JPS6188043A - Prime number type planetary gear - Google Patents

Prime number type planetary gear

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JPS6188043A
JPS6188043A JP20939284A JP20939284A JPS6188043A JP S6188043 A JPS6188043 A JP S6188043A JP 20939284 A JP20939284 A JP 20939284A JP 20939284 A JP20939284 A JP 20939284A JP S6188043 A JPS6188043 A JP S6188043A
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JP
Japan
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teeth
gear
gears
planetary
planetary gear
Prior art date
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JP20939284A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideyasu Matoba
的場 秀恭
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MATETSUKUSU KK
Matex Co Ltd
Original Assignee
MATETSUKUSU KK
Matex Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To reduce noise of a planetary gear by determining the sum of the number of the teeth of a sun gear and the number of the teeth of a shell internal gear to be the multiplied number of the teeth of a planetary gear and also determining the number of the teeth of each of the gears to be unequal to the multiplied number of teeth on the planetary gear. CONSTITUTION:If the number of the teeth of a sun gear and that of the teeth of a shell internal gear are expressed by S and I, respectively, the sum of the teeth (S+I) is the multiplied number (n) of the teeth of a planetary gear. S and I are set to be unequal to the multiplied number (n). Each of S and I is determined not equal to the multiplied number of (n). Now, supposing that a reduction gear of a multiplied type with I=72, S=24 and P=24, and the reduction ratio of 1/4 and another reduction gear of a prime type with I=73, S=23 and P=25 and the reduction ratio of 1/4.17 are compared, for example, two planetary gears are made of the same material and has the same external periphery. But the gears has different diameters. Since highest noise level will be able to be measured at non-load time, so measurement is performed at that time. Revolving ratio of a motor is set to 1,800rpm. A measuring unit is sited 50cm apart from the gears in the opposite position to the motor and then noise level is measured. The obtained result was approximately 54 phons for the multiplied type while that was approximately 50 phons for the prime number type.

Description

【発明の詳細な説明】 ヴ) 技  術  分  野 この発明は、騒音発生の少い、動力伝達が滑らかに行わ
れる遊星歯車装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] V) Technical Field This invention relates to a planetary gear device that generates little noise and smoothly transmits power.

遊星歯車装置は、太陽歯車、遊星歯車、外殻内歯歯車、
遊星歯車を軸着したキャリヤよりなる。
Planetary gears include sun gears, planetary gears, outer shell internal gears,
It consists of a carrier on which a planetary gear is attached.

入力軸と出力軸が同一軸線上にあり、減速機、増速機と
して使いやすい。また、厚みをあまり必要としないし、
外径も小さくできるので、優れた動力伝達装置である。
The input and output shafts are on the same axis, making it easy to use as a speed reducer or speed increaser. Also, it does not require much thickness,
It is an excellent power transmission device because the outer diameter can be made small.

しかし、遊星歯車装置は、噛合い点が多く、自由度が少
いので、歯先干渉が起ったシ、異常な偏心があって、強
いノイズが発生したりする。
However, planetary gears have many meshing points and a small degree of freedom, which can lead to tooth tip interference, abnormal eccentricity, and strong noise.

このため、個々の歯車は高い精度のものを使わなければ
ならない、という欠点があった。
For this reason, there was a drawback in that each gear had to be of high precision.

しかし、本発明者は、高い精度の歯車の使用は価格の点
で、遊星歯車装置の有効利用をはばむものであると考え
ている。むしろ、低精度の歯車によって、動力伝達効率
が高く、騒音の低い遊星歯車装置を作るべきである、と
いう信念をもっている。1だ、この信念に従ってかなシ
の成果を収めている、と自負している。
However, the inventor believes that the use of highly accurate gears hinders the effective use of planetary gear systems due to cost considerations. Rather, we believe that we should create a planetary gear system with high power transmission efficiency and low noise using low-precision gears. 1, and I am proud that I have achieved great results in accordance with this belief.

(イ)  従  来  技  術 遊星歯車装置の歯数の決定について、明確な技術思想が
存在しなかった、という見解を本発明者はもっている。
(B) Prior Art The present inventor is of the opinion that there is no clear technical idea regarding the determination of the number of teeth of a planetary gear device.

遊星歯車の歯数をP1外殻内歯歯車の歯数を工、太陽歯
車の歯数をSとする。
The number of teeth of the planetary gear is P1, the number of teeth of the outer shell internal gear is M, and the number of teeth of the sun gear is S.

遊星歯′Afの数nは、3個又は4個である。これ以外
のものはない、と言って差支えない。2個だと、太陽歯
車、外殻内歯歯車の心が定まらない。
The number n of the planetary teeth 'Af is three or four. It is safe to say that there is nothing else like it. If there are two, the sun gear and outer shell internal gear cannot be determined.

5個以上だと、大きい減速比を得ること艇できない。キ
ャリヤは2枚の円板をリベット、隆起部などで結合した
ものである。結合部のスペースも必要であるから、5個
の遊星歯車をもつ装置は作9にくい。
If there are more than 5, the boat will not be able to obtain a large reduction ratio. The carrier is made up of two disks joined together by rivets, ridges, etc. Since space is also required for the joint, it is difficult to make a device with five planetary gears.

それで、遊星歯車の数nは3又は4だといえるのである
Therefore, it can be said that the number n of planetary gears is 3 or 4.

この場合、歯数の決定には、次のような漠然とした見解
があり、常識化していた。それは、中 遊星歯車数が3
であれば、太陽歯車、遊星歯車、外殻内歯歯車の歯数と
もに3の倍数でなければならない。
In this case, there was a vague opinion as follows regarding the determination of the number of teeth, which had become common knowledge. That is, the number of medium planetary gears is 3.
If so, the number of teeth of the sun gear, planetary gear, and outer shell internal gear must all be multiples of 3.

fl[+  遊星歯車数が4であれば、太陽歯車、遊星
歯車、外殻内歯歯車の歯数ともに4の倍数でなければな
らない。
fl[+ If the number of planetary gears is 4, the number of teeth of the sun gear, planetary gear, and outer shell internal gear must all be multiples of 4.

という見解である。This is the view.

つまシ、s、p、iを整数として、遊星歯車の数n(3
又は4)と、太陽歯車S、遊星歯車P、外殻内tJ?J
歯車Iの歯数との間にはS  =  ns      
       (1)P  =  np       
      (2)I  =  ni        
     f8)という関係が成り立つ、とするもので
ある。
The number of planetary gears n (3
Or 4), sun gear S, planetary gear P, tJ in the outer shell? J
S = ns between the number of teeth of gear I
(1) P = np
(2) I = ni
f8) holds true.

これは実際に、遊星歯車装置を組立てる作業に於て、帰
納された経験則である。
This is actually a heuristic rule of thumb when assembling planetary gears.

減速機として使うときの減速比をRとすると、これはI
とSによって、 と、、IJ (ことができる。
If the reduction ratio when used as a reduction gear is R, this is I
By and S, , , IJ (can be done.

例えば、遊星歯車の数nが3であるとする。7分の1の
減速機(R=7)を作りたいとする。例えばI=96と
する。これを6で割って5=16、P = 40を得る
。これで7分の1の減速機を作ることができそうに思わ
れるがそうではなかった。
For example, assume that the number n of planetary gears is three. Suppose you want to make a 1/7 reduction gear (R=7). For example, let I=96. Divide this by 6 to get 5=16, P=40. It seems like it would be possible to make a 1/7 reduction gear with this, but it wasn't.

本発明者は実際に、この歯数の遊星歯車を作ってみたの
である。
The inventor actually made a planetary gear with this number of teeth.

すると、大変なことが分った。いざ、この歯車を組立て
ようとすると、組立てることができないのである。外殻
内歯歯車の中にキャリヤと遊星軸、遊星歯車を取りつけ
た後、太陽歯車を入れようとすると、どうしても入らな
いのである。
Then I realized something terrible. When I tried to assemble this gear, I was unable to assemble it. After installing the carrier, planetary shaft, and planetary gear into the outer shell internal gear, when I tried to insert the sun gear, it just wouldn't fit.

いろいろ試行錯誤した結果、太陽歯車を転位させ15枚
(S=15)にした。この転位によって、太陽歯車を入
れることができた。
After much trial and error, I rearranged the sun gear to have 15 gears (S=15). This rearrangement made it possible to insert the sun gear.

この原因がどうしても分らなかったので、他社の製造に
係る遊星歯車の歯数を調べた。
Since we were unable to determine the cause of this, we investigated the number of teeth in planetary gears manufactured by other companies.

すると、n=3の場合、S、P、Iともに必ず30倍数
になっているし、n=4の場合、s、p。
Then, when n=3, S, P, and I are always multiples of 30, and when n=4, s, p.

■ともに4の倍数になっていること、これが分った。■It turns out that both numbers are multiples of 4.

これは先に述べたことである。(1)〜(3)式に示し
たことである、といってもよい。これは、遊星歯車の業
界に於て常識化し、公理になっている、といってもよい
This is what I mentioned earlier. It can be said that this is what is shown in formulas (1) to (3). It can be said that this has become common knowledge and an axiom in the planetary gear industry.

本発明者も、(1)、([+が公理であると考えていた
The inventor also thought that (1), ([+ is an axiom.

そう思い込んでいたのである。That's what I thought.

転位のある歯車でない場合、中、+11の公理にあては
まらない遊星歯車装置はかつて存在しなかつ次。本発明
者の調べた限シではそう言える。公理の盲従である。
If it is not a gear with a shift, there has never been a planetary gear system that does not satisfy the +11 axiom. This can be said based on the research conducted by the present inventor. It is blind obedience to axioms.

本発明者も、公理(11、(Il)に従っていたが、な
ぜそうでなければならないのか理解できなかった。
The inventor also followed axiom (11, (Il)), but could not understand why it had to be so.

本発明者は、技術者なのであるから、公理の根拠を知り
たいと思っていた。
Since the inventor is an engineer, he wanted to know the basis of the axiom.

遊星歯車の固有の欠点として、ノイズの発生がある。歯
車の噛合いであるのでノイズが発生するのはやむをえな
いとしても、ある場合にIt’:bあまりに大きすぎる
、という事がある。なぜ、ノイズが大きいのか?これも
久しい疑問であった。
An inherent drawback of planetary gears is the generation of noise. Although noise is unavoidable due to the meshing of gears, in some cases It':b may be too large. Why is the noise so loud? This has also been a question for a long time.

転位が考えられる。転位のある場合でも、太陽歯車S、
外殻内歯歯車Iに関しては、nの倍数でなければならな
い、と考えられてきた。式(1)、(3)はとにかく成
立しなければならないのである、と考えられた。
Possible dislocation. Even if there is a dislocation, the sun gear S,
It has been thought that the outer shell internal gear I must be a multiple of n. It was thought that equations (1) and (3) must hold true anyway.

根拠は謎であった。経験則としか言いようがない。The reason was a mystery. I can only call it a rule of thumb.

遊星歯車装置に関する謎はまだある。噛合い率の問題で
ある。
There are still mysteries surrounding planetary gearing. It's a matter of engagement rate.

減速比Rを大きくしてゆくと、太陽歯車が小さくなるが
、太陽歯車が過負荷の場合、しばしば破断した。頭足歯
車が破断することもあった。
As the reduction ratio R was increased, the sun gear became smaller, but when the sun gear was overloaded, it often broke. In some cases, the head and foot gears were broken.

イも合い率は、常に1として計算していたが、噛合い率
が1でないことは明らかである。しかし、噛合い率を求
める公式は従来存在しなかった。
Although the engagement rate was always calculated as 1, it is clear that the engagement rate is not 1. However, there has been no formula for calculating the meshing ratio.

噛合い率というのは、同時に、接触している歯の数のこ
とである。これは、歯数の函数であるべきである。しか
し、歯数の函数として、噛合い率を表現する式は従来、
存在しなかった。このため、強度計算をする場合に、曖
昧さを常に判うことになシ、終局的には計算できず、破
壊試験に頼っていた、というのが実情である。
Contact ratio is the number of teeth that are in contact at the same time. This should be a function of the number of teeth. However, the formula for expressing the contact ratio as a function of the number of teeth has traditionally been
It didn't exist. For this reason, when calculating strength, the ambiguity must always be known, and the reality is that calculations cannot be made in the end, and destructive tests have been relied upon.

噛合い率が、モジュールによるのかよらないのか、これ
も不明であった。
It was also unclear whether the engagement rate depended on the module or not.

本発明者は、後に示すように、噛合い率は、モンユール
に全くよらず、歯数と圧力角のみによることを発見した
As will be shown later, the inventor discovered that the contact ratio does not depend on the Moneur at all, but only on the number of teeth and the pressure angle.

(つ)  考   案 体f屯の1幻数は整数である。(1) Proposal One phantom number in the field f tun is an integer.

遊星歯車の数は3又は4である。n=3の場合について
考えることにする。
The number of planetary gears is 3 or 4. Let us consider the case where n=3.

あらゆる整数は、3の倍数であるか、3の倍数より1だ
・け小さいか、或は3の倍数よシ1だけ大きいかである
Every integer is a multiple of 3, 1 less than a multiple of 3, or 1 more than a multiple of 3.

太陽歯車の数は、Sを整数として、 1)S=8s            (41++) 
 s  =  as  +  t         (
5)iii)  S  =  38 − 1     
    (6)のいずれかである。
The number of sun gears is as follows, where S is an integer: 1) S=8s (41++)
s = as + t (
5) iii) S = 38 − 1
(6) Either.

一体、遊星歯車は何をしているのか?という串を考える
。遊星歯車の直径上で、太陽歯車と外殻内歯tJA屯が
遊星歯車に噛み合っている。
What on earth does a planetary gear do? Think of this skewer. On the diameter of the planetary gear, the sun gear and the outer shell internal teeth tJAtun mesh with the planetary gear.

第1図はn=3の遊星歯車装置のピッチ円のみを示す概
略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing only the pitch circle of a planetary gear device with n=3.

全体の中心を0とする。遊星歯車の中心を、Po、P、
 、 P2とする。太陽歯車が遊星歯車と噛合う点を、
Q、、、Q、、Q2とする。外殻内歯歯車が遊星歯車と
噛合う点をRo、R,・R2とする・Poを中心として
、太陽歯車Sと、外殻内歯歯車工が、Qo 、 Roに
於て対向する。
The center of the whole is set to 0. The center of the planetary gear is Po, P,
, P2. The point where the sun gear meshes with the planetary gear is
Let Q, , , Q, , Q2. The points where the outer shell internal gear meshes with the planetary gear are Ro, R, and R2.The sun gear S and the outer shell internal gear face each other at Qo and Ro, with Po as the center.

Q、を0点として、右まわシに、太陽歯車の歯数を数え
ることにする。
Let's take Q as 0 point and count the number of teeth on the sun gear turning clockwise.

Roを0点として、右まわりに外殻内歯歯車の歯数を数
えることにする。
Let's count the number of teeth of the outer shell internal gear clockwise with Ro as 0 point.

円周は、po、p、、p2によって、3分割されている
。従って、Q1点において遊星歯l[はS73枚目の歯
が噛合っていることになる。同様に、Q2点において太
陽歯車は2S/3枚目の歯が噛合っていることになる。
The circumference is divided into three by po, p, and p2. Therefore, at point Q1, the third tooth of S7 is in mesh with the planetary tooth l[. Similarly, at point Q2, the 2S/3rd tooth of the sun gear is in mesh.

R0点を0点として数えるから、外殻内歯歯車工のR1
点での噛合いはI/3枚目の歯である。R2点での噛合
いは2工/3枚目である。
Since R0 point is counted as 0 point, R1 of outer shell internal gear engineering
The engagement at the point is I/3rd tooth. The engagement at point R2 is 2nd work/3rd piece.

位相関係を考えなければならない。The phase relationship must be considered.

遊星歯車を中心に介して、太陽歯車と外殻内力歯車に間
接的に噛合っている。
It indirectly meshes with the sun gear and the shell internal power gear via the planetary gear.

噛合っているある状態の位相を太陽歯車、外殻内歯歯車
について0であると決める。もしも、太陽歯車が右まわ
シに、ある微少位相分だけ廻ったとする。すると、遊星
歯車は、左まわりに同じ位相分まわり、外殻内歯歯車は
、左まわシに同じ位相分まわる。
The phase of a certain state of meshing is determined to be 0 for the sun gear and the outer shell internal gear. Suppose that the sun gear rotates clockwise by a certain minute phase. Then, the planetary gear rotates counterclockwise by the same phase amount, and the outer shell internal gear rotates counterclockwise by the same phase amount.

ここで、位相というのは、回転角のことではなく、個々
の歯の1枚分について、0〜1をわりあてるものである
Here, the phase does not mean a rotation angle, but a value from 0 to 1 assigned to each tooth.

結局、右まわりの位相を正にとると、太陽オ車の位相φ
Sと、外殻内歯歯車の位相φiの微少変位の和は常に0
であることが分る。
After all, if we take the clockwise phase to be positive, the phase of the sun wheel φ
The sum of S and the minute displacement of the phase φi of the external internal gear is always 0
It turns out that.

dφ5−)−dφi=o     (71ここでは、位
相を、0〜1の小数部分として数えている。
dφ5−)−dφi=o (71 Here, the phase is counted as a fractional part between 0 and 1.

ここで、カッコ〔・・・〕を中にある数の小数部分を表
わすものとする。
Here, let the parentheses [...] represent the decimal part of the number inside.

Q、点が、太陽歯車の0点であるから、位相は0である
。91点での位相は(S/3 )である。Q2点での位
相は(23/8 )である。
Since point Q is the 0 point of the sun gear, the phase is 0. The phase at 91 points is (S/3). The phase at point Q2 is (23/8).

Ro点が、外殻内歯歯車の0点であるから、ここで位相
は0である。R1点での位相はCI/8 )である。R
2点での位相はC21/8 )である。
Since the Ro point is the 0 point of the external internal gear, the phase is 0 here. The phase at point R1 is CI/8). R
The phase at the two points is C21/8).

位相というのは噛合点に於ける、Qo SRo点をul
とした状態から、歯1枚分以内における微少なズレを示
す。したがって、Qo−Ro点より数えた歯数の小数部
分が位相を与えるのである。
The phase refers to the Qo SRo point at the meshing point.
This shows a slight deviation within one tooth from the above state. Therefore, the fractional part of the number of teeth counted from the Qo-Ro point gives the phase.

(7)式を使って、 〔S/3)  +  (:I/3)  =  0   
  (81および、 C2S/8)  +  〔2I/3)  =  0  
  (9)という式が成立する。
Using formula (7), [S/3) + (:I/3) = 0
(81 and C2S/8) + [2I/3) = 0
The formula (9) holds true.

これらを満足するために、3通りの組合せがある。There are three combinations to satisfy these requirements.

(als、Iともに3の倍数である。(Both als and I are multiples of 3.

(b)Sは3の倍数より1大きく、Iは3の倍数より1
小さい。
(b) S is 1 greater than a multiple of 3, and I is 1 greater than a multiple of 3.
small.

ICI  Sは30倍数より1小さく、■は3の倍像よ
り1大きい。
ICI S is 1 less than the 30 times number, and ■ is 1 more than the 3 times number.

3つの場合があるが、包括的に言うと、Sと1との和が
3の倍数であればよいという事になる。
There are three cases, but comprehensively speaking, it is sufficient that the sum of S and 1 is a multiple of 3.

包括表現式 %式%(10) にまとめて表現できる。inclusive expression % formula % (10) It can be summarized and expressed as

従来は、(a)、向、(C)の内、(a)だけが知られ
ていた。■)に依らなければ、遊星歯車装置の歯車を嵌
込むことができないと考えられていた。
Conventionally, among (a), direction, and (C), only (a) was known. It was thought that the gears of the planetary gear system could not be fitted without relying on (2).

しかし、そうではない。歯車の嵌合条件には俣)、(C
)の場合がありうるのである。
But that's not the case. The gear fitting conditions include Mata), (C
) is possible.

(alの場合、 5=33.I=3i        (11)と書くこ
とができ、 向の場合、 S  =  3s+1.  I  =  3i−1(1
2)(C)の場合、 S  =  as−1,I  =  3i+1    
(13)と1!? <ことができる。転位のない遊星歯
車装置の場合を考える。このとき、 S  +  2P=  I        (14)で
なければならない。
(In the case of al, it can be written as 5=33.I=3i (11), and in the case of direction, S=3s+1.I=3i-1(1
2) In the case of (C), S = as-1, I = 3i+1
(13) and 1! ? <I can do it. Consider the case of a planetary gear system without dislocation. At this time, it must be S + 2P=I (14).

(11)〜(13)のいずれの場合であっても、(i−
s)が2の倍数である、という事だけが要求される。
In any case of (11) to (13), (i-
It is only required that s) be a multiple of 2.

遊星歯車装置の減速比は3倍以上であることが多い・太
陽歯車歯数は12以上とすることが多い。
The reduction ratio of planetary gears is often 3 times or more.The number of sun gear teeth is often 12 or more.

1例を示す。(a)〜(c)すなわち、(11) 〜(
18)式に於て、1=22の例を考える。s=4.6.
8.10、の場合があシうる。
An example is shown. (a) to (c), that is, (11) to (
In equation 18), consider an example where 1=22. s=4.6.
8.10 may be the case.

第1表に、これらの基本的な数値を示す。Table 1 shows these basic values.

第1表の組合せをもとにして、扛)、℃)、(C)の3
とおりの場合のI、S、Pの歯数を式(11)、(12
)、(13)によって求めることができる。減速比Rも
式(4)によって計算できる。
Based on the combinations in Table 1, 3), ℃), and (C)
The number of teeth of I, S, and P in the case of
), (13). The reduction ratio R can also be calculated using equation (4).

第2表は■)の場合で、(11)式によって求める。Table 2 shows the case of ■), which is calculated using equation (11).

第2表 tal Iが8の倍数の場合 第3表は(b)の場合で、(12)式によって計算する
Table 2: When tal I is a multiple of 8 Table 3 shows the case (b), which is calculated using equation (12).

第4表は(C1の場合で、(13)式によって計算する
Table 4 shows the case of (C1), which is calculated using equation (13).

第4表 (c) Iが3の倍数よシ1大きい場合このよ
うな組合せが可能である。
Table 4 (c) Such a combination is possible when I is a multiple of 3 and greater by 1.

(b)、(C1のような歯数の組合せが可能である、と
いう事は、従来全く知られてぃなかった。本発明者が永
年の経験と熟考の末にはじめて想到したものである。
(b), (It was completely unknown in the past that combinations of the number of teeth such as C1 were possible.The inventor of the present invention came up with this idea for the first time after many years of experience and consideration.

包括表現式(lのが最もわかりゃすく、重要な式である
Inclusive expression (l is the easiest to understand and important expression.

これらの考察から分るように、遊星歯車の歯数Pには直
接的な条件は課されない。
As can be seen from these considerations, no direct conditions are imposed on the number of teeth P of the planetary gear.

もしも転位がなければ、S、IとともにPについても条
件を決定できる。前述のfal、(b)、(C)に対応
し、それぞれPは3の倍数、3の倍数より1小さい、3
の@数より1大きい、ということになる。
If there is no dislocation, conditions can be determined for P as well as S and I. Corresponding to fal, (b), and (C) above, P is a multiple of 3, 1 less than a multiple of 3, and 3, respectively.
This means that it is 1 larger than the @ number.

Pは整数であるから、これがさらにS、Iの歯故につい
て新たなもうひとつの条件を課すことになる。
Since P is an integer, this imposes another new condition on the teeth of S and I.

しかしながら転位歯車系を使うと、もはやPに課せられ
る条件はなくなってしまう。したがって、S、Iの歯数
についての付加条件もなくなる。
However, when using a shifted gear system, there is no longer any condition imposed on P. Therefore, there is no additional condition regarding the number of teeth S and I.

けれども、転位歯車を使っても包括表現式(10)及び
基本式(11)〜(13)は必ず成立しなければならな
い。これは重要な点である。
However, even if shifted gears are used, comprehensive expression (10) and basic expressions (11) to (13) must necessarily hold true. This is an important point.

以上は遊星歯車の数nが3の場合であるが、nが4であ
っても同様のことがいえる。
The above is a case where the number n of planetary gears is 3, but the same can be said even when n is 4.

4つの遊星歯車があるから、太陽歯車は、0点から数え
て、0、S/4.2S/4.3S/4枚目で遊星歯車と
噛み合い、外殻内歯歯車は0点から数えて、0、I/4
.2I/4.3I/4枚目で遊星歯車と噛み合う。
Since there are four planetary gears, the sun gear meshes with the planetary gear at 0, S/4.2S/4.3S/4th gear, counting from point 0, and the outer shell internal gear meshes from point 0. ,0,I/4
.. 2I/4.3I/4th gear meshes with the planetary gear.

(8)、(9)式とよく似た式、 〔S/4) + CI/4) = O(15)(2S/
4) + (:2I/4) = 0     (16)
(3S/4) + (:8I/4) = 0     
(17)を得る。これを満足するのは次の4つの場合が
ある。
A formula very similar to formulas (8) and (9), [S/4) + CI/4) = O(15)(2S/
4) + (:2I/4) = 0 (16)
(3S/4) + (:8I/4) = 0
We obtain (17). There are four cases that satisfy this requirement:

(d)S、Iともに4の倍数である。(d) Both S and I are multiples of 4.

S = 4s 、 I = 4i        (1
8)(el  Sは4の倍数より1大きく、工は4の倍
数より1小さい。
S = 4s, I = 4i (1
8) (el S is 1 greater than a multiple of 4, and Engineering is 1 less than a multiple of 4.

S = 45 + 1、I = 4i −1(19)(
fl  Sは40倍数より2大きく、■は4の倍数よシ
2小さい。
S = 45 + 1, I = 4i -1 (19) (
fl S is 2 greater than a multiple of 40, and ■ is 2 smaller than a multiple of 4.

S = 414+ + 2、 I = 4i −2(2
0)リ Sは40倍数より1小さく、Iは4の倍数よ 
 より1大きい。
S = 414+ + 2, I = 4i -2(2
0) Ri S is 1 less than a multiple of 40, and I is a multiple of 4.
1 greater than

5=4s−1、I = 4i + 1    (21)
同様に包括表現式 %式%(22) を得る。つまり、太陽歯車の歯数と外殻内歯歯車の歯数
の合計が4の倍数であればよい。
5=4s-1, I=4i+1 (21)
Similarly, the comprehensive expression % expression % (22) is obtained. That is, it is sufficient that the total number of teeth of the sun gear and the number of teeth of the outer shell internal gear is a multiple of four.

(10)、(22)の包括表現式は、遊星歯車の数をn
として、さらに一般包括表現式 %式%)(23) として表わすことができる。
In the comprehensive expressions (10) and (22), the number of planetary gears is n
It can be further expressed as the general comprehensive expression % expression %) (23).

従来は、(23)式で表わされるものの内、S = n
s 1かツI = n i       (24)とな
るものだけが、製作可能である、と考えられていた。し
かし、本発明者は(悠)式で表わされるもので、(24
)以外のものがなお製作可能であることにはじめて気づ
いたのである。つまり、(28)が良立し、しかも S〆nsかツI f! n i        (25
)である。
Conventionally, among those expressed by equation (23), S = n
It was thought that only those with s 1 = n i (24) could be manufactured. However, the present inventor is expressed by the (Yu) formula, and (24
It was for the first time that I realized that it was still possible to produce something other than ). In other words, (28) is good, and S〆ns or Tsu If! n i (25
).

本発明者は、このような遊星歯車装置の方が優れた長所
をもっていると考える。
The inventor believes that such a planetary gear system has superior advantages.

従来のものと、今度、本発明者が提案するものとを簡単
に区別するために、(24)式のような従来型の歯数の
遊星歯車装置を「倍数タイプ」と仮に名づけることにす
る。
In order to easily distinguish between the conventional gear and the gear proposed by the present inventor, the planetary gear device with the conventional number of teeth as shown in equation (24) will be tentatively named "multiple type". .

これに対して、(25)式が成立し、新規に本発明者が
発明した遊星歯車装置を「素数タイプ」と呼ぶことにす
る。これは、ISS、Pなどに比較的、多く素数が現わ
れる、ということから命名している。全部が素数である
、ということではない。
On the other hand, the equation (25) holds true and the planetary gear device newly invented by the present inventor will be referred to as a "prime number type". This name is derived from the fact that relatively many prime numbers appear in ISS, P, etc. This does not mean that all numbers are prime.

これに対し、従来型のものは、歯数に素数が現われる事
は絶対にない(転位がない場合)。
On the other hand, in the conventional type, a prime number never appears in the number of teeth (unless there is a dislocation).

これらのことは、第2表〜第4表を見ても、容易に分る
ことである。
These things can be easily seen from Tables 2 to 4.

本発明の骨子は、素数タイプの遊星歯車装置の新規な提
供にある。
The gist of the present invention is to provide a novel prime number type planetary gear device.

倍数タイプのものより、優越した特長効果があるが、こ
れを発明するために、予め、噛合い中について述べなけ
ればならない。
It has features and effects superior to those of the multiple type, but in order to invent this, we must first discuss the meshing process.

に)  噛  合  い  率 噛合い率というのは、正確な言葉ではないが、この業界
では普通に使われているので、この用語をここでも用い
る。
2) Engagement rate Engagement rate is not an accurate term, but it is commonly used in this industry, so this term will be used here as well.

2枚の歯が噛合っている時に、何枚の歯が同時に接触し
ているのかを示す言葉である。同時噛合歯数とでも表現
するべきであるが、ここでは噛合い率という。率という
が、比の値ではない。
This term refers to how many teeth are in contact at the same time when two teeth are meshing. It should also be expressed as the number of teeth in simultaneous engagement, but here it is referred to as the engagement ratio. Although it is called a ratio, it is not a ratio value.

通常、これは1枚として強度計算をする。その理由は、
歯数の函数として噛合い率Eを簡便に計算する公式が存
在しなかったからである。
Normally, the strength is calculated as one sheet. The reason is,
This is because there was no formula for easily calculating the engagement ratio E as a function of the number of teeth.

本発明者は、噛合い率Eを与える式をまず導出する。The inventor first derives a formula that gives the engagement ratio E.

第2図は2枚の歯車が噛合っている状態を示す略図であ
る。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which two gears are meshed.

01.0□が歯車の中心であり、歯車1、歯車2と呼ぶ
ことにする。
01.0□ is the center of the gear, and will be called gear 1 and gear 2.

歯車の基礎円をB、ピッチ円をP1歯先円をJ、歯元円
をHとし、それぞれの歯車の添字を付す。
The base circle of the gear is B, the pitch circle is P1, the tip circle is J, and the root circle is H, and the subscript of each gear is attached.

歯元円といっているのは、歯底円とは違い、ピッチ円よ
シ1モジュールだff(1,25モジユールではなく)
小さい半径の円である。
The root circle is different from the root circle, and the pitch circle is 1 module (instead of 1,25 modules).
It is a circle with a small radius.

噛合っているから、2つのピッチ円は、A点で接する。Because they mesh, the two pitch circles touch at point A.

H,P、Jは半径にして1モジュールずつ異なる。Hl
とJ2はN点で、H2とJlはに点で接する。J、、J
2の交点をり、Mとする。
H, P, and J differ by one module in terms of radius. Hl
and J2 touch at point N, and H2 and Jl touch at point. J,,J
Let the intersection of 2 be M.

基礎円の直径Bと、ピッチ円の直径りとの間には、圧力
角をαとして、 B=Dcosα          (26)の関係が
ある。
There is a relationship between the diameter B of the base circle and the diameter of the pitch circle as follows, where α is the pressure angle: B=Dcosα (26).

2つの基礎円の共通接線を引き、接点をF、Gとすると
、これはピッチ円の接点Aを通る。そして、 /AoIF==  α              (
27)/AO□G=α             (2
8)である。
If we draw a common tangent to the two base circles and let the points of contact be F and G, this will pass through the point of contact A of the pitch circle. And /AoIF== α (
27)/AO□G=α (2
8).

基礎円というのは、ここに巻きつけた糸を引っはシなが
ら巻きもどしてゆくと、インボリュート歯面が吉ける、
という円である。
The basic circle means that if you pull out the thread wound around this circle and then unwind it, the involute tooth surface will become better.
It is a yen.

共通接線FGは作用線とも呼ぶ。2つの歯車の歯と歯の
接触点は必ずこの上にあシ、力の方向はFGに平行なの
である。
The common tangent line FG is also called a line of action. The point of contact between the teeth of the two gears is always above this, and the direction of the force is parallel to FG.

2つの歯車は、歯底円Hと歯先円Jの間で、相手方の歯
車の歯面と接する。斜線を引いた弓形部LKMNO中に
於てのみ、接するのである。
The two gears touch the tooth surface of the other gear between the root circle H and the tip circle J. They touch only in the shaded arcuate portion LKMNO.

しかも、接点の規跡はFG上にあるのであるから、結局
、FGと、円Jl 、 J2 O交点ヲU、 ’/!:
して歯面の接点は線分UV上にある。歯車の回転ととも
と、接点はυ→A→Vと移動する。
Moreover, since the trace of the contact point is on FG, in the end, the intersection point between FG and the circle Jl, J2O, '/! :
The contact point of the tooth surface is on the line segment UV. As the gear rotates, the contact point moves from υ→A→V.

結局、線分U’/の長さが噛合い長さなのである。After all, the length of the line segment U'/ is the engagement length.

噛合い長さUVを、噛合う歯と歯の間隔でわれば、噛合
う歯の数、つまり噛合い率Eがわかる。
By dividing the meshing length UV by the spacing between meshing teeth, the number of meshing teeth, that is, the meshing ratio E, can be determined.

歯面は基礎円Bによって形成したインボリュート曲線で
ある。全歯面をインボリュート曲線に沿って延長し、作
用線FCに交わらせたとすると、これら曲線群は必ず作
用線FGに直交する。
The tooth surface is an involute curve formed by the base circle B. If all tooth surfaces are extended along involute curves and intersected by the line of action FC, these curves are always orthogonal to the line of action FG.

基礎円の周を歯数Zで割ったものを法線ピッチという。The circumference of the base circle divided by the number of teeth Z is called the normal pitch.

法線ピッチごとに基礎円からインボリュート曲線群を描
いたものが歯車の歯面である。
The tooth surface of a gear is a group of involute curves drawn from the base circle at each normal pitch.

すると、隣接歯面をインボリュート曲線にそって延長し
た場合、作用線FGと直交するが、その間隔は、法線ピ
ッチqに等しい。第8図に略図を示す。インボリュート
曲線の始点は基礎円上の01、CG  ・・・・である
とする。この周にそった間隔2s     3 が法線ピッチである。これらインボリュート曲線が作用
線FGと交わる点をT、 、T2、T3山・とする。イ
ンボリュート曲線の定義から、円弧GC1と線分GT1
は等しい。従って間隔T1T2、T2T3・・・・は法
線ピッチqに等しい。
Then, when the adjacent tooth surfaces are extended along the involute curve, they intersect perpendicularly to the line of action FG, and the interval therebetween is equal to the normal pitch q. A schematic diagram is shown in FIG. It is assumed that the starting point of the involute curve is 01, CG, etc. on the base circle. The interval 2s 3 along this circumference is the normal pitch. Let the points where these involute curves intersect with the line of action FG be mountains T, , T2, and T3. From the definition of an involute curve, arc GC1 and line segment GT1
are equal. Therefore, the intervals T1T2, T2T3, . . . are equal to the normal pitch q.

歯面は必ず作用線上で接触し、隣接歯面の延長とFGと
の交点の間隔は法線ピッチqなのであるから、接触する
歯面の間隔は、法線ピッチqに等しい。
The tooth flanks always contact on the line of action, and the interval between the intersection of the extension of the adjacent tooth flank and FG is the normal pitch q, so the interval between the contacting tooth flanks is equal to the normal pitch q.

噛合い率Eは、線分υVを法線ピッチqで割った値であ
る。
The engagement ratio E is the value obtained by dividing the line segment υV by the normal pitch q.

CI             (29)法線ピッチq
は、モジュールmと、 q  =  myrcOsα(30) の関係がある。
CI (29) Normal pitch q
has a relationship with module m as follows: q = myrcOsα (30).

UVを求めればよいが、これはAUと、AVの和である
。いずれも歯数の函数として独立に求めることができる
All you have to do is find UV, but this is the sum of AU and AV. Both can be determined independently as a function of the number of teeth.

AVを求めることにする。これは歯車2に全く無関係で
、歯車1だけによる。
I decided to look for AV. This has nothing to do with gear 2 and only depends on gear 1.

第4図に第2図のうち、必要な部分だけをとっ図を示す
。基礎円B1、歯元円H1は省略しである。
FIG. 4 shows only the necessary parts of FIG. 2. The base circle B1 and the dedendum circle H1 are omitted.

ピッチ円P1歯先円Jのみ示しである。Only the pitch circle P1 and tip circle J are shown.

作用線はFAYである。簡単のため、モジュールを1と
した尺度で考える。
The line of action is FAY. For the sake of simplicity, we will consider the scale with the module as 1.

ピッチ円のPの直径は、Zであシ、歯先円Jの直径は(
Z+2)である。
The diameter of the pitch circle P is Z, and the diameter of the tip circle J is (
Z+2).

横軸をx1縦軸をyとすると、歯先円の式はとなり、作
用線FAYの式は、 y = −x鋤α−−(32) である。2つの式の交点を求めるのであるから、これら
を連立させて、解けばよい。
When the horizontal axis is x and the vertical axis is y, the formula for the tip circle is as follows, and the formula for the line of action FAY is y = -x plow α - (32). Since we are looking for the intersection of two equations, we can solve them by combining them.

求めたいのはAV=tの長さで AV  =  t  =  xseca       
(18)であるから、 t +Ztlanα−(ZI1) = O(34)とな
る。これを解いて、 を得る。
What we want to find is the length of AV = t, AV = t = xseca
(18), so t + Ztlanα-(ZI1) = O(34). Solve this and get .

これは歯数Zの函数としての、噛合い長さAVを与える
。z Fiz、に置換えるべきものである。
This gives the meshing length AV as a function of the number of teeth Z. It should be replaced with z Fiz.

AUはZを22で置きかえることによって得られる。A
tJとAVの和をqで割ったものが、噛合い率である。
AU is obtained by replacing Z with 22. A
The meshing ratio is the sum of tJ and AV divided by q.

しかし、ここではAMをqで割った値を考える。However, here we consider the value obtained by dividing AM by q.

部分噛合い数と名づける。法線ピッチqは、モジュール
を1とした尺度に於て、(30)式から、πCOSαで
ある。
It is called the number of partial engagements. The normal pitch q is πCOSα from equation (30) on a scale where the module is 1.

部分噛合い数りは、Zの函数として、 2πωSQ によって求められる。The number of partial meshes is a function of Z, 2πωSQ It is determined by

圧力角αをパラメータとして含むが、これで、噛合イ率
E(Z1Z2)を求めることができる。
The pressure angle α is included as a parameter, and with this, the engagement ratio E (Z1Z2) can be determined.

ただし、(36)式は外歯歯車の公式である。However, equation (36) is a formula for external gears.

内歯歯車の場合、部分噛合い数M (Z)である。In the case of an internal gear, the number of partial meshes is M (Z).

外歯歯車の噛合い数L (Z)はZについて単調増加函
数で、Z;ωが最大値を与える。これはである。
The mesh number L (Z) of the external gear is a monotonically increasing function with respect to Z, and Z; ω gives the maximum value. This is.

内歯歯車の噛合い数M(Z)は、Zについて単調減少函
数で、2=■が最小値を与える。
The number of meshes M(Z) of the internal gear is a monotonically decreasing function with respect to Z, and 2=■ gives the minimum value.

で゛あって、L(Z)の憧限と等しい。これは当然のこ
とである。Z→■で、外歯と内歯の区別がなくなり、単
なるラックになるのである。
and is equal to the desired limit of L(Z). This is natural. At Z→■, the distinction between external and internal teeth disappears, and the tooth becomes just a rack.

内歯歯車の噛合い数M(Z)は(39)より必ず大きく
、外歯歯車の噛合い数L(Z)は(89)より必ず小さ
い。
The meshing number M(Z) of the internal gear is always larger than (39), and the meshing number L(Z) of the external gear is always smaller than (89).

2枚の歯車Z1、Zlが噛合っている時、両方とも外歯
歯車であれば、噛合い率E’(Z、、Zl)は、(36
)式の定義を用いて、 E (Z、、Zl)  =  L(ZI)  +  L
(Zl)   (40)であシ、Zlが外歯、Zlが内
歯であれば、E(Z、、Zl)  =  L(ZI) 
 + M(Zl)   (41)によって学えることが
できる。
When two gears Z1 and Zl are in mesh, and both are external gears, the meshing ratio E'(Z,, Zl) is (36
) using the definition of E (Z,, Zl) = L(ZI) + L
(Zl) (40) If Zl is an external tooth and Zl is an internal tooth, then E(Z,, Zl) = L(ZI)
+ M(Zl) (41).

これは、本発明者によって始めて与えられた正確な噛合
い率の公式である。
This is an accurate formula for meshing ratio given for the first time by the inventor.

(86)、(37)式は、そのままでは統一式を得るこ
とができない。しかし、Zの逆数によって曲率Wを定義
し、外歯の場合Wを正、内歯の場合Wを負というように
決めると、部分噛合い数L(w)について統一式を得る
Equations (86) and (37) cannot be used as they are to obtain a unified equation. However, if the curvature W is defined by the reciprocal of Z, and if W is determined to be positive for external teeth and negative for internal teeth, a unified formula can be obtained for the number of partial meshes L(w).

外歯 → W =−(42) 統一式L(w)は である。External teeth → W = - (42) The unified formula L(w) is It is.

(38)、(39)の極限は外歯歯車の噛合い数の最大
値を示す。外歯と内歯の噛合いであっても、外歯の力が
歯数が少いので、(4o)、(41)で示される噛合い
率E (Z、、Z2)の上限は(38)、(39)の値
の2倍にすぎないことが分る。
The limits of (38) and (39) indicate the maximum number of meshes of the external gear. Even when external teeth and internal teeth mesh, the force of the external teeth is small depending on the number of teeth, so the upper limit of the meshing ratio E (Z,, Z2) shown in (4o) and (41) is (38). , (39).

である。It is.

圧力角αが20°の場合、Eの上限は1.98である。When the pressure angle α is 20°, the upper limit of E is 1.98.

圧力角が146の場合、Eの上限は2.7である。If the pressure angle is 146, the upper limit of E is 2.7.

(36)、(37)、(44)は厳密式であるが、これ
では、直観的によく分らないので、近似計算によって、
これらの式の意味を考える。
(36), (37), and (44) are exact formulas, but since they are not intuitively clear, we can use approximate calculations to
Think about the meaning of these expressions.

・曲率Wが十分小さい場合を考える。αが20°の場合
、Wが0・02以下で、(44)式を近似すると、であ
る。
- Consider the case where the curvature W is sufficiently small. When α is 20°, W is 0.02 or less, and formula (44) is approximated as follows.

外歯(Wが正)の場合、歯数がふえるほど曲率Wが小さ
くなり、噛合い数りが増えて、極限値(38)に近づく
、ということが分る。
In the case of external teeth (W is positive), it can be seen that as the number of teeth increases, the curvature W decreases, and the number of engagement increases, approaching the limit value (38).

内歯(Wが負)の場合、歯数がへるほど、(−W)が大
きくなり、噛合い数りが増える、という事が分る。
In the case of internal teeth (W is negative), it can be seen that as the number of teeth decreases, (-W) increases and the number of meshes increases.

(44)式によって、厳密な計算値を出した。α=20
′としている。
An exact calculated value was obtained using equation (44). α=20
'.

外歯歯車の場合、曲率Wと、部分噛合い数りの例を第5
表に示す。
In the case of external gears, the curvature W and the number of partial meshes are shown in the fifth example.
Shown in the table.

第5表 外歯歯車の部分噛合い数 内歯歯車め場合の曲率Wと、部分噛合い数M(w)の例
を第6表に示す。
Table 5: Number of partial meshes of external gears Table 6 shows examples of the curvature W and the number of partial meshes M(w) for internal gears.

第6表 内歯歯車の部分噛合い数 第5表、第6表には、Wについて一部の値しか挙げてい
ないが、どのような歯故についても、厳密に噛合い数を
求めうるし、どのよ・うな歯車の組合せでも、噛合い率
を求めうる。
Table 6: Number of partial meshes for internal gears Tables 5 and 6 list only some values for W, but the number of meshes can be determined strictly for any tooth reason. The contact ratio can be determined for any combination of gears.

たとえば、20枚、25枚の外歯歯車の噛合いを考える
。W = 0.05と0.04であるから、第5表より
、 EC20,25)  =  0.778 + 0.80
6−;  1.6          (47)となる
For example, consider the meshing of 20 and 25 external gears. Since W = 0.05 and 0.04, from Table 5, EC20,25) = 0.778 + 0.80
6-; 1.6 (47).

たとえば、20枚の外歯と、63枚の内歯歯車が噛合う
場合 E C20、−63’) = 0.778 + 1.1
58’′:1.9         (48)となる。
For example, when 20 external teeth mesh with 63 internal gears, E C20, -63') = 0.778 + 1.1
58'': 1.9 (48).

外歯と外歯よりも、外歯と内歯の方が噛合い率が高い。The interlocking ratio of external teeth and internal teeth is higher than that of external teeth and external teeth.

(1= 20’の場合、噛合い率の上限は1.98であ
ることを既に述べたが、(48)式はそれに近い。
(It has already been stated that when 1 = 20', the upper limit of the meshing ratio is 1.98, and equation (48) is close to that.

噛合い率は1以上の値であるが、(1+J)と書いた場
合(0くδく1)、時間にして、(l−δ)の割合で1
枚の噛合い、δの割合で2枚の噛合いになっている。
The engagement rate is a value of 1 or more, but if it is written as (1 + J) (0 × δ × 1), it is expressed as 1 at the rate of (l - δ) in time.
Two sheets mesh at a ratio of δ.

噛合い率が1.9ということは、2枚噛合の時間が−だ
という事であシ、殆ど2枚分噛合つている。遊星歯車(
外歯)と外殻内歯歯車の噛合いは、このように噛合い率
が高い。
The meshing ratio of 1.9 means that the time it takes for the two sheets to mesh is -, and almost two sheets are engaged. Planetary gear (
The meshing ratio between the external gear (external teeth) and the external shell internal gear is thus high.

ところが、太陽歯車と遊星歯車はいずれも外歯歯車であ
るので、噛合い率が低い。
However, since both the sun gear and the planet gear are external gears, their meshing ratio is low.

特に、減速比Rを大きくとった場合、太陽図車の歯数が
少なくなるので特に噛合い率が低くなる。1枚噛合の状
態が増え、歯が破断されやすい。
In particular, when the reduction ratio R is set to a large value, the number of teeth of the sun wheel decreases, so the meshing ratio becomes particularly low. The number of single tooth meshing increases, making the teeth more likely to break.

(イ)倍数タイプ遊星歯車の難点 太陽歯数S、外殻内歯数Iが、遊星歯車の数n(3,4
)の倍数である倍数タイプ(従来例の)遊星歯車装置の
欠点について説明する。
(a) Disadvantages of multiple type planetary gears The number of sun teeth S and the number of teeth in the outer shell I are
) The disadvantages of the multiple type (conventional example) planetary gear system, which is a multiple of ), will be explained.

第1図に於て(n=3)、噛合い点Qo 、Qs、Q2
に於ける太陽、遊星歯車の位相は全て等しい。
In Fig. 1 (n=3), meshing points Qo, Qs, Q2
The phases of the sun and planetary gears are all equal.

Ro 、Rt 、R2に於ける遊星、外殻歯車の位相も
全て等しい。
The phases of the planets and outer shell gears at Ro, Rt, and R2 are also all equal.

歯車で発生するノイズの強さI(t)は、時間によって
変動するが、これは、 I (t ) =I ksin(Qlt + d ) 
        (49)という函数形で変動する。た
だしωは歯1枚が法線ピッチ9分移動する周期Tの逆数
に2π を乗じたものである。噛合う歯の間の位相が異
なれば、ノイズの強さが違うのは当然のことである。
The intensity of noise I(t) generated in gears varies with time, and this is as follows: I(t) = Iksin(Qlt + d)
(49). However, ω is the reciprocal of the period T in which one tooth moves by 9 normal pitches multiplied by 2π. It is natural that the strength of the noise will differ if the phase between the meshing teeth differs.

ただし、ωはかなシ大きい値であシ、歯車の歯数を21
.2.、回転角速度を01、Ω2とすると ω=  Ztnt  =  Z2Ω、        
  (50)として定義される。
However, ω is a kana and has a large value, and the number of teeth of the gear is 21.
.. 2. , when the rotational angular velocity is 01 and Ω2, ω= Ztnt = Z2Ω,
(50).

第1図に於て、噛合い点は、太陽・遊星間でQ、、Q、
、Q2の3点ある。
In Figure 1, the meshing points are Q, ,Q, between the sun and the planets.
There are three points: , Q2.

3点で発生するノイズは !。(t)=Iks11(ωt+φ。)       
(S、)I 1 (t)  =  I kこm(o)t
+φ1 )              (52)I、
 (t) = Iksin(cut+φ2)     
  (郭)と11)ける。
What is the noise generated at three points? . (t)=Iks11(ωt+φ.)
(S,)I 1 (t) = I km(o)t
+φ1) (52)I,
(t) = Iksin(cut+φ2)
(Guo) and 11).

倍数タイプの場合、8点での位相が等しいから、 φ0= φ1 = φ2=o          (5
4)である。ノイズの和は 1(t)=81ksInωt(5EI)となって、1点
でのノイズの8倍になる。
In the case of multiple type, the phases at 8 points are equal, so φ0= φ1 = φ2=o (5
4). The sum of noise is 1(t)=81ksInωt(5EI), which is eight times the noise at one point.

ψ)素数タイプ遊星歯車の長所 本発明は素数タイプの遊星歯車装置を提案している。素
数タイプの場合3点における位相が、1/3ずつ異なる
ψ) Advantages of prime type planetary gears The present invention proposes a prime type planetary gear device. In the case of a prime number type, the phases at three points differ by 1/3.

つまり φ。=  0            (56)φ、=
2π/8           (57’)φ2=4π
/8           (58)と書ける。ノイズ
の和It(t)は(S、)〜(53)を加えて となる。つまシ、ノイズが消えてしまう。
In other words, φ. = 0 (56)φ, =
2π/8 (57')φ2=4π
/8 (58) can be written. The sum of noise It(t) is obtained by adding (S, ) to (53). Suddenly, the noise disappears.

実際には、(49)式に於て、直流分がある。直流分と
、ωで振動する部分がある。
Actually, there is a DC component in equation (49). There is a DC part and a part that vibrates at ω.

直流分は素数タイプの場合であっても消えないが、ωで
振動する部分は、きれいに消えてしまう。このため、ノ
イズ量が激減する。
The DC component does not disappear even in the case of a prime number type, but the part that oscillates at ω completely disappears. Therefore, the amount of noise is drastically reduced.

太陽歯車が小さくて、噛合い率が低い場合、°1枚で噛
合っている時間が長いので、特に振動部分の比率が大き
い。このような場合、位相がずれることによる、ノイズ
の相殺効果は特に顕著に表われる。
If the sun gear is small and has a low meshing ratio, one gear will be meshing for a long time, so the ratio of the vibrating part will be particularly large. In such a case, the noise canceling effect due to the phase shift is particularly noticeable.

ノイズについて効果を説明したが、遊星歯車装置には振
動を発生する、という欠点もあった。
Although the effect of noise has been explained, the planetary gear system also has the drawback of generating vibration.

振動の大きさも、素数タイプの遊星歯車装置によって、
大きく低減できる。理由はノイズの場合と同じである。
The magnitude of vibration is also controlled by the prime number type planetary gear system.
It can be significantly reduced. The reason is the same as for noise.

こうして、静かで滑らかに回転する遊星歯車装置を得る
ことができるのである。
In this way, it is possible to obtain a planetary gear device that rotates quietly and smoothly.

遊星歯車装置のノイズ、振動を除去するために、様4な
提案がなされているが、本発明は、これらの提案と異な
り、最も根本的なノイズ、振動の発生原因を除こうとい
うもので、原理的に優れた発明である。
Various proposals have been made to eliminate noise and vibration in planetary gear systems, but the present invention differs from these proposals in that it aims to eliminate the most fundamental cause of noise and vibration. This is an excellent invention in principle.

に)実施例 鉄製の倍数タイプ、素数タイプの遊星歯車装置を製作し
、騒音レベルを測定した。
B) Example: Multiple type and prime type planetary gear devices made of iron were manufactured and the noise levels were measured.

太陽歯車、遊星歯車、外殻内歯歯車はすべて鋼鉄製であ
る。遊星軸は、直径5 MMの鋼鉄である。キャリヤは
クロムモリブデン鋼で作った。
The sun gear, planet gear, and outer shell internal gear are all made of steel. The planetary shaft is 5 MM diameter steel. The carrier was made of chromium molybdenum steel.

遊星歯車数は3であシ、モジューpは0.8である。The number of planetary gears is 3, and the modulus p is 0.8.

Kl  倍数タイプ(従来型) I=72 S=24 P=24 4分の1の減速機である。Kl Multiple type (conventional type) I=72 S=24 P=24 It is a 1/4 speed reducer.

(bl  素数タイプ(本発明) !=73 S=23 P=25 4.17分の1の減速機である。(bl Prime number type (present invention) ! =73 S=23 P=25 4.It is a 1/17th reduction gear.

この2つの遊星歯車装置は、同一材質で、外周の寸法も
同一である。歯車の直径は少しずつ違う。
These two planetary gear devices are made of the same material and have the same outer circumferential dimensions. The diameter of the gears differs slightly.

無負荷の時に、最も、ノイズ発生が大きいので、無負荷
とする。つまり、キャリヤに出力軸をつながない状態で
、入力軸にはモータを接続した。モータ回転は1800
回/分でちる。
Since noise generation is greatest when there is no load, it is assumed that there is no load. In other words, the output shaft was not connected to the carrier, but the motor was connected to the input shaft. Motor rotation is 1800
Chill in times/minute.

モータと反対側に50α眉れた位置に測定機を置き、ノ
イズレベμを測定した。
A measuring device was placed at a position opposite to the motor at a distance of 50 α, and the noise level μ was measured.

■)のノイズレベルは、約8ホンであった。(b)のノ
イズレベルは約団ホンであった。もちろん、時間的なゆ
らぎがいずれについてもあって、平均値が上の値である
、ということである。
■) The noise level was approximately 8 phon. The noise level in (b) was about the same. Of course, there is temporal fluctuation in both cases, and the average value is the upper value.

本発明の遊星歯車装置がノイズを減少させる上でfT効
である、という事が分る。
It can be seen that the planetary gear system of the present invention is fT effective in reducing noise.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は遊星歯車装置のピッチ円のみを示す略図。Po
−P、は遊星軸、q0〜q2は太陽・遊星歯車の噛合い
点、Ro−R,は遊星・外殻内歯歯車の噛合い点。S、
P、Iは太陽、遊星、外殻内歯歯車を表わし、その歯数
を表わすこともある。 第2図は2つの歯車が噛合っている状態での基礎円、歯
先円、ピッチ円、歯元円、作用線などの略図。0は歯車
の中心、Hは歯元円、Pはピッチ円、Jは歯先円、Bは
基礎円である。歯車1.2に対応し、サフィックスを付
しである。 作用線FCと中心線O1%02はA点で交わる。 FGと、歯先円J2、Jlの交点がU、Vである。 第3図は、基礎円からインボリュート曲線を法線ピッチ
ごとに引いた説明図。C1T1などはインボリュート曲
線、C1、C2、C3は基礎円上に法線ピッチごとにと
った起点である。FCは作用線で、インボリュート曲線
に直交する。 第4図は外歯歯車の部分噛合い数L(Z)を求めるため
の説明図。Pはピッチ円、Jは歯先円、FAYは作用線
である。aは圧力角で、作用線FAYはX軸と角αをな
す。 発明者   的 場 秀 恭 特許出願人    マテツクス株式会社第1図  〇 九
FIG. 1 is a schematic diagram showing only the pitch circle of the planetary gear system. Po
-P is the planetary axis, q0 to q2 are the meshing points of the sun and planetary gears, and Ro-R is the meshing point of the planetary and outer shell internal gears. S,
P and I represent the sun, planet, and outer shell internal gear, and may also represent the number of teeth. Figure 2 is a schematic diagram of the base circle, tip circle, pitch circle, root circle, line of action, etc. when two gears are in mesh. 0 is the center of the gear, H is the root circle, P is the pitch circle, J is the tip circle, and B is the base circle. It corresponds to gear 1.2 and has a suffix. The line of action FC and the center line O1%02 intersect at point A. The intersections of FG and tip circles J2 and Jl are U and V. FIG. 3 is an explanatory diagram in which an involute curve is drawn for each normal pitch from the base circle. C1T1, etc. are involute curves, and C1, C2, and C3 are starting points taken for each normal pitch on the base circle. FC is a line of action, orthogonal to the involute curve. FIG. 4 is an explanatory diagram for determining the number of partial meshes L(Z) of external gears. P is the pitch circle, J is the tip circle, and FAY is the line of action. a is the pressure angle, and the line of action FAY makes an angle α with the X axis. Inventor Hidetaka Matoba Patent applicant Matex Co., Ltd. Figure 1 〇9

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 太陽歯車と、これを囲みこれに噛合するn個の遊星歯車
と、遊星軸によつて遊星歯車を軸支するキャリヤと、遊
星歯車に噛合する外殻内歯歯車とよりなり、太陽歯車の
歯数をS、外殻内歯歯車の歯数をIとして、両者の歯数
の和(S+I)は遊星歯車の数nの倍数であるが、Sも
Iもnの倍数でないことを特徴とする素数タイプ遊星歯
車装置。
It consists of a sun gear, n planetary gears that surround and mesh with the sun gear, a carrier that pivotally supports the planetary gear by a planetary shaft, and an outer shell internal gear that meshes with the planetary gear. The number of teeth is S, and the number of teeth of the outer shell internal gear is I, and the sum of the numbers of both teeth (S + I) is a multiple of the number n of planetary gears, but it is characterized in that neither S nor I is a multiple of n. Prime number type planetary gear device.
JP20939284A 1984-10-05 1984-10-05 Prime number type planetary gear Pending JPS6188043A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006060298A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 Zf Friedrichshafen Ag Planetary toothed gear for stepped planetary gears, has smaller gear teeth part in planetary gears, which is engaged with internal geared wheel
JP2015132289A (en) * 2014-01-10 2015-07-23 株式会社日本自動車部品総合研究所 Planetary gear device
JP2017002984A (en) * 2015-06-10 2017-01-05 水野 博 Backlashless planetary gear device
JP2018066468A (en) * 2016-10-23 2018-04-26 水野 博 Planetary gear

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