DE19809199A1

DE19809199A1 - Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau

Info

Publication number: DE19809199A1
Application number: DE19809199A
Authority: DE
Inventors: Ichirou Kamimura
Original assignee: Namu Co Ltd Japan
Current assignee: Namu Co Ltd Japan
Priority date: 1997-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 1998-09-10
Also published as: SE9800657L; SE512892C2; GB9804358D0; GB2327998A; GB2327998B; FR2760505B1; JPH10246293A; FR2760505A1; US5954610A; SE9800657D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Differentialgetriebe- Aufbau, mit welchem unter Verwendung von vier Zahnrädern ein großes Geschwindigkeitsänderungsverhältnis erhalten werden kann.

Heutzutage wird ein Betätigungsorgan zum Ändern einer von einer Drehantriebseinrichtung, wie etwa einem Motor, erhaltenen Dreh bewegung in eine lineare Bewegung in unterschiedlichen Arten von mechanischen Vorrichtungen verwendet. Üblicherweise ver zögert das Betätigungsorgan die Drehung einer Drehwelle durch einen Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau und wechselt bzw. ändert sie in eine lineare Bewegung unter der Bedingung, daß ein größeres Antriebsdrehmoment oder eine stärkere Drehung erhalten wird. Bei dem Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau handelt es sich deshalb um eines der wesentlichen Bestandteile des Betätigungsorgans. Herkömmlicherweise werden üblicherweise Evolventenräder für einen Geschwindigkeitswechselgetriebe-Auf bau zusammengebaut. Beim Zusammenbau von Zykloidrädern bzw. -zahnrädern, Evolventenrädern und dergleichen ist jedoch ein Spiel bzw. Todgang unvermeidlich. Im Fall eines Betätigungs organs, das eine hohe positionsmäßige Präzision erfordert, ist der Einfluß des Spiels groß und beeinträchtigt die positions mäßige Präzision bzw. Positionierpräzision.

Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung hat deshalb einen Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau erfunden, welcher ein großes Geschwindigkeitswechselverhältnis ohne unvermeidliches Spiel erhalten kann, und dieser Aufbau ist im einzelnen in der japanischen Patentschrift Nr. Hei 7-56324 erläutert. Da im Innern des Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbaus verwendete Zahnräder bzw. Räder die sogenannte Coriolis-Bewegung nutzen, wird auf den Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau als Corio lis-Getriebe- bzw. Zahnrad-Aufbau bezug genommen. Fig. 15 zeigt eine Seitenschnittansicht des primären Teils des Coriolis- Getriebeaufbaus des Erfinders. Bei dem Coriolis-Getriebeaufbau sind eine Eingangsgetriebewelle 1 und eine Ausgangsgetriebe welle 2 miteinander durch erste bis vierte Zahnräder A₁ bis A₄ verbunden. Die Geschwindigkeitsreduktion bzw. Drehzahlreduktion wird durch diese Zahnräder verwirklicht. Bei den ersten bis vierten Zahnrädern A₁ bis A₄ handelt es sich um Kegelräder. Das zweite Zahnrad A₂ und das dritte Zahnrad A₃ sind auf einem Drehelement 3 vorgesehen. Das Drehelement 3 ist auf einem Schrägenabschnitt 1a der Eingangswelle 1 vorgesehen. Wenn das Drehelement 3 derart schräg getragen bzw. gelagert ist, ist es möglich, wie nachfolgend erläutert, eine Coriolis-Bewegung des Drehelements 3 in Übereinstimmung mit einer Drehung der Ein gangswelle 1 zu erzeugen.

Rollen 4 und einbeschriebene Oberflächen 5 werden als Zahnrad zähne jedes Zahnrads so verwendet, daß die Drehung der Rollen 4 eine Gleitbewegung absorbieren können, die im Kämmeingriff erzeugt wird. Selbst dann, wenn das Einstellen des Spiels nicht stattfindet und ein Vordruck unbeabsichtigt an die Zahnräder angelegt wird, ist es damit möglich, eine Wärmeerzeugung zu vermeiden, die durch den Eingriff der Zahnräder verursacht ist. Außerdem ist die Querschnittsform des Drehelements 3 in U-Form derart gebildet, daß die U-Form bildende Abschnitte federnd bzw. elastisch verformt werden können, um den Vordruck durch ihre Elastizität bzw. ihr Federungsvermögen aufzunehmen bzw. abzugeben. Wenn die Drehbewegung der Eingangswelle 1 auf die Ausgangswelle 2 übertragen wird, wird damit eine zweistufige Gang- bzw. Geschwindigkeitsreduktionswirkung durch die ersten und zweiten Zahnräder A₁ und A₂ und die dritten und vierten Zahnräder A₃ und A₄ erzielt.

Wenn die Drehbewegung der Eingangswelle auf die Ausgangswelle übertragen wird, ist der herkömmliche Planetenrad-Aufbau (beispielsweise vom S-C-P-Typ, wobei S das Sonnenrad ist, C der Träger ist und P das Planetenrad ist) lediglich einer einstufi gen Geschwindigkeitsreduktionswirkung unterworfen. Das Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis, das erzielt bzw. ange strebt werden kann, ist begrenzt. Angesichts dieser Tatsache versteht es sich, daß der Coriolis-Rad- bzw. -Zahnrad-Aufbau, der durch den vorliegenden Erfinder vorgeschlagen ist, so aus gelegt bzw. konstruiert werden kann, daß er ein größeres Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis in einem weiteren Bereich aufweisen kann, und daß er eine breitere Anwendung finden kann.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung zielt darauf ab, den Anwendungsbereich eines Coriolis-Zahnrad-Aufbaus dadurch zu verbreitern bzw. zu erweitern, daß die Formen des Coriolis- Zahnrads diversifiziert werden können, während die vorstehend erläuterten Vorteile des Coriolis-Zahnrads bzw. -Getriebes genutzt werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Außerdem schafft die Erfindung ein Zahnbearbeitungsverfahren gemäß Anspruch 6. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach schafft die vorliegende Erfindung zur Lösung der vor stehend genannten Aufgabe einen Geschwindigkeitswechsel getriebe-Aufbau, bei welchem die jeweiligen Achsen eines ersten Zahnrads mit einer Zähneanzahl N₁, das an einem Gehäuse befestigt ist, und eines vierten Zahnrads mit einer Zähneanzahl N₄, das an einer Ausgangswelle angebracht ist, relativ zu der Achse einer Eingangswelle in Übereinstimmung miteinander vor liegen, und ein Drehelement, das integral mit einem zweiten Zahnrad mit einer Zähneanzahl N₂ und einem dritten Zahnrad mit einer Zähneanzahl N₃ vorgesehen ist, auf einem Schrägen abschnitt der Eingangswelle derart drehbar getragen sind, daß das zweite Zahnrad im Eingriff mit dem ersten Zahnrad steht und das dritte Zahnrad im Eingriff mit dem vierten Zahnrad steht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zentrum einer gemeinsamen Kugeloberfläche, die durch jeden Teilkreis der ersten und zwei ten Zahnräder verläuft, in Übereinstimmung mit einem Zentrum einer gemeinsamen Kugeloberfläche vorliegt, die durch jeden Teilkreis der dritten und vierten Zahnräder verläuft, wobei die Achse der Eingangswelle auf der X-Achse einer Koordinate XY mit einem Ursprung im Zentrum angeordnet ist und ein Eingriffpunkt zwischen den ersten und zweiten Zahnrädern und ein Eingriff punkt zwischen den vierten und dritten Zahnrädern stets derart angeordnet sind, daß die Eingriffpunkte im selben Quadranten der XY-Koordinate positioniert sind, wenn eine Drehung um die X-Achse vorliegt, und ein Winkel der durch die Eingangswelle und ihren Schrägen abschnitt festgelegt ist, θ beträgt, ein Winkel zwischen einer Ebene senkrecht zu einer Rollfläche jedes Zahnrads und einer Mittenlinie jedes Teilungskonus θ₁ bis θ₄ für jedes der ersten bis vierten Zahnräder beträgt, eine Beziehung θ₁ + θ₂ = θ₃ + θ₄ = θ gilt, ein Zahn gleicher Höhenlage auf jeder Seite von auf einander zu weisenden Rollenflächen durch ein Schneidmesser gebildet ist, welches die jeweiligen (beliebigen) Zahnformen der ersten bis vierten Zahnräder aufweist, erhalten aufgrund der Annahme entsprechender zylindrischer Zahnräder, von denen jedes eine entsprechende Zähneanzahl Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ aufweist, festgelegt durch:
Z₁ = N₁/sin θ₁
Z₂ = N₂/sin θ₂
Z₃ = N₃/sin θ₃
Z₄ = N₄/sin θ₄
wobei ein entsprechender Teilradius ein Abstand von einer Roll fläche jedes Kegelrads zu einem Schnittpunkt zwischen einer Ebene senkrecht zu der Rollfläche und einer Mittenlinie jedes Teilkonus entspricht und die Zahnform des Zahns gleicher Höhen lage erzeugt und auf die zugeordnete Fläche bzw. Oberfläche übertragen wird.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist das Zen trum der gemeinsamen Kugeloberfläche, die durch jeden Teilkreis der ersten und zweiten Zahnräder verläuft, in Übereinstimmung mit dem Zentrum der gemeinsamen Kugeloberfläche angeordnet, die durch jeden Teilkreis der vierten und dritten Zahnräder ver läuft, die Achsenlinie der Eingangswelle auf der X-Achse der XY-Koordinate mit dem Ursprung ist im Zentrum angeordnet ist, und der Eingriffpunkt zwischen den ersten und zweiten Zahn rädern und der Eingriffpunkt zwischen den vierten und dritten Zahnrädern sind im selben Quadranten der XY-Koordinate angeord net. Infolge davon ist es möglich, die ersten bis vierten Zahn räder in derselben Axialrichtungsfläche des Drehelements anzu ordnen, um dadurch die Axialrichtungsabmessung des Getriebe- Aufbaus zu verringern.

In Übereinstimmung mit Anspruch 2 können der Eingriffpunkt zwi schen den ersten und zweiten Zahnrädern und der Eingriffpunkt zwischen den dritten und vierten Zahnrädern im ersten Quadran ten und im zweiten Quadranten bzw. im dritten Quadranten und im vierten Quadranten angeordnet sein, anstatt den Eingriffpunkt zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad und den Eingriffpunkt zwischen dem dritten Zahnrad und dem vierten Zahnrad im selben Quadranten der XY-Koordinate anzuordnen. Mit dieser Anordnung ist es außerdem möglich, die ersten bis vier ten Zahnräder in derselben Axialrichtungsfläche des Drehele ments anzuordnen und die Axialrichtungsabmessung des Getriebe aufbaus zu reduzieren.

In Übereinstimmung mit Anspruch 3 kann es sich bei den jeweili gen Zahnrädern um Kegelräder, Spiralkegelräder oder Hypoid kegelräder handeln.

In Übereinstimmung mit Anspruch 4 sind die jeweiligen Zahnräder durch Rollen und einbeschriebene Oberflächen festgelegt. Selbst dann, wenn die Konstruktion bzw. Auslegung für das Spiel nicht vorgesehen ist und ein geeigneter Vordruck an die Zähne ange legt wird, kann infolge davon die Gleitbewegung, die bei einem Eingriff der Zahnräder erzeugt wird, durch Drehung der Rollen absorbiert bzw. aufgenommen werden.

In Übereinstimmung mit Anspruch 5 sind die Eingangswelle und die Ausgangswelle hohl. Der Innenraum der Eingangswelle und der Ausgangswelle kann beispielsweise als Durchlaß verwendet wer den, um den Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau bzw. den Gangschalt-Aufbau dort hindurch zu bewegen.

Das Bearbeitungsverfahren für Zähne eines Geschwindigkeitswech selgetriebe-Aufbaus gemäß Anspruch 6 ist dadurch gekennzeich net, daß ein Werkstück an einem Bewegungssystem zum Durchführen derselben Bewegung wie eine Coriolis-Bewegung befestigt ist, die für die Zahnräder erforderlich ist, ein Schneidmesser mit einer gewünschten Zahnform in einer vorbestimmten Zahnlinien richtung synchron zur Coriolis-Bewegung des Bewegungssystems bewegt wird, und die Zähne der Kegelräder, die in dem Geschwin digkeitswechselgetriebe-Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5 verwendet werden, in dem Werkstück erzeugt werden.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden die Zähne mit derselben Bewegung wie die Coriolis-Bewegung erzeugt, die erforderlich ist, wenn das Werkstück als Zahnrad genutzt wird, wodurch ein Schneid- bzw. Fräsmesser mit einem beliebigen gewünschten Zahn in Kontakt mit dem Werkstück derart gebracht werden kann, als ob das Zahnrad, welches ein Element eines Paars mit dem Werkstück bildet, im Eingriff mit dem Werkstück stehen würde. Dadurch kann eine beliebige gewünschte Zahnform gebildet werden.

In Übereinstimmung mit einem Geschwindigkeitswechselgetriebe- Aufbau gemäß Anspruch 7 weist der Geschwindigkeitswechsel getriebe-Aufbau Zahnräder auf, die durch ein Heißdruckgußver fahren, einem Kaltpreßverfahren oder einem Harzformpreßverfah ren mit Formen gebildet sind, auf welche die Zahnform übertra gen wurde, die durch das Bearbeitungsverfahren für die Zähne nach Anspruch 6 geformt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispiel haft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine abgewickelte Ansicht eines Verfahrens zum Herstel len einer Zahnform für jedes Kegelrad in einem Geschwindig keitswechselgetriebe-Aufbau gemäß der ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines primären Teils von Fig. 1,

Fig. 3 eine abgewickelte Ansicht eines Verfahrens zum Herstel len einer Zahnform für jedes Kegelrad in einem Geschwindig keitswechselgetriebe-Aufbau gemäß der zweiten Ausführungsform,

Fig. 4 eine abgewickelte Ansicht eines Verfahrens zum Herstel len einer Zahnform für jedes Kegelrad in einem Geschwindig keitswechselgetriebe-Aufbau gemäß der dritten Ausführungsform,

Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht des Geschwindig keitswechselgetriebe-Aufbaus in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht eines Teils zur Darstellung eines Eingriffabschnitts zwischen den ersten und zweiten Zahn rädern des in Fig. 5 gezeigten Geschwindigkeitswechselgetriebe- Aufbaus,

Fig. 7 eine schematische Querschnittsansicht des Geschwindig keitswechselgetriebe-Aufbaus gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 eine abgewickelte Ansicht eines Verfahrens zum Herstel len einer Zahnform für jedes Kegelrad in einem Geschwindig keitswechselgetriebe-Aufbau gemäß der vierten Ausführungsform,

Fig. 9 eine abgewickelte Ansicht eines Verfahrens zur Herstel lung einer Zahnform eines Kegelrads, das als Paar jeweiliger Kegelräder in dem Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung gebildet ist,

Fig. 10 eine schematische Querschnittsansicht einer Bearbei tungsvorrichtung zum Ausbilden der Kegelräder gemäß der vorlie genden Erfindung,

Fig. 11 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Zahnform, die in einem Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet ist,

Fig. 12 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Werkzeugform zur Ausbildung der in Fig. 11 gezeigten Zahnform,

Fig. 13 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Modifikation einer Zahnform, die in der fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet ist,

Fig. 14 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer weiteren Modifikation einer Zahnform, die in der fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet ist,

Fig. 15 eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Geschwin digkeitswechselgetriebe-Aufbaus,

Fig. 16 eine schematische Querschnittsansicht einer Situation eines Differentialbetriebs des in Fig. 15 gezeigten Geschwin digkeitswechselgetriebe-Aufbaus, und

Fig. 17 eine schematische Vorderansicht einer Situation des Differentialbetriebs des in Fig. 15 gezeigten Geschwindigkeits wechselgetriebe-Aufbaus.

Das Prinzip des Coriolis-Zahnrad- bzw. Getriebe-Aufbaus wird zunächst unter Bezug auf Fig. 15 bis 17 erläutert. Wie in Fig. 15 gezeigt, weist der Coriolis-Radaufbau erste bis vierte Räder bzw. Zahnräder A₁ bis A₄ als vier Zahnräder mit unterschied lichen Anzahlen von Zähnen auf. Von diesen Zahnrädern ist das erste Zahnrad A₁ integral an einem Gehäuse 6 befestigt und bil det ein stationäres Zahnrad, das nicht gedreht wird. Das zweite Zahnrad A₂ und das dritte Zahnrad A₃ sind auf dem Drehelement 3 drehbar durch ein Eingangszahnrad 1 getragen. Das vierte Zahn rad A₄ ist an bzw. auf einer Ausgangswelle 2 vorgesehen und drehbar am Gehäuse 6 getragen bzw. gelagert. Das erste Zahnrad A₁ und das zweite Zahnrad A₂ und das dritte Zahnrad A₃ und das vierte Zahnrad A₄ befinden sich im Eingriff miteinander.

Das Drehelement 3 ist durch einen Schrägenabschnitt 1a mit einem vorbestimmten Winkel relativ zu der Achse der Eingangs welle 1 getragen bzw. gelagert. Die Eingangswelle 1 ist am Gehäuse 1 per se drehbar gelagert. Wenn die Eingangswelle 1 gedreht wird, führt der Schrägenabschnitt 1a eine Bewegung ähn lich wie ein schwingender Nacken aus. Das Drehelement 3, das an der Eingangswelle 1 getragen bzw. gelagert ist, führt eine Schwingbewegung ähnlich wie ein Spinnoberteil unmittelbar vor dem Anhalten aus. Die Bewegung des Drehelements 3 wird als Coriolis-Bewegung bezeichnet. Das Drehelement 3 führt die Coriolis-Bewegung A₂ aus, um dadurch das zweite Zahnrad A₂ zu veranlassen, in Eingriff mit dem ersten Zahnrad A₁ zu gelangen, und um das dritte Zahnrad A₃ zu veranlassen, in Eingriff mit dem vierten Zahnrad A₄ zu gelangen (siehe Fig. 16(a) und 16 (b)). Daraufhin wird das zweite Zahnrad A₂ relativ zum ersten Zahnrad A₁ entsprechend der Differenz der Zähnezahl zwischen dem zweiten Zahnrad A₂ und dem ersten Zahnrad A₁ pro einem Zyklus der Coriolis-Bewegung (eine Umdrehung der Eingangswelle 1) gedreht. Die einstufige Geschwindigkeitsreduktion wird dadurch zwischen dem zweiten Zahnrad A₂ und dem ersten Zahnrad A₁ erreicht.

Der folgende Fall nimmt denjenigen Fall an, daß die Zähnezahl des ersten Zahnrads A₁ 100 und die Zähnezahl des zweiten Zahn rads A₂ 101 beträgt. Wenn die Eingangswelle 1 in Vorwärtsrich tung um eine Umdrehung gedreht wird, wird das zweite Zahnrad A₁ in Vorwärtsrichtung um 1/100 relativ zum ersten Zahnrad A₂ gedreht, entsprechend 99. Unter der Voraussetzung, daß die Zäh nezahl des ersten Zahnrads A₁ 100 beträgt, und die Zähnezahl des zweiten Zahnrads A₂ 101 beträgt, wird das zweite Zahnrad A₂ in umgekehrter Richtung um 1/100 relativ zum ersten Zahnrad A₂ gedreht. Die Bewegung des zweiten Zahnrads A₂ wird direkt zu dem dritten Zahnrad A₃ übertragen, und das dritte Zahnrad A₃ und das vierte Zahnrad A₄ werden miteinander in derselben Weise in Eingriff gebracht. Die einstufige Geschwindigkeitsreduktion wird damit zwischen dem dritten Zahnrad A₃ und dem vierten Zahnrad A₄ erreicht. Während die Drehbewegung der Eingangswelle 1 zu der Ausgangswelle 2 übertragen wird, wird die zweistufige Geschwindigkeitsreduktionswirkung durch die ersten und zweiten Zahnräder A₁ und A₂ und die dritten und vierten Zahnräder A₃ und A₄ erreicht.

Unter der Voraussetzung, daß das Geschwindigkeitsreduktionsver hältis des vorstehend erläuterten Coriolis-Zahnrad-Aufbaus (UpM der Ausgangswelle 2, wenn die Eingangswelle 1 um eine Umdrehung gedreht wird) R beträgt, gilt folgende Gleichung:

R = 1 - (N₄ × N₂)/(N₃ × N₁) (i)

wobei N₁ die Zähneanzahl des ersten Zahnrads A₁ ist,
wobei N₂ die Zähneanzahl des zweiten Zahnrads A₂ ist,
wobei N₃ die Zähneanzahl des dritten Zahnrads A₃ ist und
wobei N₄ die Zähneanzahl des vierten Zahnrads A₄ ist.

Unter der Annahme, daß in diesem Fall N₁ = 1000, N₂ = 999, N₃ = 1000 und N₄ = 1001 ist, beträgt das Geschwindigkeitsreduktions verhältnis R ein Millionstel (für die Vorwärtsdrehung). Der Coriolis-Zahnrad-Aufbau kann damit ein großes Geschwindigkeits reduktionsverhältnis lediglich mit vier Zahnrädern erzielen.

Wenn das zweite Zahnrad A₂ und das dritte Zahnrad A₃ sich im Eingriff mit dem ersten Zahnrad A₁ und dem vierten Zahnrad A₄ befinden, während die Coriolis-Bewegung vorliegt, wird zwischen den jeweiligen Eingriffflächen eine Gleitbewegung erzeugt. Um Geräusch und Vibration während der Gleitbewegung und ein Hän genbleiben aufgrund der Wärmeerzeugung durch die Gleitbewegung zu vermeiden, sind, wie in Fig. 15 und 17 gezeigt, Rollen 4 und einbeschriebene Oberflächen 5 mit den Rollen in den Zähnen jedes Zahnrads gebildet. Wie in Fig. 17 gezeigt, sind die Rol len 4 insbesondere auf den einbeschriebenen Oberflächen 5 schwimmend getragen bzw. gelagert, mit den Rollen, gebildet an dem ersten Zahnrad A₁ (dem vierten Zahnrad A₄), um halbkreis förmige buchsenartige konvexe Zähne zu bilden. Die einbeschrie benen Oberflächen 5 mit den Rollen sind in dem zweiten Zahnrad A₂ (dem dritten Zahnrad A₃) außerdem gebildet, um halbkreisför mige buchsenartige konkave Zähne zu bilden. Wenn das Drehele ment 3 die Coriolis-Bewegung in einer durch einen Pfeil bezeichneten Richtung durchführt, wird das zweite Zahnrad A₂ (das dritte Zahnrad A₃) in einer durch Pfeile bezeichneten Richtung so bewegt, daß die jeweiligen konvexen und konkaven Zähne sich im Eingriff miteinander befinden. Die Gleitbewegung, die zwischen den jeweiligen konvexen und konkaven Zähnen erzeugt wird, wird dadurch durch die Drehung der Rollen 4 absorbiert. (Dies ist teilweise entnommen aus NIKKEI MECHANI CAL, 28. Okt. 1996, Nr. 492.) Nicht nur das Vorsehen bzw. die Konstruktion des Spiels ist damit unnötig, sondern der Vordruck wird außerdem zwischen den jeweiligen Zahnrädern vorgesehen bzw. angelegt, um den Eingriff mit hoher Präzision durchzufüh ren.

In dem Fall, daß die Differenz der Zähnezahl zwischen dem ersten Zahnrad A₁ und in dem zweiten Zahnrad A₂ eins ist, und wenn die Coriolis-Bewegung über einen Zyklus durchgeführt wird, werden die zwischen dem ersten Zahnrad A₁ und dem zweiten Zahn rad A₂ in Eingriff zu bringenden Zähne um eins verstellt. In dem Fall, daß die Zähneanzahldifferenz zwei beträgt, und wenn die Coriolis-Bewegung über einen Zyklus durchgeführt wird, wer den die zwischen dem ersten Zahnrad A₁ und dem zweiten Zahnrad A₂ in Eingriff zu bringenden Zähne um zwei verstellt. In dem Fall, daß die Zähnedifferenz N beträgt, werden die in Eingriff zu bringenden Zähne um N verstellt. Dies trifft auch für die Beziehung zwischen den dritten und vierten Zahnrädern A₃ und A₄ zu.

Der Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei dem es sich um ein Beispiel der Anwendung des vorstehend erläuterten Coriolis- Zahnrad-Aufbaus handelt, wird nunmehr unter bezug auf Fig. 1, 2 und 7 erläutert. Fig. 1 zeigt eine abgewickelte Ansicht zur Verdeutlichung eines Verfahrens zum Gewinnen einer Zahnform von jedem Kegelrad in dem Zahnrad-Aufbau gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des pri mären Teils von Fig. 1. Fig. 7 zeigt eine schematische Quer schnittsansicht des durch das Verfahren von Fig. 1 und 2 gewon nenen bzw. hergestellten Geschwindigkeitswechselgetriebe-Auf baus unter Darstellung lediglich eines Teils, der sich von dem in Fig. 15 gezeigten Coriolis-Zahnrad-Aufbau unterscheidet. Bei dieser Ausführungsform werden dieselben Bezugsziffern verwen det, um dieselben oder gleichen Teile wie bei dem herkömmlichen Beispiel zu bezeichnen, und eine detaillierte Erläuterung die ser Teile erübrigt sich.

Wie in Fig. 7 gezeigt, ist das erste Kegelrad A₁ am Gehäuse 6 befestigt. Das vierte Kegelrad A₄ ist an der Ausgangswelle 2 angebracht. Die zweiten und dritten Kegelräder A₂ und A₃, die auf dem Drehelement 3 vorgesehen sind, sind auf derselben Axialrichtungsfläche des Drehelements 3 (auf der linken Seiten fläche des Drehelements 3 in Fig. 7) vorgesehen. Wenn die jeweiligen Zahnräder miteinander in Eingriff gebracht werden, werden die ersten, zweiten, vierten und dritten Zahnräder in dieser Abfolge in der axialen Richtung des Eingangszahnrads 1 angeordnet. Die Eingangswelle 1 ist vorgesehen, um durch einen hohlen Abschnitt der Ausgangswelle 2 zu verlaufen bzw. sich zu bewegen. Die Eingangswelle 1 ist als Hohlwelle gebildet, die als Durchlaß 1b verwendet wird.

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, ist der Mittenpunkt einer gemein samen Kugeloberfläche Cir1 (Fig. 2), die durch jeden Teilkreis des ersten Kegelrads A₁ und des zweiten Kegelrads A₂ verläuft, übereinstimmend mit dem Mittenpunkt einer gemeinsamen Kugel oberfläche Cir2 (Fig. 2) angeordnet, die durch jeden Teilkreis des dritten Kegelrads A₃ und des vierten Kegelrads A₄ verläuft. Auf den identifizierten bzw. genannten Mittenpunkt wird durch O bezug genommen. Die XY-Koordinate mit dem Ursprung O wird er richtet bzw. eingerichtet. Die Mittenachse der Eingangswelle 1 (Fig. 7) ist auf der X-Achse der XY-Koordinate angeordnet. Der Eingriffpunkt zwischen den ersten und zweiten Kegelrädern A₁ und A₂ und der Eingriffpunkt zwischen den dritten und vierten Kegelrädern A₃ und A₄ wird als C₁ und C₂ bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform sind beide Eingriffpunkte C₁ und C₂ im zweiten Quadranten (oder im dritten Quadranten) der XY-Koordinate ange ordnet. Bei dem in Fig. 15 gezeigten herkömmlichen Coriolis- Zahnrad-Aufbau sind zum Vergleich die vorstehend erläuterten Eingriffpunkte auf den ersten Quadranten und den dritten Qua dranten oder den zweiten Quadranten und den vierten Quadranten aufgeteilt.

Ein zwischen der Mittenachsenrichtung der Eingangswelle 1 und einem Schrägenabschnitt 1a festgelegter Winkel wird als θ bezeichnet. Zwischen Ebenen senkrecht zu den Rollflächen der ersten und zweiten Zahnräder A₁ und A₂ und Mittenlinien der jeweiligen Teilungskonen betragen θ₁ für das erste Zahnrad und θ₂ für das zweite Zahnrad und θ₁ + θ₂ = θ. Es ist möglich, null für entweder θ₁ oder θ₂ zu wählen. In diesem Fall handelt es sich bei dem Kegelrad mit diesem Winkel von null um einen Zahn kranz bzw. eine Zahnscheibe bzw. ein Planrad. Zwischen Ebenen senkrecht zu den Rollflächen der dritten und vierten Zahnräder A₃ und A₄ und Mittenlinien der jeweiligen Teilkonen festgelegte Winkel betragen θ₃ für das dritte Zahnrad und θ₄ für das vierte Zahnrad und θ₃ + θ₄ = θ.

Die Zähneanzahlen der ersten bis vierten Kegelräder betragen N₁, N₂, N₃ und N₄ und die Werte von N₁ und N₂ unterscheiden sich voneinander, und die Werte von N₃ und N₄ unterscheiden sich ebenfalls voneinander. Radien der Teilkreisabstände D₁O₁, D₂O₂, D₃O₃ und D₄O₄ von den Schnittstellen bzw. Schnittpunkten zwi schen Ebenen senkrecht zu den Rollflächen der ersten bis vier ten Zahnräder A₁ bis A₄ angenommen, und die Mittenlinien der jeweiligen Teilungskonen zu den Scheiteln der jeweiligen Tei lungskonen. Außerdem wird eine Evolventenzahnform mit derselben Kreisteilung oder eine beliebige gewünschte Zahnform auf den Teilkreisen angenommen. Diese Zahnformen werden außerdem für entsprechende zylindrische Zahnräder der ersten bis vierten Zahnräder A₁ bis A₄ angenommen. Unter der Annahme, daß die ent sprechenden Zähneanzahlen der entsprechenden zylindrischen Zahnräder Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ betragen, werden diese wie folgt ausgedrückt:

Z₁ = N₁/sin θ₁ (ii)
Z₂ = N₂/sin θ₂ (iii)
Z₃ = N₃/sin θ₃ (iv)
Z₄ = N₄/sin θ₄ (v)

Bei den entsprechenden zylindrischen Zahnrädern mit der durch die vorstehend erläuterten Gleichungen (ii) und (iii) erhalte nen Beziehung wird eine Zahnform mit gleicher Höhenlage (Form eines Kegelrads mit Oktoidenverzahnung) auf dem ersten Zahnrad A₁ durch ein Schneidmesser zum Ausbilden einer evolventen Zahn form oder einer beliebigen gewünschten Zahnform erzeugt. Die Zahnform wird außerdem auf das zweite Zahnrad A₂ übertragen. In derselben Weise werden die dritten und vierten Zahnräder A₃ und A₄ gebildet. Wenn die einbeschriebene Oberfläche 5 mit der Rolle gebildet ist anstelle der Form eines Kegelrads mit Oktoi denverzahnung, ist es möglich, nahezu dieselbe Zahnform zu erhalten, wie in Fig. 15 und 17 gezeigt. Fig. 7 zeigt den Fall, daß die Rollen 4 und die einbeschriebenen Oberflächen 5 mit den Rollen als Zahnform verwendet werden. Die vorliegend verwende ten Rollen können durch einen beliebigen Typ von Rollen ersetzt sein, wie etwa zylindrische Rollen oder nadelartige Rollen.

Das durch die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhaltene vorteilhafte Ergebnis mit der vorstehend erläuterten Anordnung ist wie folgt. In Übereinstimmung mit der Ausfüh rungsform sind sowohl der Eingriffpunkt C₁ zwischen den ersten und zweiten Kegelrädern A₁ und A₂ wie der Eingriffpunkt C₂ zwi schen den dritten und vierten Kegelrädern A₃ und A₄ im zweiten Quadranten (oder im dritten Quadranten) der vorstehend erläu terten XY-Koordinate angeordnet, wobei, wie in Fig. 7 gezeigt, die ersten bis vierten Kegelräder in derselben Axialrichtungs fläche des Drehelements 3 angeordnet sind, um dadurch eine Axialrichtungsabmessung des Zahnrad-Aufbaus zu verringern. Außerdem ist es problemlos, die Ausgangswelle 2 so anzuordnen, daß sie sich in derselben Richtung erstreckt wie die Eingangs welle 1, und es ist möglich, den unterschiedlichen Anforderun gen Rechnung zu tragen. Damit ist es möglich, den Anwendungs bereich des Coriolis-Zahnrad-Aufbaus zu erweitern, der das große Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis lediglich mit vier Zahnrädern erhalten kann.

Wie in Fig. 7 gezeigt, ist die Ausgangswelle 2 als Hohlwelle gebildet, die Eingangswelle 1 ist vorgesehen, um durch das Innere der Hohlwelle zu verlaufen, und die Eingangswelle 1 ist als Hohlwelle gebildet, um das hohle Innere als Durchlaß 1b bereitzustellen. Damit ist es möglich, verschiedene Teile im Innern des Durchlasses 1b anzuordnen. In dem Fall, daß der Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau als Schwenkantriebsein richtung für einen Geschützturm verwendet wird, kann der Durch laß als Munitionszufuhrdurchlaß zu der Kanone oder Verbindungs durchlaß für das Bedienpersonal gebildet sein. Der Aufbau ist insbesondere für ein System geeignet, das eine ultrapräzise Drehung und eine Stoppbewegung erfordert und gleichzeitig ein drehbares hohles Rohr, wie etwa einen Drehtisch eines Maschi nenwerkzeugs großer Abmessung, einen Kran großer Abmessung, einen mehrfach angelenkten Roboterarm, Türme bzw. Aufbauten für Basen des Krans und des Roboterarms, einen Basissitz für eine Parabolantenne, eine Drehvorrichtung für einen CT-Scanner für menschliche Körper und dergleichen benötigt.

Ein Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter bezug auf Fig. 3, 5 und 6 erläutert. Fig. 3 zeigt eine abge wickelte Ansicht zur Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Zahnform für jedes Kegelrad in einem Zahnrad-Aufbau gemäß der zweiten Ausführungsform. Fig. 5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Geschwindigkeitswechselgetriebe-Auf baus, das durch das in Fig. 3 gezeigte Verfahren erhalten wird, wobei lediglich der Teil dargestellt ist, der sich von dem in Fig. 15 gezeigten Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau unter scheidet. Bei der zweiten Ausführungsform werden dieselben Bezugsziffern verwendet, um dieselben Teile und ähnliche Teile wie bei dem herkömmlichen Beispiel zu bezeichnen, weshalb sich deren detaillierte Erläuterung erübrigt.

Der Unterschied zwischen den ersten und zweiten Ausführungsfor men der Erfindung besteht darin, daß bei der zweiten Ausfüh rungsform die Rollfläche jedes Kegelrads, d. h. die Zahnlinien richtung zum Ursprung O der XY-Achsen gerichtet ist. Wie in Fig. 5 gezeigt, sind in Übereinstimmung mit diesem Verfahren das zweite Zahnrad A₂ und das dritte Zahnrad A₃ als innen ver zahnte Kegelräder (umgekehrt konische Kegelräder) mit gleicher Höhenlage gebildet. Auch bei dieser Ausführungsform sind sowohl der Eingriffpunkt C₁ zwischen den ersten und zweiten Kegel rädern A₁ und A₂ wie der Eingriffpunkt C₂ zwischen den dritten und vierten Kegelrädern A₃ und A₄ im zweiten Quadranten (oder im dritten Quadranten) der XY-Koordinate angeordnet, wie in Fig. 3 gezeigt, wodurch, wie in Fig 5 gezeigt, die ersten bis vierten Kegelräder in derselben Axialrichtungsfläche des Dreh elements 3 angeordnet sind, um dadurch eine Axialrichtungs abmessung des Zahnrad- bzw. Getriebe-Aufbaus zu verringern. Demnach ist es möglich, den Anwendungsbereich des Coriolis- Zahnrad-Aufbaus zu erweitern, der ein großes Geschwindigkeits reduktionsverhältnis mit lediglich vier Zahnrädern erzielen kann. Auch bei dieser Ausführungsform ist die Ausgangswelle 2 als Hohlwelle gebildet, die Eingangswelle 1 ist dazu vorge sehen, durch das Innere der Hohlwelle zu verlaufen, und die Eingangswelle 1 kann vorgesehen sein, um sich in derselben axialen Richtung zu erstrecken.

Das zweite Zahnrad A₂ und das dritte Zahnrad A₃, die auf dem Drehelement 3 vorgesehen sind, sind im übrigen auf dem Drehele ment durch Befestigungsmittel, wie etwa Bolzen 7, lösbar ange bracht. Das Drehelement 3 hält die zweiten und dritten Zahn räder A₂ und A₃, die in dem Halterungsabschnitt der zweiten und dritten Zahnräder A₂ und A₃ elastisch verformbar sind. Bei Kon takt zwischen den jeweiligen Zahnrädern kann dadurch ein geeig neter Vordruck zwischen den Zahnrädern angelegt werden. Einbe schriebene Flächen 5 mit den Rollen sind in den jeweiligen Rollflächen des ersten Zahnrads A₁ und des vierten Zahnrads A₄ gebildet, und die Rollen 4 sind durch die einbeschriebenen Oberflächen schwimmend getragen bzw. gelagert, um dadurch halb kreisförmige konvexe Zähne zu bilden. Die einbeschriebenen Flä chen 5 mit den Rollen sind auf den jeweiligen Rollflächen des zweiten Zahnrads A₂ und des dritten Zahnrads A₃ gebildet, um dadurch halbkreisförmige konkave Zähne zu bilden.

Wie in Fig. 6 gezeigt, sind die auf den ersten und vierten Zahnrädern A₁ und A₄ vorgesehenen Rollen 4 an beiden Enden mit durchmesserkleinen Abschnitten 4a versehen, die an Haltern 8 getragen sind. Bei den Haltern 8 handelt es sich um geformtes Material mit Elastizität bzw. Federungsvermögen, wie etwa Kunstharz, um die Rollen 4 schwimmend und drehbar zu tragen bzw. zu lagern (wodurch die Rollen sich entlang den einbe schriebenen Oberflächen 5 mit den Rollen geringfügig bewegen können). Wenn an die Rolle 4 eine Last angelegt wird (wenn die Zahnräder sich im Eingriff miteinander befinden), wird der Hal ter 8 nur durch das notwendige Ausmaß verformt, so daß die Rolle 4 in innigem Kontakt mit der einbeschriebenen Oberfläche 5 der Rolle gebracht werden kann.

Wenn im übrigen die zweiten und dritten Zahnräder A₂ und A₃ als umgekehrt konische Kegelräder hergestellt werden sollen, insbe sondere wenn ein Zahnraddurchmesser des zweiten Zahnrads A₂ eine bestimmte Größe (beispielsweise 1 bis 2 m oder mehr) auf weisen soll, kann ein Schneidrad mit 25,4 cm bis 50,8 cm (10 bis 20 Inch) einer Bearbeitungsvorrichtung verwendet werden, die in Verbindung mit Fig. 10 erläutert ist. Demnach ist es möglich, Zähne direkt durch den Bearbeitungsvorgang zu bilden. In dem Fall jedoch, daß der Zahnraddurchmesser des zweiten Zahnrads A₂ klein (beispielsweise 20 mm oder kleiner) ist, kann die Größe des Schneidrads nicht wirklich realisiert werden. Es ist demnach schwierig, Zähne durch den Bearbeitungsvorgang aus zubilden. Wenn deshalb eine gewünschte Zahnform auf eine Form (wobei die Form insbesondere das konische Kegelrad ist) über tragen wird, um das Zahnrad als Form- bzw. Gußerzeugnis zu erhalten, und die präzise Bearbeitung für die Form bewirkt wird, ist es einfach bzw. problemlos, die Zahnräder als Form erzeugnisse auf Massenproduktionsbasis herzustellen. Das Ver fahren zum Herstellen der Zahnräder als Form- bzw. Gußprodukte ist selbstverständlich auch auf diejenigen Zahnräder anwendbar, die in der ersten Ausführungsform erläutert sind.

Ein Zahnrad-Aufbau gemäß einer dritten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung wird nunmehr unter bezug auf Fig. 4 erläu tert. Fig. 4 zeigt eine Abwicklungsansicht unter Darstellung eines Verfahren zum Herstellen einer Zahnform für jedes Kegel rad bei dem Zahnrad-Aufbau gemäß der dritten Ausführungsform. Auch bei der dritten Ausführungsform werden dieselben Bezugs ziffern verwendet, um dieselben oder die gleichen Teile wie beim herkömmlichen Beispiel zu bezeichnen, und ihre detail lierte Erläuterung erübrigt sich damit.

Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter scheidet sich damit von den ersten und zweiten Ausführungsfor men in der in Fig. 4 gezeigten XY-Koordinate, darin, daß der Eingriffpunkt C₁ zwischen den ersten und zweiten Kegelrädern A₁ und A₂ im zweiten Quadranten angeordnet ist, und daß der Ein griffpunkt C₂ zwischen den dritten und vierten Kegelrädern A₃ und A₄ im vierten Quadranten angeordnet ist (oder daß C₁ im dritten Quadranten angeordnet und C₂ im vierten Quadranten angeordnet ist). In diesem Fall sind C₁ und C₂ in den zwei Qua dranten angeordnet, jedoch nahe zueinander zu beiden Seiten der Y-Achse derart, daß die Axialrichtungsabmessung des Getriebe- Aufbaus in derselben Weise reduziert werden kann wie bei den vorstehend erläuterten beiden Ausführungsformen. Unter der Bedingung, daß, wenn C₁ und C₂ dazu vorgesehen sind, zu beiden Seiten der Y-Achse sowie nahe zueinander angeordnet zu werden, kann ein Teilkreisdurchmesser von jedem der ersten bis vierten Zahnräder A₁ bis A₄ näher am Maximalwert liegen. Da das zuläs sige Drehmoment für die Zahnräder proportional zum Durchmesser der Zahnräder ist, ist es möglich, ein Paar von Zahnrädern mit dem zulässigen Drehmoment im Maximalpegel bzw. auf dem Maximal niveau auszubilden. Es besteht der weitere Vorteil, daß die Freiheit bei der Konstruktion des Getriebe-Aufbaus vergrößert ist und ihr Anwendungsbereich erweitert ist.

Ein Zahnrad- bzw. Getriebe-Aufbau gemäß der vierten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf Fig. 8 und 9 erläutert. Fig. 8 und 9 zeigen Abwicklungs ansichten unter Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Zahnform für jedes Kegelrad in dem Getriebe-Aufbau gemäß der vierten Ausführungsform. Auch bei der vierten Ausführungs form werden dieselben Bezugsziffern verwendet, um dieselben und gleichen Teile zu bezeichnen wie beim herkömmlichen Beispiel, und ihre detaillierte Erläuterung erübrigt sich damit.

Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei jedem der Kegelräder A₁ bis A₄ um ein Hypoid-Kegelrad han delt. Das Verfahren zur Ausbildung des Hypoid-Kegelrads ist wie folgt. Unter Bezug auf Fig. 8 werden die folgenden Schritte ausgeführt:

1. Verwenden eines Kreises, der durch das Zentrum der Zahn breite verläuft als Teilkreisdurchmesser (PCD);
2. Verwenden eines Schnittpunkts zwischen dem PCD und einer Mittenlinie des auszubildenden Zahns als Pc;
3. Einstellen eines Verdrehungswinkels δ über dem Zentrum Pc;
4. Gewinnen einer entsprechenden Zähneanzahl eines entspre chenden Stirnrads (spur gear) auf der Annahme, daß das ent sprechende Stirnrad dasjenige Stirnrad ist, dessen Durch messer dem Krümmungsradius am Punkt Pc entspricht, wenn die Rollfläche durch einen Querschnitt senkrecht zu der Zahn linie geschnitten ist, während sie durch Pc hindurchtritt;
5. auf Grundlage der entsprechenden Zähneanzahlen Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ erhalten aus den vorstehend genannten Gleichungen (ii) bis (v) der entsprechenden zylindrischen Zahnräder, Gewinnen der Zähneanzahlen Zh₁, Zh₂, Zh₃ und Zh₄ des ent sprechenden Stirnrads in Übereinstimmung mit den folgenden doppeltgültigen Gleichungen:
Zh₁ = Z₁/cos³ δ (vi)
Zh₂ = Z₂/cos³ δ (vii)
Zh₃ = Z₃/cos³ δ (viii)
Zh₄ = Z₄/cos³ δ (ix)
Die vorstehend genannten doppeltgültigen Gleichungen (vi) bis (ix) werden durch ein übliches Verfahren erhalten, auf Grundlage der entsprechenden Zähneanzahl in dem entspre chenden Stirnrad des Hypoidrads;
6. Gewinnen bzw. Herstellen des Hypoid-Kegelrads in Überein stimmung mit der Ausführungsform durch Bereitstellen eines Zahns gleicher Höhenlage durch ein Schneidmesser mit einer evolventen Zahnform oder einer beliebigen Zahnform, erhal ten in dem entsprechenden Stirnrad, das in Übereinstimmung mit den vorstehend erläuterten doppeltgültigen entsprechen den Gleichungen erhalten wird, und durch Erzeugen und Über tragen der Zahnform des vorstehend genannten Zahns gleicher Höhenlage auf die gegenüberliegenden Oberfläche. Unter der Annahme, daß ein durch einen Punkt B auf einem Innendurch messer D₁ eines einzigen Zahns und einem Punkt A auf dem Außendurchmesser D₀ des Zahns durch α_H festgelegt ist und der Teilungswinkel des Zahns durch p dargestellt ist, ist es möglich, wenn α_H ≧ P, die Bedingung stets beizubehalten, daß sich jeder Teil der Zähne im Eingriff befindet (weil die Eingriffwahrscheinlichkeit erhöht ist), und es ist deshalb möglich, einen gleichmäßigen Betrieb mit geringem Geräusch durchzuführen. Die Zahnbreite T, welche diese Bedingung (α_H ≧ p) erfüllt, ist damit eingestellt;
7. In den zweiten und dritten Kegelrädern A₂ und A₃, die inte gral mit dem Drehelement 3 vorgesehen sind, und in dem Fall, daß der Verdrehwinkel δ in der Richtung eingestellt ist, die in Fig. 8 in dem zweiten Kegelrad A₂ dargestellt ist, Einstellen des Verdrehwinkels δ in einer in Fig. 9 gezeigten Richtung (eine Richtung entgegengesetzt zu der jenigen von Fig. 8) in dem dritten Kegelrad A₃ derart, daß dieselbe Wirkung wie bei einem Pfeilrad bzw. doppelschräg verzahnten Rad erzielt werden kann. (Der Teilkreis PCD' des entsprechenden Stirnrads ist in Fig. 9 schematisch gezeigt.)

In bezug auf die Kegelräder, welche diese Hypoidform aufweisen, sind sowohl der Eingriffpunkt C₁ zwischen den ersten und zwei ten Kegelrädern A₁ und A₂ wie der Eingriffpunkt C₂ zwischen den dritten und vierten Kegelrädern A₃ und A₄ nicht im selben Qua dranten der in Fig. 1 gezeigten XY-Koordinate angeordnet; viel mehr können die Eingriffpunkte in unterschiedlichen Quadranten (beispielsweise den ersten und dritten Quadranten) angeordnet sein. Es ist deshalb möglich, die Form dieser Ausführungsform nicht nur auf die Form der vorstehend erläuterten ersten bis dritten Ausführungsformen anzuwenden, sondern auch auf den in Fig. 15 gezeigten herkömmlichen Coriolis-Zahnrad-Aufbau. Die Eingriffwahrscheinlichkeit für jedes Zahnrad ist dabei so erhöht, daß ein gleichmäßiger Betrieb bei geringem Geräusch erhalten werden kann, was beim Kegelrad einen Vorteil dar stellt.

Die folgende Bearbeitungsvorrichtung für die vorstehend genann ten Kegelräder wird verwendet. Die vorliegenden Anmelder haben Einzelheiten der Bearbeitungsvorrichtung für die Coriolis-Zahn räder in der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 8-358650 offenbart. Diese Bearbeitungsvorrichtung kann verwendet werden. Diese Bearbeitungsvorrichtung wird nunmehr kurz erläutert.

Wie in Fig. 10 gezeigt, dient bei der Bearbeitungsvorrichtung 107 eine Oberseite eines Körpers 108 als Drehtisch 109, der relativ zum Körper 108 gedreht werden kann. Eine Antriebswelle 111 steht vom Zentrum des Drehtisches 109 vor, und ein Servo motor 110 ist mit einem unteren Endabschnitt der Antriebswelle 111 verbunden. Ein Schrägenabschnitt 111a mit einem vorbestimm ten Winkel λ relativ zur Achse der Antriebswelle 111 ist außer dem an einem Ende der Antriebswelle 111 vorgesehen. Eine Dreh platte 112 ist durch ein Lager an dem Schrägenabschnitt 111a getragen. Ein Paar von Coriolis-Zahnrädern sind zwischen auf einander zu weisenden Oberflächen der Drehplatte 112 und des Drehtisches 109 gebildet. Das auf dem Drehtisch 109 gebildete Zahnrad ist das erste Zahnrad A₁'. Das auf der Drehplatte 112 gebildete Zahnrad ist das zweite Zahnrad A₂'. Da der Drehtisch 109 und die Achse der Antriebswelle 111 senkrecht zueinander angeordnet sind, ist der durch den Drehtisch 109 und die Dreh platte festgelegte Winkel derselbe.

Die Drehplatte 112 hält ein Werkstück 113, während sie das Schwenkzentrum P₁ des Coriolis-Zahnradpaars A₁ und A₂ in Über einstimmung mit dem Schwenkmittenpunkt des Werkstücks 113 bil det, wenn das Werkstück 113 in dem Zahnrad- bzw. Getriebe-Auf bau installiert ist, und eine Coriolis-Bewegung durchführt. Der Drehtisch 109 ist an dem Körper 108 durch ein Lager 115 drehbar getragen bzw. gelagert. Ein Schneckenrad 116 ist konzentrisch auf dem Schwenktisch 109 angebracht. Eine Schnecke 117 ist auf dem Körper 108 in einer Position vorgesehen, wo sie im Eingriff mit dem Schneckenrad 116 steht. Die Schnecke 117 wird durch ein Antriebsmittel, wie einem Motor (nicht gezeigt) gedreht, wo durch das Schneckenrad 116 angetrieben wird, und um den Schwenktisch 109 antriebsmäßig zu drehen.

Die Bearbeitungsvorrichtung ist außerdem mit einem Schneidmes ser 118 zum Ausbilden einer Zahnform versehen. Das Schneidmes ser 118 ist durch eine Positioniervorrichtung 119 getragen, die auf NC-Basis gesteuert und relativ zum Werkstück 113 vorschieb bar/rückziehbar ist. Das Schneidmesser 118 kann sich in Zahn linienrichtung (die Richtung, die einen Winkel λ' = 1/2 λ rela tiv zur horizontalen Richtung aufweist) mit einem Hub L bewe gen, vorgesehen im Werkstück 113, während es sich dreht. Dieser Hub L ist geringfügig länger als eine gewünschte Zahnbreite. Die Bewegungsrichtung des Schneidmessers 118 verläuft in der Richtung δ relativ zu der zu bearbeitenden Oberfläche des Werk stücks, wie in Fig. 8 gezeigt, wodurch das Hypoid bzw. das Hypoid-Zahnrad erzeugt wird.

In dem Werkstück 113, das an einem Vorsprung 112a der Dreh platte 112 befestigt ist, ist das Schwenkzentrum P₁ des Corio lis-Zahnradpaars A₁' und A₂' in Übereinstimmung mit dem Schwenkmittenpunkt festgelegt, wenn das Werkstück 113 in dem Zahnrad-Aufbau installiert ist und eine Coriolis-Bewegung durchführt. Wenn die Antriebswelle 111 gedreht wird, führt der Schrägenabschnitt 111a eine Bewegung ähnlich wie ein Nacken schwingen durch. Die Drehplatte 113 führt eine Nackenschwing bewegung, d. h. die Coriolis-Bewegung durch.

Das Schneidmesser 118 wird damit in einer gewünschten Zahn linienrichtung synchron zu einem Takt bzw. einem Zeitpunkt einer Vorwärtsdrehung der Antriebswelle 111 derart bewegt, daß die Zahnformen nacheinander auf der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks 113 gebildet werden. Da die Bedingung besteht, daß das Schwenkzentrum P₁ des Coriolis-Zahnradpaars A₁' und A₂' mit dem Schwenkmittenpunkt übereinstimmt, wenn das Werkstück 113 in dem Zahnrad-Aufbau installiert ist und eine Coriolis- Bewegung beibehalten wird, bildet die zu bearbeitende Ober fläche des Werkstücks 113 den Bewegungsort des dritten Zahnrads A₃' integral mit dem zweiten Zahnrad A₂', das bzw. die auf der Drehplatte 112 gebildet wird bzw. werden. Wenn die Zähne auf der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks 113 gefräst wer den, wird das Schneidmesser 118 zu einem Zahnrad, das eines des Paars mit dem Werkstück 113 (hypothetisches viertes Zahnrad A₄') derart bildet, daß die auf der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks gebildete Zahn eine identische Zahnform zu dem dritten Zahnrad A₃' hat.

Um das Zahnradpaar A₁ und A₂ und das Zahnradpaar A₃ und A₄ von den Kegelrädern zu erhalten, welche den Differentialgetriebe- Aufbau bilden, genügt es, die Zähne des Zahnrads A₂ herzustel len und zu bearbeiten bzw. zu verarbeiten, wenn die Zähne des Zahnrads A₂ Referenzzähne (Vorlagenzähne) bilden. Wenn auf diese Weise die Zähne des Zahnrads A₃ Referenzzähne (Vorlagenzähne) bilden, reicht es aus, die Zähne des Zahnrads A₄ herzustellen und zu verarbeiten. Bei der vorliegenden Aus führungsform werden die Zahnräder A₂ und A₃ hergestellt und verarbeitet. Wenn die Referenzzähne (Zähne der Zahnräder A₁ und A₂) verarbeitet werden, entfallen das erste Zahnrad A₁', das zweite Zahnrad A₂' und die Antriebswelle 111 der Bearbeitungs einrichtung 107 zugunsten der Bearbeitungseinrichtung (mit einer üblichen Index-Tabelle), in welche die Drehplatte 112 direkt am Drehtisch 109 befestigt ist, und die Schnecke 117 wird gedreht, wodurch das Schneckenrad 116 angetrieben wird, und der Drehtisch 109 wird antriebsmäßig gedreht. Eine belie bige Anzahl von Zähnen wird ermittelt und das Schneidmesser 118 wird in der Richtung des Winkels λ' = λ bewegt, der relativ zur Horizontallinie festgelegt ist, um die Zähne zu verarbeiten.

Ein beliebiges Schneidmesser vom Arm-Typ (Schneidkopf-Typ) oder ein konisches Hobelschneidmesser kann anstelle des vorstehend erläuterten Schneidmessers genutzt werden, so daß die zu erzeu gende Zahnlinie eine trochoidische Kurve erzeugt und ein Spi ralkegelrad mit gleicher Höhenlage gebildet wird.

Wenn, wie vorstehend erläutert, die Bearbeitungsvorrichtung 107, die in Fig. 10 gezeigt ist, verwendet wird, wird das Werk stück 113 an einem Bewegungssystem befestigt, welches dieselbe Bewegung wie die Coriolis-Bewegung ausführt, die für die Zahn räder erforderlich ist, und das Schneidmesser mit einer belie bigen Zahnform wird in der Richtung der Zahnlinie synchron zur Coriolis-Bewegung des Bewegungssystems bewegt. Infolge davon werden die Zahnräder unter derselben Bewegungsbedingung wie die Coriolis-Bewegung erzeugt bzw. hergestellt, die erforderlich ist, wenn das Werkstück als das Zahnrad verwendet wird. Das vorstehend erläuterte gewünschte Schneidmesser kann eine gewünschte Zahnform erzeugen, während das Zahnrad, einen Teil des Paars mit dem Werkstück bildet, sich in Kontakt mit dem Werkstück befindet, und zwar derart, als ob es mit dem Werk stück im Eingriff stehen würde.

Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf Fig. 11 und 12 erläutert. Auch bei dieser Ausfüh rungsform werden dieselben Bezugsziffern verwendet, um diesel ben oder die gleichen Teile wie beim herkömmlichen Beispiel zu erläutern, und deren detaillierte Erläuterung erübrigt sich damit.

Die nachfolgende Form wird als die Zahnform der Coriolis-Zahn radvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform verwendet. Fig. 11 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie I-I von Fig. 6 (unter Darstellung eines Abschnitts des Zahneingriffs in vergrößertem Maßstab). Gezeigt sind das erste Zahnrad A₁, das zweite Zahnrad A₂ und die Rolle 4. Der Querschnitt der Rolle 4, der vorliegend verwendet wird, ist ein wahrer bzw. tatsächlicher Kreis. Im Gegensatz hierzu weist die einbeschriebene Oberfläche 5 mit den Rollen die folgende Form auf. Ein Kontaktwinkel zwischen der Rolle 4 und der einbeschriebenen Fläche 5 mit der Rolle ist, wie gezeigt, durch α festgelegt. Der Wert von α kann in gewünschter Weise eingestellt sein. Es ist möglich, den Wert für das erste Zahnrad A₁ und das zweite Zahnrad A₂ einzustellen. Der Kontaktpunkt zwischen der Rolle 4 und der einbeschriebenen Oberfläche 5 ist durch Po festgelegt. Wenn der Querschnitt radius der Rolle 4 als r₁ eingestellt ist, weist die einbe schriebene Oberfläche 5 einen Querschnitt auf, der mit der Rolle 4 am bzw. im Kontaktpunkt Po mit einem Radius R = kr umschrieben ist. k ist dabei ein Koeffizient innerhalb des Bereichs von 1,001 < k < 1,2. Da der Koeffizient k größer als 1 ist, ist die einbeschriebene Oberfläche 5 stärker vom Außen umfang der Rolle 4 getrennt, wenn sie sich entfernt vom Kon taktpunkt Po befindet. Die gekrümmten Flächen bzw. Oberflächen, die durch jeden Kontaktpunkt Po laufen, schneiden sich bzw. eine Vertikallinie, die durch den Mittenpunkt O der Rolle 4 verläuft, und ein Spalt, der als ar (a < 0) festgelegt ist, wird gebildet. Wenn die Position, wo diese Ebenen vorliegen bzw. sich schneiden, durch den Punkt x wiedergegeben ist, wird am Punkt x eine einigermaßen scharfe Konvexität gebildet. Die durch M in Fig. 11 dargestellte Dimension bzw. Größe ist der Abstand zwischen dem ersten Zahnrad A₁ und dem zweiten Zahnrad A₂.

Vergleicht man einen Endabschnitt 5a der Rolleneinbeschrei bungsfläche 5 des ersten Zahnrads A₁ mit einem Endabschnitt 5b des zweiten Zahnrads A₂, ist der Radius des Endabschnitts 5b größer als der andere. Der Grund hierfür ist ein sogenanntes Freikommen bzw. Lösen des Eingriffs der einbeschriebenen Fläche 5 des zweiten Zahnrads A₂ mit der Rolle 4, selbst dann, wenn die einbeschriebene Fläche 5 des zweiten Zahnrads A₂ im Ein griff mit der Rolle 4 steht, die auf dem ersten Zahnrad A₁ vor gesehen ist, wodurch eine geringfügige positionsmäßige Ver schiebung zwischen ihnen vorliegen würde.

Fig. 12 zeigt eine Querschnittsform des Endflächenabschnitts eines Werkzeugs (Schneidrad oder dergleichen) zum Ausbilden der vorstehend erläuterten Zahnform. Die Abfolge der Herstellungs schritte ist wie folgt. Zunächst wird eine Basis 11 mit einer konvexen Form, die durch zwei strichlierte Linien L₁ und L₂ gezeigt ist, durch ein Diamant-Schneidmesser (oder ein CBN- Schneidmesser oder irgendein Schneidkopfmesser) 12 gebildet. Unter der Annahme, daß ein Mittenpunkt jeder einbeschriebenen Oberfläche, angeordnet auf einer Linie, welche das Zentrum bzw. die Mitte O der Rolle 4 mit jedem Kontaktpunkt Po verbindet, wie in Fig. 11 gezeigt, Q₁, Q₂, Q₃ oder Q₄ ist, wird ein Kreis mit einem Radius R₁ (R₁ < R) als Zentrum entsprechend Q₁ für L₁ gebildet, und ein Kreis mit einem Radius R₁ als Zentrum ent sprechend dem Punkt Q₂ für L₂ über einen Winkel (β < 90°) rela tiv zu der horizontalen Linie wird gebildet.

Ein Schleifmaterial, wie etwa CBN-Partikel, ist auf die vorste hend erläuterte Basis 11 aufgetragen. Durch erneutes Schneiden der beschichteten Oberfläche durch ein Diamant-Schneidmesser 13 mit unterschiedlichem Durchmesser wird die Werkzeugform ausge bildet, die durch die durchgezogene Linie L₃ gezeigt ist. Die Bewegungsorte der Diamant-Schneidmesser 12 und 13 sind diesel ben wie diejenigen, die durch einpunktierte Linie L₄ gezeigt sind und eine Schleifpartikelschicht mit einer gleichmäßigen Schicht wird auf der Oberfläche der Basis 11 gebildet. Die Oberflächenform ist derart, daß die in Fig. 11 gezeigte einbe schriebene Fläche 5 ausgebildet werden kann.

Das in Übereinstimmung mit der fünften Ausführungsform der vor liegenden Erfindung mit dem vorstehend erläuterten Aufbau erzielte Resultat ist das folgende. Wenn ein Eingriff zwischen dem ersten Zahnrad A₁ und dem zweiten Zahnrad A₂ auftritt, wie in Fig. 17 gezeigt, wird eine Last P am Kontaktpunkt Po an die Rolle 4 angelegt, wie in Fig. 11 gezeigt. Die Last P kann in eine Drehmomentübertragungskraft T und eine Rückseitenkraft F = Ttan α (oder F = Psin α) unterteilt werden. Die Rückseiten kraft F zwingt die Rolle 4 dazu, sich von der einbeschrie benen Fläche 5 wegzubewegen (in einer Aufwärtsrichtung für das Zahnrad A₁ und einer Abwärtsrichtung für das Zahnrad A₂). Die Rückseitenkraft F ist außerdem proportional zu der Hertz-Spannung. Wenn der Wert α erniedrigt bzw. ver kleinert wird, um den Wert von F zu verkleinern, wird auch die Hertz-Spannung erniedrigt.

Da bei dieser Ausführungsform die Beziehung R < r gilt, ist der Spalt ar auf dem Bodenabschnitt der einbeschriebe nen Fläche 5 vorgesehen, die Rolle 4 wird der Last P unterworfen, wodurch sie durch die gekrümmte Form der ein beschriebenen Fläche 5 so geführt wird, daß die Kraft zum Bewegen in Richtung auf den Spalt erzeugt wird. Diese Kraft verkleinert die Rückseitenkraft F. Wenn der Spalt ar ist, ist es möglich, das Austragen des Schmiermittelöls zwischen der Rolle 4 und der einbeschriebenen Fläche 5 gleichmäßig durchzuführen und eine Kraft in Richtung von F zu verkleinern. Demnach ist es möglich, die Hertz-Spannung zu erniedrigen. Die Lebensdauer des Zahnrads ist umgekehrt proportional zur neunten Potenz der Hertz-Spannung. Wenn beispielsweise die Hertz-Kraft ein Drittel so groß ist, wird die Lebensdauer um etwa das 20 000fache erhöht.

Bei dem in Fig. 12 gezeigten Beispiel wird ein konstanter Radius R = kr als die Form für die einbeschriebene Fläche 5 in Betracht gezogen. Es ist jedoch möglich, denselben Vorteil selbst unter Verwendung derjenigen Form zu erhal ten, die sich ausgehend von dem Radius r zum Radius R an der Grenze des Punkts P₁ allmählich ändert, wobei die wahre Kreisform mit dem Radius r konzentrisch zur Rolle 4 im Bereich jedes Kontaktpunkts Po (jeder Bereich θ) ist, wie in Fig. 13 gezeigt.

Das in Fig. 14 gezeigte Verfahren kann ebenfalls verwendet wer den. Bei dem Beispiel von Fig. 14 ist die Form der einbeschrie benen Fläche 5 in symmetrischer Rechts/Links-Beziehung gehal ten. Dies wird nunmehr erläutert. Zunächst ist der Kontaktwin kel zwischen der Rolle 4 und der einbeschriebenen Fläche 5 ein beliebiger gewünschter Winkel θo. In diesem Fall ist der Kon taktpunkt durch Po festgelegt. Eine einbeschriebene Fläche S₁ mit einem Radius R₁ = kr, die durch den Kontaktpunkt Po ver läuft, wird gebildet. Das Zentrum O₁ der einbeschriebenen Flä che S₁ (Radius R₁), angeordnet auf der Linie zwischen dem Kon taktpunkt Po und dem Zentrum O der Rolle 4, wird in Betracht gezogen. Eine einbeschriebene Fläche S₂ mit einem Radius R₂ (R₂ <R₁), die mit der einbeschriebenen Fläche S₁ als Grenze des Punkts P₁ auf der einbeschriebenen Fläche S₁ entfernt von dem Kontaktpunkt Po durch einen gewünschten Winkel θ₁ relativ zu der geraden Linie PoO einbeschrieben ist, die durch O₁ ver läuft, wird gebildet. Diese einbeschriebenen Flächen S₂ schnei den einander auf der vertikalen Linie, die durch das Zentrum O der Rolle 4 verläuft. Es ist möglich, denselben Vorteil zu erhalten, indem die einbeschriebene Fläche 5 von R₁ auf R₂ all mählich geändert wird (oder durch weitere mehrfache Schritte bzw. Stufen).

Der Aufbau in Übereinstimmung mit der fünften Ausführungsform der Erfindung wird wie folgt zusammengefaßt erläutert. Das spe zielle Merkmal dieser Ausführungsform besteht darin, daß bei einem Zahnradpaar mit Zähnen, die durch die Rolle 4 festgelegt sind, bei dem es sich um das Rollenelement handelt, und die einbeschriebene Fläche 5, bei der es sich um eine Nut handelt, die mit dem Rollelement einbeschrieben wird, beträgt der Quer schnittradius des Rollelements r, der Kontaktwinkel zwischen dem Rollelement und der Nutfläche beträgt α, der Querschnitt der Nut ist derart gebildet, daß er durch den Kontaktpunkt zwi schen dem Rollelement und der Nutfläche verläuft und einen Radius aufweist, der die Beziehung R = kr und k < 1 erfüllt. In diesem Fall ist es bevorzugt, daß der Wert des Koeffizienten k im Bereich von 1,001 bis 1,2 liegt. Außerdem ist es möglich, den Querschnittsradius der Nut von R₁ bis R₂ allmählich zu ändern.

Außerdem ist es möglich, den Querschnitt der Nut ausgehend von der Querschnittform mit einem Radius r, der durch den Kontakt punkt zwischen dem Rollelement und der Nutfläche verläuft, in eine Querschnittform mit dem Radius R = kr allmählich zu ändern. Die vorstehend genannte Zahnform ist nicht auf die jenige für den Coriolis-Zahnrad-Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung beschränkt, sondern kann auf eine beliebige Form selbst dann angewendet werden, wenn sie für den herkömmlichen Coriolis-Zahnrad-Aufbau, ein Stirnrad, ein Hypoidrad oder der gleichen angewendet werden soll, wenn ein Zahnradpaar gebildet werden soll, das durch das Rollelement und die Nut festgelegt ist, die mit dem Rollelement einbeschrieben wird. Auch bezüg lich der Beziehung zwischen einer Kugelzuführschraube und einer Mutter ist es möglich, dieselben Vorteile zu erzielen, wenn die vorstehend erläuterte Querschnittsform auf die Schraubennuten bzw. -rillen angewendet wird.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die vorste hend erläutert ist, ist es möglich, die folgenden Vorteile zu gewährleisten. Bei einem Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung ist das Zentrum der gemeinsamen Kugeloberfläche, die durch jeden Teilkreis der ersten und zweiten Zahnräder verläuft, in Übereinstimmung mit dem Zentrum der gemeinsamen Kugeloberfläche hergestellt, die durch jeden Teilkreis der vierten und fünften Kegelräder ver läuft, die Achsenlinie der Eingangswelle ist auf der X-Achse der XY-Koordinate mit dem Ursprung als Zentrum angeordnet, und der Eingriffpunkt zwischen den ersten und zweiten Zahnrädern und der Eingriffpunkt der vierten und dritten Zahnräder sind im selben Quadranten der XY-Koordinate angeordnet. Infolge davon ist es möglich, die ersten bis vierten Zahnräder in derselben Axialrichtungsfläche des Drehelements anzuordnen, um dadurch die Axialrichtungsabmessung des Getriebeaufbaus zu verringern.

Außerdem kann die Ausgangswelle in koaxialer Weise zu der Ein gangswelle problemlos angeordnet werden, und es ist möglich, die verschiedenen Anforderungen zu erfüllen. Außerdem ist es möglich, den Anwendungsbereich des Coriolis-Zahnrad-Aufbaus zu erweitern, welcher das große Reduktionsgeschwindigkeitsverhält nis lediglich mit vier Zahnrädern erzielen kann.

Bei dem Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau gemäß Anspruch 2 der vorliegenden Erfindung sind der Eingriffpunkt zwischen den ersten und zweiten Zahnrädern und der Eingriffpunkt zwischen den dritten und vierten Zahnrädern in den ersten und zweiten Quadranten oder den dritten und vierten Quadranten angeordnet, wodurch es möglich ist, die ersten bis vierten Zahnräder in derselben Axialrichtungsfläche des Drehelements anzuordnen und die Axialrichtungsabmessung des Zahnrad-Aufbaus zu verringern. Wenn die zwei Eingriffpunkte zu beiden Seiten der Y-Achse nahe zueinander vorgesehen sind, ist es außerdem möglich, die Teil kreise näher an den Maximalwert der ersten bis vierten Zahn räder anzuordnen. Außerdem ist es möglich, das zulässige Drehmoment für jedes Zahnradpaar zu erhöhen. Dadurch ist es möglich, die Konstruktionsfreiheit bei der Erstellung des Getriebe-Aufbaus zu erhöhen und den Anwendungsbereich des Zahn rad-Aufbaus zu erweitern.

Bei einem Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau gemäß Anspruch 3 der vorliegenden Erfindung kann es sich bei den vorstehend genannten jeweiligen Zahnrädern um Kegelräder, Spiralräder oder Hypoid-Kegelräder handeln, wodurch die Wahrscheinlichkeit für den Zahnradeingriff erhöht ist und die ungünstige Auswirkung auf die Drehungleichmäßigkeit, verursacht durch Herstellungsfeh ler der Zahnräder unterdrückt wird, um einen Zahnrad-Aufbau mit geringem Geräusch und geringer Vibration bereitzustellen.

Da bei dem Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau gemäß Anspruch 4 der Erfindung die Zähne der vorstehend erläuterten Kegelräder durch die Rollen und die einbeschriebenen Oberflä chen festgelegt sind, wird die Hertz-Spannung reduziert, und selbst dann, wenn das Spiel nicht berücksichtigt wird, bzw. wenn die Auslegung für das Spiel entfällt, und der geeignete Vordruck an die Zähne angelegt wird, kann die Gleitbewegung, die durch den Eingriff der Zahnräder erzeugt wird, durch die Drehung der Rollen absorbiert werden. Dadurch ist es möglich, gleichzeitig den Energieübertragungswirkungsgrad und die Halt barkeit zu verbessern.

Bei dem Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau gemäß Anspruch 5 der Erfindung ist es möglich, die Eingangswelle und die Aus gangswelle hohl auszubilden. Beispielsweise wird der Raum in den Eingangs- und Ausgangswellen für den Durchlaß des Geschwin digkeitsänderungs-Aufbaus derart genutzt, daß es möglich ist, den Anwendungsbereich des Coriolis-Getriebes bzw. -Zahnrads zu erweitern.

Bei dem Verfahren zum Bearbeiten von Zähnen eines Geschwindig keitswechselgetriebe-Aufbaus gemäß Anspruch 6 der Erfindung werden die Zähne in bzw. mit derselben Bewegung wie die Corio lis-Bewegung erzeugt, die erforderlich ist, wenn das Werkstück als Zahnrad genutzt wird, wobei ein Schneidmesser einer belie bigen gewünschten Zahnform in Kontakt mit dem Werkstück gebracht wird, und zwar derart, als ob das Zahnrad, welches ein Element eines Paars mit dem Werkstück bildet, mit dem Werkstück im Eingriff stehen würde. Eine beliebige Zahnform kann damit hergestellt werden. Damit ist es möglich, einen Getriebe geschwindigkeitsänderungs-Aufbau mit hoher Präzision zu erhal ten.

Bei dem Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau gemäß Anspruch 7 der Erfindung ist es außerdem möglich, eine Massenproduktion aufgrund von Einschußmehrfachprodukten oder die Herstellung eines extrem kleinen Zahnrads unter Preßbearbeitung unter Ver wendung einer ultrastarken dünnen Stahlplatte, unter Aluminium kaltschmiedepreßbearbeitung oder unter Harzgußpreßbearbeitung mit einem Ultrahochmolekül zu verwirklichen. Es ist möglich, einen Zahnrad-Aufbau für eine Mikromaschine oder eine lei stungsstarke Maschine oder für einen Getriebe-Aufbau mit nied rigen Kosten (im Fall von Kunstharzprodukten) bereitzustellen.

Verschiedene Einzelheiten der Erfindung können abgewandelt wer den, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Außerdem ist die vorstehend angeführte Erläuterung der Ausführungsformen ge mäß der vorliegenden Erfindung lediglich zu Illustrations zwecken erfolgt, und nicht um die Erfindung hierauf zu beschränken, die ausschließlich durch die anliegenden Ansprüche festgelegt ist.

Claims

1. Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau, bei welchem die jeweiligen Achsen eines ersten Zahnrads mit einer Zähne anzahl N₁, das an einem Gehäuse befestigt ist, und eines vierten Zahnrads mit einer Zähneanzahl N₄, das an einer Ausgangswelle angebracht ist, relativ zu der Achse einer Eingangswelle in Übereinstimmung miteinander vorliegen, und ein Drehelement, das integral mit einem zweiten Zahn rad mit einer Zähneanzahl N₂ und einem dritten Zahnrad mit einer Zähneanzahl N₃ vorgesehen ist, auf einem Schrägen abschnitt der Eingangswelle derart drehbar getragen sind, daß das zweite Zahnrad im Eingriff mit dem ersten Zahnrad steht und das dritte Zahnrad im Eingriff mit dem vierten Zahnrad steht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zentrum einer gemeinsamen Kugeloberfläche, die durch jeden Teilkreis der ersten und zweiten Zahnräder verläuft, in Übereinstimmung mit einem Zentrum einer gemeinsamen Kugeloberfläche vorliegt, die durch jeden Teilkreis der dritten und vierten Zahnräder verläuft, wobei die Achse der Eingangswelle auf der X-Achse einer Koordinate XY mit einem Ursprung im Zentrum angeordnet ist und ein Eingriff punkt zwischen den ersten und zweiten Zahnrädern und ein Eingriffpunkt zwischen den vierten und dritten Zahnrädern stets derart angeordnet sind, daß die Eingriffpunkte im selben Quadranten der XY-Koordinate positioniert sind, wenn eine Drehung um die X-Achse vorliegt, und ein Winkel, der durch die Eingangswelle und ihren Schrägen abschnitt festgelegt ist, θ beträgt, ein Winkel zwischen einer Ebene senkrecht zu einer Rollfläche jedes Zahnrads und einer Mittenlinie jedes Teilungskonus θ₁ bis θ₄ für jedes der ersten bis vierten Zahnräder beträgt, eine Beziehung θ₁ + θ₂ = θ₃ + θ₄ = θ gilt, ein Zahn gleicher Höhenlage auf jeder Seite von aufeinanderzuweisenden Rol lenflächen durch ein Schneidmesser gebildet ist, welches die jeweiligen (beliebigen) Zahnformen der ersten bis vierten Zahnräder aufweist, erhalten aufgrund der Annahme entsprechender zylindrischer Zahnräder, von denen jedes eine entsprechende Zähneanzahl Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ aufweist, festgelegt durch:
Z₁ = N₁/sin θ₁
Z₂ = N₂/sin θ₂
Z₃ = N₃/sin θ₃
Z₄ = N₄/sin θ₄
wobei ein entsprechender Teilradius ein Abstand von einer Rollfläche jedes Kegelrads zu einem Schnittpunkt zwischen einer Ebene senkrecht zu der Rollfläche und einer Mitten linie jedes Teilkonus entspricht und die Zahnform des Zahns gleicher Höhenlage erzeugt und auf die zugeordnete Fläche bzw. Oberfläche übertragen wird.

2. Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffpunkt zwischen den ersten und zweiten Zahnrädern und der Eingriffpunkt zwi schen den dritten und vierten Zahnrädern stets derart angeordnet sind, daß die Eingriffpunkte in dem ersten Qua dranten und dem zweiten Quadranten oder dem dritten Qua dranten und dem vierten Quadranten angeordnet sind, wenn eine Drehung um die X-Achse vorliegt, anstatt, daß der Eingriffpunkt zwischen den ersten und zweiten Zahnrädern und der Eingriffpunkt zwischen den dritten und vierten Zahnrädern in derselben Zone der XY-Koordinate angeordnet sind.

3. Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Zahn räder Kegelräder, Spiralkegelräder oder Hypoidkegelräder sind.

4. Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jewei ligen Zahnräder durch Rollen und einbeschriebene Flächen mit den Rollen festgelegt sind.

5. Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein gangswelle und die Ausgangswelle hohl sind.

6. Bearbeitungsverfahren für Zähne eines Geschwindigkeits wechselgetriebe-Aufbaus, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkstück an einem Bewegungssystem zum Durchführen dersel ben Bewegung wie eine Coriolis-Bewegung befestigt ist, die für die Zahnräder erforderlich ist, ein Schneidmesser mit einer gewünschten Zahnform in einer vorbestimmten Zahn linienrichtung synchron zur Coriolis-Bewegung des Bewe gungssystems bewegt wird, und die Zähne der Kegelräder, die in dem Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5 verwendet werden, in dem Werk stück erzeugt werden.

7. Geschwindigkeitswechselgetriebe-Aufbau mit Zahnrädern, die durch ein Heißformgußverfahren, ein Kaltpreßverfahren oder ein Kunstharzgußpreßverfahren mit Formen gebildet ist, auf welche die Zahnform übertragen ist, die durch das Bearbei tungsverfahren für die Zähne gemäß Anspruch 6 gebildet sind.