KR101486880B1 - Flexible engagement gear device and method for determining shape of gear tooth of flexible engagement gear device - Google Patents
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Abstract
내충격성이 향상되고, 전달토크나 전달효율을 보다 증대시킨다. 가요성을 가진 통형상의 외치기어(120A, 120B)와, 외치기어(120A, 120B)가 각각 내접하여 맞물리는 강성을 가진 감속용 내치기어(130A), 출력용 내치기어(130B)를 구비한 휨 맞물림식 기어장치(100)에 있어서, 감속용 내치기어(130A) 및 출력용 내치기어(130B)와 각각 맞물리는 부분의 외치기어(120A, 120B)의 치형은 동일하고, 외치기어(120A, 120B)와 감속용 내치기어(130A)와 출력용 내치기어(130B)는, 외치기어(120A)와 감속용 내치기어(130A)와의 동시 맞물림수(Nph) 및 외치기어(120B)와 출력용 내치기어(130B)와의 동시 맞물림수(Npl)가 모두 2 이상이 되는 치형을 각각 구비한다.The impact resistance is improved, and the transmission torque and transmission efficiency are further increased. 120A and 120B having flexibility and bending with the internal gear 130A for deceleration and the internal gear 130B for output having rigidity with which the external gears 120A and 120B respectively engage with each other, The tooth gears of the gear teeth 120A and 120B at the portions engaged with the internal gear 130A for deceleration and the internal gear 130B for output are the same as those of the external gears 120A and 120B, The deceleration internal gear 130A and the internal gear 130B for output are arranged so that the simultaneous engagement number Nph of the external gear 120A and the internal gear 130A for deceleration and the internal gear 120B for output and the internal gear 130B for output, And the number of simultaneous meshing (Npl) with respect to each tooth is two or more.
Description
본 발명은, 휨 맞물림식 기어장치 및 휨 맞물림식 기어장치의 치형의 결정방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
특허문헌 1에 나타내는 휨 맞물림식 기어장치는, 기진체(起振體)와, 그 기진체의 외주에 배치되어, 그 기진체의 회전에 의하여 휨변형되는 가요성을 가진 통형상의 외치기어와, 그 외치기어가 내접하여 맞물리는 강성을 가진 제1 내치기어와, 그 제1 내치기어에 축방향으로 병설되어 상기 외치기어와 내접하여 맞물리는 강성을 가진 제2 내치기어를 구비하고 있다.The bending-mesh type gear device shown in
이로 인하여, 제1 내치기어가 케이싱에 고정되어 있는 경우에는, 기진체의 회전에 의하여 휨변형된 외치기어가 제1 내치기어에 내접하여 맞물려, 제1 내치기어와의 치수차에 근거하여 외치기어가 감속된다. 그리고, 그 감속된 외치기어의 출력을 제2 내치기어로부터 취출할 수 있다.Therefore, when the first internal gear is fixed to the casing, the external gear which is deflected and deformed by the rotation of the vibrator is in contact with the first internal gear and is engaged with the first internal gear, do. Then, the output of the decelerated external gear can be taken out from the second internal gear.
(특허문헌)(Patent Literature)
특허문헌 1: 일본공개특허공보 2006-29508호Patent Document 1: JP-A-2006-29508
그러나, 특허문헌 1에 나타내는 바와 같은 휨 맞물림식 기어장치에 있어서는, 외치기어를 휘게 함으로써 내치기어와의 맞물림을 실현시켜야 하는 점, 또한 통형상의 외치기어의 경우에는, 동시에 2개의 내치기어와의 맞물림에 대하여 검토해야 하는 점, 등의 이유에 의하여, 2개의 내치기어와 외치기어를 이론적으로 맞물리게 하는 것이 곤란하여, 강체기어로서의 이론 맞물림수가 매우 적었다. 이로 인하여, 종래의 통형상의 외치기어를 이용한 휨 맞물림식 기어장치는, 내충격성이 낮음과 함께, 전달토크가 작고, 그 전달효율도 낮은 것이었다.However, in the warping gear type gear device as shown in
따라서, 본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 내충격성이 향상되고, 전달토크나 전달효율을 보다 증대시키는 것이 가능한 휨 맞물림식 기어장치 및 휨 맞물림식 기어장치의 치형의 결정방법을 제공하는 것을 과제로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of determining the tooth profile of a warping gear type gear device and a warping gear type gear device which are improved in impact resistance and capable of further increasing transmission torque and transmission efficiency .
본 발명은, 기진체와, 상기 기진체의 외주에 배치되어, 상기 기진체의 회전에 의하여 휨변형되는 가요성을 가진 통형상의 외치기어와, 상기 외치기어가 내접하여 맞물리는 강성을 가진 제1 내치기어와, 상기 제1 내치기어에 축방향으로 병설되어 상기 외치기어와 내접하여 맞물리는 강성을 가진 제2 내치기어를 구비한 휨 맞물림식 기어장치에 있어서, 상기 제1 내치기어 및 상기 제2 내치기어와 각각 맞물리는 부분의 상기 외치기어의 치형은 동일하고, 상기 외치기어와 제1 내치기어와 제2 내치기어는, 상기 외치기어와 제1 내치기어와의 동시 맞물림수 및 상기 외치기어와 제2 내치기어와의 동시 맞물림수가 모두 2 이상이 되는 치형을 각각 구비함으로써, 상기 과제를 해결한 것이다.According to the present invention, there is provided a vibration damping device comprising: a vibration body; a cylindrical external gear disposed on the outer periphery of the vibration body and flexibly deformed by rotation of the vibration body; And a second internal gear having a stiffness that is in contact with and meshes with the external gear, the first internal gear and the second internal gear, the first internal gear and the second internal gear, The internal teeth and the first internal gear and the internal teeth of the internal gear are the same, and the external teeth gear, the first internal gear and the second internal gear form the number of simultaneous meshing of the external gear and the first internal gear, And the number of simultaneous meshing with the second internal gear is 2 or more, respectively.
본 발명은, 외치기어와 2개의 내치기어(제1 내치기어와 제2 내치기어)와의 동시 맞물림수를 모두 2 이상으로 하는 치형을, 외치기어와 제1 내치기어와 제2 내치기어가 구비하도록 한 것이다. 이로 인하여, 내충격성이 향상되고, 맞물림의 치면에 가해지는 면압이 분산되어, 큰 토크를 전달할 수 있다. 그리고, 본 발명에서는, 그 기본구성으로서, 2개의 강성을 가지는 내치기어에 통형상의 외치기어를 맞물리게 하는 구성을 구비하고 있음과 함께, 내(耐)래치팅성을 향상시킬 수 있고, 또, 무부하시에 외치기어에 발생하는 응력을 컵형의 외치기어에 비해 적게 할 수 있어, 부하용량을 늘릴 수 있다. 이로 인하여, 본 발명은, 전달토크를 증대시킴과 함께, 전달효율을 증대시키는 것이 가능하다.The present invention is characterized in that a tooth profile is set so that both the internal gear and the two internal gears (the first internal gear and the second internal gear) are simultaneously engaged with each other so that the external gear, the first internal gear and the second internal gear It is. As a result, the impact resistance is improved and the surface pressure applied to the tooth surface of the engagement is dispersed, so that a large torque can be transmitted. According to the present invention, as a basic structure, there is provided a structure in which a cylindrical external gear is engaged with an internal gear having two rigidity, and also a latching resistance can be improved, The stress generated in the external gear can be reduced as compared with that of the cup-shaped external gear, so that the load capacity can be increased. Thus, the present invention can increase transmission torque and increase transmission efficiency.
또, 외치기어의 치형은, 제1 내치기어 및 제2 내치기어와 각각 맞물리는 부분에서 동일하게 되어 있으므로, 외치기어의 가공이 용이하고, 가공 코스트를 낮게 억제할 수 있음과 함께 고정밀도로 형상가공하는 것이 가능하다.Since the tooth profile of the external gear is the same at the portions engaging with the first internal gear and the second internal gear, it is possible to easily machine the external gear, reduce the machining cost, It is possible to do.
또, 본 발명은, 기진체와, 상기 기진체의 외주에 배치되어, 상기 기진체의 회전에 의하여 휨변형되는 가요성을 가진 통형상의 외치기어와, 상기 외치기어가 내접하여 맞물리는 강성을 가진 제1 내치기어와, 상기 제1 내치기어에 축방향으로 병설되어 상기 외치기어와 내접하여 맞물리는 강성을 가진 제2 내치기어를 구비한 휨 맞물림식 기어장치에 있어서, 상기 기진체의 회전축과 상기 제1 내치기어 혹은 제2 내치기어와 맞물렸을 때의 상기 외치기어의 맞물림 반경의 중심인 편심축을 통과하는 직선과 상기 외치기어와 상기 제1 내치기어 및 제2 내치기어와의 맞물림으로 생기는 접촉점의 각각의 공통법선과의 교점인 피치점의 사이에, 상기 외치기어의 외치를 원통형상의 핀으로 할 때 혹은 원통형상의 핀으로 가상할 때는 상기 핀의 중심, 또는 상기 제1 내치기어 혹은 제2 내치기어의 내치를 원통형상의 핀으로 할 때 혹은 원통형상의 핀으로 가상할 때는 상기 핀의 중심이 배치됨으로써, 상기 과제를 해결한 것이다. 제1 내치기어 또는 제2 내치기어의 내치를 원통형상의 핀으로 가상하는 경우, 구체적으로는, 당해 가상한 핀에 근거하여 외치를 구하고, 상기 외치에 근거하여 제1 내치기어 및 제2 내치기어의 내치를 포락선으로서 형성한다.According to the present invention, there is also provided a vibration damping device comprising: a vibration body; a cylindrical external gear disposed on the outer periphery of the vibration body and flexibly deformed by rotation of the vibration body; A first internal gear and a second internal gear provided in the axial direction on the first internal gear and having a rigidity in contact with the external gear in a meshing manner, A straight line passing through an eccentric shaft which is the center of the engagement radius of the external gear at the time of engagement with the first internal gear or the second internal gear and a contact point formed by engagement of the external gear with the first internal gear and the second internal gear When the external tooth of the external gear is made into a cylindrical pin or between a pitch point which is an intersection point with each common normal line and a cylindrical pin, And the center of the pin is disposed when the internal tooth of the internal gear or the second internal gear is formed into a cylindrical pin or when the inner tooth is imaginary with a cylindrical pin. Specifically, when the internal teeth of the first internal gear and the second internal gear are imagined by cylindrical pins, specifically, the external teeth are determined based on the fins, and based on the external teeth, the first internal gear and the second internal gear The inner tooth is formed as an envelope.
본 발명은, 상기 2개의 피치점의 사이에, 외치기어의 외치를 원통형상의 핀으로 할 때는 상기 핀의 중심, 또는 상기 제1 내치기어 혹은 제2 내치기어의 내치를 원통형상의 핀으로 가상할 때는 상기 핀의 중심이 배치된다. 이로 인하여, 제1 내치기어와 맞물릴 때에 통형상의 외치기어의 외치에 가해지는 하중과 제2 내치기어와 맞물릴 때에 통형상의 외치기어의 외치에 가해지는 하중은, 서로 역방향의 성분을 구비함과 함께, 외치기어에 가해지는 당해 2개의 하중의 영역을 외치기어의 둘레방향으로 근접시킬 수 있다. 즉, 축방향으로부터 보면, 맞물림 동작시에는, 2개의 내치기어는, 소수의 외치만을 끼워 넣은 양태로 할 수 있다. 이로 인하여, 외치기어와 내치기어와의 맞물림이 과도한 토크로 어긋나 버리는 현상(래치팅 현상)을 특히 방지할 수 있다. 즉, 본 발명은, 특히 래치팅성의 향상에 착안하여, 허용되는 전달토크를 증대시킴과 함께, 전달효율을 증대시키는 것을 가능하게 하고 있다.The present invention is characterized in that when the outer tooth of the external tooth gear is formed into a cylindrical pin between the two pitch points and the center of the pin or the inner tooth of the first internal gear or the second internal gear is assumed to be a cylindrical pin The center of the pin is disposed. As a result, the load applied to the external teeth of the cylindrical external gear at the time of engagement with the first internal gear and the load applied to the external teeth of the cylindrical external gear at the time of engaging with the second internal gear form have opposite directions And the two load regions applied to the external gear can be brought close to each other in the circumferential direction of the external gear. That is, when viewed from the axial direction, in the engagement operation, the two internal gears can be configured such that only a small number of external teeth are sandwiched. As a result, the phenomenon that the meshing of the external gear and the internal gear is shifted to an excessive torque (latching phenomenon) can be prevented in particular. In other words, the present invention makes it possible to increase permissible transmission torque and increase transmission efficiency, in particular focusing on improvement of ratchetting property.
본 발명에 의하면, 내충격성이 향상되어, 전달토크 및 전달효율을 증대시키는 것이 가능해진다.According to the present invention, the impact resistance is improved, and it becomes possible to increase the transmission torque and the transmission efficiency.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 휨 맞물림식 기어장치의 전체구성의 일례를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 마찬가지로 전체구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3은 마찬가지로 기진체를 나타내는 도면이다.
도 4는 마찬가지로 기진체를 나타내는 도면이다.
도 5는 마찬가지로 기진체와 기진체베어링을 조합한 개략도이다.
도 6은 마찬가지로 외치기어와 내치기어와의 맞물림도이다.
도 7은 마찬가지로 외치기어와 감속용 내치기어, 및 출력용 내치기어의 맞물림 확대도이다.
도 8은 마찬가지로 외치기어와 감속용 내치기어, 및 출력용 내치기어의 치형의 실체의 위치를 나타내는 도면이다.
도 9는 마찬가지로 외치기어의 치형을 정의하는 도면이다.
도 10은 마찬가지로 감속용 내치기어, 출력용 내치기어의 치형을 정의하는 도면이다.
도 11은 마찬가지로 감속용 내치기어, 출력용 내치기어의 치형을 정의하는 도면이다.
도 12는 마찬가지로 감속용 내치기어, 출력용 내치기어의 치형을 정의하는 도면이다.
도 13은 마찬가지로 감속용 내치기어, 출력용 내치기어, 및 외치기어의 둘레길이, 치수(齒數), 피치의 관계를 나타내는 표이다.
도 14는 마찬가지로 피치점과 외치기어의 실체의 위치와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 15는 마찬가지로 피치점과 외치기어의 실체의 위치와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 16은 마찬가지로 감속용 내치기어, 출력용 내치기어의 치형의 수정을 나타내는 도면이다.
도 17은 제1 실시형태에 있어서의 감속비와 내치기어의 직경을 변경하였을 때의, 감속용 내치기어에 있어서의 동시 맞물림수를 나타내는 표이다.
도 18은 제1 실시형태에 있어서의 감속비와 내치기어의 직경을 변경하였을 때의, 출력용 내치기어에 있어서의 동시 맞물림수를 나타내는 표이다.
도 19는 제1 실시형태에 있어서의 외치기어의 실체의 위치와 피치점과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 휨 맞물림식 기어장치의 전체구성의 일례를 나타내는 분해 사시도이다.
도 21은 마찬가지로 전체구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 22는 마찬가지로 외치기어의 치형을 정의하는 도면이다.
도 23은 마찬가지로 감속용 내치기어, 출력용 내치기어의 치형을 정의하는 도면이다.
도 24는 마찬가지로 피치점과 내치기어의 실체의 위치와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 25는 마찬가지로 피치점과 내치기어의 실체의 위치와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 26은 제2 실시형태에 있어서의 감속비와 내치기어의 직경을 변경하였을 때의, 감속용 내치기어에 있어서의 동시 맞물림수를 나타내는 표이다.
도 27은 제2 실시형태에 있어서의 감속비와 내치기어의 직경을 변경하였을 때의, 출력용 내치기어에 있어서의 동시 맞물림수를 나타내는 표이다.
도 28은 제2 실시형태에 있어서의 내치기어의 실체의 위치와 피치점과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 29는 제2 실시형태에 있어서의 래치팅 방지효과를 나타내는 도면이다.
도 30은 제1 실시형태에 있어서의 외치기어와 감속용 내치기어, 및 출력용 내치기어와의 접촉선을 구하기 위한 도면이다.
도 31은 마찬가지로 접촉선을 나타내는 도면이다.1 is an exploded perspective view showing an example of the entire configuration of a bending gear capable of engaging with gear according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing an example of the entire configuration in the same manner.
Fig. 3 is a diagram showing a vibrator.
Fig. 4 is a diagram showing a vibrator.
Fig. 5 is a schematic view showing a combination of a vibrator and a vibrator bearing.
Fig. 6 is a diagram showing engagement between the external gear and the internal gear in the same manner.
Fig. 7 is an enlarged view of engaging the external gear, the internal gear for deceleration, and the internal gear for output.
Fig. 8 is a diagram showing the positions of teeth-like bodies of the external gear, the internal gear for deceleration, and the internal gear for output.
Fig. 9 similarly shows the tooth profile of the external gear.
10 is a view for defining the teeth of the internal gear for deceleration and the internal gear for output.
11 is a view for defining the teeth of the internal gear for deceleration and the internal gear for output.
12 is a view for defining the teeth of the internal gear for deceleration and the internal gear for output.
13 is a table showing the relationship between the circumferential length, the number of teeth, and the pitch of the internal gear for deceleration, the internal gear for output, and the external gear.
14 is a diagram showing the relationship between the pitch point and the position of the actual body of the external gear.
15 is a diagram showing the relationship between the pitch point and the position of the actual body of the external gear.
Fig. 16 is a diagram showing the modification of the teeth of the internal gear for deceleration and the internal gear for output.
17 is a table showing the number of simultaneous meshing in the internal gear for deceleration when the reduction ratio and the diameter of the internal gear are changed in the first embodiment.
18 is a table showing the number of simultaneous meshing in the internal gear for output when the reduction ratio and the diameter of the internal gear are changed in the first embodiment.
19 is a diagram showing the relationship between the position of the actual gear of the external gear and the pitch point in the first embodiment.
20 is an exploded perspective view showing an example of the overall configuration of a warping gear type gear apparatus according to a second embodiment of the present invention.
21 is a cross-sectional view showing an example of the entire configuration in the same manner.
22 is a view for defining the tooth profile of the external gear.
23 is a view for defining the teeth of the internal gear for deceleration and the internal gear for output.
24 is a diagram showing the relationship between the pitch point and the position of the actual body of the internal gear in the same manner.
25 is a diagram showing the relationship between the pitch point and the position of the actual body of the internal gear.
26 is a table showing the number of simultaneous meshing in the internal gear for deceleration when the reduction gear ratio and the diameter of the internal gear are changed in the second embodiment.
Fig. 27 is a table showing the number of simultaneous meshing in the internal gear for output when the reduction gear ratio and the diameter of the internal gear are changed in the second embodiment. Fig.
28 is a view showing the relationship between the position of an actual gear of the internal gear and the pitch point in the second embodiment.
29 is a view showing an effect of preventing ratchet in the second embodiment.
30 is a diagram for finding a contact line between the external gear and the internal gear for output and the internal gear for output according to the first embodiment.
31 is a view showing the contact line in the same manner.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태의 일례를 상세하게 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<<제1 실시형태>>≪ First Embodiment >
<구성><Configuration>
먼저, 본 실시형태의 전체구성에 대하여, 주로 도 1과 도 2를 이용하여 개략적으로 설명한다.First, the overall configuration of the present embodiment will be schematically described mainly with reference to Figs. 1 and 2. Fig.
휨 맞물림식 기어장치(100)는, 기진체(104)와, 기진체(104)의 외주에 배치되어, 기진체(104)의 회전에 의하여 휨변형되는 가요성을 가진 외치기어(120A, 120B, 간단히, 외치기어(120)라고 한다)와, 외치기어(120)가 각각 내접하여 맞물리는 강성을 가진 제1 내치기어인 감속용 내치기어(130A), 제2 내치기어인 출력용 내치기어(130B)를 가진다. 다만, 이후, 감속용 내치기어(130A)와 출력용 내치기어(130B)를 일괄하여, 간단히 내치기어(130)라고 칭한다.The flexural-mesh
이하, 각 구성요소에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, each component will be described in detail.
상기 기진체(104)는, 도 3의 (A), 도 3의 (B)에 나타내는 바와 같이, 기둥형상이며, 중앙에 도시하지 않은 입력축이 삽입되는 입력축구멍(106)이 형성되어 있다. 입력축이 삽입되어 회전하였을 때에, 기진체(104)가 입력축과 일체로 회전하도록, 입력축구멍(106)에는 키홈(108)이 형성되어 있다.As shown in Figs. 3A and 3B, the vibrating
기진체(104)는, 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 2개의 원호부(제1 원호부(FA), 제2 원호부(SA))를 연결한 형상(2원호형상)으로 구성된다. 제1 원호부(FA)는, 점 B(편심축이라고 칭한다)를 중심으로 하는 곡률반경(r1)의 원호이며, 외치기어(120)와 내치기어(130)를 맞물리게 하기 위한 원호부분(맞물림 범위라고도 칭한다)을 구성하고 있다. 제2 원호부(SA)는, 점 C를 중심으로 하는 곡률반경(r2)의 원호이며, 외치기어(120)와 내치기어(130)가 맞물리지 않는 범위의 원호부분(비맞물림 범위라고도 칭한다)을 구성하고 있다. 제1 원호부(FA)의 길이는 장축(x)과 점 A에서의 법선(N)이 이루는 각도인 맞물림 각도(θ)로 정해진다.As shown in Figs. 3 and 4, the
이때, 도 4에 나타내는 바와 같이, 기진체(104)의 장축(x)의 반경을 r이라고 하면, 편심량을 L로 하여, 제1 원호부(FA)의 곡률반경(r1)은 식(1)로 나타난다.4, when the radius of the major axis x of the vibrating
r1=r-L …(1)r1 = r-L ... (One)
또, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 원호부(FA)와 제2 원호부(SA)와의 연결부분(A)에서 접선(T, 법선(N))이 공통으로 되어 있다. 이로 인하여, 제2 원호부(SA)의 곡률반경(r2)은 (곡률반경(r1)+길이(BC))이므로, 식(2)로 나타난다.As shown in Fig. 4, the tangent line (T, normal line N) is common to the connecting portion A between the first circular arc portion FA and the second circular arc portion SA. Therefore, the radius of curvature r2 of the second circular arc portion SA is (radius of curvature r1 + length BC), which is expressed by Equation (2).
r2=r1+길이(BC)r2 = r1 + length (BC)
=r1+L/cosθ …(2) = r1 + L / cos? (2)
기진체베어링(110A)은, 기진체(104)의 외측과 외치기어(120A)의 내측과의 사이에 배치되는 베어링이며, 도 2, 도 5에 나타내는 바와 같이, 내륜(112)과, 지지기(114A), 전동체(轉動體)로서의 롤러(116A)와, 외륜(118A)으로 구성된다. 내륜(112)의 내측은 기진체(104)와 맞닿고, 내륜(112)은 기진체(104)와 일체로 변형하면서 회전한다. 롤러(116A)는, 원통형상(니들을 포함한다)이다. 이로 인하여, 전동체가 구(球)인 경우에 비하여, 롤러(116A)가 내륜(112) 및 외륜(118A)과 접촉하는 부분을 증가시키고 있으므로, 부하용량을 크게 할 수 있다. 즉, 롤러(116A)를 이용함으로써, 기진체베어링(110A)의 전달토크를 증대시키고, 또한 장수명화할 수 있다. 외륜(118A)은, 롤러(116A)의 외측에 배치된다. 외륜(118A)은, 기진체(104)의 회전에 의하여 휨변형하여, 그 외측에 배치되는 외치기어(120A)를 변형시킨다.The vibrator bearing 110A is a bearing that is disposed between the outer side of the vibrating
다만, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기진체베어링(110B)은, 기진체베어링(110A)과 마찬가지로, 내륜(112)과, 지지기(114B)와, 롤러(116B)와, 외륜(118B)으로 구성된다. 기진체(104) 및 내륜(112)은, 기진체베어링(110A, 110B)에 공통이다. 그리고, 지지기(114B), 롤러(116B) 및 외륜(118B)은, 단일체부재(부품)로서는, 지지기(114A), 롤러(116A) 및 외륜(118A)과 동일하다.2, the vibrator bearing 110B includes the
외치기어(120A)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 감속용 내치기어(130A)와 내접하여 맞물린다. 외치기어(120A)는, 기부재(基部材, 122)와, 외치(124A)로 구성된다. 기부재(122)는, 외치(124A)를 지지하는 가요성을 가진 통형상 부재이며, 기진체베어링(110A)의 외측에 배치되어 있다. 외치(124A)는, 반경(ρ1)의 원통형상의 핀으로 되어 있다(이로 인하여, 본 실시형태의 외치(124A, 124B)나 외치기어(120A, 120B) 및 휨 맞물림식 기어장치(100)는 간단히 핀타입이라고도 칭한다). 외치(124A)는 링부재(126A)로 기부재(122)에 지지되어 있다.As shown in Fig. 2, the
외치기어(120B)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 출력용 내치기어(130B)와 내접하여 맞물린다. 그리고, 외치기어(120B)는, 외치기어(120A)와 마찬가지로, 기부재(122)와, 외치(124B)로 구성된다. 외치(124B)는, 외치(124A)와 동일한 수로, 동일한 원통형상의 핀으로 구성되어, 링부재(126B)로 기부재(122)에 지지되어 있다. 즉, 기부재(122)는, 외치(124A)와 외치(124B)를 공통으로 지지한다. 즉, 외치기어(120A, 120B)는 동일 형상의 치형이다. 기진체(104)의 편심량(L)은, 동일위상으로 외치(124A)와 외치(124B)에 전해진다. 이후, 외치(124A, 124B)를 일괄하여 외치(124)라고 칭한다.As shown in Fig. 2, the
감속용 내치기어(130A)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 강성을 가진 부재로 형성되어 있다. 감속용 내치기어(130A)는, 외치기어(120A)의 외치(124A)의 치수보다 2의 배수만큼 많은 치수를 구비한다(치수에 대해서는 이후에 상술). 감속용 내치기어(130A)에는, 도시하지 않은 케이싱이 볼트구멍(132A)을 통하여 고정된다. 그리고, 감속용 내치기어(130A)는, 외치기어(120A)와 맞물림으로써, 기진체(104)의 회전의 감속에 기여한다. 도 6의 (A)에 외치기어(120A)와 감속용 내치기어(130A)가 맞물리는 상태, 도 7의 (A)에 x축 상의 외치(124A)와 내치(128A)와의 상태를 나타낸다.As shown in Fig. 2, the
한편, 출력용 내치기어(130B)도, 감속용 내치기어(130A)와 마찬가지로, 강성을 가진 부재로 형성되어 있다. 출력용 내치기어(130B)는, 외치기어(120B)의 외치(124B)의 치수와 동일한 내치(128B)의 치수를 구비한다(등속 전달). 다만, 출력용 내치기어(130B)에는, 도시하지 않은 출력축이 볼트구멍(132B)을 통하여 장착되어, 외치기어(120B)의 자전과 동일한 회전이 외부에 출력된다. 도 6의 (B)에 외치기어(120B)와 출력용 내치기어(130B)가 맞물리는 상태, 도 7의 (B)에 x축 상의 외치(124B)와 내치(128B)와의 상태를 나타낸다. 이후, 내치(128A, 128B)를 일괄하여, 내치(128)라고 칭한다.On the other hand, the
본 실시형태에 있어서는, 외치기어(120A)와 감속용 내치기어(130A)와의 동시 맞물림수(Nph)와 외치기어(120B)와 출력용 내치기어(130B)와의 동시 맞물림수(Npl)를 모두 2이상으로 하고 또한 그 맞물림을 이론 맞물림으로 하고 있다. 이로 인하여, 토크의 전달효율이 저하되지 않아, 순조로운 토크 전달을 실현할 수 있어, 전달토크를 증대시킬 수 있다.The simultaneous engagement number Nph between the
<치형의 결정방법><Determination method of tooth profile>
외치기어(120)와 감속용 내치기어(130A)와 출력용 내치기어(130B)의 치형의 결정방법에 대하여 설명한다.A method of determining the tooth profile of the
먼저, 치형을 구하는 방법의 개략을 이하에 설명한다.First, a method of obtaining a tooth profile will be described below.
먼저 외치기어(120)의 치형을 정의한다. 다음으로, 외치기어(120)의 치형의 궤적을 트로코이드 곡선식으로 나타내고, 그 트로코이드 곡선식을 이용하여 내치기어(130)의 치형을 정의한다. 다음으로, 외치기어(120)와 내치기어(130)의 치형을 정의하는 복수의 파라미터를, 외치기어(120)와 내치기어(130)의 크기와 치수로부터, 서로 관련짓는다. 다음으로, 내치기어(130)의 치형의 치선(齒先)과 치원(齒元)의 수정범위를 정한다. 다음으로, 관련지어진 파라미터를 이용하여 수정범위 외의 치형부분을 구하여, 그 치형부분에서 동시 맞물림수를 구한다. 그리고, 동시 맞물림수를 모두 2 이상으로 하도록, 최적의 파라미터를 결정한다. 파라미터의 결정에 있어서, 토크, 치면의 허용면압, 각 개소의 주응력, 베어링 수명 등의 목표치를 동시에 만족하도록, 시행 착오가 이루어진다.First, the tooth profile of the
이하, 상세하게 설명한다.This will be described in detail below.
먼저, 외치기어(120)의 치형을 정의한다.First, the tooth profile of the
외치(124)를 반경(ρ1)의 원통형상의 핀으로 할 때, 편심축(B)으로부터 외치기어(120)의 맞물림 범위에 있어서의 외치(124)로 하는 핀의 중심 위치(ρ1=0)까지의 거리(R1)를, 외치기어(120)의 맞물림 범위에 있어서의 치형의 실체의 반경이라고 칭한다. 또, 내치기어(130)의 내치(128)를 반경(ρ2)의 원통형상의 핀으로 할 때(간단히 설계상 가상하는 경우를 포함한다), 기진체(104)의 회전축(Fc, 축방향(O) 상의 점)으로부터 내치(128)로 하는(가상 포함) 핀의 중심 위치(ρ2=0)까지의 거리(R)를, 내치기어(130)의 치형의 실체의 반경이라고 칭한다. 그러면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 반경(R)과 반경(R1)과의 관계는 식(3)으로 나타난다.When the
R1=R-L …(3)R1 = R-L ... (3)
본 실시형태에서는, 외치기어(120)는, 기진체베어링(110)을 통하여 기진체(104)의 외주에 배치된다. 기진체베어링(110)과 외치기어(120)의 반경방향의 두께는 모두 일정하다. 이로 인하여, 기진체(104)가 2원호형상인 점으로부터, 외치기어(120)도 2원호형상이 된다. 기진체(104)의 맞물림 범위의 곡률반경(r1)에 상당하는 외치기어(120)의 맞물림 범위에 있어서의 치형의 실체의 반경이 R1이 된다. 이로 인하여, 기진체(104)의 비맞물림 범위의 곡률반경(r2)에 상당하는 외치기어(120)의 비맞물림 범위에 있어서의 치형의 실체의 반경을 R2로 하면, 식(2), 식(3)을 이용하여, 반경(R2)은 식(4)로 나타낼 수 있다.In this embodiment, the
R2=R1-L/cosθ …(4)R2 = R1-L / cos? (4)
도 9에 나타내는 바와 같이, 외치(124)는, 맞물림 범위에 있어서 편심축(B)으로부터 반경(R1(=R-L))의 원주 상에 있는 반경(ρ1)의 원통형상의 핀으로 되어 있다(이로 인하여, 편심축(B)은 외치기어(120)와 내치기어(130)가 맞물렸을 때의 외치기어(120)의 맞물림 반경의 중심이 된다).9, the
따라서, 반경(ρ1)과 편심량(L)과 반경(R)과 맞물림 각도(θ)에 의하여, 외치기어(120)의 치형이 정의된다.Therefore, the tooth profile of the
다음으로, 내치기어(130)의 치형을 정의한다. 외치기어(120)의 치형의 실체의 위치(반경(ρ1)=0의 위치)의 궤적을 구하고, 그 후 반경(ρ1)만큼 내측으로 이동시킨 것을 내치기어(130)의 치형으로 한다. 이하, 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 외치기어(120)가, 치형의 실체의 반경(R1)의 원형의 기어(가상기어라고 칭한다)일 때의 감속비를, 가상감속비(n)라고 칭한다.Next, the tooth profile of the
도 10에 나타내는 바와 같이, 외치기어(120)를, 기진체(104)의 회전축(Fc)을 중심으로 각도 α공전시킨다. 즉, 편심축(B)은 α회전한다. 그때에, 외치기어(120)의 치형의 실체의 위치의 좌표(x1, y1)는, 가상감속비(n)에 의하여, 각도(α/n)만큼 반대 방향으로 자전하여, 좌표(x2, y2)로 이동한다. 이로 인하여, 외치기어(120)의 치형의 실체의 위치의 궤적을 나타내는 좌표(xpfc, ypfc)는, 식(5), (6)으로 나타난다.As shown in Fig. 10, the
[수 1][Number 1]
여기에서, 내치기어(130)의 치형은, 도 11에 나타내는 바와 같이, 외치기어(120)와 이론 맞물림을 행하는 점으로부터, 내치기어(130)의 치형의 실체의 위치의 좌표는, 내(內)트로코이드 곡선식(하이포트로코이드 곡선식)으로 나타난다. 즉, 회전축(Fc)을 중심으로 하여 고정되는 기초원(BA)의 반경(b1), 기초원(BA)의 원주를 따라 미끄러지지 않고 회전하는 회전원(AA)의 반경(a1), 묘화점의 반경(L1), 회전각(β1)을 이용하면, 내치기어(130)의 치형의 실체의 위치의 좌표(xpfc, ypfc)는, 식(7), 식(8)로 나타난다.11, the coordinate of the position of the tooth-like substance of the
[수 2][Number 2]
여기에서, 식(9)~(11)의 관계를 이용하면, 식(12), 식(13)의 관계가 구해진다.Here, by using the relationships of the equations (9) to (11), the relationship of the equations (12) and (13) is obtained.
[수 3][Number 3]
다만, 식(5)와 식(12)(식(6)과 식(13))은 동일한 좌표(xpfc, ypfc)를 나타내고 있는 것으로부터, 식(14)가 구해진다.However, since Equation (5) and Equation (12) (Equations (6) and (13)) represent the same coordinates (x pfc , y pfc ), Equation (14) is obtained.
α=n*β …(14)α = n * β ... (14)
다음으로, 도 12에 나타내는 바와 같이 내치기어(130)의 치형의 실체의 위치의 좌표(xpfc, ypfc)를 외치(124)의 반경(ρ1)만큼 내측(내치기어(130)측)으로 이동시킴으로써, 내치기어(130)의 치형의 좌표(xfc, yfc)는 식(15)~(17)로 나타낼 수 있다.Next, as shown in Fig. 12, the coordinate (x pfc , y pfc ) of the position of the tooth- shaped substance of the
[수 4][Number 4]
즉, 반경(R), ρ1, 편심량(L), 가상감속비(n, 감속용 내치기어(130A)의 치형을 만들기 위한 가상감속비(nh), 출력용 내치기어(130B)의 치형을 만들기 위한 가상감속비(nl))를 대입하여 각도(β)를 변화시킴으로써, 감속용 내치기어(130A)와 출력용 내치기어(130B)의 치형의 각각의 좌표(xfc, yfc)를 구할 수 있다.In other words, the radius (R), ρ1, eccentric amount (L), a virtual gear ratio (n, a virtual gear ratio for making the teeth of the reduction internal gear (130A) for the (n h), Virtual for making the teeth of the output internal gear (130B) (X fc , y fc ) of the tooth profile of the internal gear for
다음으로, 외치기어(120)와 내치기어(130)를 규정하는 파라미터를 서로 관련 짓는다.Next, the parameters defining the
상술과 같이, 외치기어(120)의 형상은 반경(R1, R2)으로 규정되는 2원호형상이다. 이로 인하여, 외치기어(120A)와 감속용 내치기어(130A)와의 치수차를 나타내는 파라미터(k, 2 이상) 및 감속비(N)를 도출하기 위한 파라미터(i, 감속용 내치기어(130A)일 때 i=1, 출력용 내치기어(130B)일 때 i=0)를 이용하여, 도 13에 나타내는, 외치기어(120), 내치기어(130)의 각각의 크기(치형의 실체의 반경(R, R1)으로부터 구해지는 둘레길이(LC, 둘레의 길이)와 가상기어의 가상감속비(n)를 이용하였을 때의 피치(P, 1개의 치(齒)의 주기의 둘레방향 길이))와, 치수(NT)를 표로서 나타낼 수 있다. 여기에서, 가상기어에 의한 피치(P)와 외치기어(120)에 의한 피치(=LC/NT)는 동일하기 때문에, 식(18)의 관계가 존재한다.As described above, the shape of the
NT=LC/P …(18)NT = LC / P ... (18)
식(18)을 이용하면, 도 13의 표로부터 식(19), 식(20)을 유도할 수 있다.Using equation (18), equation (19) and equation (20) can be derived from the table of FIG.
[수 5][Number 5]
다음으로, 파라미터(Gp, 핀타입 피치계수라고 칭한다)를 도입한다. 여기에서, 편심축(B)과 회전축(Fc)을 통과하는 직선과 외치기어(120)(의 외치(124))와 내치기어(130)(의 내치(128))와의 맞물림으로 생기는 접촉점의 공통법선과의 교점을, 외치기어(120)와 내치기어(130)에 의한 피치점이라고 칭한다. 핀타입 피치계수(Gp)는, 외치기어(120)와 내치기어의 각각의 치형의 실체의 위치와 피치점과의 상대적인 위치 관계를 용이하게 파악할 수 있고, 또한 그들 파라미터끼리의 조정을 용이하게 할 수 있도록 도입한 것이다. 구체적으로 식(21)로 나타내는 바와 같이, 핀타입 피치계수(Gp)는, 반경(R1(=R-L))과, 편심축(B)으로부터 외치기어(120)와 내치기어(130)에 의한 피치점까지의 거리(n*L)와의 비로 나타난다.Next, a parameter (Gp, referred to as a pin type pitch coefficient) is introduced. Here, a straight line passing through the eccentric shaft B and the rotation axis Fc and a common point of contact points generated by engagement of the tooth gear 120 (the tooth outer tooth 124) and the inner tooth gear 130 (the tooth inner tooth 128) The point of intersection with the normal is called the pitch point by the
[수 6][Number 6]
점(Ph)이 외치기어(120A)와 감속용 내치기어(130A)에 의한 피치점을 나타내는 경우에, 도 14에 외치기어(120)의 치형의 실체의 반경(R-L)과 가상감속비(nh)와의 관계를 나타낸다. 이 때에 얻어지는 핀타입 피치계수(Gph, 핀타입 감속측 피치계수라고 칭한다)를 식(21)에 근거하여, 식(22)로 정의한다. 식(19), 식(20)에서, 파라미터(i)=1로 하여, 식(22)를 정리하면, 식(23)을 얻는다.14 shows the relationship between the radius RL of the tooth profile of the
[수 7][Numeral 7]
점(Pl)이 외치기어(120B)와 출력용 내치기어(130B)에 의한 피치점을 나타내는 경우에, 도 15에 외치기어(120)의 치형의 실체의 반경(R-L)과 가상감속비(nl)와의 관계를 나타낸다. 이 때에 얻어지는 핀타입 피치계수(Gpl, 핀타입 출력측 피치계수라고 칭한다)를 식(21)에 근거하여, 식(24)로 정의한다. 식(19), 식(20)에서, 파라미터(i)=0으로 하여, 식(24)를 정리하면, 식(25)를 얻는다.Point (P l) the external tooth gear (120B) and the output internal gear radius (RL) and the virtual gear ratio of the substance of the teeth of the case showing the pitch point by (130B), shouting in Fig gear (120) (n l ). The pin-type pitch coefficient (Gpl, referred to as pin-type output side pitch coefficient) obtained at this time is defined by equation (24) based on equation (21). In Expression (19) and Expression (20), Expression (25) is obtained by summarizing Expression (24) with parameter (i) = 0.
[수 8][Numeral 8]
따라서, 반경(R), 감속비(N), 핀타입 감속측 피치계수(Gph), 맞물림 각도(θ)를 부여하면, 가상감속비(nh), 편심량(L)이 정해져, 계속해서 핀타입 출력측 피치계수(Gpl), 가상감속비(nl)를 구할 수 있다.Therefore, when the radius R, the reduction ratio N, the pin type reduction pitch coefficient Gph and the engagement angle? Are given, the virtual reduction ratio n h and the eccentricity L are determined, pitch coefficient (Gpl), can be determined a virtual gear ratio (n l).
본 실시형태에서는, 도 14, 도 15에 나타내는 바와 같이, 핀타입 감속측 피치계수(Gph)<1를 대입하여, 핀타입 출력측 피치계수(Gpl)>1의 값을 구하고 있다. 본 실시형태에서는, 또한, 맞물림 각도(θ)가 40~65도이며, 핀타입 감속측 피치계수(Gph)의 cos-1의 값이 15~30도인 경우가, 각 치형을 구한 결과로부터, 보다 바람직한 조건이다.In this embodiment, as shown in Fig. 14 and Fig. 15, the value of the pitch type output side pitch coefficient Gpl > 1 is obtained by substituting the pin type reduction pitch coefficient Gph <1. In this embodiment, when the engagement angle? Is 40 to 65 degrees and the value of cos- 1 of the pin type reduction pitch coefficient Gph is 15 to 30 degrees, It is a desirable condition.
다음으로, 내치기어(130)의 치형의 수정범위를 정한다.Next, the correction range of the tooth profile of the
도 16에 나타내는 바와 같이, 내치(128)의 좌표와 외치(124, 핀)의 중심(Oc)을 연결한 직선과, x축이 이루는 각도(β)가 약 45도가 될 때의 각도를 βs라고 한다. 그렇다면, 각도(β)가 제로부터 βs까지는, 외치기어(120)의 외치(124)와의 간섭의 우려가 있으므로, 그 범위에서는 내치기어(130)의 내치(128)의 치원으로 수정을 행한다. 또, 외치(124)의 치선과 내치(128)의 치선과의 거리(δ)가 핀의 반경(ρ1)의 약 15%가 될 때의 각도(β)를, 각도 βf라고 한다. 각도(β)가 βf부터 π까지는 외치기어(120)의 외치(124)와의 간섭 및 외치기어(120)의 외치(124)와의 맞물림시에 높은 면압이 될 가능성이 있으므로, 그 범위에서는 내치기어(130)의 내치(128)의 치선으로 수정을 행한다. 즉, 치형의 수정이 행하여지지 않은 각도(βs~βf, 수정되어 있지 않은 치형의 영역)가 이론 맞물림이 이루어지는 유효범위가 된다.16, the angle when the angle? Formed by the straight line connecting the coordinates of the
다음으로, 동시 맞물림수(Nph, Npl)를 구한다.Next, the number of simultaneous meshes (Nph, Npl) is obtained.
동시 맞물림수(Nph, Npl)는, 외치기어(120)의 회전각도(α)로 정해지는 유효범위를 피치각(2π를 치수(NT)로 나눈 값)으로 나눔으로써 구할 수 있다. 여기에서, 각도(βfh, βsh)는 감속용 내치기어(130A)에 있어서의 각도이며, 각도(βfl, βsl)는 출력용 내치기어(130B)에 있어서의 각도로 한다. 식(14)의 관계로부터 각도(βfh, βsh, βfl, βsl)로 구해지는 회전각도는, 각각, αfh, αsh, αfl, αsl이다. 즉, 식(14)를 이용함으로써, 식(26)으로 감속용 내치기어(130A)의 동시 맞물림수(Nph), 식(27)로 출력용 내치기어(130B)의 동시 맞물림수(Npl)가 각각 구해진다.The simultaneous engagement numbers Nph and Npl can be obtained by dividing the effective range determined by the rotation angle? Of the
[수 9][Number 9]
식(26), 식(27)을 따라, 동시 맞물림수를 구한다. 이 때, k=2로 하였을 때에 구해진 감속용 내치기어(130A)의 동시 맞물림수(Nph)를 도 17, 출력용 내치기어(130B)의 동시 맞물림수(Npl)를 도 18에, 각각 나타낸다.Calculate the number of simultaneous engagements along Eqs. (26) and (27). The simultaneous engagement number Nph of the
이들의 동시 맞물림수(Nph, Npl)가 모두, 2 이상을 실현하는 직경(2*R)과 감속비(1/N)의 조건에 따라, 본 실시형태에 있어서의 내치기어(130)의 치형이 결정된다. 즉, 치수차가 2인 경우(k=2)에는 감속비(1/N)가, 1/20로 본 실시형태의 치형이 되지 않고, 1/30 이하(1/30보다 크게 감속되는 감속비)로 본 실시형태의 내치기어(130)의 치형이 결정된다.The gear teeth of the
<동작><Operation>
휨 맞물림식 기어장치(100)의 동작에 대하여, 주로 도 2를 이용하여 설명한다.The operation of the flexural-mesh
도시하지 않은 입력축의 회전에 의하여, 기진체(104)가 회전하면, 그 회전 상태에 따라, 기진체베어링(110A)을 통하여, 외치기어(120A)가 휨변형된다. 다만, 이 때, 외치기어(120B)도, 기진체베어링(110B)을 통하여, 외치기어(120A)와 동일위상으로 휨변형한다.When the vibrating
외치기어(120)의 휨변형은, 기진체(104)의 곡률반경(r1)의 형상에 따라 이루어진다. 도 4에 나타내는 기진체(104)의 제1 원호부(FA)의 부분에 있어서의 위치에서는, 곡률이 일정하기 때문에, 휨 응력은 일정해진다. 제1 원호부(FA)와 제2 원호부(SA)의 연결부분(A)에 있어서의 위치에서는, 접선(T)이 동일하기 때문에, 연결부분에서의 급격한 휨변형이 방지되어 있다. 동시에, 연결부분(A)에 있어서, 롤러(116A, 116B)의 급격한 위치 변동은 없기 때문에, 롤러(116A, 116B)의 미끄러짐이 적고, 토크의 전달 로스가 적다.The bending deformation of the
외치기어(120)가 기진체(104)에서 휨변형됨으로써, 제1 원호부(FA, 맞물림 범위)의 부분에서, 외치(124)가 반경방향 외측으로 이동하여, 내치기어(130)의 내치(128)에 맞물린다. 맞물릴 때에, 외치(124)는 회전 가능한 핀이기 때문에, 맞물림면에서는 외치(124)가 구름에 가까운 운동을 행하여, 맞물림면보다 면압이 낮아지는 기부재(122)측에서 외치(124)가 미끄러진다. 이로 인하여, 전달효율의 로스가 적다. 또, 내치(128)의 치형은, 원통형상의 핀인 외치(124)에 대하여, 트로코이드 곡선에 근거하는 치형으로 되어 있다. 이로 인하여, 외치(124)와 내치(128)는 완전히 이론 맞물림으로, 로스를 줄여 높은 토크 전달효율을 실현할 수 있다.The
맞물릴 때에, 외치(124A)에는, 외치(124B)와 상이한 하중(방향과 크기)이 가해진다(본 실시형태의 외치기어(120)와 상이하지만, 도 29 참조). 그러나, 기진체베어링(110A, 110B)은, 내륜(112)을 제외하고, 축방향(O)에서, 감속용 내치기어(130A)와 맞물리는 외치(124A)에 대한 부분과 출력용 내치기어(130B)와 맞물리는 외치(124B)에 대한 부분으로 분리되어 있다. 이로 인하여 감속용 내치기어(130A)와 외치(124A)와의 맞물림을 원인으로 하는 롤러(116B)의 스큐, 및 출력용 내치기어(130B)와 외치(124B)와의 맞물림을 원인으로 하는 롤러(116A)의 스큐의 각각이 방지되어 있다.A load (direction and size) different from the
또, 롤러(116A, 116B)는 원통형상이므로, 동일한 크기의 볼을 구비하는 볼베어링에 대하여, 내하중이 크고, 또한 내륜(112) 및 외륜(118A, 118B)과 접촉하는 부분이 많기 때문에, 부하용량을 크게 할 수 있다.Since the
또한, 외치(124)는, 축방향(O)에 있어서, 감속용 내치기어(130A)가 맞물리는 부분(외치(124A))과 출력용 내치기어(130B)가 맞물리는 부분(외치(124B))으로 분할한 것이다. 이로 인하여, 외치기어(120A)와 감속용 내치기어(130A)가 맞물릴 때에, 가령 외치(124B)에 변형 등이 있어도 그 변형으로 외치(124A)에 변형을 일으키는 일이 없다. 마찬가지로, 외치기어(120B)와 출력용 내치기어(130B)가 맞물릴 때에, 가령 외치(124A)에 변형 등이 있어도 그 변형으로 외치(124B)에 변형을 일으키는 일이 없다. 즉, 외치(124)를 분할하여 둠으로써, 일방의 외치(124A, 124B)의 변형으로 타방의 외치(124B, 124A)를 변형시켜 그 맞물림 관계를 악화시킨다는 전달토크의 저하를 막을 수 있다.The
외치기어(120A)와 감속용 내치기어(130A)와의 맞물림 위치는, 기진체(104)의 장축방향(x)의 이동에 따라, 회전이동한다. 여기에서, 기진체(104)가 1회전하면, 외치기어(120A)는 감속용 내치기어(130A)와의 치수차만큼, 회전위상이 지연된다. 즉, 감속용 내치기어(130A)에 의한 감속비는((외치기어(120A)의 치수(N*k)-감속용 내치기어(130A)의 치수((N+1)*k))/외치기어(120A)의 치수(N*k))=-1/N로 하여 구할 수 있다.The engagement position of the
외치기어(120B)와 출력용 내치기어(130B)는 모두 치수(N*k)가 동일하기 때문에, 외치기어(120B)와 출력용 내치기어(130B)는 서로 맞물리는 부분이 이동하는 일 없이, 동일한 치끼리 맞물리게 된다. 이로 인하여, 출력용 내치기어(130B)로부터 외치기어(120B)의 자전과 동일한 회전이 출력된다. 결과적으로, 출력용 내치기어(130B)로부터는, 기진체(104)의 회전을 감속용 내치기어(130A)에 의한 감속비(1/N)에 근거하여 감속된 출력을 취출할 수 있다.Since both the
본 실시형태는, 그 기본구성으로서, 2개의 강성을 가지는 내치기어(130, 감속용 내치기어(130A)와 출력용 내치기어(130B))에 통형상의 외치기어(120)를 맞물리게 하는 구성을 구비함과 함께, 외치기어(120)와 내치기어(130)와의 동시 맞물림수(Nph, Npl)를 모두 2 이상으로 하는 치형을, 외치기어(120)와 내치기어(130)가 구비하도록 구성하고, 또한, 트로코이드 곡선을 이용함으로써, 이론 맞물림을 실현하고 있다. 이로 인하여, 내충격성이 향상되고, 맞물림의 치면에 가해지는 면압이 분산되어, 큰 토크를 전달할 수 있어, 외치기어(120)에 발생하는 국부 응력을, 특히 종래의 일반적인 컵형의 휨 맞물림식 기어장치와 비교하여 현격히 줄일 수 있다. 즉, 본 실시형태에 관한 휨 맞물림식 기어장치에서는, 기진체의 휨으로 원추형의 변형이 발생하는 일이 없고, 컵 바닥부에서의 응력 집중도 없는 상태에서, 맞물림 면적의 증대와 면압의 분산을 도모할 수 있기 때문에, 부하용량을 크게 늘릴 수 있는 것이다.The present embodiment has a configuration in which cylindrical
또, 본 실시형태에서는, 도 14, 도 15, 도 19에 나타내는 바와 같이, 핀타입 감속측 피치계수(Gph)<1, 핀타입 출력측 피치계수(Gpl)>1로 하고 있는 점으로부터, 식(28)이 성립하고 있다. 즉, 식(29)에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 편심축(B)으로부터 외치기어(120A)와 감속용 내치기어(130A)에 의한 피치점(Ph)까지의 거리(nh*L)와 편심축(B)으로부터 외치기어(120B)와 출력용 내치기어(130B)에 의한 피치점(Pl)까지의 거리(nl*L)와의 사이에, 편심축(B)으로부터 외치기어(120)의 핀의 중심(치형의 실체)의 위치가 배치되어 있다.In this embodiment, as shown in Figs. 14, 15, and 19, the pin type reduction pitch coefficient Gph <1 and the pin type output pitch coefficient Gpl> 28) is established. That is, as shown in the equation (29), in this embodiment, the distance n h * from the eccentric shaft B to the pitch point P h by the
[수 10][Number 10]
이로 인하여, 감속용 내치기어(130A)와 맞물릴 때에 외치기어(120A)의 외치(124A)에 가해지는 하중과 출력용 내치기어(130B)와 맞물릴 때에 외치기어(120B)의 외치(124B)에 가해지는 하중은, 서로 역방향의 성분을 구비함과 함께, 외치기어(120)에 가해지는 당해 2개의 하중의 영역을 외치기어(120)의 둘레방향으로 근접시킬 수 있다. 즉, 축방향(O)으로부터 보아, 맞물림 동작시에는, 2개의 내치기어(130)는, 소수의 외치(124)만을 끼워 넣는 양태로 할 수 있다. 이로 인하여, 외치기어(120)와 내치기어(130)와의 맞물림이 과도한 토크로 어긋나 버리는 현상(래치팅 현상)을 방지할 수 있다. 즉, 내래치팅성을 향상시킬 수 있다.The load applied to the
실제로 제품화되어 있는 컵형의 외치기어를 이용한 휨 맞물림식 기어장치(내치기어의 치형의 실체의 반경이 약 26mm이고 감속비 1/50인 것(비교예라고 칭한다))와, 동일한 정도의 크기와 동일한 감속비를 구비하는 본 실시형태에 관한 휨 맞물림식 기어장치(100)에서는, 내래치팅성에 관하여, 비교예의 실측치에 대하여 대폭(약 4배 이상)으로 개선되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 동시에, 비교예에서는 정격토크가 3.3kgfm이었던 것에 대하여, 본 실시형태의 휨 맞물림식 기어장치(100)에서는, 정격토크로서 6.6kgfm가 되는 것을, 이론계산 및 시험에 의하여 확인할 수 있었다. 즉, 정격토크에 있어서도, 약 2배가 되는 것을 이론계산상 확인할 수 있고, 시험에 의하여 확인할 수 있었다.(A comparative example in which the radius of the tooth-shaped substance of the internal gear is about 26 mm and the reduction ratio is 1/50 (comparative example)) using a cup-shaped external gear which is actually manufactured, and a reduction gear ratio (Approximately four times or more) with respect to the measured value of the comparative example with respect to the latching performance in the flexural-
이와 같이 하여, 본 실시형태에서는, 전달토크를 증대시킴과 함께 전달효율을 증대시키는 것이 가능하다. 다만, 전달토크를 향상시키는 대신에, 휨 맞물림식 기어장치(100)를 보다 컴팩트하게 할 수도 있다.In this manner, in the present embodiment, it is possible to increase the transmission torque and increase the transmission efficiency. However, instead of improving the transmission torque, the bending gear
또, 본 실시형태에서는, 외치기어(120)의 치형은, 감속용 내치기어(130A) 및 출력용 내치기어(130B)와 각각 맞물리는 부분이 동일하게 하고 있으므로, 외치기어(120)의 가공이 용이하고, 가공 코스트를 낮게 억제할 수 있음과 함께 고정밀도로 형상가공하는 것이 가능하다.In this embodiment, the gear teeth of the
즉, 본 발명에 의하면, 외치기어(120)와 내치기어(130)와의 동시 맞물림수(Nph, Npl)를 늘림으로써, 전달토크 및 전달효율을 증대시키는 것이 가능해진다.That is, according to the present invention, by increasing the number of simultaneous meshing (Nph, Npl) between the
<<제2 실시형태>>≪
본 발명에 관한 제2 실시형태의 일례에 대하여, 도 20내지 도 29를 이용하여 상세하게 설명한다. 본 실시형태는, 제1 실시형태의 원통형상의 핀 대신에, 트로코이드 곡선에 의한 치형을 외치기어에 채용하여, 외치기어의 외치를 기부재와 일체로 성형한 것이다(솔리드타입이라고 칭한다). 다만, 제1 실시형태에서 이용한 파라미터와 정의가 동일하면, 본 실시형태에서 이용되고 있는 파라미터의 부합도 동일하게 하고 있다.An example of the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figs. 20 to 29. Fig. In this embodiment, instead of the cylindrical pin according to the first embodiment, a tooth formed by a trochoid curve is used as a gear for external gear, and the external teeth of the external gear are integrally formed with a base member (referred to as a solid type). However, if the parameters used in the first embodiment are the same as the definitions, the parameters used in the present embodiment are also matched.
제1 실시형태와 상이한 구성과 치형의 결정방법에 대하여 설명하고, 그 외의 부분에 대해서는, 아래 2자리에 동일 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다.A configuration different from that of the first embodiment and a method of determining a tooth profile will be described, and the remaining parts are denoted by the same reference numerals as the second two digits, and redundant description is omitted.
<구성><Configuration>
외치기어(220A)는, 도 20, 도 21에 나타내는 바와 같이, 감속용 내치기어(230A)와 내접하여 맞물린다. 외치기어(220A)는, 기부재(222)와, 외치(224A)로 구성된다. 기부재(222)는, 가요성을 가진 통형상 부재이며, 기진체베어링(210A)의 외측에 배치되어, 외치(224A)와 일체로 성형되어 있다. 이로 인하여, 외치(224A)를 작게 할 수 있음과 함께 고정밀의 가공을 할 수 있다. 즉, 본 실시형태의 외치기어(220A)는, 부하용량이 작은 소형의 휨 맞물림식 기어장치에 적합하다. 외치(224A)는, 트로코이드 곡선에 근거하여 성형되어 있다.As shown in Figs. 20 and 21, the
외치기어(220B)는, 도 20, 도 21에 나타내는 바와 같이, 출력용 내치기어(230B)와 내접하여 맞물린다. 그리고, 외치기어(220B)는, 외치기어(220A)와 마찬가지로, 기부재(222)와, 외치(224B)로 구성된다. 외치(224B)는, 외치(224A)와 동일수이며, 또한 동일 형상으로 성형되어 있다. 여기에서, 도 20에 나타내는 바와 같이 외치(224A)와 외치(224B)는 축방향으로 분단되는 형태이지만, 기부재(222)가 공통이다. 즉, 외치기어(220A, 220B)는 동일 형상의 치형이다. 기진체(204)의 편심량(L)은, 동일위상으로 외치(224A)와 외치(224B)로 전해진다. 이후, 외치(224A, 224B)를 일괄하여 외치(224)라고 칭한다.As shown in Figs. 20 and 21, the
<치형의 결정방법><Determination method of tooth profile>
외치기어(220)와, 감속용 내치기어(230A), 출력용 내치기어(230B)의 치형의 결정방법에 대하여 설명한다.A method of determining the tooth profile of the external gear 220, the
먼저, 치형을 구하는 방법의 개략을 이하에 설명한다.First, a method of obtaining a tooth profile will be described below.
먼저 내치기어의 내치를 원통형상의 핀으로 가상하여, 핀의 반경(ρ2=0)으로 할 때의 내치기어의 치형의 실체의 위치의 궤적을 트로코이드 곡선식으로 나타내고, 그 트로코이드 곡선식을 이용하여 외치기어(220)의 치형을 정의한다. 다음으로, 외치기어의 치형의 실체의 위치의 궤적을 구하여, 그 궤적으로부터 내치기어의 치형을 정의한다. 다음으로 외치기어(220)와 내치기어(230)의 치형을 정의하는 복수의 파라미터를, 외치기어(220)와 내치기어(230)의 크기와 치수로부터, 서로 관련짓는다. 다음으로, 내치기어(230)의 치형의 치선과 치원의 수정범위를 정한다. 다음으로, 관련지어진 파라미터를 이용하여 수정범위 외의 치형부분을 구하여, 그 치형부분에서 동시 맞물림수를 구한다. 그리고, 동시 맞물림수를 모두 2이상으로 하도록, 최적의 파라미터를 결정한다. 파라미터의 결정에 있어서, 토크, 치면의 허용면압, 각 개소의 주응력, 베어링 수명 등의 목표치를 동시에 만족하도록, 시행 착오가 이루어진다.First, the trajectory of the position of the tooth-shaped substance of the internal gear in the case where the internal tooth of the internal gear is assumed to be a cylindrical pin and the radius of the pin (r2 = 0) is represented by a trochoidal curve, 220). Next, the locus of the position of the tooth-like substance of the external gear is obtained, and the tooth profile of the internal gear is defined from the locus thereof. Next, a plurality of parameters defining the tooth profile of the external gear 220 and the
이하, 상세하게 설명한다.This will be described in detail below.
먼저, 외치기어(220)의 치형을 정의한다.First, the tooth profile of the external gear 220 is defined.
감속용 내치기어(230A)의 내치(228A)로서 가상적으로 반경(ρ2)의 원통형상의 핀을 배치시켜(편의상, 감속용 내치기어(230A)로 하고 있지만, 출력용 내치기어(230B)에 배치하여도 된다), 핀의 반경(ρ2)=0(핀의 중심과 동일의미)의 감속용 내치기어(230A)의 치형의 실체의 위치의 궤적을 구한다. 그리고, 그 후 핀의 반경(ρ2)만큼 내측(외치기어(220)측)으로 이동시킨 것을 외치기어(220)의 치형으로 한다. 이하, 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 가상감속비(n(nh, nl))는, 제1 실시형태와 동일한 정의이다.Although the
외치기어(220)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 2 원호형상이며, 반경(R1, R2)의 관계는 식(3), 식(4)로 나타난다.Similar to the first embodiment, the external gear 220 has a two-arcuate shape, and the relationship between the radii R1 and R2 is expressed by equations (3) and (4).
외치기어(220)는, 가상적으로 핀을 구비하는 감속용 내치기어(230A)와 이론 맞물림을 행한다. 이로 인하여, 도 22로 나타내는 바와 같이, 편심축(B)을 중심으로 하는 정지 공간에 감속용 내치기어(230A)의 핀의 중심이 좌표(x4, y4)로부터 좌표(x5, y5)로 이동할 때에 그리는 궤적의 좌표(xp, yp)가, 외치기어(220)의 치형의 실체의 위치의 좌표로서, 외(外)트로코이드 곡선식(에피트로코이드 곡선식)으로 나타난다. 즉, 편심축(B)을 중심으로 하여 고정되는 기초원(BB)의 반경(b2), 기초원(BB)의 원주를 따라 미끄러지지 않고 회전하는 회전원(AB)의 반경(a2), 묘화점의 반경(L2), 회전각(β2)을 이용하면, 외치기어(220)의 치형의 실체의 위치의 좌표(xp, yp)는, 식(30), 식(31)로 나타난다.Shout gear 220 performs theoretical meshing with deceleration
[수 11][Number 11]
여기에서, 식(32)~(34)의 관계를 이용하면, 식(35), 식(36)의 관계가 구해진다.Here, by using the relationship of the expressions (32) to (34), the relationship of the expressions (35) and (36) is obtained.
[수 12][Number 12]
다음으로, 외치기어(220)의 치형의 실체의 위치의 좌표(xp, yp)를 내치(228)로 가상한 핀의 반경(ρ2)만큼 내측(외치기어(220)측)으로 이동시킨다. 그러면, 회전축(Fc)을 원점으로 하는 외치기어(220)의 치형의 좌표(xkfc, ykfc)는 식(37)~(39)로 나타낼 수 있다.Next, the coordinate (x p , y p ) of the position of the tooth-shaped entity of the external gear 220 is moved to the inner side (the external gear 220 side) by the
[수 13][Num. 13]
즉, 반경(R), ρ2, 편심량(L), 가상감속비(nh)를 대입하여 각도(β)를 변화시킴으로써, 외치기어(220)의 치형의 좌표(xkfc, ykfc)를 구할 수 있다.That is, the coordinates (x kfc , y kfc ) of the tooth profile of the external gear 220 can be obtained by substituting the radius R, ρ2, the eccentric amount L and the virtual reduction ratio n h to change the angle β have.
다음으로, 내치기어(230)의 치형을 정의한다. 외치기어(220)의 치형의 실체의 위치의 좌표(xp, yp)의 포락선을 구하여, 그 포락선을 반경(ρ2)만큼 내측(내치기어(230)측)으로 이동시켜 내치기어(230)의 치형의 궤적으로 한다. 즉, 감속용 내치기어(230A)에 대해서는, 그 치형을 다시 구하게 된다. 이하, 보다 구체적으로 설명한다.Next, the tooth profile of the
외치기어(220)의 편심축(B)을 중심으로 한 xd-yd좌표 상의 외치기어(220)의 치형의 궤적(Q, 도 23으로 나타내는 2개의 파선부분)은, 각도 α회전하였을 때에 도 23에 나타내는 바와 같이 포락선(도 23으로 나타내는 실선부분)을 그린다. 이로 인하여, 회전축(Fc)을 원점으로 하는 내치기어(230)의 치형의 실체의 위치의 좌표(xpfc, ypfc)는, 식(30), (31)을 이용하여 식(40), (41)로 나타난다. 여기에서, 포락선의 조건식인 식(42)를 이용함으로써 각도 α, β의 관계가 식(43)으로 나타난다.The locus (Q, two broken line portions shown in Fig. 23) of the tooth profile of the external gear 220 on the xd-yd coordinate centered on the eccentric shaft B of the external gear 220 is set to 23 (A solid line portion shown in Fig. 23) as shown in Fig. Therefore, the coordinates (x pfc , y pfc ) of the position of the tooth-like substance of the internal gear 630 having the rotation axis Fc as its origin can be obtained by the formulas (40) and 41). Here, the relationship between the angles? And? Is expressed by the equation (43) by using the equation (42), which is a conditional expression of the envelope.
[수 14][Number 14]
다음으로, 내치기어(230)의 치형의 실체의 위치의 좌표(xpfc, ypfc)를, 내치(228)로 가상한 핀의 반경(ρ2)만큼 내측(내치기어(230)측)으로 이동시킴으로써, 회전축(Fc)을 원점으로 하는 내치기어(230)의 치형의 좌표(xfc, yfc)를 식(44), (45)로 구할 수 있다.Next, the coordinates (x pfc , y pfc ) of the position of the tooth- shaped entity of the
[수 15][Number 15]
즉, 반경(R), ρ2, 편심량(L), 가상감속비(nh, nl)를 대입하여 각도 β를 변화시킴으로써, 감속용 내치기어(230A)와 출력용 내치기어(230B)의 치형의 각각의 좌표(xfc, yfc)를 구할 수 있다.That is, by changing the angle? By substituting the radius R,? 2, the amount of eccentricity L and the virtual reduction ratio n h , n 1 , the tooth profile of the internal gear for
다음으로, 외치기어(220)와 내치기어(230)를 규정하는 파라미터를 서로 관련짓는다.Next, the parameters defining the
상술과 같이, 제1 실시형태와 마찬가지로, 외치기어(220)의 형상은 반경(R1, R2)으로 규정되는 2원호형상이다. 즉, 본 실시형태에 있어서도, 식(19), 식(20)의 관계가 성립한다.As described above, like the first embodiment, the shape of the external gear 220 is a two-arc shape defined by radii R1 and R2. That is, also in this embodiment, the relationship of the formulas (19) and (20) is established.
다음으로, 파라미터(Gs, 솔리드타입 피치계수라고 칭한다)를 도입한다. 여기에서, 편심축(B)과 회전축(Fc)을 통과하는 직선과 외치기어(220)(의 외치(224))와 내치기어(230)(의 내치(228))와의 맞물림으로 생기는 접촉점의 공통법선과의 교점을, 외치기어(220)와 내치기어(230)에 의한 피치점이라고 칭한다(즉, 피치점의 정의는 제1 실시형태와 동일). 솔리드타입 피치계수(Gs)는, 핀타입 피치계수(Gp)와 마찬가지로, 외치기어(220)와 내치기어(230)의 각각의 치형의 실체의 위치와 피치점과의 상대적인 위치 관계를 용이하게 파악할 수 있고, 또한 그들 파라미터끼리의 조정을 용이하게 할 수 있도록 도입한 것이다. 구체적으로 식(46)으로 나타내는 바와 같이, 솔리드타입 피치계수(Gs)는, 반경(R)과, 회전축(Fc)으로부터 외치기어(220)와 감속용 내치기어(230)에 의한 피치점까지의 거리((n+1)*L)와의 비로 나타난다.Next, a parameter (Gs, referred to as a solid type pitch coefficient) is introduced. Here, a straight line passing through the eccentric shaft B and the rotary shaft Fc, and a common point of contact points generated by engagement of (the external teeth 224 of the external teeth) 220 and the internal teeth 230 (the internal teeth 228 of) The point of intersection with the normal is referred to as a pitch point by the external gear 220 and the internal gear 230 (i.e., the definition of the pitch point is the same as in the first embodiment). The solid type pitch coefficient Gs can be easily grasped with respect to the relative positional relationship between the positions of the teeth of the external teeth gear 220 and the internal teeth of the
[수 16][Num. 16]
도 24에 내치기어(230)의 치형의 실체의 반경(R)과 가상감속비(nh)와의 관계를 나타낸다. 이 때에 얻어지는 솔리드타입 피치계수(Gsh, 솔리드타입 감속측 피치계수라고 칭한다)를 식(46)에 근거하여, 식(47)에 정의한다. 식(19), 식(20)에서, 파라미터(i)=1로 하여, 식(47)을 정리하면, 식(48)을 얻는다.24 shows the relationship between the radius R of the teeth of the
[수 17][Number 17]
도 25에 내치기어(230)의 치형의 실체의 반경(R)과 가상감속비(nl)와의 관계를 나타낸다. 이 때에 얻어지는 솔리드타입 피치계수(Gsl, 솔리드타입 출력측 피치계수라고 칭한다)를 식(46)에 근거하여, 식(49)에 정의한다. 식(19), 식(20)에서, 파라미터(i)=0으로 하여 식(49)을 정리하면, 식(50), 식(51)을 얻을 수 있다.25 shows the relationship between the radius R of the teeth of the
[수 18][Number 18]
따라서, 반경(R), 감속비(N), 솔리드타입 감속측 피치계수(Gsh), 맞물림 각도(θ)를 부여하면, 가상감속비(nh), 편심량(L)이 정해져, 계속해서 솔리드타입 출력측 피치계수(Gsl), 가상감속비(nl)를 구할 수 있다.Therefore, when the radius R, the reduction ratio N, the solid type reduction pitch coefficient Gsh, and the engagement angle? Are given, the virtual reduction ratio n h and the eccentricity L are determined, pitch coefficient (Gsl), can be determined a virtual gear ratio (n l).
본 실시형태도 제1 실시형태와 마찬가지로, 도 24, 도 25에 나타내는 바와 같이, 솔리드타입 감속측 피치계수(Gsh)<1을 대입하여, 솔리드타입 출력측 피치계수(Gsl)>1의 값을 구하고 있다. 본 실시형태도 제1 실시형태와 마찬가지로, 또한, 맞물림 각도(θ)가 40~65도이며, 핀타입 감속측 피치계수(Gph)의 cos-1의 값이 15~30도인 경우가, 각 치형을 구한 결과로부터 보다 바람직한 조건이다.In this embodiment, similarly to the first embodiment, as shown in Figs. 24 and 25, the value of the solid-type output pitch coefficient Gsl > 1 is obtained by substituting the solid-type deceleration pitch coefficient Gsh <1 have. The present embodiment is also similar to the first embodiment in that the case where the engagement angle θ is 40 to 65 degrees and the value of cos -1 of the pin type deceleration side pitch coefficient Gph is 15 to 30 degrees, Is a more preferable condition.
다음으로, 내치기어(230)의 치형의 수정범위를 정한다.Next, the correction range of the tooth profile of the
제1 실시형태와 마찬가지로, 내치(228)의 치선과 치원을 수정한다. 이로 인하여, 치형의 수정이 이루어지지 않은 각도(βs~βf, 수정되어 있지 않은 치형의 영역)가 이론 맞물림이 이루어지는 유효범위가 된다.The teeth line and the teeth of the internal teeth 228 are corrected similarly to the first embodiment. Therefore, the angle (? S to? F, the area of the tooth shape that has not been corrected) at which the tooth profile is not corrected becomes the effective range at which theoretical engagement is performed.
다음으로, 동시 맞물림수(Nsh, Nsl)를 구한다.Next, the number of simultaneous meshes (Nsh, Nsl) is obtained.
동시 맞물림수(Nsh, Nsl)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 외치기어(220)의 회전각도(α)로 정해지는 유효범위를 피치각으로 나눔으로써 구할 수 있다. 즉, 식(43)의 관계를 이용하여, 식(52)에서 감속용 내치기어(230A)의 동시 맞물림수(Nsh), 식(53)에서 출력용 내치기어(230B)의 동시 맞물림수(Nsl)가 각각 구해진다.The simultaneous engagement numbers Nsh and Nsl can be obtained by dividing the effective range determined by the rotation angle? Of the external gear 220 by the pitch angle as in the first embodiment. That is, the simultaneous engagement number Nsh of the
[수 19][Number 19]
식(52), 식(53)을 따라, 동시 맞물림수를 구한다. 이 때, k=2로 하였을 때에 구해진 감속용 내치기어(230A)의 동시 맞물림수(Nsh)를 도 26, 출력용 내치기어(230B)의 동시 맞물림수(Nsl)를 도 27에, 각각 나타낸다.(52) and (53), the number of simultaneous meshing is obtained. The simultaneous engagement number Nsh of the
이들 동시 맞물림수(Nsh, Nsl)가 모두, 2 이상을 실현하는 직경(2*R)과 감속비(1/N)의 조건에 따라, 본 실시형태에 있어서의 내치기어(230)의 치형이 결정된다. 즉, 치수차가 2인 경우(k=2)에는 감속비(1/N)가, 1/30에서 본 실시형태의 치형이 되지 않고, 1/50 이하(1/50보다 크게 감속되는 감속비)에서 본 실시형태의 내치기어의 치형이 결정된다.The teeth of the
본 실시형태에서는, 외치(224)를 기부재(222)와 일체로 성형하고 있기 때문에, 외치기어(220)의 가공이 용이하고, 또한 그 가공을 고정밀도로 행할 수 있다.In this embodiment, since the external teeth 224 are integrally formed with the base member 222, the external teeth gear 220 can be easily machined and the machining can be performed with high accuracy.
그 외에 대해서는, 본 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태와 대략 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.In other respects, substantially the same operational effect as that of the first embodiment can be obtained also in this embodiment.
예를 들면, 본 실시형태에 있어서도 제1 실시형태와 마찬가지로, 도 24, 25, 28에 나타내는 바와 같이, 솔리드타입 감속측 피치계수(Gsh)<1, 솔리드타입 출력측 피치계수(Gsl>)1로 하고 있는 점으로부터, 식(54)가 성립하고 있다. 즉, 식(55)에 나타내는 바와 같이, 회전축(Fc)으로부터 외치기어(220A)와 감속용 내치기어(230A)에 의한 피치점(Ph)까지의 거리((nh+1)*L)와 회전축(Fc)으로부터 외치기어(220B)와 출력용 내치기어(230B)에 의한 피치점(Pl)까지의 거리((nl+1)*L)와의 사이에, 내치기어(230)의 내치(228)를 핀으로 가상하였을 때의 핀의 중심(치형의 실체)의 위치가 배치되어 있다.For example, in the present embodiment, as shown in Figs. 24, 25 and 28, the solid-type deceleration side pitch coefficient Gsh <1 and the solid-type output side pitch coefficient Gsl> , Equation (54) is established. That is, the distance (n h +1) * L from the rotation axis Fc to the pitch point P h by the
[수 20][Number 20]
이로 인하여, 감속용 내치기어(230A)와 맞물릴 때에 외치기어(220A)의 외치(224A)에 가해지는 하중(Fd)과 출력용 내치기어(230B)와 맞물릴 때에 외치기어(220B)의 외치(224B)에 가해지는 하중(Fo)은, 서로 역방향의 성분을 구비함과 함께, 외치기어(220)에 가해지는 당해 2개의 하중(Fd, Fo)의 영역을 외치기어(220)의 둘레방향으로 근접시킬 수 있다. 즉, 도 29에 나타내는 바와 같이, 축방향(O)으로부터 보아, 맞물림 동작시에는, 하중(Fd)과 하중(Fo)의 영역을 근접시켜, 2개의 내치기어(230)는, 소수의 외치(224)만을 끼워 넣는 양태로 할 수 있다. 이로 인하여, 제1 실시형태와 마찬가지로, 내래치팅성을 향상시킬 수 있다.The load Fd applied to the
또한, 식(29)와 식(55)는 모두, 식(56)으로 변형할 수 있다.In addition, both Expressions (29) and (55) can be transformed into Expression (56).
[수 21][Num. 21]
즉, 상기 실시형태에서는, 회전축(Fc)과 편심축(B)을 통과하는 직선과 외치기어(120, 220)와 내치기어(130, 230)와의 맞물림으로 생기는 접촉점의 각각의 공통법선과의 교점인 피치점(Ph, Pl)의 사이에, 외치기어(120)의 외치(124)를 원통형상의 핀으로 할 때는 핀의 중심, 또는 내치기어(230)의 내치(228)를 원통형상의 핀으로(가상) 할 때는 그 핀의 중심(Oc)이 배치되어 있으므로, 내래치팅성을 향상시킬 수 있다.That is, in the above-described embodiment, the straight line passing through the rotation axis Fc and the eccentric shaft B and the intersection with each common normal line of the contact point generated by the engagement of the
본 발명에 대하여 상기 실시형태를 들어 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서의 개량 및 설계의 변경이 가능한 것은 말할 것도 없다.While the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Needless to say, it is needless to say that improvements and design changes can be made without departing from the gist of the present invention.
예를 들면, 상기 실시형태에 있어서는, 동시 맞물림수(Nph, Npl, Nsh, Nsl)를 2 이상으로 할 때에, 트로코이드 곡선에 근거하여, 외치기어 혹은 내치기어의 치형을 구하고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 구해지는 내치기어의 치형의 좌표로부터, 외치기어와 내치기어와의 맞물림으로 생기는 접촉점의 궤적인 접촉선을 일의적으로 구할 수 있으므로, 그것을 이용할 수도 있다. 이하에, 제1 실시형태의 경우에 있어서의, 내치기어(130)의 치형의 좌표와 접촉선과의 일의적인 관계를 구체적으로 설명한다.For example, in the above embodiment, when the number of simultaneous engagement (Nph, Npl, Nsh, Nsl) is set to two or more, the tooth profile of the external gear or internal gear is obtained based on the trochoid curve. . For example, the contact line can be uniquely obtained from the coordinates of the tooth profile of the internal gear which is obtained, which is the trajectory of the contact point caused by engagement between the external gear and the internal gear. Hereinafter, a specific relationship between the coordinate of the teeth of the
접촉선(CL)은, 내치기어(130)의 치형의 좌표(xfc, yfc)를 각도 α회전한 도 30으로 나타내는 X-Y좌표계로부터 본 궤적이 된다. 이로 인하여, 접촉선의 좌표(xcfc, ycfc)는, 내치기어(130)의 치형의 좌표(xfc, yfc)를 각도 α회전한 식(57), 식(58)로 부여된다.The contact line CL is a locus viewed from the XY coordinate system shown in Fig. 30 obtained by rotating the coordinate (x fc , y fc ) of the teeth of the
[수 22][Number 22]
상기 식에서 얻어지는 접촉선(CL)을 도 31에 나타낸다. 접촉선(CL)은 외치기어(120)와 내치기어(130)의 복수의 치선과 치원의 중간에 그려져 있으며, 복수의 동시 맞물림수(Nph, Npl)를 확보하는 것이 가능한 것을 알 수 있다.The contact line CL obtained by the above formula is shown in Fig. The contact line CL is drawn between the teeth of the
이로 인하여, 이것을 이용하여, 복수의 동시 맞물림수(Nph, Npl)를 확보할 수 있는 접촉선을 상정하여, 그로부터 내치기어의 치형을 구해도 된다.As a result, it is possible to obtain a contact line capable of securing a plurality of simultaneous engagement numbers (Nph, Npl) by using this, and the tooth profile of the internal gear from the contact line.
또, 상기 실시형태에 있어서는, 감속측 피치계수(Gph, Gsh)를 1보다 작고, 또한 출력측 피치계수(Gpl, Gsl)를 1보다 크게 하고 있었지만, 본 발명은 이러한 관계에 반드시 한정되지 않는다. 예를 들면, 감속측 피치계수(Gph, Gsh)를 1보다 크게 하고, 또한 출력측 피치계수(Gpl, Gsl)를 1보다 작게 해도 된다. 또, 어느 피치계수도 1보다 크고, 혹은 어느 피치계수도 1보다 작게 하는 경우를 부정하는 것은 아니다. 피치계수를 규정하는 파라미터뿐만 아니라, 다수의 파라미터의 조정을 시행 착오에 의하여 결정함으로써, 외치기어와 내치기어의 치형이 구해지기 때문이다.In the above embodiment, the deceleration side pitch coefficients Gph and Gsh are smaller than 1 and the output side pitch coefficients (Gpl and Gsl) are larger than 1. However, the present invention is not necessarily limited to such a relationship. For example, the deceleration-side pitch coefficients Gph and Gsh may be set to be larger than 1 and the output-side pitch coefficients Gpl and Gsl may be set to be smaller than 1. It should be noted that the case where any pitch coefficient is larger than 1 or any pitch coefficient is smaller than 1 is not denied. This is because the tooth profile of the external gear and the internal gear is obtained by determining not only the parameters defining the pitch coefficient but also a plurality of parameters by trial and error.
(산업상의 이용 가능성)(Industrial availability)
본 발명의 휨 맞물림식 기어장치는, 여러 가지의 용도로 사용할 수 있지만, 예를 들면, 산업용 로봇의 관절(손목) 구동장치나 공작기계 등, 정밀제어 용도로 적절하게 사용할 수 있다.The bending gear of the present invention can be used in various applications, but can be suitably used for precise control applications, such as a joint (wrist) drive device of an industrial robot or a machine tool.
100, 200 휨 맞물림식 기어장치
104, 204 기진체
110A, 110B, 210A, 210B 기진체베어링
114A, 114B, 214A, 214B 지지기
116A, 116B, 216A, 216B 롤러
120, 120A, 120B, 220, 220A, 220B 외치기어
122, 222 기부재
124, 124A, 124B, 224, 224A, 224B 외치
128, 128A, 128B, 228, 228A, 228B 내치
130, 130A, 130B, 230, 230A, 230B 내치기어
a1, a2 회전원의 반경
AA, AB 회전원
B 편심축
b1, b2 기초원의 반경
BA, BB 기초원
CL 접촉선
FA 제1 원호부(맞물림 범위)
Fc 회전축
Fd, Fo 하중
Gp, Gph, Gpl, Gs, Gsh, Gsl 피치계수
L 편심량
n, nh, nl 가상감속비(의 역수)
N 감속비(의 역수)
Nph, Npl, Nsh, Nsl 동시 맞물림수
O 축방향
Oc 핀의 중심
Ph, Pl 피치점
R 내치기어의 치형의 실체의 반경
R1 외치기어의 맞물림 범위의 치형의 실체의 반경
R2 외치기어의 비맞물림 범위의 치형의 실체의 반경
SA 제2 원호부(비맞물림 범위)
ρ1, ρ2 원통형상의 핀의 반경100, 200 bending gear unit
104, 204 vibrator
110A, 110B, 210A, 210B vibrator bearings
114A, 114B, 214A, 214B.
116A, 116B, 216A, 216B rollers
120, 120A, 120B, 220, 220A, 220B,
122,
124, 124A, 124B, 224, 224A, 224B,
128, 128A, 128B, 228, 228A, 228B,
130, 130A, 130B, 230, 230A, 230B,
a1, a2 Radius of rotation circle
AA, AB Rotation circle
B eccentric shaft
b1, b2 Radius of base circle
BA, BB Foundation Circle
CL contact line
FA 1st arc part (engagement range)
Fc rotating shaft
Fd, Fo load
Gp, Gph, Gpl, Gs, Gsh, Gsl Pitch coefficients
L eccentricity
n, n h , n l The virtual reduction ratio (reciprocal of)
N Reduction ratio (reciprocal of)
Nph, Npl, Nsh, Nsl Number of simultaneous meshing
O axis direction
Center of Oc pin
P h , P l Pitch point
R The radius of the teeth of the internal gear
R1 Radius of the teeth of the teeth of the gear teeth of the external gear
R2 Radius of the teeth of non-meshing range of gear teeth
SA 2nd arc part (non-meshing range)
ρ1, ρ2 Radius of cylindrical pin
Claims (14)
상기 제1 내치기어 및 상기 제2 내치기어와 각각 맞물리는 부분의 상기 외치기어의 치형은 동일하고,
상기 외치기어와 제1 내치기어와 제2 내치기어는, 상기 외치기어와 제1 내치기어와의 동시 맞물림수 및 상기 외치기어와 제2 내치기어와의 동시 맞물림수가 모두 2 이상이 되는 치형을 각각 구비하고,
상기 외치기어의 외치가 원통형상의 핀으로 되어 있고,
상기 외치기어와 제1 내치기어와 제2 내치기어의 치형은, 상기 제1 내치기어 혹은 제2 내치기어와 맞물렸을 때의 상기 외치기어의 맞물림 반경의 중심인 편심축으로부터 상기 핀의 중심 위치까지의 거리와, 상기 편심축으로부터 상기 기진체의 회전축과 상기 편심축을 통과하는 직선과 상기 외치기어와 상기 제1 내치기어 혹은 제2 내치기어와의 맞물림으로 생기는 접촉점의 공통법선과의 교점인 피치점까지의 거리와의 비가 부여됨으로써 구해지는 것을 특징으로 하는 휨 맞물림식 기어장치.A first internal gear which is disposed on an outer periphery of the vibrator and has a flexible tubular external gear which is flexibly deformed by rotation of the vibrator and a stiffness which is in contact with the external gear, And a second internal gear disposed in the axial direction of the first internal gear and having rigidity in contact with the external gear,
The teeth of the external gears at the portions engaging with the first internal gear and the second internal gear are the same,
The external tooth gear, the first internal gear, and the second internal gear form teeth having a number of simultaneous engagement of the external tooth gear and the first internal gear and a simultaneous engagement of the external tooth gear and the second internal gear at two or more Respectively,
The external teeth of the external gear are cylindrical pins,
The tooth profile of the external gear, the first internal gear and the second internal gear is formed from an eccentric shaft which is the center of the engagement radius of the external gear at the time of engagement with the first internal gear or the second internal gear, And a pitch line which is an intersection of a straight line passing through the eccentric shaft from the eccentric shaft with a rotation axis of the vibrator and the eccentric shaft and a common line of a contact point generated by meshing of the external gear and the first internal gear or the second internal gear. And a ratio of a distance between the first gear and the second gear is given.
상기 외치기어, 제1 내치기어, 혹은 제2 내치기어의 치형은, 트로코이드 곡선에 근거하는 형상인 것을 특징으로 하는 휨 맞물림식 기어장치.The method according to claim 1,
Wherein the tooth profile of the external gear, the first internal gear, or the second internal gear is a shape based on a Trochoid curve.
상기 제1 내치기어의 치수와 상기 외치기어의 치수와의 비 및 상기 제2 내치기어의 치수와 상기 외치기어의 치수와의 비로부터 구해지는 감속비가, 1/30 이하인 것을 특징으로 하는 휨 맞물림식 기어장치.The method according to claim 1,
Wherein a reduction ratio obtained from a ratio of a dimension of the first internal gear to a dimension of the external gear and a ratio of a dimension of the second internal gear to a dimension of the external gear is 1/30 or less. Gear device.
상기 제1 내치기어 및 상기 제2 내치기어와 각각 맞물리는 부분의 상기 외치기어의 치형은 동일하고,
상기 외치기어와 제1 내치기어와 제2 내치기어는, 상기 외치기어와 제1 내치기어와의 동시 맞물림수 및 상기 외치기어와 제2 내치기어와의 동시 맞물림수가 모두 2 이상이 되는 치형을 각각 구비하고,
상기 외치기어와 제1 내치기어와 제2 내치기어의 치형은, 상기 기진체의 회전축으로부터 상기 제1 내치기어 또는 제2 내치기어의 내치를 원통형상의 핀으로 가상하였을 때의 상기 핀의 중심 위치까지의 거리와, 상기 회전축으로부터 상기 회전축과 상기 외치기어의 편심축을 통과하는 직선과 상기 외치기어와 상기 제1 내치기어 혹은 제2 내치기어와의 맞물림으로 생기는 접촉점의 공통법선과의 교점인 피치점까지의 거리와의 비가 부여됨으로써 구해지는 것을 특징으로 하는 휨 맞물림식 기어장치.A first internal gear which is disposed on an outer periphery of the vibrator and has a flexible tubular external gear which is flexibly deformed by rotation of the vibrator and a stiffness which is in contact with the external gear, And a second internal gear disposed in the axial direction of the first internal gear and having rigidity in contact with the external gear,
The teeth of the external gears at the portions engaging with the first internal gear and the second internal gear are the same,
The external tooth gear, the first internal gear, and the second internal gear form teeth having a number of simultaneous engagement of the external tooth gear and the first internal gear and a simultaneous engagement of the external tooth gear and the second internal gear at two or more Respectively,
The tooth profile of the external tooth gear, the first internal gear, and the second internal gear extends from a rotational axis of the vibrator to a center position of the pin when the internal teeth of the first internal gear or the second internal gear is imagined as a cylindrical pin And a pitch point which is an intersection of a straight line passing through the rotary shaft and the eccentric shaft of the external gear from the rotary shaft and a common normal line of the contact point generated by meshing of the external gear and the first internal gear or the second internal gear. And a ratio of a distance between the first gear and the second gear is given.
상기 외치기어와 제1 내치기어와 제2 내치기어의 치형은, 상기 제1 내치기어의 치수와 상기 외치기어의 치수와의 비 및 상기 제2 내치기어의 치수와 상기 외치기어의 치수와의 비로부터 구해지는 감속비에 근거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 휨 맞물림식 기어장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The tooth profile of the external gear, the first internal gear and the second internal gear is set such that the ratio of the dimension of the first internal gear to the dimension of the external gear and the ratio of the dimension of the second internal gear to the dimension of the external gear Is determined on the basis of a reduction gear ratio determined by the gear ratio calculating means.
상기 기진체의 회전축과 상기 제1 내치기어 혹은 제2 내치기어와 맞물렸을 때의 상기 외치기어의 맞물림 반경의 중심인 편심축을 통과하는 직선과 상기 외치기어와 상기 제1 내치기어 및 제2 내치기어와의 맞물림으로 생기는 접촉점의 각각의 공통법선과의 교점인 피치점의 사이에, 상기 외치기어의 외치를 원통형상의 핀으로 할 때 혹은 원통형상의 핀으로 가상할 때는 상기 핀의 중심, 또는 상기 제1 내치기어 혹은 제2 내치기어의 내치를 원통형상의 핀으로 할 때 혹은 원통형상의 핀으로 가상할 때는 상기 핀의 중심이 배치되는 것을 특징으로 하는 휨 맞물림식 기어장치.A first internal gear which is disposed on an outer periphery of the vibrator and has a flexible tubular external gear which is flexibly deformed by rotation of the vibrator and a stiffness which is in contact with the external gear, And a second internal gear disposed in the axial direction of the first internal gear and having rigidity in contact with the external gear,
A first internal gear and a second internal gear; a straight line passing through an eccentric shaft which is the center of the engagement radius of the external gear when the rotary shaft of the vibrator is engaged with the first internal gear or the second internal gear; When the outer tooth of the external gear is formed into a cylindrical pin or between a center of the pin and a center of the pin when the external tooth of the external tooth gear is imaginary with a cylindrical pin, between the pitch point, which is an intersection point with each common normal line of the contact point, Wherein the center of the pin is disposed when the internal teeth of the internal gear or the second internal gear is formed into a cylindrical fin or when the internal tooth of the second internal gear is imaginary with a cylindrical pin.
상기 제1 내치기어 및 상기 제2 내치기어와 각각 맞물리는 부분의 상기 외치기어의 치형을 동일하게 하여,
상기 외치기어, 제1 내치기어, 및 제2 내치기어의 치형을 정의하는 공정과,
상기 외치기어, 제1 내치기어, 및 제2 내치기어의 치형을 정의하는 복수의 파라미터를, 각각의 기어의 크기와 치수로부터 관련짓는 공정과,
상기 제1 내치기어와 제2 내치기어의 각각의 치형의 치선과 치원의 수정범위를 정하는 공정과,
상기 복수의 파라미터를 이용하여 상기 제1 내치기어와 제2 내치기어의 각각의 상기 수정범위 외의 치형부분을 구하여, 각각의 동시 맞물림 수를 구하는 공정과,
상기 동시 맞물림수가, 모두 2 이상이 되는 것을 조건으로 하여 상기 복수의 파라미터를 결정하여 상기 외치기어, 제1 내치기어, 및 제2 내치기어의 치형을 결정하는 공정을 포함하고,
상기 외치기어 또는 상기 제1 내치기어와 제2 내치기어의 치형이, 상기 기진체의 회전축을 중심으로 하여 고정되는 기초원과 상기 기초원의 원주를 따라 미끄러지지 않고 회전하는 회전원으로 규정되는 트로코이드 곡선으로 정의되고,
상기 외치기어의 외치가 원통형상의 핀으로 이루어져, 상기 트로코이드 곡선을 내트로코이드 곡선으로 하여, 상기 트로코이드 곡선을 상기 핀의 반경만큼 평행이동시켜, 상기 제1 내치기어와 제2 내치기어의 치형을 정의하며,
상기 복수의 파라미터를 관련짓기 위하여, 상기 제1 내치기어 혹은 제2 내치기어와 맞물렸을 때의 상기 외치기어의 맞물림 반경의 중심인 편심축으로부터 상기 핀의 중심 위치까지의 거리와, 상기 편심축으로부터 상기 기진체의 회전축과 상기 편심축을 통과하는 직선과 상기 외치기어와 상기 제1 내치기어 혹은 제2 내치기어와의 맞물림으로 생기는 접촉점의 공통법선과의 교점인 피치점까지의 거리와의 비를 고려하는 것을 특징으로 하는 휨 맞물림식 기어장치의 치형의 결정방법.A first internal gear which is disposed on an outer periphery of the vibrator and has a flexible tubular external gear which is flexibly deformed by rotation of the vibrator and a stiffness which is in contact with the external gear, And a second internal gear disposed in the axial direction of the first internal gear and having rigidity in contact with the external gear, the method comprising the steps of:
The teeth of the external gears at the portions engaging with the first internal gear and the second internal gear are made the same,
A step of defining teeth of the external gear, the first internal gear, and the second internal gear;
A step of associating a plurality of parameters defining the tooth profile of the external gear, the first internal gear, and the second internal gear from the size and the dimension of each gear;
A step of determining a tooth line of each tooth of the first internal gear and the second internal gear and a correction range of the tooth,
A step of obtaining a tooth portion outside the correction range of each of the first internal gear and the second internal gear by using the plurality of parameters to obtain respective simultaneous engagement numbers,
And a step of determining the tooth profile of the external gear, the first internal gear, and the second internal gear by determining the plurality of parameters under the condition that the number of simultaneous engagement becomes two or more,
The tooth profile of the external tooth gear or the teeth of the first internal gear and the second internal tooth gear is defined as a trochoid curve defined by a base circle fixed around the rotation axis of the vibration body and a rotation source rotating without slipping along the circumference of the base circle Lt; / RTI >
The external tooth of the external gear is made of a cylindrical pin and the trochoid curve is an internal trochoid curve and the trochoid curve is moved parallel to the radius of the pin to define a tooth profile of the first internal gear and the second internal gear ,
A distance from an eccentric axis which is a center of an engagement radius of the external gear to a center position of the pin when the internal gear is engaged with the first internal gear or the second internal gear, And a distance to a pitch point, which is an intersection of a straight line passing through the rotary shaft of the vibrator and the eccentric shaft, and a common normal line of a contact point occurring when the external gear and the first internal gear or the second internal gear meshes with each other Wherein said step (c) comprises the steps of:
상기 제1 내치기어 또는 제2 내치기어의 내치를 원통형상의 핀으로 가상하여, 상기 트로코이드 곡선을 외트로코이드 곡선으로 하여, 상기 트로코이드 곡선을 상기 핀의 반경만큼 평행이동시켜, 상기 외치기어의 치형을 정의함과 함께,
상기 트로코이드 곡선의 포락선을 구하여, 상기 포락선을 상기 핀의 반경만큼 평행이동시켜, 상기 제1 내치기어와 제2 내치기어의 치형을 정의하는 것을 특징으로 하는 휨 맞물림식 기어장치의 치형의 결정방법.10. The method of claim 9,
The inner tooth of the first internal gear or the second internal gear is assumed to be a cylindrical pin and the trochoid curve is defined as an outer trochoid curve and the trochoid curve is moved parallel to the radius of the pin to define a tooth profile of the external gear In addition,
Wherein an envelope of the trochoid curve is obtained and the envelope is moved parallel to the radius of the pin to define a tooth profile of the first internal gear and the second internal gear.
상기 제1 내치기어 및 상기 제2 내치기어와 각각 맞물리는 부분의 상기 외치기어의 치형을 동일하게 하여,
상기 외치기어, 제1 내치기어, 및 제2 내치기어의 치형을 정의하는 공정과,
상기 외치기어, 제1 내치기어, 및 제2 내치기어의 치형을 정의하는 복수의 파라미터를, 각각의 기어의 크기와 치수로부터 관련짓는 공정과,
상기 제1 내치기어와 제2 내치기어의 각각의 치형의 치선과 치원의 수정범위를 정하는 공정과,
상기 복수의 파라미터를 이용하여 상기 제1 내치기어와 제2 내치기어의 각각의 상기 수정범위 외의 치형부분을 구하여, 각각의 동시 맞물림 수를 구하는 공정과,
상기 동시 맞물림수가, 모두 2 이상이 되는 것을 조건으로 하여 상기 복수의 파라미터를 결정하여 상기 외치기어, 제1 내치기어, 및 제2 내치기어의 치형을 결정하는 공정을 포함하고,
상기 외치기어 또는 상기 제1 내치기어와 제2 내치기어의 치형이, 상기 기진체의 회전축을 중심으로 하여 고정되는 기초원과 상기 기초원의 원주를 따라 미끄러지지 않고 회전하는 회전원으로 규정되는 트로코이드 곡선으로 정의되고,
상기 외치기어의 외치가 원통형상의 핀으로 이루어져, 상기 트로코이드 곡선을 내트로코이드 곡선으로 하여, 상기 트로코이드 곡선을 상기 핀의 반경만큼 평행이동시켜, 상기 제1 내치기어와 제2 내치기어의 치형을 정의하며,
상기 복수의 파라미터를 관련짓기 위하여, 상기 기진체의 회전축으로부터 상기 핀의 중심 위치까지의 거리와, 상기 회전축으로부터 상기 회전축과 상기 제1 내치기어 혹은 제2 내치기어와 맞물렸을 때의 상기 외치기어의 맞물림 반경의 중심인 편심축을 통과하는 직선과 상기 외치기어와 상기 제1 내치기어와의 맞물림으로 생기는 접촉점의 공통법선과의 교점인 피치점까지의 거리와의 비를 고려하는 것을 특징으로 하는 휨 맞물림식 기어장치의 치형의 결정방법.A first internal gear which is disposed on an outer periphery of the vibrator and has a flexible tubular external gear which is flexibly deformed by rotation of the vibrator and a stiffness which is in contact with the external gear, And a second internal gear disposed in the axial direction of the first internal gear and having rigidity in contact with the external gear, the method comprising the steps of:
The teeth of the external gears at the portions engaging with the first internal gear and the second internal gear are made the same,
A step of defining teeth of the external gear, the first internal gear, and the second internal gear;
A step of associating a plurality of parameters defining the tooth profile of the external gear, the first internal gear, and the second internal gear from the size and the dimension of each gear;
A step of determining a tooth line of each tooth of the first internal gear and the second internal gear and a correction range of the tooth,
A step of obtaining a tooth portion outside the correction range of each of the first internal gear and the second internal gear by using the plurality of parameters to obtain respective simultaneous engagement numbers,
And a step of determining the tooth profile of the external gear, the first internal gear, and the second internal gear by determining the plurality of parameters under the condition that the number of simultaneous engagement becomes two or more,
The tooth profile of the external tooth gear or the teeth of the first internal gear and the second internal tooth gear is defined as a trochoid curve defined by a base circle fixed around the rotation axis of the vibration body and a rotation source rotating without slipping along the circumference of the base circle Lt; / RTI >
The external tooth of the external gear is formed of a cylindrical pin and the trochoid curve is used as an internal trochoid curve to define a tooth profile of the first internal gear and the second internal gear by parallel movement of the trochoid curve by a radius of the pin ,
A distance between the rotational axis of the vibrator and the center position of the pin and a distance between the rotational axis of the vibrating member and the center of the pinion gear when the rotational shaft and the first internal gear or the second internal gear are meshed with each other, And a distance to a pitch point which is an intersection of a straight line passing through the eccentric shaft which is the center of the engaging radius and a common normal line of the contact point generated by the engagement of the external gear and the first internal gear, is taken into consideration. A method of determining the tooth profile of an.
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