JP2015075149A - Process of manufacture of wave gear device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、剛性内歯車、可撓性外歯車及び波動発生器を備えた波動歯車装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a wave gear device including a rigid internal gear, a flexible external gear, and a wave generator.
従来から、軽量・コンパクトであり、一段の減速で高い減速比が得られる減速機として、波動歯車装置が知られている。一般的な波動歯車装置は、環状の剛性内歯車と、その内側に配置された可撓性外歯車と、その内側に配置された略楕円形状の波動発生器とを有している。 Conventionally, a wave gear device has been known as a speed reducer that is lightweight and compact and can obtain a high reduction ratio by a single reduction. A general wave gear device has an annular rigid internal gear, a flexible external gear disposed inside the ring-shaped rigid internal gear, and a substantially elliptical wave generator disposed inside the inside.
可撓性外歯車は、波動発生器により略楕円形状に撓められ、剛性内歯車に対して略楕円形状の長軸方向の2箇所で噛み合っている。さらに、可撓性外歯車の外歯の数は、剛性内歯車の内歯の数よりも、歯数が2×n(nは正の整数)だけ少ない。そのため、波動発生器を回転させると、この回転に伴って両歯車の2箇所の噛み合い位置も周方向に移動し、この結果、両歯車には歯数差に応じた相対回転が生じる。 The flexible external gear is bent into a substantially elliptic shape by a wave generator, and meshes with the rigid internal gear at two locations in the major axis direction of the substantially elliptic shape. Further, the number of external teeth of the flexible external gear is smaller by 2 × n (n is a positive integer) than the number of internal teeth of the rigid internal gear. Therefore, when the wave generator is rotated, the two meshing positions of both gears are also moved in the circumferential direction along with this rotation, and as a result, both gears are relatively rotated according to the difference in the number of teeth.
例えば、剛性内歯車の内歯数を102歯とし、可撓性外歯車の外歯数を100歯とする。剛性内歯車を固定した場合には、入力軸に取付けられた波動発生器を1回転させると、可撓性外歯車から1/50(両歯車の歯数差/可撓性外歯車の歯数)に減速された出力を得ることができる。 For example, the number of internal teeth of the rigid internal gear is 102, and the number of external teeth of the flexible external gear is 100. When the rigid internal gear is fixed, when the wave generator attached to the input shaft is rotated once, it is 1/50 (the difference in the number of teeth of both gears / the number of teeth of the flexible external gear). ) To obtain a decelerated output.
波動歯車装置は、可撓性外歯車の形状によって幾つかの種類に分類される。代表的な波動歯車装置として、カップ形状の可撓性外歯車を備えたカップ型と呼ばれるもの、シルクハット形状の可撓性外歯車を備えたシルクハット型と呼ばれるもの、円筒状の可撓性外歯車を備えたフラット型と呼ばれるものが知られている。 Wave gear devices are classified into several types according to the shape of the flexible external gear. As a typical wave gear device, a so-called cup type having a cup-shaped flexible external gear, a so-called top hat type having a top-shaped flexible external gear, and a cylindrical flexible A so-called flat type having an external gear is known.
これら波動歯車装置のうち、カップ型およびシルクハット型の波動歯車装置では、可撓性外歯車の外歯が形成されている胴部の一端が半径方向の内側または外側に延びて被取付部材に取り付けられる取付部を形成している。この取付部に、固定側部材あるいは負荷側部材が連結固定されるようになっている。 Among these wave gear devices, in cup-type and top-hat type wave gear devices, one end of the body portion on which the external teeth of the flexible external gear are formed extends inward or outward in the radial direction to be a member to be attached. An attachment portion to be attached is formed. A fixed side member or a load side member is connected and fixed to the mounting portion.
これらのカップ型およびシルクハット型の可撓性外歯車を有する波動歯車装置においては、波動発生器を可撓性外歯車の内側に嵌め込むと、可撓性外歯車の胴部は、取付部の側からの回転軸方向の距離に従って撓み量が増加するように撓まされる。 In the wave gear device having these cup-type and top-hat-type flexible external gears, when the wave generator is fitted inside the flexible external gear, the body of the flexible external gear is attached to the mounting portion. The amount of bending is increased according to the distance in the direction of the rotation axis from the side.
これまでに、波動歯車装置の歯形に関しては、多くの発明が提案されている。例えば、特許文献1では、両歯車の歯末の歯形を、剛性内歯車に対する可撓性外歯車の移動軌跡をラック近似により算出し、この軌跡上の噛み合いの限界点から、該軌跡の所要の範囲を縮比1/2で相似変換して得られる曲線とする方式としている。 Until now, many inventions have been proposed regarding the tooth profile of the wave gear device. For example, in Patent Document 1, the tooth profile of both gears is calculated by rack approximation of the movement trajectory of the flexible external gear with respect to the rigid internal gear, and the required point of the trajectory is determined from the meshing limit point on this trajectory. The range is a curve obtained by similarity conversion with a reduction ratio of 1/2.
しかし、特許文献1に示される歯形は、略楕円形状の波動発生器を可撓性外歯車の内側に嵌め込むことで生じる、可撓性外歯車の胴部が回転軸方向に沿った部材取付部の側からの距離に従って撓み量が増加する、いわゆるコ―ニングの現象を考慮していない。そのため、カップ型・シルクハット型の可撓性外歯車を有する波動歯車装置の噛み合いには適さない。また、特許文献1では、ラック近似、即ち無限歯数の場合の歯の運動から歯形を誘導しているため、有限歯数の場合に生じる歯の傾きと移動軌跡の変化を考慮していない。 However, the tooth profile shown in Patent Document 1 is a member attachment in which the body portion of the flexible external gear is formed along the rotation axis direction by fitting a substantially elliptical wave generator inside the flexible external gear. The so-called “corning” phenomenon in which the amount of deflection increases according to the distance from the part side is not taken into consideration. Therefore, it is not suitable for meshing of a wave gear device having a cup-type / top-hat type flexible external gear. Further, in Patent Document 1, since the tooth profile is derived from the rack approximation, that is, the tooth movement in the case of an infinite number of teeth, the change in the tooth inclination and the movement locus that occurs in the case of a finite number of teeth is not considered.
これに対して、特許文献2では、コ―ニングの現象を考慮するために、歯筋方向の複数の軸直角断面においてラック近似により算出した移動軌跡を重ね合わせることで一つの複合曲線を求めている。そして、この曲線上に選定した噛み合いの限界点から、縮比1/2で複合曲線の所要の部分を相似変換して得られる相似曲線を、可撓性外歯車および剛性内歯車の基本の歯末歯形としている。 On the other hand, in Patent Document 2, in order to consider the phenomenon of cornering, one compound curve is obtained by superimposing movement trajectories calculated by rack approximation in a plurality of cross-sections perpendicular to the tooth trace direction. Yes. Then, from the meshing limit point selected on this curve, a similarity curve obtained by similarity conversion of a required portion of the composite curve with a reduction ratio of 1/2 is obtained as a basic tooth of the flexible external gear and the rigid internal gear. It has a tooth profile.
さらに、特許文献2では、実際の噛み合いで生ずる、各軸直角断面における、接触点でのラック近似歯形からのラック軸方向の変位を、2つに分解する。即ち、剛性内歯車の内歯の歯底中心線に対する可撓性外歯車の外歯の歯山中心線の傾き角によるものと、可撓性外歯車の外歯の移動軌跡のラックの移動軌跡からのずれによるものとに分解する。次いで、それぞれの変位を求めて、その代数和を相殺するように、外歯および内歯の基本の歯末歯形を修正している。 Further, in Patent Document 2, the displacement in the rack axis direction from the rack approximate tooth profile at the contact point in each cross section perpendicular to the axis, which is caused by actual meshing, is broken down into two. That is, depending on the inclination angle of the tooth crest center line of the external tooth of the flexible external gear with respect to the root center line of the internal tooth of the rigid internal gear, and the rack movement locus of the external tooth movement locus of the flexible external gear It breaks down into those caused by deviation from Next, the basic tooth addendum of the external teeth and internal teeth is corrected so as to cancel out the algebraic sum of the respective displacements.
しかしながら、上記特許文献1、2では、少ないパラメータの式で与えられた近似楕円から歯形を解析的に導出しているため、剛性内歯車及び可撓性外歯車の両歯車の実際の運動において互いの歯が正確に噛み合わないという問題がある。 However, in Patent Documents 1 and 2, since the tooth profile is analytically derived from the approximate ellipse given by the equation of few parameters, the actual movements of both the rigid internal gear and the flexible external gear are mutually connected. There is a problem that the teeth do not mesh correctly.
そこで、本発明は、剛性内歯車の内歯と可撓性外歯車の外歯とが正確に噛み合う波動歯車装置の製造方法を提供する。 Therefore, the present invention provides a method of manufacturing a wave gear device in which the internal teeth of the rigid internal gear and the external teeth of the flexible external gear are accurately meshed with each other.
本発明は、複数の内歯を有する剛性内歯車と、複数の外歯を有し、前記剛性内歯車の内側に配置された可撓性外歯車と、前記可撓性外歯車を半径方向に撓めて前記剛性内歯車に対して部分的に噛み合わせると共に、回転軸まわりに回転することで噛み合わせ部分を周方向に移動させる波動発生器と、を備えた波動歯車装置の製造方法において、前記剛性内歯車及び前記可撓性外歯車のうち一方の歯車の歯の歯先側の一部分について、歯形曲線を決定する第1決定工程と、前記波動発生器を回転させて、前記剛性内歯車及び前記可撓性外歯車のうち他方の歯車に対する前記歯形曲線の相対的な移動軌跡を求め、該移動軌跡の包絡線を用いて前記他方の歯車の歯形を決定する第2決定工程と、前記波動発生器を回転させて、前記一方の歯車に対する、前記第2決定工程で歯形を決定した前記他方の歯車の歯の相対的な移動軌跡を求め、該移動軌跡の包絡線を用いて前記一方の歯車の歯の残りの部分の歯形を決定する第3決定工程と、を備えたことを特徴とする。 The present invention relates to a rigid internal gear having a plurality of internal teeth, a flexible external gear having a plurality of external teeth and disposed inside the rigid internal gear, and the flexible external gear in a radial direction. In a method of manufacturing a wave gear device, comprising: a wave generator that bends and partially meshes with the rigid internal gear and moves the meshed portion in the circumferential direction by rotating around a rotation axis; A first determination step of determining a tooth profile curve for a part of the tooth tip side of one gear of the rigid internal gear and the flexible external gear, and the wave generator is rotated to rotate the rigid internal gear. And determining a relative movement locus of the tooth profile curve with respect to the other gear of the flexible external gears, and determining a tooth shape of the other gear using an envelope of the movement locus; and Rotate the wave generator against the one gear The relative movement trajectory of the tooth of the other gear whose tooth profile has been determined in the second determination step is obtained, and the tooth profile of the remaining portion of the tooth of the one gear is determined using the envelope of the movement trajectory. A third determination step.
本発明によれば、剛性内歯車の内歯と可撓性外歯車の外歯とが正確に噛み合う波動歯車装置を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wave gear apparatus with which the internal tooth of a rigid internal gear and the external tooth of a flexible external gear mesh | engage correctly can be obtained.
以下に、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated in detail, referring drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る製造方法により製造された波動歯車装置の概略構成を示す説明図であり、図1(a)は波動歯車装置の正面図、図1(b)は波動歯車装置の側面図である。図2は、図1(a)の切断面A−Aに沿う波動歯車装置の断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic configuration of a wave gear device manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 (a) is a front view of the wave gear device, and FIG. 1 (b). FIG. 3 is a side view of the wave gear device. FIG. 2 is a cross-sectional view of the wave gear device taken along a cutting plane AA in FIG.
波動歯車装置10は、図2に示すように、回転軸X−Xに同軸に配置された、剛性内歯車20、可撓性外歯車30及び波動発生器40を備えている。
As shown in FIG. 2, the
剛性内歯車20は、図1(a)に示すように、円環状の剛性部材で形成された歯車本体21と、歯車本体21の内周に、周方向に互いに間隔をあけて形成された複数の内歯22とを有している。剛性内歯車20の内歯22の数は、例えば102歯である。また、剛性内歯車20には、不図示の固定部材に取付けるための固定ボルト用孔23が形成されている。
As shown in FIG. 1A, the rigid
可撓性外歯車30は、図1(b)及び図2に示すように、円筒状の薄肉の胴部31と、胴部31の端部(一端部)31aであって胴部31の外周面31cに形成された複数の外歯33と、胴部31の端部(他端部)31bに接続された取付部32とを有している。胴部31は、可撓性を有する。
As shown in FIGS. 1B and 2, the flexible
可撓性外歯車30は、取付部32に対して反対側が開口するカップ形状に形成された、いわゆるカップ型の可撓性外歯車である。取付部32は、胴部31の端部31bから半径方向の内側に延びる板状に形成された部材である。取付部32には、固定ボルト用孔32aが形成されており、不図示のボルトにより被取付部材(出力軸部材)に取り付けられる。
The flexible
また、可撓性外歯車30の外歯33は、剛性内歯車20の内歯22よりも歯数が少ない。例えば、可撓性外歯車30の外歯33の歯数は100歯であり、剛性内歯車20の内歯の歯数102歯よりも2歯少なく設定されている。
Further, the
外歯33は、胴部31に弾性変形がない状態で歯筋方向が胴部31の外周面31cに沿う方向と平行となるように形成されている。可撓性外歯車30は、外歯33が剛性内歯車20の内歯22に対向するように、剛性内歯車20の内側に配置されている。
The
波動発生器40は、可撓性外歯車30の内側、即ち胴部31の内側に嵌め込まれ、胴部31の端部31aにおける胴部31の内周面31dに接触して、胴部31を半径方向に撓めて略楕円形状に弾性変形させるものである。
The
波動発生器40は、楕円状カム41と、楕円状カム41の外周に設けられ弾性変形が可能な薄肉の軸受42とを有しており、楕円状カム41には、不図示の入力軸部材が取り付けられる入力軸取付用ねじ孔43が形成されている。
The
可撓性外歯車30が略楕円形状に弾性変形することで、剛性内歯車20と可撓性外歯車30とは、略楕円形状の長軸上の2箇所の噛み合わせ部分P,Q(図1(a))において、それぞれ複数歯による部分的な噛み合いを生じている。そして、楕円状カム41が回転軸X−Xまわりに回転することで、剛性内歯車20と可撓性外歯車30との噛み合わせ部分P,Qが周方向に移動する。そして、可撓性外歯車30は、剛性内歯車20と可撓性外歯車30との歯数差に基づく減速比50(=両歯車の歯数差/可撓性外歯車の歯数)で、楕円状カム41の回転速度に対して減速した回転速度で回転する。
When the flexible
図3は、波動発生器40により弾性変形した可撓性外歯車30を示す断面模式図(ハッチングは省略してある)である。図3(a)は略楕円形状の長軸を含む図1(a)の切断面A−Aに沿う可撓性外歯車30の断面模式図、図3(b)は略楕円形状の短軸を含む図1(a)の切断面B−Bに沿う可撓性外歯車30の断面模式図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view (hatching is omitted) showing the flexible
図3(a)においては、胴部31は、端部31bから端部31aに向かって距離に応じて半径方向外側への撓み量が増加し、胴部31の開口端31eで半径方向外側への撓み量が最大となっている。逆に、図3(b)においては、胴部31は、端部31bから端部31aに向かって距離に応じて半径方向内側への撓み量が増加し、胴部31の開口端31eで半径方向内側への撓み量が最大となっている。この可撓性外歯車30の胴部31の撓み量が取付部32の側からの距離に応じて変化する現象をコーニングと呼ぶ。
In FIG. 3A, the amount of bending of the
次に、波動歯車装置10の製造工程の一部である、剛性内歯車20及び可撓性外歯車30の歯形の決定工程について詳細に説明する。図4は、第1実施形態における剛性内歯車20及び可撓性外歯車30の歯形を決定する工程のフローチャートである。以下、剛性内歯車20及び可撓性外歯車30の歯形は、コンピュータのシミュレーションによって求める。その際、コーニングを考慮した剛性内歯車20及び可撓性外歯車30の位置関係は、有限要素法によるシミュレーションにより求める。
Next, the determination process of the tooth profile of the rigid
まず、剛性内歯車20及び可撓性外歯車30のうち可撓性外歯車30(一方の歯車)の外歯33の歯先側の一部分について、歯形曲線を決定する(S1:第1決定工程)。歯先側の一部分とは歯末面の一部(又は全部)のことである。外歯33の歯末は、ピッチ円の外側である。
First, a tooth profile curve is determined for a part on the tooth tip side of the
第1実施形態では、歯形曲線は円弧曲線である。この円弧曲線は、外歯33の歯末を半径方向に延びる線で二分したときの一方の側に対応している曲線である。
In the first embodiment, the tooth profile curve is an arc curve. This circular arc curve is a curve corresponding to one side when the end of the
次に、波動発生器40を回転させるシミュレーションを行い、剛性内歯車20(他方の歯車)に対する歯形曲線の相対的な移動軌跡を求め、移動軌跡の包絡線を用いて剛性内歯車20の歯形を決定する(S2:第2決定工程)。
Next, a simulation of rotating the
以下、剛性内歯車20から見た歯形曲線が描く移動軌跡について詳細に説明する。図5は、本発明の第1実施形態に係る波動歯車装置10の製造方法における第2決定工程を説明するための図である。図5には、波動発生器を回転させたときに、略楕円形状の長軸上に位置する可撓性外歯車の外歯が略楕円形状の短軸上の位置までの運動において、剛性内歯車の内歯に対する可撓性外歯車の外歯の円弧曲線の相対的な移動軌跡を示している。
Hereinafter, the movement trajectory drawn by the tooth profile curve viewed from the rigid
図5(a)は、外歯33の歯筋外端部(歯筋開口部)33a(図3)での回転軸X−Xに垂直な垂直断面(第1垂直断面)C11上の移動軌跡を示している。図5(b)は、外歯33の歯筋中央部33b(図3)での回転軸X−Xに垂直な垂直断面(第1垂直断面)C12上の移動軌跡を示している。図5(c)は、外歯33の歯筋内端部33c(図3)での回転軸X−Xに垂直な垂直断面(第1垂直断面)C13上の移動軌跡を示している。
FIG. 5A shows the movement locus on the vertical section (first vertical section) C11 perpendicular to the rotation axis XX at the outer end portion (tooth opening portion) 33a (FIG. 3) of the
座標系Xi−Yiは、剛性内歯車20の内歯22に固定された直交座標系で、Yi軸は内歯22の歯底の中心線と一致している。
The coordinate system Xi-Yi is an orthogonal coordinate system fixed to the
ここで、ステップS2では、可撓性外歯車30のコーニングを考慮して、回転軸X−Xに垂直な複数の垂直断面C11,C12,C13において、剛性内歯車20に対する歯形曲線の相対的な移動軌跡を求める。そして、各垂直断面C11,C12,C13での歯形曲線の移動軌跡の包絡線を回転軸X−Xの方向に投影して得られる包絡線群の外形から剛性内歯車20の歯形を決定する。
Here, in step S2, in consideration of the coning of the flexible
具体的に説明すると、垂直断面C11上で、図5(a)に示すように、波動発生器40を仮想的に回転させたときの略楕円形状の長軸上の位置から略楕円形状の短軸上の位置までの円弧曲線の移動軌跡341a〜341zを座標系Xi−Yi上で求める。そして、これら移動軌跡341a〜341zの包絡線231を求める。
More specifically, as shown in FIG. 5 (a) on the vertical section C11, from the position on the major axis of the substantially elliptical shape when the
同様に、垂直断面C12上で、図5(b)に示すように、波動発生器40を仮想的に回転させたときの略楕円形状の長軸上の位置から略楕円形状の短軸上の位置までの円弧曲線の移動軌跡342a〜342zを座標系Xi−Yi上で求める。そして、これら移動軌跡342a〜342zの包絡線232を求める。
Similarly, on the vertical section C12, as shown in FIG. 5B, from the position on the major axis of the substantially elliptical shape when the
また同様に、垂直断面C13上で、図5(c)に示すように、波動発生器40を仮想的に回転させたときの略楕円形状の長軸上の位置から略楕円形状の短軸上の位置までの円弧曲線の移動軌跡343a〜343zを座標系Xi−Yi上で求める。そして、これら移動軌跡343a〜343zの包絡線233を求める。
Similarly, on the vertical section C13, as shown in FIG. 5C, from the position on the major axis of the substantially elliptical shape when the
なお、図5(a)〜図5(c)には、包絡線231,232,233のYi軸に対して線対称となる曲線231´,232´,233´を合わせて図示している。
In FIGS. 5A to 5C, curves 231 ′, 232 ′, and 233 ′ that are symmetric with respect to the Yi axis of the
続いて、各包絡線231,232,233を回転軸X−Xの方向に投影して得られる包絡線群の外形から剛性内歯車20の歯形を決定する様子を説明する。
Next, how the tooth profile of the rigid
図6は、本発明の第1実施形態に係る波動歯車装置10の製造方法における第2決定工程を説明するための図である。
FIG. 6 is a view for explaining a second determination step in the method for manufacturing the
図6(a)に示すように、各包絡線231,232,233を回転軸X−Xの方向に投影させて座標系Xi−Yi上に重畳させて包絡線群を求める。図6(a)において、長破線は包絡線231を、破線は包絡線232を、点線は包絡線233を示している。
As shown in FIG. 6A, the
そして、図6(b)に示すように、複数の包絡線231,232,233を回転軸X−Xの方向に投影して得られる包絡線群から相手側歯車の歯形である剛性内歯車20の内歯22の歯形を決定する。
Then, as shown in FIG. 6 (b), the rigid
詳述すると、各垂直断面C11,C12,C13上において、円弧曲線と剛性内歯車20の内歯22が干渉しないように、包絡線群(複数の包絡線231,232,233)の最外周線を剛性内歯車20の内歯22の歯形としている。即ち、剛性内歯車20の内歯22の歯形は、歯末面の主範囲が包絡線233によって形成され、歯元面の主範囲が包絡線231によって形成されている。
More specifically, the outermost peripheral lines of the envelope group (a plurality of
次にステップS2で剛性内歯車20の歯形を決定した後、波動発生器40をシミュレーションにより仮想的に回転させる。そして、可撓性外歯車30の外歯33に対する内歯22の相対的な移動軌跡を求め、移動軌跡の包絡線を用いて外歯33の残りの部分の歯形を決定する(S3:第3決定工程)。
Next, after determining the tooth profile of the rigid
以下、可撓性外歯車30の外歯33の残りの部分の歯形の決定方法について詳細に説明する。図7は、本発明の第1実施形態に係る波動歯車装置10の製造方法における第3決定工程を説明するための図である。
Hereinafter, a method for determining the tooth profile of the remaining portion of the
図7には、波動発生器を回転させたときに、略楕円形状の長軸上に位置する可撓性外歯車の外歯が略楕円形状の短軸上の位置までの運動において、可撓性外歯車の外歯に対する剛性内歯車の内歯の相対的な移動軌跡を示している。 FIG. 7 shows that when the wave generator is rotated, the external teeth of the flexible external gear positioned on the substantially elliptical long axis move flexibly to the position on the substantially elliptical short axis. The relative movement locus | trajectory of the internal tooth of a rigid internal gear with respect to the external tooth of a sexual external gear is shown.
図7(a)は、内歯22の歯筋外端部(歯筋開口部)22a(図2)での回転軸X−Xに垂直な垂直断面(第2垂直断面)C21上の移動軌跡を示している。図7(b)は、内歯22の歯筋中央部22b(図2)での回転軸X−Xに垂直な垂直断面(第2垂直断面)C22上の移動軌跡を示している。図7(c)は、内歯22の歯筋内端部22c(図2)での回転軸X−Xに垂直な垂直断面(第2垂直断面)C23上の移動軌跡を示している。
FIG. 7A shows a movement locus on the vertical section (second vertical section) C21 perpendicular to the rotation axis XX at the outer end portion (tooth opening portion) 22a (FIG. 2) of the
座標系Xo−Yoは、可撓性外歯車30の外歯33に固定された直交座標系で、Yo軸は外歯33の歯山の中心線と一致している。
The coordinate system Xo-Yo is an orthogonal coordinate system fixed to the
ここで、ステップS3では、可撓性外歯車30のコーニングを考慮して、回転軸X−Xに垂直な複数の垂直断面C21,C22,C23において、可撓性外歯車30に対する剛性内歯車20の内歯22の相対的な移動軌跡を求める。そして、各垂直断面C21,C22,C23での剛性内歯車20の内歯22の移動軌跡の包絡線を回転軸X−Xの方向に投影して得られる包絡線群の外形から可撓性外歯車30の歯形を決定する。
Here, in step S3, in consideration of the coning of the flexible
具体的に説明すると、垂直断面C21上で、図7(a)に示すように、波動発生器40を仮想的に回転させたときの略楕円形状の長軸上の位置から略楕円形状の短軸上の位置までの内歯22の移動軌跡221a〜221zを座標系Xo−Yo上で求める。そして、これら移動軌跡221a〜221zの包絡線344を求める。
Specifically, on the vertical section C21, as shown in FIG. 7 (a), from the position on the major axis of the substantially elliptical shape when the
同様に、垂直断面C22上で、図7(b)に示すように、波動発生器40を仮想的に回転させたときの略楕円形状の長軸上の位置から略楕円形状の短軸上の位置までの内歯22の移動軌跡222a〜222zを座標系Xo−Yo上で求める。そして、これら移動軌跡222a〜222zの包絡線345を求める。
Similarly, on the vertical section C22, as shown in FIG. 7B, from the position on the major axis of the substantially elliptical shape when the
また同様に、垂直断面C23上で、図7(c)に示すように、波動発生器40を仮想的に回転させたときの略楕円形状の長軸上の位置から略楕円形状の短軸上の位置までの内歯22の移動軌跡223a〜223zを座標系Xo−Yo上で求める。そして、これら移動軌跡223a〜223zの包絡線346を求める。
Similarly, on the vertical section C23, as shown in FIG. 7C, from the position on the major axis of the substantially elliptical shape when the
なお、図7(a)〜図7(c)には、包絡線344,345,346のYo軸に対して線対称となる曲線344´,345´,346´を合わせて図示している。
In FIGS. 7A to 7C, curves 344 ′, 345 ′, and 346 ′ that are line-symmetric with respect to the Yo axis of the
続いて、各包絡線344,345,346を回転軸X−Xの方向に投影して得られる包絡線群の外形から可撓性外歯車30の外歯33の残りの部分の歯形を決定する様子を説明する。
Subsequently, the tooth profile of the remaining portion of the
図8は、本発明の第1実施形態に係る波動歯車装置10の製造方法における第3決定工程を説明するための図である。
FIG. 8 is a view for explaining a third determination step in the method for manufacturing the
図8(a)に示すように、各包絡線344,345,346を回転軸X−Xの方向に投影させて座標系Xo−Yo上に重畳させて包絡線群を求める。図8(a)において、長破線は包絡線344を、破線は包絡線345を、点線は包絡線346を示している。
As shown in FIG. 8A, the
そして、図8(b)に示すように、複数の包絡線344,345,346を回転軸X−Xの方向に投影して得られる包絡線群から相手側歯車の歯形である可撓性外歯車30の外歯33の歯形を決定する。
And as shown in FIG.8 (b), it is flexible outside which is a tooth profile of the other party gear from the envelope group obtained by projecting a plurality of envelopes 344,345,346 in the direction of the rotation axis XX. The tooth profile of the
詳述すると、各垂直断面C21,C22,C23上において、可撓性外歯車の外歯と剛性内歯車の内歯が干渉しないように、包絡線群(複数の包絡線231,232,233)の最内周線を可撓性外歯車30の外歯33の歯形としている。即ち、可撓性外歯車30の外歯33の歯形は、歯末面の主範囲を包絡線344,346によって形成され、歯元面の主範囲を包絡線344によって形成されている。
More specifically, an envelope group (a plurality of
図9は、第1実施形態に係る製造方法により製造された波動歯車装置10の外歯33と内歯22との噛み合いの様相を示す図である。図9(a)は外歯33の歯筋外端部33aの垂直断面C11上、図9(b)は外歯33の歯筋中央部33bの垂直断面C12上、図9(c)は外歯33の歯筋内端部33cの垂直断面C13上での噛み合いの様相をそれぞれ示している。各垂直断面C11,C12,C13上で外歯33Aは略楕円形状の長軸上に、外歯33Zは短軸上の位置する外歯33を示している。図9(a)〜図9(c)から分かるように、各垂直断面C11,C12,C13において、連続的な噛み合い状態が形成されており、干渉等は発生していない。
FIG. 9 is a diagram illustrating a state of meshing between the
以上、第1実施形態では、離散的な座標計算により、可撓性外歯車30の撓み形状の複雑さ、歯相互の角度変化を加味した歯形を求めている。したがって、少ないパラメータでは可撓性外歯車30の変形が表現不可能な場合であっても、内歯22と外歯33とが正確に噛み合う波動歯車装置10を得ることができる。
As described above, in the first embodiment, a tooth profile that takes into account the complexity of the flexure shape of the flexible
また、第1実施形態では、可撓性外歯車30の外歯33の一部分の形状を決定することにより、剛性内歯車20の内歯22の形状、及び可撓性外歯車30の外歯33の残りの部分の歯の形状が一意に決まる。また、可撓性外歯車30の外歯33の一部分と残りの部分との境界の位置が一意に定まる。このため、可撓性外歯車30の外歯33と剛性内歯車20の内歯22とが噛み合う条件を満足するだけでなく、外歯33について一部分と残りの部分とに矛盾が生じない歯形を持つことが可能である。
In the first embodiment, the shape of the
また、第1実施形態の製造方法により製造された波動歯車装置10は、図9(c)に示されるように、歯筋内端部33cの垂直断面C13上において、略楕円形状の短軸上の位置する外歯33Zと内歯22の歯先同士が接触している。したがって、略楕円形状の全周において連続的な噛み合いの接触が行われる歯形となっている。
Further, the
なお、加工誤差等を加味した場合には、干渉を防ぐために、外歯の歯先や歯底および内歯の歯先や歯底のいずれかを修正した歯としてもよい。即ち、ステップS2では、剛性内歯車20の歯底部分及び歯先部分のうち少なくとも一方に、可撓性外歯車30との噛み合いの干渉を回避する逃げ部を設けて、剛性内歯車20の歯形を決定してもよい。また、ステップS3では、可撓性外歯車30の歯底部分及び歯先部分のうち少なくとも一方に、剛性内歯車20との噛み合いの干渉を回避する逃げ部を設けて、可撓性外歯車30の歯形を決定してもよい。
In addition, when a processing error or the like is taken into account, in order to prevent interference, a tooth obtained by correcting any one of the external tooth tip and bottom and the internal tooth tip and bottom may be used. That is, in step S <b> 2, at least one of the bottom portion and the tip portion of the rigid
さらには、具体的な歯形が決定されると、当初の設計条件に対して可撓性外歯車30のコーニング形状がわずかに変化する場合もある。そのため、基礎となるコーニングを考慮した剛性内歯車20と可撓性外歯車30の位置関係の有限要素法によるシミュレーションからのステップを繰り返し行うことが望ましい。
Furthermore, when a specific tooth profile is determined, the coning shape of the flexible
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る波動歯車装置の製造方法について説明する。図10は、第2実施形態における剛性内歯車及び可撓性外歯車の歯形を決定する工程のフローチャートである。なお、第2実施形態の波動歯車装置において、上記第1実施形態の波動歯車装置と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the manufacturing method of the wave gear apparatus concerning 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 10 is a flowchart of the process of determining the tooth profiles of the rigid internal gear and the flexible external gear in the second embodiment. In addition, in the wave gear apparatus of 2nd Embodiment, about the structure similar to the wave gear apparatus of the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
上記第1実施形態では、一方の歯車が可撓性外歯車30であり、他方の歯車が剛性内歯車20である場合について説明したが、第2実施形態では、一方の歯車が剛性内歯車20であり、他方の歯車が可撓性外歯車30である場合について説明する。
In the first embodiment, the case where one gear is the flexible
以下、剛性内歯車20及び可撓性外歯車30の歯形は、コンピュータのシミュレーションによって求める。その際、コーニングを考慮した剛性内歯車20及び可撓性外歯車30の位置関係は、有限要素法によるシミュレーションにより求める。
Hereinafter, the tooth profiles of the rigid
まず、剛性内歯車20及び可撓性外歯車30のうち剛性内歯車20(一方の歯車)の内歯22の歯先側の一部分について、歯形曲線を決定する(S11:第1決定工程)。歯先側の一部分とは歯末面の一部(又は全部)のことである。内歯22の歯末は、ピッチ円の内側(中心側)である。
First, a tooth profile curve is determined for a portion of the
第2実施形態では、歯形曲線は円弧曲線である。この円弧曲線は、内歯22の歯末を半径方向に延びる線で二分したときの一方の側に対応している曲線である。
In the second embodiment, the tooth profile curve is an arc curve. This circular arc curve is a curve corresponding to one side when the end of the
次に、波動発生器40を回転させるシミュレーションを行い、可撓性外歯車30(他方の歯車)に対する歯形曲線の相対的な移動軌跡を求め、移動軌跡の包絡線を用いて可撓性外歯車30の歯形を決定する(S12:第2決定工程)。
Next, a simulation of rotating the
以下、可撓性外歯車30から見た歯形曲線が描く移動軌跡について詳細に説明する。図11は、本発明の第2実施形態に係る波動歯車装置10の製造方法における第2決定工程を説明するための図である。図11には、波動発生器を回転させたときに、略楕円形状の長軸上に位置する可撓性外歯車の外歯が略楕円形状の短軸上の位置までの運動において、可撓性外歯車の外歯に対する剛性内歯車の内歯の円弧曲線の相対的な移動軌跡を示している。
Hereinafter, the movement locus drawn by the tooth profile curve viewed from the flexible
図11(a)は、内歯22の歯筋外端部22a(図2)での回転軸X−Xに垂直な垂直断面(第2垂直断面)C21上の移動軌跡を示している。図11(b)は、内歯22の歯筋中央部22b(図2)での回転軸X−Xに垂直な垂直断面(第2垂直断面)C22上の移動軌跡を示している。図11(c)は、内歯22の歯筋内端部22c(図2)での回転軸X−Xに垂直な垂直断面(第2垂直断面)C23上の移動軌跡を示している。
FIG. 11A shows a movement locus on a vertical section (second vertical section) C21 perpendicular to the rotation axis XX at the tooth trace
座標系Xo−Yoは、可撓性外歯車30の外歯33に固定された直交座標系で、Yo軸は外歯33の歯山の中心線と一致している。
The coordinate system Xo-Yo is an orthogonal coordinate system fixed to the
ここで、ステップS12では、可撓性外歯車30のコーニングを考慮して、回転軸X−Xに垂直な複数の垂直断面C21,C22,C23において、可撓性外歯車30に対する歯形曲線の相対的な移動軌跡を求める。そして、各垂直断面C21,C22,C23での歯形曲線の移動軌跡の包絡線を回転軸X−Xの方向に投影して得られる包絡線群の外形から可撓性外歯車30の歯形を決定する。
Here, in step S12, in consideration of the coning of the flexible
具体的に説明すると、垂直断面C21上で、図11(a)に示すように、波動発生器40を仮想的に回転させたときの略楕円形状の長軸上の位置から略楕円形状の短軸上の位置までの円弧曲線の移動軌跡251a〜251zを座標系Xo−Yo上で求める。そして、これら移動軌跡251a〜251zの包絡線361を求める。
More specifically, on the vertical section C21, as shown in FIG. 11 (a), from the position on the major axis of the substantially elliptical shape when the
同様に、垂直断面C22上で、図11(b)に示すように、波動発生器40を仮想的に回転させたときの略楕円形状の長軸上の位置から略楕円形状の短軸上の位置までの円弧曲線の移動軌跡252a〜252zを座標系Xo−Yo上で求める。そして、これら移動軌跡252a〜252zの包絡線362を求める。
Similarly, on the vertical section C22, as shown in FIG. 11 (b), from the position on the major axis of the substantially elliptical shape when the
また同様に、垂直断面C23上で、図11(c)に示すように、波動発生器40を仮想的に回転させたときの略楕円形状の長軸上の位置から略楕円形状の短軸上の位置までの円弧曲線の移動軌跡253a〜253zを座標系Xo−Yo上で求める。そして、これら移動軌跡253a〜253zの包絡線363を求める。
Similarly, on the vertical section C23, as shown in FIG. 11 (c), from the position on the major axis of the substantially elliptical shape when the
なお、図11(a)〜図11(c)には、包絡線361,362,363のYo軸に対して線対称となる曲線361´,362´,363´を合わせて図示している。
In FIGS. 11A to 11C, curves 361 ′, 362 ′, and 363 ′ that are line-symmetric with respect to the Yo axis of the
続いて、各包絡線361,362,363を回転軸X−Xの方向に投影して得られる包絡線群の外形から可撓性外歯車30の歯形を決定する様子を説明する。
Next, how the tooth profile of the flexible
図12は、本発明の第2実施形態に係る波動歯車装置10の製造方法における第2決定工程を説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining a second determination step in the method for manufacturing the
図12(a)に示すように、各包絡線361,362,363を回転軸X−Xの方向に投影させて座標系Xo−Yo上に重畳させて包絡線群を求める。図12(a)において、長破線は包絡線361を、破線は包絡線362を、点線は包絡線363を示している。
As shown in FIG. 12A, the
そして、図12(b)に示すように、複数の包絡線361,362,363を回転軸X−Xの方向に投影して得られる包絡線群から相手側歯車の歯形である可撓性外歯車30の外歯33の歯形を決定する。
And as shown in FIG.12 (b), it is flexible outside which is a tooth profile of the other party gear from the envelope group obtained by projecting a plurality of
詳述すると、各垂直断面C21,C22,C23上において、円弧曲線と可撓性外歯車30の外歯33が干渉しないように、包絡線群(複数の包絡線361,362,363)の最内周線を可撓性外歯車30の外歯33の歯形としている。即ち、可撓性外歯車30の外歯33の歯形は、歯末面の主範囲が包絡線363によって形成され、歯元面の主範囲が包絡線361によって形成されている。
More specifically, on each vertical section C21, C22, C23, the outermost of the envelope group (a plurality of
次にステップS12で可撓性外歯車30の歯形を決定した後、波動発生器40をシミュレーションにより仮想的に回転させる。そして、剛性内歯車20の内歯22に対する外歯33の相対的な移動軌跡を求め、移動軌跡の包絡線を用いて内歯22の残りの部分の歯形を決定する(S13:第3決定工程)。
Next, after determining the tooth profile of the flexible
以下、剛性内歯車20の内歯22の残りの部分の歯形の決定方法について詳細に説明する。図13は、本発明の第2実施形態に係る波動歯車装置10の製造方法における第3決定工程を説明するための図である。
Hereinafter, a method for determining the tooth profile of the remaining portion of the
図13には、波動発生器を回転させたときに、略楕円形状の長軸上に位置する可撓性外歯車の外歯が略楕円形状の短軸上の位置までの運動において、剛性内歯車の内歯に対する可撓性外歯車の外歯の相対的な移動軌跡を示している。 FIG. 13 shows that when the wave generator is rotated, the external teeth of the flexible external gear located on the major axis of the substantially elliptical shape move in the rigid inner state in the movement to the position on the minor axis of the substantially elliptical shape. The relative movement locus of the external teeth of the flexible external gear with respect to the internal teeth of the gear is shown.
図13(a)は、外歯33の歯筋外端部33a(図3)での回転軸X−Xに垂直な垂直断面(第1垂直断面)C11上の移動軌跡を示している。図13(b)は、外歯33の歯筋中央部33b(図3)での回転軸X−Xに垂直な垂直断面(第1垂直断面)C12上の移動軌跡を示している。図13(c)は、外歯33の歯筋内端部33c(図3)での回転軸X−Xに垂直な垂直断面(第1垂直断面)C13上の移動軌跡を示している。
FIG. 13A shows a movement locus on a vertical section (first vertical section) C11 perpendicular to the rotation axis XX at the
座標系Xi−Yiは、剛性内歯車20の内歯22に固定された直交座標系で、Yi軸は内歯22の歯底の中心線と一致している。
The coordinate system Xi-Yi is an orthogonal coordinate system fixed to the
ここで、ステップS13では、可撓性外歯車30のコーニングを考慮して、回転軸X−Xに垂直な複数の垂直断面C11,C12,C13において、剛性内歯車20に対する可撓性外歯車30の外歯33の相対的な移動軌跡を求める。そして、各垂直断面C11,C12,C13での可撓性外歯車30の外歯33の移動軌跡の包絡線を回転軸X−Xの方向に投影して得られる包絡線群の外形から剛性内歯車20の歯形を決定する。
Here, in step S13, in consideration of the coning of the flexible
具体的に説明すると、垂直断面C11上で、図13(a)に示すように、波動発生器40を仮想的に回転させたときの略楕円形状の長軸上の位置から略楕円形状の短軸上の位置までの外歯33の移動軌跡331a〜331zを座標系Xi−Yi上で求める。そして、これら移動軌跡331a〜331zの包絡線254を求める。
More specifically, on the vertical section C11, as shown in FIG. 13 (a), from the position on the major axis of the substantially elliptical shape when the
同様に、垂直断面C12上で、図13(b)に示すように、波動発生器40を仮想的に回転させたときの略楕円形状の長軸上の位置から略楕円形状の短軸上の位置までの外歯33の移動軌跡332a〜332zを座標系Xi−Yi上で求める。そして、これら移動軌跡332a〜332zの包絡線255を求める。
Similarly, on the vertical section C12, as shown in FIG. 13 (b), the position on the major axis of the substantially elliptical shape from the position on the major axis of the substantially elliptical shape when the
また同様に、垂直断面C13上で、図13(c)に示すように、波動発生器40を仮想的に回転させたときの略楕円形状の長軸上の位置から略楕円形状の短軸上の位置までの外歯33の移動軌跡333a〜333zを座標系Xi−Yi上で求める。そして、これら移動軌跡333a〜333zの包絡線256を求める。
Similarly, on the vertical section C13, as shown in FIG. 13C, from the position on the major axis of the substantially elliptical shape when the
なお、図13(a)〜図13(c)には、包絡線254,255,256のYi軸に対して線対称となる曲線254´,255´,256´を合わせて図示している。
In FIGS. 13A to 13C, curves 254 ′, 255 ′, and 256 ′ that are symmetric with respect to the Yi axis of the
続いて、各包絡線254,255,256を回転軸X−Xの方向に投影して得られる包絡線群の外形から剛性内歯車20の内歯22の残りの部分の歯形を決定する様子を説明する。
Subsequently, a state in which the tooth profile of the remaining portion of the
図14は、本発明の第2実施形態に係る波動歯車装置10の製造方法における第3決定工程を説明するための図である。
FIG. 14 is a diagram for explaining a third determination step in the method for manufacturing the
図14(a)に示すように、各包絡線254,255,256を回転軸X−Xの方向に投影させて座標系Xi−Yi上に重畳させて包絡線群を求める。図14(a)において、長破線は包絡線254を、破線は包絡線255を、点線は包絡線256を示している。
As shown in FIG. 14A, the
そして、図14(b)に示すように、複数の包絡線254,255,256を回転軸X−Xの方向に投影して得られる包絡線群から相手側歯車の歯形である剛性内歯車20の内歯22の歯形を決定する。
And as shown in FIG.14 (b), the rigid
詳述すると、各垂直断面C11,C12,C13上において、可撓性外歯車の外歯と剛性内歯車の内歯が干渉しないように、包絡線群(複数の包絡線254,255,256)の最外周線を剛性内歯車20の内歯22の歯形としている。即ち、剛性内歯車20の内歯22の歯形は、歯末面の主範囲を包絡線254,256によって形成され、その歯元面の主範囲を包絡線254によって形成されている。
More specifically, an envelope group (a plurality of
図15は、第2実施形態に係る製造方法により製造された波動歯車装置10の外歯33と内歯22の噛み合いの様相を示す図である。図15(a)は外歯33の歯筋外端部33aの垂直断面C11上、図15(b)は外歯33の歯筋中央部33bの垂直断面C12上、図15(c)は外歯33の歯筋内端部33cの垂直断面C13上での噛み合いの様相をそれぞれ示している。各垂直断面C11,C12,C13上で外歯33Aは略楕円形状の長軸上に、外歯33Zは短軸上の位置する外歯33を示している。図13(a)〜図13(c)から分かるように、各垂直断面C11,C12,C13において、連続的な噛み合い状態が形成されており、干渉等は発生していない。
FIG. 15 is a diagram illustrating a state of meshing of the
以上、第2実施形態では、離散的な座標計算により、可撓性外歯車30の撓み形状の複雑さ、歯相互の角度変化を加味した歯形を求めている。したがって、少ないパラメータでは可撓性外歯車30の変形が表現不可能な場合であっても、内歯22と外歯33とが正確に噛み合う波動歯車装置10を得ることができる。
As described above, in the second embodiment, the tooth profile that takes into account the complexity of the flexure shape of the flexible
また、第2実施形態では、剛性内歯車20の内歯22の一部分の形状を決定することにより、可撓性外歯車30の外歯33の形状、及び剛性内歯車20の内歯22の残りの部分の歯の形状が一意に決まる。また、剛性内歯車20の内歯22の一部分と残りの部分との境界の位置が一意に定まる。このため、可撓性外歯車30の外歯33と剛性内歯車20の内歯22とが噛み合う条件を満足するだけでなく、内歯22について一部分と残りの部分とに矛盾が生じない歯形を持つことが可能である。
In the second embodiment, by determining the shape of a part of the
なお、加工誤差等を加味した場合には、干渉を防ぐために、外歯の歯先や歯底および内歯の歯先や歯底のいずれかを修正した歯としてもよい。即ち、ステップS12では、可撓性外歯車30の歯底部分及び歯先部分のうち少なくとも一方に、剛性内歯車20との噛み合いの干渉を回避する逃げ部を設けて、可撓性外歯車30の歯形を決定してもよい。また、ステップS13では、剛性内歯車20の歯底部分及び歯先部分のうち少なくとも一方に、可撓性外歯車30との噛み合いの干渉を回避する逃げ部を設けて、剛性内歯車20の歯形を決定してもよい。
In addition, when a processing error or the like is taken into account, in order to prevent interference, a tooth obtained by correcting any one of the external tooth tip and bottom and the internal tooth tip and bottom may be used. That is, in step S12, at least one of the tooth bottom portion and the tooth tip portion of the flexible
ここで、本発明により決定される歯形の曲率を考えると、歯車の変形が少ないパラメータでは表現不可能な場合にあっては、歯形の導出過程で求めた各運動軌跡および包絡線群も同様に少ないパラメータで表現することが困難な曲線である。そのため、歯形はその曲率が増加減少を繰り返す曲線となりうる。 Here, considering the curvature of the tooth profile determined according to the present invention, if it is impossible to express with a parameter with little gear deformation, each movement locus and envelope group obtained in the tooth profile derivation process are also the same. It is a curve that is difficult to express with a small number of parameters. Therefore, the tooth profile can be a curve whose curvature repeats increasing and decreasing.
図16は第2実施形態で示した可撓性外歯車の外歯形状であり、図17は可撓性外歯車の外歯のモジュールをmとしたときに、ピッチ円から歯たけ方向の歯先側および歯底側にそれぞれ0.4×mの範囲の歯形の曲率を示したグラフである。 FIG. 16 shows the external tooth shape of the flexible external gear shown in the second embodiment, and FIG. 17 shows the teeth in the toothing direction from the pitch circle, where m is the external tooth module of the flexible external gear. It is the graph which showed the curvature of the tooth profile of the range of 0.4xm on the front side and the tooth bottom side, respectively.
図17において外歯形状の点Uは、軸方向に規定した各軸直角断面上の包絡線が交わる箇所であるが、図17のグラフが示すように点Uで曲率が極大値をもち、歯たけ方向の前記範囲で最大値となる。また、点Uから歯たけ方向の歯先側の外歯形状においては、曲率の値がマイナスとなる箇所があり、すなわち外歯形状に凹凸を繰り返す曲線が存在することがわかる。歯形の曲率の増加および歯面上の凹凸面の存在は、歯面に生じる接触応力の増大と応力集中に影響し、歯面の摩耗や劣化を生じさせる原因となる。 In FIG. 17, the point U of the external tooth shape is a portion where the envelopes on the cross sections perpendicular to each axis defined in the axial direction intersect, but as shown in the graph of FIG. 17, the curvature has a maximum value at the point U, and the tooth It becomes the maximum value in the range in the bamboo direction. In addition, in the external tooth shape on the tooth tip side in the direction of toothing from the point U, there is a portion where the value of curvature is negative, that is, there is a curve in which the external tooth shape repeats unevenness. The increase in the curvature of the tooth profile and the presence of the uneven surface on the tooth surface affect the increase in contact stress and stress concentration generated on the tooth surface, and cause the tooth surface to wear and deteriorate.
そこで、剛性内歯車および可撓性外歯車のうち少なくとも一方の歯形形状を、ピッチ円から歯たけ方向の歯先側および歯底側にそれぞれ0.4×mの範囲において、曲率の極大値を低減した歯形形状に修正するとよい。これにより、剛性内歯車と可橈性外歯車の噛み合い時に生じる歯面の接触応力を低減することができる。 Therefore, at least one tooth profile shape of the rigid internal gear and the flexible external gear has a maximum value of curvature within a range of 0.4 × m from the pitch circle to the tooth tip side and the tooth bottom side in the toothing direction. It is good to correct to a reduced tooth profile. Thereby, the contact stress of the tooth surface generated when the rigid internal gear meshes with the flexible external gear can be reduced.
つまり、歯形の曲率の最大値を小さくするとともに、ピッチ円をはさむ所定の範囲で凹凸を無くすことで、接触応力の減少と応力集中を緩和することができる。図18のグラフに示す実線は、外歯形状の曲率の最大値を抑え、歯形の凹凸が無くなるように、外歯形状を近似して得られた一例の外歯形状における曲率を示すものである。本発明の目的とする正確な噛み合いを妨げない範囲においては、所望の歯形の曲率を得るために、外歯形状および内歯形状を修正することが有用である。 That is, the contact stress can be reduced and the stress concentration can be alleviated by reducing the maximum value of the curvature of the tooth profile and eliminating the unevenness within a predetermined range sandwiching the pitch circle. The solid line shown in the graph of FIG. 18 indicates the curvature of an external tooth shape of an example obtained by approximating the external tooth shape so as to suppress the maximum value of the curvature of the external tooth shape and eliminate the unevenness of the tooth shape. . It is useful to modify the external tooth shape and the internal tooth shape in order to obtain a desired tooth profile curvature within a range that does not hinder the precise meshing aimed at by the present invention.
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and many modifications can be made by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention.
上記第1及び第2実施形態では、取付部32が胴部31の端部31bから半径方向の内側に延びる、いわゆるカップ型の可撓性外歯車30について説明したが、これに限定するものではない。図2の破線で示すように、取付部32が胴部31の端部31bから半径方向の外側に延びる、いわゆるシルクハット型の可撓性外歯車についても本発明は適用可能である。
In the first and second embodiments described above, the so-called cup-shaped flexible
また、上記第1及び第2実施形態では、波動歯車装置の出力が1/50に減速される場合について説明したが、これに限定するものではなく、任意の減速比、サイズの波動歯車装置に適応され、正確に噛み合う波動歯車装置を得ることができる。 In the first and second embodiments, the case where the output of the wave gear device is decelerated to 1/50 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the wave gear device having an arbitrary reduction ratio and size can be used. A wave gear device which is adapted and meshes accurately can be obtained.
また、上記第1及び第2実施形態では、複数の垂直断面で包絡線を求め、包絡線群に基づいて歯形を決定したが、垂直断面が1つの場合であってもよく、その場合は包絡線を歯形とすればよい。 In the first and second embodiments, the envelope is obtained from a plurality of vertical sections, and the tooth profile is determined based on the envelope group. However, there may be one vertical section, in which case the envelope The line may be a tooth profile.
また、第1垂直断面C11,12,13と第2垂直断面C21,22,23とが異なる場合について説明したが、第1垂直断面と第2垂直断面とが同一の垂直断面であってもよい。 Moreover, although the case where the first vertical cross section C11, 12, 13 and the second vertical cross section C21, 22, 23 are different from each other has been described, the first vertical cross section and the second vertical cross section may be the same vertical cross section. .
10…波動歯車装置、20…剛性内歯車、22…内歯、30…可撓性外歯車、33…外歯、40…波動発生器
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記剛性内歯車及び前記可撓性外歯車のうち一方の歯車の歯の歯先側の一部分について、歯形曲線を決定する第1決定工程と、
前記波動発生器を回転させて、前記剛性内歯車及び前記可撓性外歯車のうち他方の歯車に対する前記歯形曲線の相対的な移動軌跡を求め、該移動軌跡の包絡線を用いて前記他方の歯車の歯形を決定する第2決定工程と、
前記波動発生器を回転させて、前記一方の歯車に対する、前記第2決定工程で歯形を決定した前記他方の歯車の歯の相対的な移動軌跡を求め、該移動軌跡の包絡線を用いて前記一方の歯車の歯の残りの部分の歯形を決定する第3決定工程と、
を備えたことを特徴とする波動歯車装置の製造方法。 A rigid internal gear having a plurality of internal teeth; a flexible external gear having a plurality of external teeth; and being disposed inside the rigid internal gear; and bending the flexible external gear in a radial direction to In a manufacturing method of a wave gear device comprising: a wave generator that partially meshes with a rigid internal gear and moves the meshed portion in a circumferential direction by rotating around a rotation axis;
A first determination step of determining a tooth profile curve for a part of the tooth tip side of one of the rigid internal gear and the flexible external gear;
Rotating the wave generator to obtain a relative movement locus of the tooth profile curve with respect to the other gear of the rigid internal gear and the flexible external gear, and using the envelope of the movement locus, the other A second determination step for determining the tooth profile of the gear;
Rotating the wave generator to obtain a relative movement locus of the tooth of the other gear whose tooth shape has been determined in the second determination step with respect to the one gear, and using the envelope of the movement locus, the A third determination step for determining the tooth profile of the remaining portion of the tooth of one gear;
A method of manufacturing a wave gear device, comprising:
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