de la table rotative 109, et un servomoteur 110 est relié à une partie d'extrémité inférieure de l'arbre d'entraînement 111. Une partice inclinée 11 la faisant un angle prédétermné. par rapport à l'axe de l'aire d'entranement 111 est agencée au niveau dmne extrémité de l'arbre d'centraînement 111. Un plateau tournant 112 est supporté par l'intermédiaire d'un palier sur la partie inclinée illa. Une paire d'engrenages de Coriolis est formée entre les surfaces en vis-à-vis du plateau tournant 112 et de la table rotative 109. L'engrenage formé sur la table rotative 109 est le premier engrenage Al'. Aussi, l'engrenagc formnné sur le plateau tournant 112 est le deuxième engrenage A2'. Puisque la table rotative 109 et raxe de rarbre d'entraînement 111 sont agencés pour être perpendiculaires l'un à l'autre, rangle défini par la table rotative 109 et le plateau tournant est aussi l'angle X. Le plateau tournant 112 maintient une pièce à usiner 113 tout en faisant cofncider le centre de pivotement PI de la paire d'engrenages dc Coriolis A1' et A2' avec le point central de pivotement de la pièce à usiner 113 lorsque la pièce à usiner

113 est installée dans rensemble d'engrenages et prend un mouvement de Coriolis.

La table rotative 109 est supportée de manière rotative sur le corps 108 par mun palier 115. Alors, une roue pour vis 116 est montée concentriquement sur la table rotative 109. Une vis 117 est agencée sur le corps 108 au niveau d'unem position o elle est en prisc avec la roue pour vis 116. Alors, la vis 117 est misé en rotation par des moyens d'entraînement tels qu'un moteur (non-représenté) pour entrainer ainsi la roue pour

vis 116 et pour mettre en rotation de manière menante la table rotative 109.

De plus, le dispositif d'usinage est muni d'un outil de taillage 118 pour former une forme de dent L'outil de taillage 118 est supporté par un dispositif de positionnement 119 qui est commandé sur la base d'une commande numérique et peut 8tre mis en saillie/rétracté par rapport à la pièce à usiner 113. Aussi, le dispositif de taillage 118 peut se déplacer sur une couve L dans une direction de ligne de dent (direction ayant un angle X'= 1/2 x par rapport à la direction horizontale) dans la pièce à usiner 113, tout en tournant Cette course L est quelque peu plus grande qu'une largeur de dent voulue. De plus, la direction de déplacement de l'outil de taillage 118 est pnrise dans la direction 8 par rapport à la surface à usiner de la pièce à

usiner représentée sur la figure 8, en créant ainsi l'hypoide.

Dans la pièce à usiner 113 fixée sur une saillie 112a du plateau tournant 112, le centre de pivotement Pl de la paire d'engrenages de Coriolis AI' et A2' est amené à coincider avec le point central de pivotement lorsque la pièce à usiner 113 est

installée dans l'ensemble d'engrenages et effectue un mouvement de Coiolis.

Enmsuite, lorsque l'arbre d'entraînement 111 est mis en rotation, la partie inclinée 11 la prend un mouvement analogue à un basculement de cou. Le plateau tournant 113

prend un mouvement de basculement de cou, c'est-à-dire le mouvement de Coriolis.

En conséquence, le dispositif de taillage 118 est déplacé dans une direction de ligne de dent voulue en synchronisation avec le minutage d'un tour de rotation vers l'avant de l'arbre d'entraînement 111 de sorte que les formes de dent sont formées une par une sur la surface à usiner de la pièce à usiner 113. Aussi, puisque la condition constituée du fait que le centre de pivotement Pl de la paire d'engrenages de Coriolis AI', A2' est amené à coïncider avec le point central de pivotement lorsque la pièce à usiner 113 est installée dans l'ensemble d'engrenages et effectue un mouvement de Coriolis est maintenue, la surface à usiner de la pièce à usiner 113 fonnrme le lieu de déplacement du troisième engrenage A3' venu de matière avec le deuxième engrenage A2' formé sur le plateau tournant 112. En conséquence, orsque les dents sont meulées sur la surface à usiner de la pièce à usiner 113, le dispositif de taillage 118 devient un engrenage qui est un engrenage de la paire formée avec la pièce à usiner 113 (quatrième engrenage hypothétique A4') de smorte que la forme de dent formée sur la surface à usiner de la pièce à usiner 113 est une forme de dent idéale en

tant que troisième engrenage A3'.

A propos, afin d'obtenir la paire dengrenagcs AI et A2 et la paire d'engrenages A3 et A4 parmi les engrenages coniques qui forment l'ensemble d'engrenages de différentiel, si les dents de l'engrenage Al sont des dents de référence (dents parents), il suffit de produire et do traiter des dents de Fengrenage A2. De la même manière, si les dents de l'engrenage A3 sont des dents de référence (dents parents), il suffit de produire et de traiter les dents de l'engrenage A4. Dans kle mode de réalisation, les engrenages A2 et A3 sont produits et traités. Lorsque les dents de référence (dents des engrenages AI et A4) sont traitées, le premier engrenage Al', le deuxième engrenage A2' et l'arbre d'centraînement 111 du dispositif d'usinage 107 sont supprimés du dispositif d'usinage (ayant une table d'indexation générale) dans lequel le plateau tournant 112 est fLxé dircctement sur la table rotative 109, et la vis 117 est mise en rotation, de sorte que la roue pour vis 116 est entraînée et que la table rotative 109 est mise en rotation de manière menante. Ainsi, tout nombre de dents voulu est déterminé et le dispositif de taillage 118 est déplacé dans la direction de l'angle ' = X défini par rapport à la ligne horizontale de traitement des dents. Aussi, tout dispositif de taillage du type à bras (du type mordant) ou dispositif de taillage de développante conique est utilisé à la place du dispositif de taillage décrit ci-dessus, de sorte que la ligne de dent à créer suit la courbe d'une tronchoide

et un engrenage à denture hélicoïdale ayant une hauteur égale peut re formé.

Comme décrit ci-dessus, si k dispositif d'usinage 107 représenté sur la figure est utilisé, la pièce à usiner 113 est fixée sur un système de déplacement qui effectue le même mouvement que le mouvemcnt de Coriolis requis pour les engrenages, et le dispositif de taillage ayant une forme de dent quelconque est déplacé dans la direction de la ligne de dent en synchronisation avec le mouvement de Coriolis du système de déplacement En résultat, sous condition d'un même mouvemennt que le mouvement de Coriolis requis lorsque la pièce à usiner est utilisée en tant qu'engrenage, les engrenages sont produits. Le dispositif de taillage voulu décrit ci-dessus peut produire la forme de dent voulue alors que l'engrenage qui peut former un élément de la paire constituée avec la pièce à usiner est en contact avec la

pièce à usiner comme s'il était en prisc avec la pièce à usiner.

Un cinquième mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit en référence aux figures 11 et 12. Aussi dans ce mode de réalisation, on utilise les mêmes références numériques pour indiquer les mêmes parties et les parties analogues de l'rexemple habituel, et l'explication détaillée de celles-ci ne sera pas

faite.

La forme qui suit est utilisée en tant que formnne de dent du dispositif d'engenages de Coriolis du présent mode de réalisation. La figure 11 est une vue en coupe prise le long de la ligne A-A de la figure 6 (représentant une partie de la prise de dent à une échelle agrandie). On a représenté le premier engrenage A 1, le deuxième engrenage A2 et un rouleau 4. Une coupe du rouleau 4 utilisé ici est un cercle vrai. Au contraire, la surface gravée 5 de contact avec les rouleaux a la forme qui suit L'angle de contact entre le rouleau 4 et la surface gravée 5 de contact avec le rouleau est défmini par a comme représenté. La valeur de a peut être établie comme voulue. Il est possible d'établir la valeur pour le premier engrenage AI et le deuxième engrenage A2, respectivement. Aussi, le point de contact entre le rouleau 4 et la surface gravée 5 est représenté par Po. Lorsque le rayon, en coupe, du rouleau 4 est établi comme étant rl, la surface gravée 5 a une section transversale qui est circonscrite au rouleau 4 au niveau du point de contact Po, ayant un rayon R = kr. Ici, k est un coefficient situé dans la plage constituée de 1,001 <k< 1,2. Puisque le coefficient k est plus grand que 1, la surface gravée 5 est plus écartée de la circonférence extérieure du rouleau 4 lorsqu'on s'éloigne du point de contact Po. Ainsi, les surfaces incurvées passant par chaque point de contact Po sont recoupées l'ae et l'autre par une ligne verticale passant par le point central O du rouleau 4, et un espace défini par ar (a > 0) est formé. Si la position o ces plans sont situés est représentée par un point x, une partie concave quelque peu pointue est formée au niveau du point x. Incidemment, la dimension indiquée par M sur la figure 11 est la

distance existant entre le premier engrenage A1 et le deuxième engrenage A2.

Par exemple, en comparant une partie d'extrénité 5a de la surface gravée 5 du premier engrenage AI avec une parte d'extrémité 5b du deuxiême engrenage A2, le rayon de la partie d'extrénité 5b est plus grand que rautre. La raison de ceci est que ce qu'on appelle un éhappement est destiné à bien mettre en prise la surface gravée du deuxième engrenage A2 avec le rouleau 4, mnne si, lorsque la surface grave 5 du deuxième engrenage A2 est en prise avec le rouleau 4 agencé sur le premier engrenage AI, il y a un léger déplacement de position entre eux La figure 12 représente une forme en coupe transversale dune partie dc face d'extrémité d'un outil (roue de taillage ou analogue) pour former la formnne de dent décrite ci-decssus. L'ordre des étapes de fabrication est comme suit. Tout d'abord, une base 11 ayant une forme convexe indiquée par deux traits interrompus par un point Ll et L2 est formée par un outil de taillage au diamant 12 (ou outil de taillage au nitrae de bore cristallisé et tout outil de taillage mordant). Dans ce cas, en supposant qu'un point central de chaque surface gravée situé sur munc ligne reliant le centre O du rouleau 4 à chaque point de contact Po représenté sur la figure 11 est Ql, Q2, Q3 ou Q4, un cercle ayant un rayon Rl (RI < R) ayant QI comme centre correspondant est formé pour Ll et un cercle ayant un rayon RI, ayant Q2 comme centre correspondant ot formé pour L2 sur un angle (p3 < 90 ) par rapporxt à la ligne horizontale, respectivement Par la suite, un matériau de meulage tel que des particules de nitrure de bore cristallisé est revu sur la base 11 décrite ci-dessus. Ensuite, en taillant à nouveau la surface revêtue par un dispositif de taillage en diamant 13 ayant un diamtre différent, la forme de routil représentée par la ligne pleine L3 est formée. Ici, les lieux de déplacement des outils de taillage en diamant 12 et 13 sont les mêmes qu'indiqués par le trait interrompu par un point L1 et une couche de particules de meulage ayant une épaisseur uniforme est formée sur la surface de la base 11. La forme de la surface est telle que la surface gravée 5 représentée sur la figure 11 peut

être réalisée.

Le résultat avantageux obtenu selon le cinquième mode de réalisation de la présente invention ayant la structure décrite ci-dessus est comnme suiLt. Lorsque la prise survient entre le premier engrenage AI et le deuxième engrenage A2, conmme représenté sur la figure 17, uime charge P est appliquée au point de contact Po sur le rouleau 4 comme représenté sur la figure 11. La charge P peut être divisée en une force T de transmission de couple de rotation et une force de surface arière F = T tan oa (ou F = P sin a). La force de surface arrière F repousse kl rouleau 4 pour l'éloigner de la surface gravée 5 (direction vers le haut pour l'engrenage AI et direction vers le bas pour l'engrenage A2). Par exemple, la force de surface ari-re F est proportionnelle à la pression de Hertz. En conséquence, si la valeur de a est

diminuée pour diminuer ainsi la valeur de F, la pression de Hertz est aussi diminuée.

Dans le présent mode de réalisation, puisqu'avec la relation R > r, respacc ar est fourni sur la partie inférieure de la surface gravée 5, le rouleau 4 est sounis à la charge P de sorte qu'il est guidé par la forme incurvée de la surface gravée 5, de sorte que la force destinée à déplacer vers lespace est produite. Cette force diminue la force de surface arrière F. Aussi, avec l'respace ar, il est possible de réaliser doucement la décharge de l'huile de lubrification entre le rouleau 4 et la surface gravée 5 et de diminuer la force dans la direction de F. En conséquence, il est possible de diminuer la pression de Hertz. La durée de vie de rengrenage est inversement proportionnelle à la puissance 8 de la valeur de la pression de Hertz. En conséquence, par exemple, si la force de Hertz est de 1/3, la durée de vie est

prolongée d'environ 20000 fois. A propos, dans l'rexemple représenté sur la figure 12, un rayon constant R

= kr est considéré pour la forme de la surface gravée 5. Cependant, il est possible rd'obtenir le même avantage même en utilisant la forme qui est graduellement changée depuis le rayon r jusqu'au rayon R au niveau de la limite constituée du point s Pl, avec une forme circulaire vraie de rayon r concentrique au rouleau 4 au voisinage

de chaque point de contact Po (toute plage de 0) comme représenté sur la figure 13.

Aussi, un procédé représenté sur la figure 14 peut être utilisé. Incidemme4, dans un exemple de la figure 14, la forme de la surface gravée 5 est maintenue selon une relation symétrique droite et gauche. Ceci va êtrc expliqué maintenant. Tout d'abord, rangle de contact entre le rouleau 4 et la surface gravée 5 est tout angle 00 voulu. Dans ce cas, le point de contact est exprimé par P0. Ensuite, une surface gravée SI, ayant un rayon R1 = kr, passant par le point de contact P0 est formée. Le centre O1 de la surface gravée Sl (rayon RI) est situé sur une ligne s'étendant entre le point de contact Po et le centre O du rouleau. Ensuite, une surface gravée S2 ayant un rayon R2 (R2 > Rl qui est gravée en ayant la surface gravée SI en tant que imite constituée du point P1 situé sur la surface gravée S1 en étant éloigné du point de contact P0 d'un angle voulu 01 par rapport à la ligne droite P00 passant par O, est formée. Ces surfaces gravées S2 se recoupent lune l'autre sur la ligne verticale passant par le centre O du rouleau 4. I est possible d'obtenir le même avantage en changeant graduellement la surface gravée 5 depuis R1 jusqu'à R2 (ou autres étapes multiples). La structure selon le cinquième mode de réalisation de la présente invention va cêtre résumée comme suit. La caractéristique est que, dans un paire d'engrenages ayant des dents définies par le rouleau 4 qui est rélément roulant et la surface gravée 5 qui est une gorge gravée de contact avec rélément de roulement, le rayon en coupe transversale de rélément roulant est r, rangle de contact entre rélément roulant et la surface de gorge est a, la section transversale de la gorge est formée d'une manière telle qu'elle passe par le point de contact entre rélément roulant et la surface de gorge et a un rayon satisfaisant à la relation R = kr et k > 1. Dans ce cas, il est préférable que la valeur du coefficient k soit dans la plage allant de 1,001 à 1,2. Aussi, il est possible de changer graduellement le rayon de la coupe transvale de la gorge de

RI à R2.

De plus, il est possible de changer graduellement la section transversale de la gorge depuis la formne en coup ayant le rayon r passant par le point de contact entre l'élément roulant et la surface de gorge jusqu'à la forme en coupe ayant le rayon R = kr. Incidemment la fornme de dent décrite ci-dessus n'est pas limitée à celle destinée à rensemble d'engcnages de Coriolis selon la présente invention, mais peut être appliquée à toute type de forme même si elle est destinée à un ensemble d'engrenages de Coriolis habituel un engrenage droit un engrenage hypoide ou analogue o celui-ci forme une paire d'engrenages définie par rélément roulant et la gorge gravée en contact avec rélément roulant. Aussi, dans la relation entre une vis

d'acheminement de bille et un écrou, si la forme en coupe transversale décrite ci-

dessus est appliquée aux gorges de la vis, il est possible d'assurer le même avantage.

Comme décrit ci-dessus, selon la présente invention, il est possible drassurer les avantages qui suivent Dans un ensemble d'cengrenages de changement de vitesse selon la revendication 1, le centre de la surface sphérique commune passant par chaque cercle primitif des premier et deuxième engrenages est amené à coïincider avec kl centre de la surface sphérique commune passant par chaque cercle primitif du quatrième et du troisième engrenages coniques, l'axe de l'arbre d'entrée est agencé sur raxe des X des coordomnnées XY ayant leur origine au niveau du centre, et le point de prise entre les premier et deuxième engrenages et le point de prise des quatrième et troisième engrenages sont agencés dans le même quadrant des coordonnées XY. En résultat, il est possible d'agencer les premier à quatrième engrenages dans la surface de même direction axiale de l'élément rotatif pour réduire ainsi la dimension en direction axiale de rensemble d'engrenages. Aussi, il est facile d'agencer l'arbre de sortie d'une manière coaxiale à rarbre d'entrée et il est possible de répondre à diverses demandes. En conséquence, il est possible d'élargir la plage d'applications de rensemble d'engrenages de Coriolis qui peut obtenir un rapport de

réduction de vitesse important avec seulement quatre engrenages.

Aussi, dans un ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon la revendication 2, le point de prise entre les premier et deuxième engrenages et le point de prise entre les troisième et quatrième engrenages sont agencés dans les premier et second quadrants ou les troisième et quatrième quadrants, de sorte qu'il est possible d'agencer les premier à quatrième engrenages dans la surface de même direction axiale de l'élément rotatif et de réduire la dimension en direction axiale de l'ensemble &engrenages. Aussi, si les deux points dc prise situés de chaque coté de raxc Y sont amenés à être proches l'un de rautre, il est possible de rapprocher jusqu'à la valeur maximum les cercles primitifs des premier à quatriéme engrenages. En conséquence, il est possible de renforcer le couple pouvant être permis de chaque paire d'engrenages Ainsi, il est possible de renforcer la liberté de conception de l'ensemble d'engrenages et d'augmenter la plage d'applications de celui-ci De plus, dans un ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon la revendication 3, les engrenages respectifs décrits ci-dessus peuvent être des engrenages coniques, des engrenages à denture hélicoïdale ou des engrenages hypoldes, de sorte que la probabilité de la prise dune dent est renforcée et que l'effet contraire à la non-uniformité de la rotation provoqué par les eeurs de fabrication des engrenages est supprimé pour fournir un ensemble d'engrenages ayant un faible

bruit et de faibles vibrations.

Aussi, da un ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon la revendication 4, puisque les dents des engrenages coniques décrits cidessus sont définies par les rouleaux et les surfaces gravées, la pression de Hertz est réduite, et même si la conception à battement est supprimée et si la pression préalable adaptée est appliquée sur les dents, le mouvement de glissement produit lors de la prise des engrenages peut être absorbé par la rotation des rouleaux. En conséquence, il est possible de renforcer simultanément l'efficacité de la transmission de puissance et sa

durée de vie.

De plus, dans un ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon la revendication 5, il est possible de rendre creux l'arbre dentrée et l'arbre de sortie. Par exemple, respacc existant entre les arbres d'entrée et de sortie est utilisé pour le passage traversant rensemble de changement de vitesse de sorte qu'il est possible

d'étendre encore la plage d'applications de l'engrenage de Coriolis.

Aussi, dans un procédé d'usinage de dents d'un ensemble d'engrenages de changement de vitesse, selon la revendication 6, les dents sont produites dans le même mouvement que le mouvement de Conriolis qui est nécessaire lorsque la pièce est utilisée cn tant qu'engrenage, un outil de taillage ayant toute forme de dent voulue estc amené en contact avec la pièce à usiner comme si l'engrenage qui forme une paire avec la pièce à usiner venait en prise avec la pièce à usiner. Ainsi toute forme de dent voulue peut tre produite. En conséquence, il est possible d'obtenir un ensemble de changement de vitesse à engrenages ayant une précision élevée. Aussi, dans un ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon la revendication 7, il est possible de réaliser une production de masse du fait de la production de multiples éléments en une fois ou de fabriquer un engrenage extrêmement petit par travail à la presse en utilisant une mince plaque d'acier ultra-résistante, un travail à la presse de forgeage à froid d'aluminium, ou un travail à la presse de moulage de résine ayant une molécule ultra-haute. Il est possible de fournir un ensemble d'engrenages pour micro-machines ou machines très puissantes

ou un ensemble d'engrenages à faible coût (dans le cas de résine).

Divers détails de la presentc invention peuvent être changés sans sortir de la

portée de la présente invention. De plus, la description qui précdeo des modes de

réalisation selon la présente invention est fournie dans le but de représentation

uniquement, et ne constitue pas en soi une limitation de limiter rinvention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Ensemble d'engrenages de changement de vitesse dans lequel les axes respectifs du premier engrenage (A) ayant un nombre de dents NI, fixé sur un boitier (6), et du quatième engrenage (A4) ayant un nombre de dents N4, monté sur un arbre de sortie (2), sont amenés à coincider un avec l'autre et avec l'axe d'un arbre d'entrée (1), et un élément rotatif (3) muni en une seule pièce avec le deuxième cngrenagc (A2) ayant un nombre de dents N2 et le troisième engrenage (A3) ayant un nombre de dents N3 est supporté de manière rotative sur une partie inclinée (la) dudit arbre d'entre de sorte que le deuxinème engrenage est en prise avec le premier engrenage et le troisième engrenage est en prise avec le quatrième engrenage, caractérisé en ce que le centre d'une surface sphérique commune (Cirl) passant par chaque cercle primitif des premier et deuxième engrenages coincide avec le centre d'unem surface sphérique commune (Cir2) passant par chaquec cercle primitif des troisième et quatrième engrenages, r'axe dudit arbre d'entrée est disposé sur un axe X d'un système de coordonnées XY ayant leur origine au niveau du centre, et un point de prise (C) entre les premier et deuxième engrenages (AI, A2) et un point de prise (C2) entre les quatrième et troisième engrenages (A4, A3) sont toujours disposés de manière telle que les points de prise (C1, C2) sont positionnés dans le même quadrant de coordonnées XY lorsqu'ils sont nmis en rotation autour de l'axe des X, et l'angle défini par ledit arbre d'entrée (1) et sa partie inclinée (la) étant 0, l'angle entre un plan perpendiculaire à une surfiace de roulement de chaque engrenage et une ligne centrale de chaque cône primitif étant de 01 à 04 pour chacun des premier à quatrième engrenages, la relation entre eux étant 01 + 02 = 03 + 04 - O, une dent de hauteur égale est formée de chaque coté de surfaces de rouleau situées en vis-à-vis, par un outil de taillage ayant les formes de dents quelconques respectives des premier à quatrième engrenages obtenues en supposant que des engrenages cylindriques correspondant ayant un chacun un nombre de dents correspondant Z1, Z2, Z3 et Z4 donné par: Z1 =N1 /sinO 1 Z2 = N2 / sin 02 Z3 = N3 / sin 03 Z4 = N4 /sin 04 le rayon primitif correspondant étant la distance allant depuis la surface de roulement de chaque engrenage conique jusqu'à l'intersection entre un plan perpendiculaire à la surface de roulement et la ligne centrale de chaque cône primitif et la forme de dent de la dent de hauteur égale est produite et transférée sur la surface associée.

2. Ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que le point de prise (C1) entre les premier et deuxième engrenages (AI, A2) et le point (C2) de prise entre le troisième et le quatrième engrenages (A3, A4) sont toujours disposés de telle manière que les points de prise sont positionnés dans le premier quadrant et le deuxième quadrant ou le troisième quadrant et le quatrième quadrant lorsqu'ils sont mis en rotation autour de l'axe des X, respectivement, au lieu de disposer le point de prise (C) entre le premier et le deuxième engrenage et le point de prise (C2) entre le troisième et le quatrième

engrenage dans la mênme zone dcsdites coordonnées XY.

3. Ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en outre en ce que lesdits engreages respectifs sont des engrenages

coniques, des engrenages à denture hélicoidale ou des engrenages hypoMdes.

4. Ensemble d'engrenages de changement de vitesse selon l'une quelconque

des revendications 1 à 3, caractérisé en outre en ce que lesdits engrenages respectifs

sont défminis par des rouleaux (4) et des surfaces gravées (5) de contact avec les

rouleaux.

5. Ensemble *egrenages de changement de vitesse selon l'une quelconque

des revendications 1 à 4, caractérisé en outre en ce que ledit arbe d'entrée (1) et ledit

arbre de sortie (2) sont creux.

6. Procédé d'usinage de dents d'un ensemble d'engrenages de changement de vitesse, caractérisé en ce qu'une pièce à usiner est fixée sur un système de déplacement destiné à réaliser le même mouvement qu'un mouvement de Coriolis qui est requis pour les engrenages, un outil de taillage ayant toute formenc de dents voulue est déplacé dans une direction de ligne de dents prédéterminée en synchronisation avec le mouvement de Coriolis dudit système de déplacement et les dents des engrenages coniques utilisés dans l'ensemble d'engrenages de changement

de vitesse défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 5 sont produites dans

la pièce à usiner.

7. Ensemble d'engrenages de changement de vitesse, caractérisé en ce qu'il comporte des engrenages formés par un procédé de coulage à chaud, un procédé de forgeage à froid ou un procédé de moulage de résine à l'aide de moules auxquels a été transférée la fornme de dent formée par le traitement d'usinage des dents selon la

revendication 6.