KR20080027867A - 기어 드라이브 - Google Patents

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KR20080027867A
KR20080027867A KR1020087001639A KR20087001639A KR20080027867A KR 20080027867 A KR20080027867 A KR 20080027867A KR 1020087001639 A KR1020087001639 A KR 1020087001639A KR 20087001639 A KR20087001639 A KR 20087001639A KR 20080027867 A KR20080027867 A KR 20080027867A
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저먼 알렉산드로비치 주라블레브
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    • Y10T74/19972—Spur form

Abstract

본 발명의 기어 드라이브는 싱글 또는 멀티 순환 요소들과 상호작용하는 톱니(3, 4) 또는 톱니 테(rim)(5, 6)가 제공된 톱니바퀴(1, 2)로 형성된다. 작동의 개요는 상호 작용하는 톱니는 서로간에 또는 인볼루트 구역(11, 12)과 연속적으로 결합이 가능한 무극(poleless), 볼록한 톱니 점(point), 톱니 뿌리(root)의 곡선 형의 구역(8, 10) 또는 (7, 9)이 오목한 것을 포함한다.
상호작용하는 톱니테는 하나의 지점에서 분산된 상호매칭(intermating) 각과 상호매칭(intermating) 하는 face tooth의 위상 갭(phase gap)에서 tooth face profiles(5, 6)의 상호작용이 상기 지점으로 끝나고, 다음 상호작용하는 톱니 쌍(tooth pair), 예를 들어, 같은 톱니 테(rim)의 톱니(3, 4) 또는 다른 톱니 테(rim) 쌍(17, 18)이 시작하는 방법으로 실시된다.
상기 기어 드라이브는 톱니면(face tooth)의 겹침 비율이 1보다 작도록 실시된다. 예를 들어, 총 겹침 비율이 0을 포함하여 1보다 작다.
기어, 톱니, 톱니바퀴

Description

기어 드라이브 {Gear Drive}
본 발명은 공학제조 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 톱니기계장치에 관한 것이다. 본 발명은 고(高)하중 톱니바퀴가 쓰이는 다양한 구조물에 성공적으로 사용되었다.
서로 맞물린 한 쌍의 톱니바퀴의 돌출부겹침(
Figure 112008004884219-PCT00001
) 및 전체겹침(
Figure 112008004884219-PCT00002
) 계수가
Figure 112008004884219-PCT00003
와
Figure 112008004884219-PCT00004
라는 교차 기본법칙을 만족시키는 인볼류트(involute) 기어가 알려져 있다(리트빈 F.L. <<톱니맞물림 이론>>, M., <<과학>>, 1968년., 584페이지). 인볼류트 겹침의 불완전성은 톱니윤곽돌출부의 낮은 구조적 유연성(말단교차의 위험성과 교차극점의 존재, 톱니의 낮은 접촉밀도)과 돌출부라인 전체의 기술적-형태적 변형에 대한 고(高)민감성등으로 나타난다.
톱니 축(axis) 맞물림을 기반으로 한 돌출부의 점접합
Figure 112008004884219-PCT00005
시
Figure 112008004884219-PCT00006
(머리부분의 볼록반경
Figure 112008004884219-PCT00007
와 다리부분의 오목반경
Figure 112008004884219-PCT00008
일 때)의 기본교차법칙을 만족하는 노비코브의 공간 및 무극(space and poleless)기어가 알려져 있다(새로운 결합형태의 기어, 노비코프 M.L. N.E. 주코프스키 출판사VVIA, M., 1958년, 186페이지). 노비코브 기어의 불완전성은 낮은 구조적 유연성, 즉, 스퍼기 어 혹은 링기어 실행가능성의 원리적인 부재,
Figure 112008004884219-PCT00009
의 크기선택필요성, 낮은 톱니접촉밀도와 기술적-형태적 변형의 민감성으로 나타난다.
톱니윤곽돌출부의 무극점접합구역이 시작윤곽선의 윤곽각도가
Figure 112008004884219-PCT00010
와
Figure 112008004884219-PCT00011
일 때(
Figure 112008004884219-PCT00012
는 아치형 무극구역의 이론상의 압력각;
Figure 112008004884219-PCT00013
은 다리부분의 기본아치형구역에 위치한 경계저점의 윤곽각)
Figure 112008004884219-PCT00014
이 되는 인볼류트 구간들에 의해 서로간 연결된 선
Figure 112008004884219-PCT00015
즉,
Figure 112008004884219-PCT00016
들에 의해 머리부분은 볼록반경
Figure 112008004884219-PCT00017
로 다리부분은 오목반경
Figure 112008004884219-PCT00018
로 기술되고, 확장교차각
Figure 112008004884219-PCT00019
로 기술된 톱니축맞물림을 가지는 복합교차 공간기어가 알려져 있다. (주라블레브 G.A.‘기어’, A.s. 소련 №1185942, MPK F16H1/08, 1975년 5월 20일, 15호, 2004년).
두가지 효과의 실현(Zhuravlev G.A. The mixed Cearing Engagement Systems. Proceedings of Ninth World Congress on the Theory of Machines and Mechani는. Vol. 1, Italy, Milano, 1995, p.p. 433-437)에 따라 해당 기어에서는 톱니 접촉표면의 손실이 없으며, 교차극의 접촉 내구성이 최대한 확장되었고, 교차위상의 접촉영속성지표(유극 및 무극)가 향상되었으며, 해당 톱니 윤곽돌출부의 형태적 특성은 낮은 휨정도와 작업의 지속성 향상을 보장한다. 첫 번째 효과는 IP 운동학적 원리의 초부가(superadditive)효과(복합교차상에서 이를 조성할 시 교차요소의 단순총합인 부가효과와는 구별된다)이며, 두 번째는 접촉굴곡효과(헤르츠의 평탄한 접촉문제의 해결로 위에 기술된 바 있는 접촉긴장도 하락에 대한 탄력체의 접촉밀도상 승에 확실한 영향을 주는 효과이며, 이로 인해 무극 및 유극에서 실제적 교차위상의 원리적 개선이 뒤따른다)이다.
이 기어의 불완전성은 무극교차위상과 세로톱니형태의 매개변수선택(
Figure 112008004884219-PCT00020
)부분과 접촉밀도 상승(굴곡효과 실현)부분에서 구조적유연성이 제한되는 것과 관련된다.
복합IP 운동학적 원리에 기초한 공간복합교차기어가 알려져있다(G.A. Zhuravlev. Mixed-Engagement Gearing. EUROPEAN PATENT №0293473, F16H55/08, 29.07.92와 러연방 특허 №1075041, MPK F16H55/08, №7호, 1984년).
톱니의 윤곽돌출부는 인볼류트 및 기본 점접합 아치형 구역(머리부분은 볼록하고 다리부분은 오목하며 축간간격
Figure 112008004884219-PCT00021
과
Figure 112008004884219-PCT00022
의 편향절대등급표시에 의거한 매개변수들을 가진다)으로 이루어져 있으며, 그 구역은 추가 아치형구역들에 의해 부드럽게 연결되어 있다.(Zhuravlev G.A. The Principle of the Kinematical Independence to the Mixed Toothed Engagements. Proceedings of ISMM '97 International Symposium <<MACHINES and MECHANISMS>>, YUGOSLAVIA, BTLGRADE, 1-3.9.1997)). 이때 머리부분의 오목구역 반경은
Figure 112008004884219-PCT00023
이며 다리부분의 볼록구역 반경은
Figure 112008004884219-PCT00024
이다.
이로 인해 인볼류트 구역이
Figure 112008004884219-PCT00025
가 되는 운동학적 독립원리가 생성되었다. 넓은 톱니 겹침와 축간 거리의 편향(deviation)에 대한 적은 전달민감성으로 인해 톱니테
Figure 112008004884219-PCT00026
의 실효넓이가
Figure 112008004884219-PCT00027
(
Figure 112008004884219-PCT00028
-axial pitch: 축간피치)까지 축소될 수 있으며, 굴곡내구성과 음향진동, 작업자원지표가 실질적으로 향상되었다. 해당 개선책의 불완전성은 굴곡효과 실현시 구조유연성의 제한과 모든 교차위상에서의 접촉밀도 상승이다.
혼합바퀴와 같이 상호구동하는 톱니테 여러 쌍의 톱니윤곽돌출부에서 교차위상의 교체가 가능한 IP타입의 다중파동요소로 이루어진 복합교차기어가 알려져 있다(주라블레브 G.A. 소련특허 №1849700, MPK 5F16H 1/20, 55/08, 1986년 9월 24일, №48-47, 1993). 상호 활동하는 각각의 톱니테로부터의 개별획득 쌍에서 톱니윤곽돌출부 인볼류트와(
Figure 112008004884219-PCT00029
일 때) 점접합구역은 운동학적 교차의 지속성 및 교차톱니접촉에서 총접촉밀도의 불연속성 존재(윤곽돌출부의 개별점과 부분구획에만 한함), 한 쌍의 바퀴의 상호접합과 돌출부겹침 계수
Figure 112008004884219-PCT00030
성취(불연속 교차위상의 상대적 이동에 따라)와 함께 독립적 교차위상을 만들어낸다. 톱니 돌출부의 오목-볼록 구역의 점접합 구성은 톱니의 시작선 접촉 형성과 전 교차위상에서의 상승된 접촉밀도부재, 강화교차축부재와 함께 축겹침 조건의 해제를 유발한다. 이와 함께
Figure 112008004884219-PCT00031
조건의 만족은 굴곡효과 실현부분에서 IP다중파동 전달의 구조적 유연성을 제한하고 접촉밀도 상승을 제한한다.
복합 IP운동학적 원리와 접촉굴곡효과에 기초한 톱니돌출부접합 형태의 복합교차 기어는 이 문서의 전형(典型)으로 채택되었다(주라블레브 G.A. 러연방 특허 №1571330, MPK F16H 55/08, 1988년 4월 25일, 등록№22 1990년). IP기어의 톱니 윤곽돌출부는 톱니의 다리부분의 굴곡점이 형성되는 무극구역(
Figure 112008004884219-PCT00032
)의 이론 상의 접촉점에서 상호 맞물리는 인볼류트 구역과 무극 부분 및(혹은) 점접합 아치형(머리부분 볼록형태이고 다리부분은 오목형태) 구역을 갖고 있다. 인볼류트 구역은 돌출부 겹침계수
Figure 112008004884219-PCT00033
를 가진 독립교차위상을 만들어 내고, 점경계에 볼록-오목형태로부터 이중볼록형태까지 다양한(굴곡점의 양쪽다)형태의 톱니형태결합을 갖는다. 전체적으로 기어는 축겹침 조건 없이 시작선접촉 형태의 접촉을 갖으며, 복합교차의 초부가 등급과 톱니의 돌출형태 및 세로형태의 구조적 유연성 등급의 증가로 인해 상승된 접촉밀도가 동반되는 굴곡효과의 실현에 그 특색이 있다(시작선접촉까지 모든 무극교차위상에서). 교차역동성과 작동적합성 및 내구성, 음향진동성, 중량내구성, 기어작동자원 지표가 향상되었다.
알려진 기어는 구조적 유연성 제한(톱니의 돌출부 및 전체 겸침
Figure 112008004884219-PCT00034
와
Figure 112008004884219-PCT00035
의 조건들)으로 인하여 다양한 교차위상에서의 접촉밀도상승과 복합교차의 초과보충성 등급의 상승(교차각
Figure 112008004884219-PCT00036
과/혹은 무극점접합 구역의 높이크기)효과가 감쇄된다.
본 발명에 따라 다양한 교차위상상의 가장 적합한 접촉굴곡 효과실현에 대한 일련의 운동학적 원리 도입 방법으로 기어의 톱니 접촉밀도와 구조적 유연성 확대의 과제(질적인 지표향상 목적)가 해결되었다. 해당과제는 톱니 윤곽돌출부가 인볼류트 구역들과 같이 매끄럽게 다른 것들과 합쳐지는 상승된 접촉밀도 부분 혹은 무극점접합 굴곡구역(이론상의 압력각
Figure 112008004884219-PCT00037
을 지닌 머리부분 볼록 반경
Figure 112008004884219-PCT00038
과 다리부분 오목반경
Figure 112008004884219-PCT00039
)을 포함하며, 불연속 맞물림각
Figure 112008004884219-PCT00040
에서 톱니 윤곽돌출부 맞물림위상의 단절을 유발하고, 이 때 최소한 한쌍의 톱니 윤곽돌출부의 불연속맞물림 위상은 무극 볼록-오목구역의 접촉에 의해 형성된다. 그러한 위상을 갖고 있는 볼록-오목 구역에 의한 상호구동 톱니의 윤곽돌출부 불연속 맞물림기어는(이하 불연속기어) 개별 위상에서만(혹은 부분적으로 각각의 한쌍의 바퀴의 돌출부결합의 톱니공간각[tooth spacing angle]의 최소각을 가진) 운동학적으로 적합한 톱니 윤곽돌출부 교차를 보장한다. 톱니형태(돌출 및 세로형태)에 대한 맞물림 톱니바퀴의 제한이 뒤따르는 지금까지의 전통적 원리는 돌출부 맞물림위상에서 톱니형태적 특성에 의해 유발되는 회전기어의 구조적 불규칙성을 동반한다. 첫째로 순환 및 운동학적 기어편차가 실제 인볼류트 기어의 허용 과실 등급에 의해 측정된다. 둘째로, 높은 접촉밀도를 지닌 무극아치형구역의 돌출부 톱니맞물림과 동력교차의 접촉굴곡효과의 영향에 의해, 한편으로는 운동학적 정확성과 톱니접촉(기어축 상태), 작업용이성(톱니빈도의 순환에러)에 대한 기어요건의 축소가능성이 있으며, 다른 한편으로는 유연한 작업, 적절한 접촉점과 톱니의 낮은 충돌속도, 역학압력과 진동음향 축소, 적재중량능력 및 내구성 확대 등이 있다. 어떠한 세로형태 톱니들의 경우 톱니 윤곽돌출부 맞물림구역의 이론상 접촉점 혹은 접촉경계에서 교차위상간의 부가된 인터벌
Figure 112008004884219-PCT00041
은 상호 활동하는 톱니바퀴의 궤도속도가 낮고 점맞물림 구역의 높이가 클수록 높아진다. 무극(without pole)구역의 접촉밀도와 크기를 확대하는 것(
Figure 112008004884219-PCT00042
크기 상승없이 인볼류트 구역의 크기 축소)은 복합교차의 초과보충 효과의 기반 하에 가능하나(인볼류트 구역의 매개변수를 변화시킴으로써), 주로 이 과제는
Figure 112008004884219-PCT00043
각의 톱니테두리의 유사 교차위상의 복합으로 해결될 수 있으며, 다중파동요소들을 가진 불연속 기어의 완성으로 인볼류트 구역의 완전한 제외까지도 이를 수 있다. 특히 두개 혹은 그 이상의 동축테를 지닌 톱니의 윤곽돌출부 유사교차위상의 궤도 방향에서 서로 합쳐지는 상대적 이동을 지닌 혼합바퀴는 상호 활동하는 톱니테의 여러 쌍에 의해 불연속 톱니맞물림 조합을 지녔으며, 또한 톱니의 윤곽돌출부를 향한 정상적인 돌출시작라인으로 분리된 이웃 점간에 거의 같은 거리 각을 갖고 있다(이론상의 접촉점
Figure 112008004884219-PCT00044
혹은 활동구역의 특이점 혹은 경계 혹은 중간에서). 톱니의 불연속적 돌출부맞물림각의 값은
Figure 112008004884219-PCT00045
공식에서 선택되었다. 톱니테의 넓이(노비코브 기어와 같이)와 높이(직선톱니 인볼류트기어와 같이)에 따른 전통적 기어의 톱니표면에서 접촉점 혹은 접촉라인의 지속적 이동과 달리 톱니의 운동학적인 이상적 라인은 불연속적으로 혼합바퀴의 넓이와 그 톱니의 높이에 의해 여러 구역들의 여러 교차위상에서 나타난다. 맞물림 위상의 분배균등성 증대는 이중테 바퀴의 운전시를 포함하여 불연속 기어의 작업용이성을 향상시킨다. 톱니의 전체형태 개선(돌출 및 세로결합)은 어떠한 다른 교차에서도 허용되지 않는 대단히 높은 접촉밀도 등급을 보장하며 교차시 축강화가 필요 없도록 보장한다. 여기에는 전체적으로 톱니의 선접촉 우수성과 무극교차의 운동학적 우수성이 사용된다. 접촉의 운동학적 매개변수와 일치하는 적은 변화(톱니 각쌍의 교차 과정에서)와 윤곽 돌출 인볼류트 구역(비교적 낮은 구조적 유연성을 지닌) 그리고 톱니 순접촉 극위상, 향상된 접촉밀도 등은 기어의 작업성과 개선된 내구성 겸비, 음향 진동적 활동성 감소, 기술적으로 기하학적 경직편향에 대한 민감성을 보장한다. 유성기어장치를 포함하여 다양한 다중파동 구조에서 불연속 교차의 유사 실행이 적용되었다. 어떠한 전체 기어겹침계수
Figure 112008004884219-PCT00046
(
Figure 112008004884219-PCT00047
와
Figure 112008004884219-PCT00048
-톱니의 돌출부 및 축겹침에 상응하는 계수)에서도 1보다 작거나 0과 같은 톱니의 돌출부 겹침계수가 적용되었다.
한 쌍의 바퀴들 중 하나의 톱니윤곽의 마이크로 볼록기술구역의 상위 경계점이 톱니의 머리 부분에 위치하고 상호 활동하는 톱니의 윤곽의 인볼류트 구역이 극점을 넘거나 극점까지의 교차위상을 형성하는 방식으로 톱니의 윤곽돌출부의 마이크로 기술구역으로 완수된 IP 불연속 기어의 무극형태가 추천된다. IP 무극기어에서 약해진 극점구역은 불연속 IP기어의 기본이점을 유지하면서 작업성( 특히
Figure 112008004884219-PCT00049
일 때)과 작업의 확실성을 확장시켜주도록 약해진 극점구역을 회복시켜준다. IP 무극 불연속기어에서는 톱니 머리와 다리의 접촉내구성 조정효과와 <<머리>>효과라 불리는 것이 나타난다.
각도
Figure 112008004884219-PCT00050
의 범위에 의해 교차조건
Figure 112008004884219-PCT00051
로 정의될 때
Figure 112008004884219-PCT00052
는
Figure 112008004884219-PCT00053
까지 감소되어야 한다.
각각 한 쌍의 동일한 시작윤곽의 무극굴곡구역이 혼합되고 이론상의 접촉점에서 굴곡형성을 지닌 다양한 표식에 따라 기술되며 또한 다리와 머리의 무극구역들이 서로 용이하게 합쳐지거나(예를 들어-인볼류트 구역), 혹은
Figure 112008004884219-PCT00054
윤곽각의 점에서 합쳐지도록 특히 이용과정에서 변화되는 축바퀴 편향위치를 갖는 하이포이드 기어 및 베벨기어, 그리고 이외 기어들에 대해 불연속 기어가 바람직하다. 본 기어는 이론상의 접촉점에서 불연속 맞물림으로 실시될 수 있으며,
Figure 112008004884219-PCT00055
와 같이 감소된 불연속 돌출부 맞물림 총계수
Figure 112008004884219-PCT00056
으로 실시 될 수 있다. 돌출부 불연속 맞물림각의 값은
Figure 112008004884219-PCT00057
에서 채택되었다. 이론상의 접촉점의 양쪽 구역의 반대되는 굴곡표시에 따라 기어는 사실상 편향축간거리
Figure 112008004884219-PCT00058
에 민감하지 않다.
톱니 한 쌍의 윤곽의 점맞물림 무극구역은 만일 기하학적이고 선배열상의 매개변수 허용편차가 순환바퀴나 베벨바퀴 축장치의 축간거리의 동등한 확장에 의해 수용된 것이라면 이론상의 압력각
Figure 112008004884219-PCT00059
의 값을 상회하는 압력각 부분에서 기술적으로 가능한 굴곡반경값들에 근접하는 굴곡 도표들이 기술될 수 있다. 한편으로는 축간거리 변경에 의한 균등한 기하학적 편차로부터 톱니 윤곽돌출부의 무극점접합구역의 굴곡반경값 선택의 운동학적 자립원리가 채택되면서, 다른 한편으로는 이 편차는 톱니의
Figure 112008004884219-PCT00060
구역의 사실상(최대 가능한)의 접촉밀도와(즉, 가장 적당한 맞물림 위상에서) 확률상으로 가장 적합한 편차등급 및 교차 시 실제 윤곽공간크기를 정의한다. 예를 들어 점 맞물림구역의 높이를 확대하기 위해 회전방향중 하나에서 불연속기어의 톱니들이 윤곽돌출부의 비대칭 형태로 제작된다.
기술적 결과와 획득된 효과(이전 등급과 상대적으로)는 본 발명이 톱니의 접촉밀도와 구조적 유연성을 향상시키며, 낮은 접촉(표면과 내부) 및 유연한 긴장도, 접촉 온도 등을 하락시킬 수 있게 만드는 것이며, 톱니 숫자는 적어지고 톱니바퀴의 더욱 완전한 배열강화, 축의 하중을 완화시키는 톱니형태, 특별히 무게를 감소시킨 톱니바퀴구조, 음향 진동 활동성 감소(
Figure 112008004884219-PCT00061
), 크기, 부피, 금속용량과 원가, 동력기어의 열전달 및 윤활조건의 요건등급, 제작기술의 단순성, 실작업성 향상, 유효활동계수, 신속성, 하중 및 적재능력(두 배)와 반경(10배) 등이 개선되었다. 지금 소개되고 있는 기술적 해법은 <<노비지나>>(N)표준에 상응한다. <<노비지나>>(N)표준에는 불연속 톱니교차에 채택된 본래의 운동학적 원리들이 들어가 있다. 본 발명은 <<발명 등급>>(IS)표준에도 일치한다. 본 발명은 이전에 발견된 바가 없으며 기본교차법칙을 포함하여 기존의 접근법과는 다르다. 본 기술적 해법은 폭넓게 사용될 수 있으며 기술습득에 있어 제작기술구조의 근본적 변경이 요구되지 않는 <<공업 응용성>>(IA)표준에도 부합된다.
본 발명의 다른 목적이나 우선권은 다음의 실행 및 설계 구조적 예증들로 인해 더욱 이해하기 용이해 진다.
도 1은 본 발명에 따른 톱니 윤곽돌출부 출력교차위상에서 바퀴들에 의한 운동학적 교차로 상호 활동하는 단일파동기어가 도시되어 있다.
도 2는 본 발명에 따른 톱니바퀴들에 의해 3개의 교차지대(C, D 와 E)에서 상호 활동하는 이행된 다중파동 기어가 도시되어 있다.
도 3은 3개의 동축(同軸) 톱니테를 지닌 상기 혼합바퀴들에 의한 각각의 조건화를 기초로 톱니바퀴들에 의해 3개의 교차지대(C, D와 E)에 따라 상호 활동하는 다중파동기어(운동학적 교차)가 본 발명에 의거하여 도시되어 있다.
도 4는 동력교차에서 톱니의 윤곽돌출부의 출력교차 위상에서 한 쌍의 바퀴들을 가진 단일파동 기어가 도시되어 있다.
도 5는 완전한 바퀴를 지닌 단일파동 순환기어톱니의 동력맞물림 위상이 도시되어 있다.
도 6은 서로 상대적으로 불균등하게 맞물리며, 각각 4개의 톱니테를 가진 혼합바퀴를 지닌 기어가 도시되어 있다.
도 7은 혼합바퀴들을 지닌 다중파동 순환기어 톱니의 동력맞물림 위상이 도시되어 있다.
도 8은 톱니의 측표면에 톱합접촉 지점을 지닌 무극기어 3테 혼합톱니바퀴의 단편이 도시되어 있다.
도 9는 간접적으로 점에서 인볼류트 구역과 연합하고(예를 들어 입력교차시의 구역) 직접적으로는 마이크로기술구역과 연합(출력교차시의 구역)할 시 2가지 형태의 점맞물림 굴곡구역을 지닌 동일하지 않은 기어의 톱니시작윤곽의 한 쌍이 도시되어 있다.
도 10은 직접적으로 마이크로기술구역의 무극인볼류트 구역과 연합되는 점맞물림 굴곡구역을 지닌 동일하지 않은 무극기어의 톱니시작윤곽의 한 쌍이 도시되어 있다.
도 11은 간접적으로 무극인볼류트 구역과 연합되는 점맞물림 굴곡구역을 지닌 동일하지 않은 무극기어의 톱니시작윤곽의 한 쌍이 도시되고 있다.
도 12는 굴곡가변표시의 점맞물림구역을 지닌 기어의 톱니시작윤곽이 도시되어 있다.
본 발명에 따라 이행되고 고하중 전동장치에서 사용되고 있는 원주형톱니기어(도 1)는 속도각
Figure 112008004884219-PCT00062
,
Figure 112008004884219-PCT00063
로 회전하는 1과 2의 톱니바퀴들을 가지고 있다(축
Figure 112008004884219-PCT00064
과
Figure 112008004884219-PCT00065
,
Figure 112008004884219-PCT00066
과
Figure 112008004884219-PCT00067
반경에 일치하는 높이와 넓이를 지닌 제 1원주). 이와 같이 이후 색인 1과 2에 의해 매개변수의 의미는 바퀴 한 쌍인 1과 2로 표시된다. 톱니테
Figure 112008004884219-PCT00068
와
Figure 112008004884219-PCT00069
의 상호 활동하는 3-4와 5-6톱니의 돌출윤곽의 라인은 점맞물림 무극굴곡(이론상의 접촉점
Figure 112008004884219-PCT00070
와 압력각
Figure 112008004884219-PCT00071
를 갖는 머리 부분의 볼록반경
Figure 112008004884219-PCT00072
와 다리부분의 오목반경
Figure 112008004884219-PCT00073
)구역 8과 7, 9 및 10을 포함하며 설계에 점선영(線影, hachure) 라인으로 설계도에 묘사되었으며
Figure 112008004884219-PCT00074
지점에서 서로 간 매끄럽게 연합된 인볼류트 구역 11(기본 원주반경
Figure 112008004884219-PCT00075
와 교차각
Figure 112008004884219-PCT00076
) 과 12(반경
Figure 112008004884219-PCT00077
와
Figure 112008004884219-PCT00078
에 상응하여 상위 및 하위 경계점의 원주사이에 위치됨)을 포함한다. 도 1의 출력교차위상에서 묘사된 5와 6 톱니는 7과 8형 무극구역의 이론상의 점접촉
Figure 112008004884219-PCT00079
과
Figure 112008004884219-PCT00080
, 그리고 11과 12형의 인볼류트 구역의 경계점에 일치하는
Figure 112008004884219-PCT00081
점에서 접촉한다. 단일파동 기어의 완수 시 1과 2바퀴는 전체적으로
Figure 112008004884219-PCT00082
와
Figure 112008004884219-PCT00083
의 톱니테를 가지며, 톱니돌출부겹침각
Figure 112008004884219-PCT00084
는 톱니 5-6(
Figure 112008004884219-PCT00085
-
Figure 112008004884219-PCT00086
점)의 출력교차위상(에서 13-14 와 15-16 윤곽구역에 의해 조건적으로 도 1과 도 4에서 표시되었다)으로부터 교차라인
Figure 112008004884219-PCT00087
의 점
Figure 112008004884219-PCT00088
에서 톱니공간각
Figure 112008004884219-PCT00089
이하의 크기에 따른 점
Figure 112008004884219-PCT00090
의 출력위상까지이다. 이때 톱니 3과 4 순차 쌍의 윤곽돌출부는 서로 맞닿지 않으며 불연속 돌출부맞물림 위상(개별점
Figure 112008004884219-PCT00091
과
Figure 112008004884219-PCT00092
에서만 상호 맞물리는)을 형성하지 않는다. 예를 들면 모든 세로형태톱니에서 전체겹침계수
Figure 112008004884219-PCT00093
며 돌출부톱니맞물림계수
Figure 112008004884219-PCT00094
, 각도
Figure 112008004884219-PCT00095
이며 1보다 작은
Figure 112008004884219-PCT00096
를 갖는다. 전통적인 겹침 조건(
Figure 112008004884219-PCT00097
혹은
Figure 112008004884219-PCT00098
)으로부터 탈피함으로써 현재의 기어에서는 점맞물림 구역 7-8과 9-10의 높이와 인볼류트 구역의 교차각 크기
Figure 112008004884219-PCT00099
가 확장되었고, 그 결과로 모든 교차위상에서 톱니의 접촉밀도와 접촉굴곡효과 및 복합교차의 초부가율, 기어의 적재능력 및 구조적 유연성이 향상되었다. 예를 들어, IP복합교차 스퍼기어에서
Figure 112008004884219-PCT00100
에서
Figure 112008004884219-PCT00101
까지
Figure 112008004884219-PCT00102
의 감소는 교차각
Figure 112008004884219-PCT00103
가
Figure 112008004884219-PCT00104
에서
Figure 112008004884219-PCT00105
까지 확장될 수 있게 했으며, 톱니바퀴 머리 부분의 점맞물림 구역 높이
Figure 112008004884219-PCT00106
를
Figure 112008004884219-PCT00107
에서
Figure 112008004884219-PCT00108
까지 확장되도록 만들었다(
Figure 112008004884219-PCT00109
-톱니모듈).
더욱 큰 크기 및 무극점맞물림 구역의 역할 확대, 그리고 동시에 윤곽돌출부의 인볼류트 구역의 구조적 유연성감소를 가져다주는 크기의 감소(혹은 완전제외)는 다양한 축(
Figure 112008004884219-PCT00110
과
Figure 112008004884219-PCT00111
)에 장착된 세 개의 바퀴들(
Figure 112008004884219-PCT00112
,
Figure 112008004884219-PCT00113
와
Figure 112008004884219-PCT00114
)에 의해 상호 활동하는 축
Figure 112008004884219-PCT00115
의 중앙바퀴 1과 동축가로톱니바퀴(contrate)
Figure 112008004884219-PCT00116
를 갖는 다중파동 불연속기어(도 2)의 완성을 가져다주며,
Figure 112008004884219-PCT00117
와
Figure 112008004884219-PCT00118
바퀴들과 바퀴 1 교차위상의 상대적인 이동이 동반되는 세 개의 동력파동(C, D, E 지대에서)을 형성한다. 편리한 교차위상의 이동 분석을 위해 도 3에서 서로 똑같이 각도
Figure 112008004884219-PCT00119
로 이동된 동축톱니테
Figure 112008004884219-PCT00120
와
Figure 112008004884219-PCT00121
를 지닌 3테 혼합바퀴 1과 2의 형태에서 조건적으로 소개된 톱니바퀴들에 의해 3개의 교차지대에 따라 상호 활동(운동학적 교차)하는 다중파동기어가 설계상으로 표시되었다. 톱니의 윤곽돌출부는 교차극점
Figure 112008004884219-PCT00122
를 통해 이론상의 접촉점
Figure 112008004884219-PCT00123
에서 궤적이 발생할 시 불연속적으로(
Figure 112008004884219-PCT00124
일때) 점맞물림(한 바퀴의 톱니머리의 볼록부분 - 한 쌍의 바퀴의 다리 오목부분)구역 23과 26, 25 및 24에 따라 무극교차위상을 형성한다. 도식 .3에서 테
Figure 112008004884219-PCT00125
과
Figure 112008004884219-PCT00126
(점
Figure 112008004884219-PCT00127
)의 바퀴 5와 6은 점
Figure 112008004884219-PCT00128
에서 접촉한다. 결과적인 일치성에 따라 바퀴 2의 톱니들을 위해
Figure 112008004884219-PCT00129
(테
Figure 112008004884219-PCT00130
의 톱니 22다리부터 테
Figure 112008004884219-PCT00131
의 톱니 20 머리까지),
Figure 112008004884219-PCT00132
(테
Figure 112008004884219-PCT00133
톱니 20의 머리부터 테
Figure 112008004884219-PCT00134
톱니 18 다리까지),
Figure 112008004884219-PCT00135
(테
Figure 112008004884219-PCT00136
의 톱니 18부터 테
Figure 112008004884219-PCT00137
의 톱니 6머리까지) 등의 불연속 돌출부맞물림각이 교차극점
Figure 112008004884219-PCT00138
를 지닌
Figure 112008004884219-PCT00139
점들을 뒤따르게 한다.
동력교차의 톱니 작업윤곽 간 운동학적 교차에서 발생하는 반동(염력[捻力]순간
Figure 112008004884219-PCT00140
일 때)은 부분적으로 선택된다. 단일파동 기어에서(도식 .4에서 5와 6 휜톱니출력교차 위상이 묘사되었다) 선도톱니의 피치는 확대되고(
Figure 112008004884219-PCT00141
, 이로 인해 시작 접촉점
Figure 112008004884219-PCT00142
3과 4 톱니모서리(edged)접촉이 발생할 수 있다. 무극 점맞물림 구 역과 기어의 적재등급의 기하학적 매개변수에 의해
Figure 112008004884219-PCT00143
점이 톱니 3의 윤곽돌출부 인볼류트 구역 12에 놓이거나(도 4에 묘사)혹은 10 오목구역에 놓일 수 있다. 어떤 경우에든
Figure 112008004884219-PCT00144
점은 9번 볼록구역의 견고한 접촉을 형성하면서(톱니바퀴의 회전과 3-4톱니의 적재성 등급 확대를 위해) 상대편의 접촉점 이동방향의 변경까지(톱니 3 윤곽돌출부의 위)와 이론상의 접촉점
Figure 112008004884219-PCT00145
와 일치하고 교차라인
Figure 112008004884219-PCT00146
(톱니3의 윤곽돌출부 굴곡점
Figure 112008004884219-PCT00147
의 다양한 방향에 따라 볼록-오목 및 이중 볼록 접촉을 형성) 작업구역
Figure 112008004884219-PCT00148
의 시작점
Figure 112008004884219-PCT00149
과 일치할 때까지, 또한 인볼류트 구역 8과 9의 상위접촉 경계점
Figure 112008004884219-PCT00150
와
Figure 112008004884219-PCT00151
까지 톱니 3의 윤곽돌출부의 아래에 위치한다. 톱니의 접촉밀도는 출력교차과정에서 상승하며(적재중량등급이 최대까지 확장) 입력교차과정에서 하락한다(적재중량등급이 0까지 축소).
Figure 112008004884219-PCT00152
점의 운동학적 교차의 3과 4의 톱니 입력위상에서 5-6톱니의 작업윤곽 간에 반발이 발생한다. 휨톱니3-4 피치 적재에서 최우선적으로 이 뒤틀림을 보상하도록 확대되거나(
Figure 112008004884219-PCT00153
) 축소되며(
Figure 112008004884219-PCT00154
), 5와 6톱니 간에 견고한 접촉이 이루어진다. 5-6 톱니의 동력교차 과정은(
Figure 112008004884219-PCT00155
점에서의 운동학적 맞물림 이후) 3-4톱니의 입력교차과정과 유사하지만 흐름순서는 정반대이다. 확대된 접촉밀도의 톱니작업윤곽구역은 도 5에서처럼 완만한(급격한 교차굴절율 변경 없이) 불연속 맞물림을 만들어낸다.
27과 28도표에 의해 톱니 작업윤곽의 머리 부분 점맞물림구역의 적은 높이크기를 가진 톱니모서리접촉을 위한 전형적인 29와 30도표와 비교하여 3과4 및 5와6 톱니에서의 정상적 접촉 긴장도가 표시되었다. 질적으로 도표는 톱니접촉의 마찰열관계를 성격 짓는다. 하중분배의 기본기간은 톱니 양쪽 쌍이 인볼류트 구역 없이 볼록-오목 접촉을 갖을 때 가장 적절한 위상과 일치한다.
동력교차(
Figure 112008004884219-PCT00156
일때) 위상(다쌍 혹은 단쌍)에서 시작선접촉을 갖거나 혹은 IP 복합교차(
Figure 112008004884219-PCT00157
일때)의 일환으로 시작선 접촉을 갖는 톱니 윤곽돌출부의 무극점맞물림구역의 사용은 효과를 증대시키며, 유효활동계수 및 작업성을 높여주고, 기어의 음향 진동적 활동성등급 및 기하학적 접촉편차의 민감성 및 기어의 방해위험을 감소시킨다.
상호 활동하는 톱니테의 여러 쌍과 동일한 거리각
Figure 112008004884219-PCT00158
과 전체겹침계수
Figure 112008004884219-PCT00159
이고 돌출부표면으로 각 바퀴의 시작선을 지닌 모든 톱니테의 이론상의 접촉점
Figure 112008004884219-PCT00160
에서 작업윤곽으로 이웃 분리점들 간 다중파동 기어에서 톱니 돌출부맞물림 매개변수의 개선과
Figure 112008004884219-PCT00161
파장의 진동울림 감소(
Figure 112008004884219-PCT00162
-톱니테의 톱니수;
Figure 112008004884219-PCT00163
-다중테 혼합바퀴쌍에서 톱니테의 교차위상 이동으로 상호 활동하는 쌍의 수;
Figure 112008004884219-PCT00164
-톱니 작업윤곽에서 굴곡구역수)가 유발되고 톱니의 불연속맞물림결합
Figure 112008004884219-PCT00165
Figure 112008004884219-PCT00166
등)이 성취된다. (도 6에서 톱니윤곽의 비가시구역은 조건적으로 4테 바퀴2의 좌측부분에서만 점선으로 구분되었다) 이때 작업윤곽 45는 46과 47의 두개의 무극굴곡구역을 포함하며 톱니의 윤곽돌출부 단일 교차위상 이동 상대각의 값은 톱니테
Figure 112008004884219-PCT00167
의 상호활동쌍에 따라 시작선을 지닌 이론상의 접촉점에서 채택된 톱니테와 개별적으로 톱니의 작업윤곽에 대해 이웃 분리선
Figure 112008004884219-PCT00168
와
Figure 112008004884219-PCT00169
간 거리각 값인 최대
Figure 112008004884219-PCT00170
와 최소
Figure 112008004884219-PCT00171
매개변수에 따라
Figure 112008004884219-PCT00172
와
Figure 112008004884219-PCT00173
와 같이 선택되며 예를 들어 다음과 같이 정의된다:
Figure 112008004884219-PCT00174
톱니 돌출부의 불연속 맞물림각의 값은 다음과 일치한다.
Figure 112008004884219-PCT00175
동축다중테톱니의 동력맞물림(도식 .3) 33-34와 35-36(
Figure 112008004884219-PCT00176
과
Figure 112008004884219-PCT00177
점에서 작업구역에 대해
Figure 112008004884219-PCT00178
극과 일치하지 않는 제 1 사영[projection]원주를 지닌
Figure 112008004884219-PCT00179
와
Figure 112008004884219-PCT00180
분리점 )은
Figure 112008004884219-PCT00181
과
Figure 112008004884219-PCT00182
톱니테의 상대적 이동크기의 뒤틀림 변화시 도 6의
Figure 112008004884219-PCT00183
과
Figure 112008004884219-PCT00184
점(
Figure 112008004884219-PCT00185
과
Figure 112008004884219-PCT00186
)일치위상으로부터 도 7에서 묘사된 것과 같은 1과 2 바퀴의 위치인
Figure 112008004884219-PCT00187
,
Figure 112008004884219-PCT00188
까지 발생한다. 이 위치로부터
Figure 112008004884219-PCT00189
와
Figure 112008004884219-PCT00190
점의 일치위상까지 이다.
이 때문에 톱니 33-34(운동학적 출력교차위상 이후)와 톱니 35-36(아직 성취되지 않은 운동학적 교차위상)은 동력접촉을 유지한다. 31과 32의 접촉긴장도표는 낮은 높이를 지닌 무극점맞물림 구역 접촉을 위해 29-30 도표를 배경으로 접촉밀도 상승을 그리고 있다. 각각의 혼합바퀴 한쌍으로부터 균등화(1)로부터 발견된 4개의 평원형의 불균등 이동
Figure 112008004884219-PCT00191
과
Figure 112008004884219-PCT00192
에 의해 시작선과 표면에 가까운 톱니접촉을 하는 톱니의 불연속 맞물림위상의 동일한 분류가 성취되었다.
3테 혼합바퀴인 평원형 형태를 지닌 톱니테 48,49 및 50(도 8)는 상대적으로 서로 이동되었으며, 쿠르비카의 돌출부 소켓51 요소들에 의해 서로 합쳐진다. 56과 57, 58과 59, 60과 61의 톱니 머리와 다리에 의해 분리된 톱합접촉지점이 톱니53, 54와 55의 윤곽표면에 보인다(한 쌍의 바퀴의 단시간 동력회전 이후).
이러한 이행에 따라 인볼류트 교차구역과 극점위상이 제외되었으며, 실재적으로 기어의 적재능력과 윤곽돌출부의 점맞물림구역의 크기가 확장되었다.
IP타입의 불연속기어의 내구성확대를 위해 62와 63(도 9
Figure 112008004884219-PCT00193
-톱니모듈;
Figure 112008004884219-PCT00194
-윤곽뒤틀림계수) 톱니 한 쌍의 시작윤곽의 윤곽부분윤곽이 윤곽각
Figure 112008004884219-PCT00195
와 두개의 기본무극굴곡구역 66-67(
Figure 112008004884219-PCT00196
일때)과 68-69(
Figure 112008004884219-PCT00197
)와 매끄럽게 합쳐지는 직선(인볼류트)구역 64와 65를 포함한다. 연합은 마이크로기술구역 70과 톱니다리 62와 71, 톱니머리 63을 매개로 실행된다. 점
Figure 112008004884219-PCT00198
과
Figure 112008004884219-PCT00199
의 인볼류트 구역에 의한 톱니의 맞물림 위상들은 68-69 점맞물림구역의 접촉점
Figure 112008004884219-PCT00200
을 지닌 두개의 인터벌
Figure 112008004884219-PCT00201
과
Figure 112008004884219-PCT00202
에 의해 분리되었다. 이것으로 IP교차의 구조유연성이 높아졌으며, IP기어의 기본가치
Figure 112008004884219-PCT00203
를 유지하면서 작업성과 작업적확성을 높일 수 있는 운동학적 접촉상호활동에 따른 약화된 극점구역을 작업으로부터 얻게 되었다. IP 무극기어에서 한 쌍의 바퀴들 중 하나로부터 72타입 톱니 머리와 다리의 접촉단순성 균등화효과가 나타나며 더욱 매끄럽게 <<머리효과>>로 불리는 것이 실현된다. 어떠한 세로형태의 톱니바퀴 한 쌍은 더욱 강화된 극점까지의 교차위상이 이행될 수 있으며, 톱니의 경직성은 현저하게 낮아진다.
출발윤곽쌍 72-73(도식.10)에 기초한 IP무극기어는 인볼류트 구역(직선) 74에 의해 완수된다. 해당 인볼류트 구역은 톱니 윤곽의 마이크로 기술구역 77과 78과 연합되는 점맞물림구역 75와 76(이론상의 각
Figure 112008004884219-PCT00204
을 지닌)을 가지고 있다. 위 연합의 결과로 인해 상호활동하는 톱니윤곽의 인볼류트 구역 74가 점
Figure 112008004884219-PCT00205
(실제바퀴윤곽의 상위 경계점
Figure 112008004884219-PCT00206
)와
Figure 112008004884219-PCT00207
에서 점맞물림구역의 점접촉을 가지는 두 간격
Figure 112008004884219-PCT00208
과
Figure 112008004884219-PCT00209
에 의한 맞물림 위상의 분리가 일어나는 극점 이후 혹은 극점 이전 교차위상이 형성된다. 이로 인해 IP 교차의 구조적 유연성이 높아졌고 접촉상호활동상에서 운동학적으로 약화된 극점구역이 작동에서 제거됨으로써
Figure 112008004884219-PCT00210
을 지닌 IP기어의 기본 장점을 유지하면서 작동상의 작업적합성과 정확성을 확대시킨다. 또한 IP 무극기어에는 한 쌍의 바퀴중 하나에서 72 형태의 톱니 다리와 머리의 접촉내구성 균등화효과가 나타나며, 이른바 <<머리효과>>가 더욱 완전하게 실현된다. 해당 <<머리효과>>는 세로톱니형태를 가진 쌍바퀴들의 극점 이전(혹은 이후)까지의 강화(strengthen; 톱니의 접촉굴곡효과에 따라) 교차위상과 커다란 톱니의 견고성 격차로 완수된다.
마이크로기술구역
Figure 112008004884219-PCT00211
와
Figure 112008004884219-PCT00212
를 지닌 IP 타입의 무극불연속 기어 80과 79(도 11) 톱니의 윤곽완수는 톱니의 머리 부분에 위치해 있으며, 상호 활동하는 톱니윤곽의 81과 82 인볼류트 구역은 부분적으로 두 쌍의 교차를 지니고 83-84(
Figure 112008004884219-PCT00213
위상)와 85-86(
Figure 112008004884219-PCT00214
)을 지닌 극이후와 극이전의 교차위상을 형성한다. 톱니윤곽의 마이크로오목기술구역의 상위경계점
Figure 112008004884219-PCT00215
는 톱니의 머리 부분에 위치해 있다. 그러한 부분적인 두 쌍의 IP기어는 단쌍 및 복쌍 그리고 겹침격격차
Figure 112008004884219-PCT00216
이라는 3개의 더욱 특이한 교차기간을 갖는다.
Figure 112008004884219-PCT00217
의 점교차 구역의 돌출부 맞물림은 톱니순차쌍의 인볼류트 구역 입력교차(
Figure 112008004884219-PCT00218
)까지 인볼류트 구역의 출력교차(
Figure 112008004884219-PCT00219
)에서 톱니이웃쌍
Figure 112008004884219-PCT00220
와
Figure 112008004884219-PCT00221
인볼류트 구역의 교차경계점사이에 위치한다. 불연속 톱니맞물림은 극점이전과 극점이후의 여러 운동학 인볼류트 결합에서 음향 진동 지표를 개선하고 고속기어의 IP타입 무극교차효과를 높여준다. 작동과정에서 변화하는 바퀴축의 상대적 위치를 지닌 무극불연속기어는 인볼류트 교차위상를 배제할 수 있도록 만들며, 87-88(도 12)과 동일하나 시작윤곽의 각각 한 쌍의 윤곽기본구역은 윤곽각도
Figure 112008004884219-PCT00222
를 지닌 C점에서 맞물리며 머리와 다리의 윤곽돌출부 기본굴곡구역의 이론상의 접촉점 K와 일치하는 굴곡점형성을 갖는 89-90과 91-92, 93-94와 95-96의 다양한 표시에 따라 기술된다. 운동학적 교차극점감소지대에서 이중오목 형태를 지닌 톱니의 윤곽 돌출부는 확대된 상호 굴곡값을 갖으며,
Figure 112008004884219-PCT00223
인터벌의 89-90과 95-96 구역에 따른
Figure 112008004884219-PCT00224
과
Figure 112008004884219-PCT00225
점의 톱니맞물림 위상은 적합한 윤곽형태로 성격 지워진다.
인터벌
Figure 112008004884219-PCT00226
은 해당극점교차위상에서 91-91 및 93-94 구역의 맞물림을 포함한다. 이러한 기어는 총 겹침계수
Figure 112008004884219-PCT00227
를 갖는 이론상의 점
Figure 112008004884219-PCT00228
에서 운동학적으로 적절한 교차를 동반한다.
89-90과 95-96과 같이 압력각 부분에서 이론상의 압력각값
Figure 112008004884219-PCT00229
를 초과하는 한 쌍의 톱니출발외선 윤곽을 갖는 여러 불연속 기어에서 점맞물림 무극구역들은 축간거리
Figure 112008004884219-PCT00230
의 확대라는 동등한 편향으로 완수되며, 이론상의 압력각
Figure 112008004884219-PCT00231
의 대(大)압력각 부분에서 톱니윤곽의 기본무극굴곡구역은 예를 들어
Figure 112008004884219-PCT00232
는 톱니윤곽허용오차이고
Figure 112008004884219-PCT00233
는 상호 활동하는 톱니 한 쌍의 출발접촉외선의 볼록 및 오목 반경이며
Figure 112008004884219-PCT00234
은 톱니의 머리윤곽최대각도인 윤곽굴곡반경인
Figure 112008004884219-PCT00235
로 정의되는 기술적으로 굴곡반경 근사값을 가진 원주호(弧)에 근접한 완만한 굴곡으로 나타난다. 그러한 불연속기의 완수에 따라 맞물림 위상에서 톱니의 접촉밀도는 상승하며 기하학적 편향에 대한 교차민감성이 낮아진다. 이로 인해 예를 들어, 도 12와 같은 베벨기어(스퍼기어)에서 축위치(혹은 축간거리)의 실변경으로부터 윤곽돌출부의 높이에 따른 접촉점위치의 완전한 자립을 이끌어 낸다. 축간거리의 확대 시 통합접촉지점은 톱니높이에 따른 중심점 시작위치를 바꾸지 않으면서 점
Figure 112008004884219-PCT00236
에서 더욱 집중된다(도 12에 화살표
Figure 112008004884219-PCT00237
로 표시). 그러한 기어에서 실제 톱니접촉밀도는 축간 거리의 변경에 대해 통계상으로 나타나는 균등(equivalent)편향기능이며, 최대한의 높은 등급을 성취할 수 있다. 크기
Figure 112008004884219-PCT00238
선탠을 위한 균등화를 적용하면서 91-92, 93-94 구역의 접촉밀도를 얼마간 높일 수 있으나 그에 대한 접촉밀도 실제상승은 운동학적으로 엄격히 제한되며 이 때문에 이 구역의 매개변수 선택은 극점교차위상에서 톱니의 접촉파괴를 배제하거나(이중 오목형태의 반발시) 교차각확대와 연관하여 이루어져야 한다(극점에서의 인볼류트 교차시).
스퍼기어, 베벨기어, 스크류기어의 실험은
Figure 112008004884219-PCT00239
묘듈의 스퍼기어(전체 혹은 혼합 강철바퀴를 지닌)의 원가감소를 포함하여 품목원가 현저한 저하(톱니의 재료합금과 열화학 및 정제가공 요건의 감소)를 보여 주었다.
이와 함께 적재능력 확대(
Figure 112008004884219-PCT00240
,
Figure 112008004884219-PCT00241
,
Figure 112008004884219-PCT00242
,
Figure 112008004884219-PCT00243
일때 2배이며, 3테 혼합바퀴가
Figure 112008004884219-PCT00244
,
Figure 112008004884219-PCT00245
,
Figure 112008004884219-PCT00246
일때 1,9배), 무고장작업 수명증가(
Figure 112008004884219-PCT00247
,
Figure 112008004884219-PCT00248
일때 10배 이상 증가), 소음등급감소(
Figure 112008004884219-PCT00249
,
Figure 112008004884219-PCT00250
일때 3-4
Figure 112008004884219-PCT00251
까지), 쌍바퀴 축경사
Figure 112008004884219-PCT00252
의 무반발교차의 극한조건에서 기어걸림의 부재(
Figure 112008004884219-PCT00253
,
Figure 112008004884219-PCT00254
), 광(wide)테나선(helical)기어의 축크기감소(
Figure 112008004884219-PCT00255
,
Figure 112008004884219-PCT00256
일때 150mm부터 90mm까지 1,67배)가 동반된다.
톱니기어는 다양한 인간 활동 분야와 기술 대상 분야에서 적용될 수 있다. 그 형태는 스퍼기어, 베벨기어, 하이포이드기어, 스크류기어, 웜기어, 스피로이드기어 등으로 이행될 수 있으며, 그 바퀴는 전체 혹은 혼합형태의 톱니를 가지고 있다.
본 발명은 적재능력향상(2배까지)과 수명(10배), 속도, 유효활동계수 및 내구성 향상, 교차시의 동력(음향 진동적)활성감소(
Figure 112008004884219-PCT00257
까지), 기하학적 기술-변형편차의 민감성 감소, 제작기술의 단순화, 크기, 부피, 금속강도 및 원가 감소, 개발비용의 감소(열전도 및 마모조건 요건등급을 포함)와 기어 걸림위험성 감소 등을 포함하여 동력기어지표의 개선을 위한 현안들을 해결한다. 본 발명은 톱니교차의 구조적 유연성을 증가시키며 다양한 차량 및 기계 도구와 감속기어장치 그리고 기계제조 등의 폭넓은 분야에서 사용할 수 있는 가능성을 갖고 있다. 톱니기어와 필수 톱니가공기구의 제작은 통상적으로 사용되고 있는 일반설비들로 충분하다.

Claims (5)

  1. 기어에 있어서,
    톱니공간각(tooth space angle)
    Figure 112008004884219-PCT00258
    및
    Figure 112008004884219-PCT00259
    를 갖는 톱니바퀴 1과 2 (예를 들어, 3과 4 또는 5와 6 동일)에 의해 형성된 상호 활동하는 톱니테의 톱니기어는 다중요소들(상호 활동하는 쌍톱니테
    Figure 112008004884219-PCT00260
    와
    Figure 112008004884219-PCT00261
    의 동일교차위상
    Figure 112008004884219-PCT00262
    의 상대각 이동시)을 포함한다. 단일파동 요소들을 갖는
    Figure 112008004884219-PCT00263
    와
    Figure 112008004884219-PCT00264
    혹은
    Figure 112008004884219-PCT00265
    과
    Figure 112008004884219-PCT00266
    및
    Figure 112008004884219-PCT00267
    이다. 톱니머리의 볼록부분과 다리의 오목부분을 갖는 부분 혹은 점 맞물림(이론상의 접촉점
    Figure 112008004884219-PCT00268
    와
    Figure 112008004884219-PCT00269
    Figure 112008004884219-PCT00270
    )무극굴곡구역 8과 10 혹은 9와 7은 인볼류트 구역 12와 11과 같이 서로 간 혹은 다른 것들과 매끄럽게 연결된다. 이와 달리 상호 활동하는 톱니테는 톱니공간각
    Figure 112008004884219-PCT00271
    나 상대이동각
    Figure 112008004884219-PCT00272
    크기에 따른 보다 작은 측면겹침각
    Figure 112008004884219-PCT00273
    로 완수된다. 톱니 5와 6 돌출부윤곽 상호활동 종료점
    Figure 112008004884219-PCT00274
    부터 톱니 3과 4 순차쌍 윤곽돌출부의 상호활동시작점
    Figure 112008004884219-PCT00275
    까지 불연속맞물림각
    Figure 112008004884219-PCT00276
    혹은
    Figure 112008004884219-PCT00277
    (
    Figure 112008004884219-PCT00278
    일때)에서 톱니돌출부맞물림 위상의 파괴가 형성된다. 예를 들면 해당 톱니테
    Figure 112008004884219-PCT00279
    혹은 다른 톱니테
    Figure 112008004884219-PCT00280
    쌍의 톱니 17과 18에 해당된다. 이때 최소한 한 개의 불연속 돌출부맞물림 톱니쌍의 위상은 (톱니머리의 볼록구역과 다리의 오목구역을 갖는) 무극굴곡구역 9와 10에 의해 형성되고 기어는 돌출부겹침계수
    Figure 112008004884219-PCT00281
    로 완수된다. 예를 들어 총겹침계수
    Figure 112008004884219-PCT00282
    일 때가 이에 해당된다.
  2. 제 1항에 있어서,
    다중파동요소들에 의해 형성된 상기 톱니기어는 그 예로는 두개나 혹은 2개 이상의 동축톱니테 톱니 측면돌출부의 동일교차위상의 곡선방향에서의 상대적 이동과 함께 서로 연합된 패키지 형태의 혼합바퀴가 있다. 그 예로는 직선치형테
    Figure 112008004884219-PCT00283
    과
    Figure 112008004884219-PCT00284
    과
    Figure 112008004884219-PCT00285
    가 있으며 이는 상호 활동하는 여러 쌍의 톱니테에 따른 불연속 톱니맞물림(33-34. 35-36, 37-38, 39-40, 41-42, 43-44 등)으로 완수된 것과는 구별되며 돌출부 평면에 각바퀴의 시작선을 가진 모든 톱니테의 톱니측면돌출부(이론상의 접촉점 K 혹은 활성구역의 구분점) 선영분리축 인접선간 거의 같은 거리각을 가진 것으로 완수된 것과도 다르다. 예를 들면 0과 같은 전체겹침계수
    Figure 112008004884219-PCT00286
    이며 불연속 돌출부맞물림 각도값은
    Figure 112008004884219-PCT00287
    와 일치하게 선택되었다.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 톱니기어, 예를 들면 각각이 최소한 76과 75 같이 하나의 무극굴곡구역을 갖는 스퍼, 바벨 혹은 스크류기어와 같이 비동일 출발외선72와 73 쌍 에 기반하는 추가마이크로기술구역 77과 78에 의한 톱니돌출부윤곽의 인볼류트 구역 74를 지 닌 톱니기어는 무극형태로 완수되었다. 이때 톱니머리부분에 위치한 쌍 바퀴 중 하나의 톱니돌출부 윤곽의 마이크로볼록기술구역 78의 상위경계점과 인볼류트 구역은 극점이후와 극점이전의 교차위상을 형성하며 불연속돌출부 맞물림 각도값은
    Figure 112008004884219-PCT00288
    와 일치하도록 선택된다.
  4. 제 1항에 있어서,
    출발외선 87-88 쌍의 기반 하에 스퍼 혹은 바벨기어와 같이 제 1단락에 따른 톱니기어와 머리 부분의 볼록부분과 다리부분의 오목구역을 갖는 굴곡구역 91,92,93,94를 내포하는 톱니 돌출부윤곽은 무극구역의 이론상의 접촉점 K에서 아치를 형성하는 복합굴곡이 표현된다. 이는 무극점으로 완수된 것으로 구분되며 머리 및 다리 굴곡구역 89와 91, 90과 92, 93과 95 및 96를 갖고 서로 매끄럽게 연결되어 있다. 예를 들면 윤곽각은
    Figure 112008004884219-PCT00289
    이며 톱니의 분리다리의 사이점에서 아치각도 값은 <<c>>이다. 그리고 불연속 돌출부 맞물림의 각도값은
    Figure 112008004884219-PCT00290
    와 일치하게 선택되었다.
  5. 비율 1÷4에 따른 톱니기어는 기하학 및 조립 매개변수의 편향(스퍼바퀴의 축간거리 확장 혹은 바벨바퀴의 축 위치의 거리의 균등한 확대로 인한)으로 완수의 특징이 있으며 이론상의 압력각
    Figure 112008004884219-PCT00291
    의 대압력각부분에서 톱니 측면돌출부의 무극굴곡구역은 동일값이나 근사값인 굴곡반경값을 지닌 원형굴곡에 가까운 매끄러운 굴곡이 기술된다.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5338165B2 (ja) * 2008-07-15 2013-11-13 トヨタ紡織株式会社 歯車及びこの歯車を用いた連結装置
DE102008045318B3 (de) * 2008-09-02 2009-10-08 Voith Patent Gmbh Verzahnung eines Zahnrads
US20110271780A1 (en) * 2008-09-05 2011-11-10 Masahiro Ikemura Non-transmission-error and non-backlash gears
US20100317483A1 (en) * 2009-06-10 2010-12-16 Eaton Corporation High performance differential
JP5423460B2 (ja) * 2010-02-12 2014-02-19 株式会社ジェイテクト 揺動歯車の加工方法および加工装置
JP5126428B2 (ja) * 2010-02-15 2013-01-23 株式会社ジェイテクト 揺動内接式遊星歯車装置および回転駆動装置
US9267594B2 (en) * 2010-08-24 2016-02-23 American Axle & Manufacturing, Inc. Controlled relative radius of curvature forged bevel gears with involute section
CN102235465B (zh) * 2011-06-30 2014-10-08 重庆大学 行星齿轮机构运动学分析方法及分析系统
CN102278423B (zh) * 2011-06-30 2014-06-04 重庆大学 行星齿轮机构机械效率分析方法及系统
WO2013067039A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-10 Genesis Partners, L.P. Gear tooth profile with transition zone blending relief
CN102494103B (zh) * 2011-11-24 2013-11-20 镇江大力液压马达股份有限公司 均匀接触一齿差摆线针轮副
DE102011089021A1 (de) * 2011-12-19 2013-06-20 Zf Friedrichshafen Ag Getriebevorrichtung mit einem innenverzahnten Hohlrad sowie zwei damit kämmenden Stirnrädern
DE102012203177A1 (de) * 2012-03-01 2013-09-05 Zf Friedrichshafen Ag Zahnradsatz, insbesondere für ein Drehflügelflugzeug
CN103748382B (zh) * 2012-08-17 2016-12-07 谐波传动系统有限公司 具有三维接触齿形的波动齿轮装置
JP5955705B2 (ja) * 2012-08-28 2016-07-20 大岡技研株式会社 太陽歯車
DE102013004861B3 (de) * 2013-03-21 2014-02-27 Voith Patent Gmbh Verzahnung eines Zahnrads
CN103410946A (zh) * 2013-08-22 2013-11-27 内蒙古第一机械集团有限公司 一种小模数渐开线花键齿的成形方法
CN103939575B (zh) * 2014-04-10 2016-05-11 重庆大学 基于共轭曲线的点接触齿轮、啮合副及其加工刀具
US9812923B2 (en) 2014-05-23 2017-11-07 Aero Industries, Inc. Gear motor
CN104289157A (zh) * 2014-09-26 2015-01-21 广东省肇庆市特种设备检验所 一种蒸压釜
JP6565221B2 (ja) * 2015-03-04 2019-08-28 富士ゼロックス株式会社 駆動伝達装置
DE102015109870A1 (de) * 2015-06-19 2016-12-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Stirnrad
CN105224744B (zh) * 2015-09-29 2018-03-16 西安交通大学 一种基于啮合刚度的剥落齿轮啮合建模的方法
US10527149B2 (en) 2015-12-11 2020-01-07 Gear Innovations Llc Conjugate gears with continuous tooth flank contact
GB201609531D0 (en) * 2016-05-31 2016-07-13 Romax Technology Ltd Planetary gearsets
CN106122378B (zh) * 2016-08-23 2018-12-11 华南理工大学 一种转动-移动转换的线齿轮机构
HUP1900107A1 (hu) * 2019-04-02 2020-10-28 Maform Kft Kétlépcsõs gyorsító hajtómû-elrendezés, valamint hajtáslánc órához
US11473664B2 (en) * 2019-10-21 2022-10-18 Aktiebolaget Skf Gear tooth chamfer for an annular gear
CN111442074B (zh) * 2020-01-17 2023-08-11 宿迁学院 一种航天用泵的轻量化渐开线齿廓构造及其逆向设计方法
CN115270359B (zh) * 2022-09-28 2023-01-17 中国航发四川燃气涡轮研究院 一种尺寸约束下的低接触应力榫连结构设计方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1225459B (de) * 1963-01-02 1966-09-22 Gustav Niemann Dr Ing Schraeg- oder Bogenverzahnung fuer Stirn- oder Kegelraeder
JPS4968153A (ko) * 1972-11-09 1974-07-02
US3918315A (en) * 1974-07-22 1975-11-11 William S Rouverol High capacity gearing
SU602726A1 (ru) * 1976-01-04 1978-04-15 Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Зубчата передача
SU819446A1 (ru) * 1976-12-12 1981-04-07 Ростовский Ордена Трудового Красно-Го Знамени Государственный Универси-Tet Зубчата передача
SU1048197A1 (ru) * 1979-10-17 1983-10-15 Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Зубчата передача смешанного зацеплени
SU1075035A1 (ru) * 1981-05-27 1984-02-23 Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Зубчата передача
US4640149A (en) * 1983-03-04 1987-02-03 The Boeing Company High profile contact ratio, non-involute gear tooth form and method
US4589300A (en) * 1984-08-17 1986-05-20 Rouverol William S Low transmission error gearing
US4644814A (en) * 1985-07-22 1987-02-24 Rouverol William S Wide-angle gearing
EP0293473B1 (de) 1986-11-03 1992-07-29 Rostovsky Gosudarstvenny Universitet Imeni M.A. Suslova Zahnradgetriebe mit gemischtyp-eingriff
SU1571330A1 (ru) * 1988-04-25 1990-06-15 Научно-Исследовательский Институт Механики И Прикладной Математики Ростовского Государственного Университета Им.М.А.Суслова Зубчата передача смешанного зацеплени
JPH037164A (ja) * 1989-06-06 1991-01-14 Tonen Corp 硬組織形成材
JPH0464756A (ja) * 1990-07-02 1992-02-28 Michio Kuroki 歯車
US5181433A (en) * 1990-09-20 1993-01-26 Chiba Dies Co., Ltd. Gear
US5135373A (en) 1990-11-01 1992-08-04 Stackpole Limited Spur gear with epi-cycloidal and hypo-cycloidal tooth shapes
EP0694712B1 (de) * 1994-07-30 1997-05-21 Ernst Grob Ag Hohlrad für Planeten-Zahnradgetriebe
US5490433A (en) * 1995-01-23 1996-02-13 Althen; Craig L. Semi-continuous transmission
RU2160403C1 (ru) * 1999-07-07 2000-12-10 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Прямозубая зубчатая передача
JP4737839B2 (ja) * 2000-01-19 2011-08-03 株式会社エンプラス 歯車及び歯車装置
US6837123B2 (en) * 2001-03-23 2005-01-04 Hawkins Richard M Non-involute gears with conformal contact
CN2639619Y (zh) * 2003-03-27 2004-09-08 孟桂云 高效齿轮

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