专利名称：牵引传动机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用了行星辊机构的牵弓I传动机构。
背景技术：
使用了行星辊机构的牵引传动机构的关联技术在下述专利文献1、2中公开。在专利文献1、2的牵引传动机构中，第一行星辊机构的冕状辊及第二行星辊机构的冕状辊被固定，第一行星辊机构的行星辊架与第二行星辊机构的太阳辊被连结，由此将第一行星辊机构与第二行星辊机构串联连接。专利文献1、2的牵引传动机构作为减速机构起作用，向第一行星辊机构的太阳辊输入的动力由第一行星辊机构减速而从第一行星辊机构的行星·辊架向第二行星辊机构的太阳辊传递，然后，由第二行星辊机构减速而从第二行星辊机构的行星辊架输出。而且，在下述非专利文献I中，公开了一种沿着冕状辊的周向排列的小辊(行星辊)的个数为4个的行星辊机构。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开昭61-74952号公报专利文献2 日本特开平7-54946号公报专利文献3 日本特开平5-332413号公报专利文献4 :日本特公平7-21303号公报非专利文献非专利文献1:河野晶彦，“印刷機用遊星口一 9式卜9夕'> 3 > F' 9 4 減速二二 7 卜 ο P t ”，Koyo Engineering Journal No. 165, 2004 年，ρ· 60-6
发明内容
在行星辊机构中进行转矩传递时，为了避免太阳辊与小辊(行星辊)的接触部、及小辊与冕状辊的接触部产生过大滑动(总滑动)，而需要使转矩传递所需的按压力(法线方向的力)作用于所述接触部。在使按压力作用于各接触部时，冕状辊通过接受来自小辊的反力而向径向外侧进行弹性变形。冕状辊的向径向外侧的变形量对应于周向位置而不同，在与小辊接触的接触部的周向位置最大，越从与小辊接触的接触部分离而越减小。当小辊相对于冕状辊相对地公转时，小辊与冕状辊的接触部的周向位置周期性地变化，因此冕状辊的向径向外侧的变形量最大的周向位置周期性地变化，由此在冕状辊上反复产生向径向的变形。该冕状棍的反复变形成为振动 噪音的原因，冕状棍的向径向的变形量越大，冕状棍的反复变形引起的振动·噪音水平变大。另外，在行星辊机构中，需要设计冕状辊的内径与太阳辊的外径的比以避免沿着周向排列的小辊彼此相互干涉，因此通过行星辊机构能够实现的变速比(减速比)也被限制在比小辊的个数所对应的上限值小的范围。例如，在沿着周向排列的小辊的个数为4个的非专利文献I中，为了避免4个小辊彼此相互干涉，而冕状辊的内径与太阳辊的外径的比被限制在比上限值(3+2X2°_5) N 5. 83小的范围内，因此将冕状辊固定时的从太阳辊到行星辊架的减速比被限制在比上限值(4+2X2°_5) N 6. 83小的范围内，无法实现该上限值(4+2X20·5)以上的减速比。为了进一步增大减速比，即使在如专利文献1、2那样将第一行星辊机构与第二行星辊机构串联连接2级的情况下，从第一行星辊机构的太阳辊到第二行星辊机构的行星辊架的减速比也被限制在比上限值(4+2X2°_5)2= (24+16X2°·5) N 46. 6小的范围，无法实现该上限值(24+16X2°_5)以上的减速比。为了进一步增大减速比，当将行星辊机构串联连接3级以上时，会导致牵引传动机构的体积的大型化。为了不导致牵引传动机构的体积的大型化而进一步增大减速比，考虑减少沿着周向排列的小辊的个数而增大每一级的行星辊机构能够实现的减速比。但是，当减少沿着周向排列的小辊的个数时，太阳辊与小辊的接触部的个数、及小辊与冕状辊的接触部的个数也减少，由此，传递转矩容量也下降，因此为了补偿该传递转矩容量的下降量，需要使作用于各接触部的按压力增加。然而，当使作用于各接触部的按压力增加时，冕状辊的向径向的变形量也增大，因此冕状辊的反复变形引起的振动 噪音水平也增大。而且，当沿着周向排 列的小辊的个数为2个以下时，由小辊按压的太阳辊的位置不稳定，难以使按压力稳定地作用于各接触部。本发明目的在于提供一种减少冕状辊的向径向的反复变形引起的振动·噪音，并且不会导致体积的大型化而能够增大变速比的牵引传动机构。本发明的牵引传动机构将第一行星辊机构和第二行星辊机构串联连接而成，该第一行星辊机构中，由第一行星辊架支承为旋转自如的多个第一行星辊以与第一太阳辊和第一冕状辊接触的方式夹持在第一太阳辊和第一冕状辊之间，该第二行星辊机构中，由第二行星辊架支承为旋转自如的多个第二行星辊以与第二太阳辊和第二冕状辊接触的方式夹持在第二太阳辊和第二冕状辊之间，所述牵引传动机构中，关于第一行星辊的个数N1、第二行星辊的个数N2、第一冕状辊的内径与第一太阳辊的外径之比P1、第二冕状辊的内径与第二太阳辊的外径之比P2,&=3，N2=3、4、5 或 6，及(P Al) X ( P 2+1)彡 24+16X 2。·5 成立。而且，本发明的牵引传动机构中，若N2=3，则在设(0.204X (p^l)X ( p2+l)+3. 123)和(7+4X3°_5)中的较小的值为 min
时，P1^O. 102X ( P !+I) X ( P 2+1)+1. 196,及 P !彡 min
成立。另外，本发明的牵引传动机构中，若N2=4，则在设(O. 185X (Pjl)X ( p2+l)+1. 320)和(7+4X3。.5)中的较小的值为 min
时，P ! ^(2-20-5) X ( P !+I) X ( P 2+1)/4-1,及 P 丨彡 min[O. 185X (Pjl)X(P 2+1)+1. 320, 7+4X 3°·5]成立。另夕卜，本发明的牵引传动机构中，若N2=5，则在设(O. 234X ( P片1) X(P 2+1)-0. 480)和(7+4 X 30.5)中的较小的值为 min
时，P1 ^ O. 206X (P^l)X (p2+l)-l,及 p i 彡 min [O. 234 X ( P !+I) X(P 2+1)-0. 480，7+4X 3°.5]成立。另夕卜，本发明的牵引传动机构中，若N2=6，则在设(O. 278X ( P片1) X(P 2+1)-0. 603)和(7+4 X 30.5)中的较小的值为 min
时，P1 彡 O. 25 X ( P !+I) X ( P 2+1) -1，及 P1 ( min
成立。在本发明的一方式中，优选的是，第二太阳辊与第一行星辊架连结，第一冕状辊及第二冕状辊的旋转被限制。发明效果根据本发明，能够减少第一及第二冕状辊的向径向的反复变形引起的振动 噪音，并且不导致牵引传动机构的体积的大型化而能够实现牵引传动机构整体的变速比的增大。
图1是表示本发明的实施方式的牵引传动机构的简要结构的图。图2是表示本发明的实施方式的牵引传动机构的简要结构的图。图3是表示本发明的实施方式的牵引传动机构的简要结构的图。图4是说明冕状辊的变形的图。图5是说明行星辊机构的设计方法的一例的流程图。图6是表示行星辊机构的减速比与冕状辊的质量的关系的图。图7是表示小辊的个数与行星辊机构的过盈量的关系的图。图8是表示计算由冕状辊整体的振动功率产生的噪音水平的结果的图。图9是表示计算由冕状辊整体的振动功率产生的噪音水平的结果的图。图10是表示计算由冕状辊整体的振动功率产生的噪音水平的结果的图。图11是表示本发明的实施方式的牵引传动机构的简要结构的图。图12是表示本发明的实施方式的牵引传动机构的简要结构的图。图13是表示本发明的实施方式的牵引传动机构的简要结构的图。图14是说明本发明的实施方式的牵引传动机构的减速比的范围的图。图15是说明本发明的实施方式的牵引传动机构的减速比的范围的图。图16是说明本发明的实施方式的牵引传动机构的减速比的范围的图。图17是说明本发明的实施方式的牵引传动机构的减速比的范围的图。
具体实施例方式以下，按照附图，说明用于实施本发明的方式(以下称为实施方式)。图1 3是表示本发明的实施方式的牵引传动机构10的简要结构的图，图1表示冕状辊22、62的从与中心轴方向(轴线方向)正交的方向观察到的剖视图，图2表示图1的A-A剖视图，图3表示图1的B-B剖视图。本实施方式的牵引传动机构10具备相互串联连接的2个行星辊机构12、52。行星辊机构(第一行星辊机构)12具有形成有内周面(第一内周面)32的冕状辊(第一冕状辊)22 ;配置在冕状辊22的内周面32的内侧(径向内侧)的太阳辊(第一太阳辊)21;沿着冕状辊22的内周面32的周向相互隔开间隔排列，分别以与太阳辊21的外周面31和冕状辊22的内周面32接触的方式夹持(夹压保持)在它们之间的多个小辊(第一行星辊)
23;将各小辊23支承为旋转自如的行星辊架(第一行星辊架)24。多个小辊23在冕状辊22的内周面32的周向上相互等间隔地(或大致等间隔地)配置。太阳辊21、冕状辊22、及行星辊架24的中心轴(轴线)相互一致。并且，小辊23自转时的旋转中心轴(轴线)与冕状辊22的中心轴平行。行星辊机构(第二行星辊机构)52具有与冕状辊22沿着其轴线方向隔开间隔配置，且形成有内周面(第二内周面)72的冕状辊(第二冕状辊)62 ;配置在冕状辊62的内周面72的内侧(径向内侧)的太阳辊(第二太阳辊)61 ;沿着冕状辊62的内周面72的周向相互隔开间隔排列，分别以与太阳辊61的外周面71和冕状辊62的内周面72接触的方式夹持(夹压保持)在它们之间的多个小辊(第二行星辊)63 ;将各小辊63支承为旋转自如的行星辊架(第二行星辊架)64。多个小辊63沿着冕状辊62的内周面72的周向相互等间隔地(或大致等间隔地)配置。太阳辊61、冕状辊62、及行星辊架64的中心轴(轴线)相互一致，而且，与太阳辊21、冕状辊22、及行星辊架24的中心轴(轴线)一致。并且，小辊63自转时的旋转中心轴(轴线)与冕状辊62的中心轴平行。在图1 3所示的例子中，冕状辊22、62固定于壳体20(旋转被固定的固定构件)，形成有与小辊23、63的外周面33、73分别接触的内周面32、72的固定环由冕状辊22、62构成。并且，行星辊机构52的太阳辊61与行星辊机构12的行星辊架24机械连结，由此将行星辊机构12与行星辊机构52机械地串联连接。在行星辊机构12、52 (牵引传动机构10)中，通过因按压力(法线方向的力)作用于辊彼此的隔着油膜的接触部而产生的油膜的剪切力(切线方向的牵引力)，能够进行转矩传递，但在进行转矩传递时，为了避免在各接触部产生过大滑动(总滑动)，而需要使转矩传递所需的按压力(法线力)作用于各接触部。在行星辊机构12中，为了使按压力(法线力)作用在太阳辊21的外周面31与各小辊23的外周面33的接触部27、及各小辊23的外周面33与冕状辊22的内周面32的接触部28，而通过例如热装或过盈配合等将太阳辊21及各小辊23嵌入到冕状辊22的内侧，使行星辊机构12产生过盈量。由于该过盈量而冕状辊22向径向外侧进行弹性变形，由此产生向径向内侧(小辊23侧)的弹性力(恢复力)，冕状辊22利用该弹性力而将各小辊23向太阳辊21侧按压，由此能够使法线力作用于接触部27、28。同样地，在行星辊机构52中，例如通过热装或过盈配合等而将太阳辊61及各小辊63嵌入到冕状辊62的内侧，使行星辊机构52产生过盈量，由此能够使按压力作用在太阳辊61的外周面71与各小辊63的外周面73的接触部67、及各小辊63的外周面73与冕状辊62的内周面72的接触部68。而且，也可以设置向各接触部27、28、67、68附加按压力的已知的按压力附加机构。如此，通过使法线方向的力作用于各接触部27、28、67、68，而能够使各接触部27、28、67、68产生切线方向的牵引力，在太阳辊21与各小辊23之间、各小辊23与冕状辊22之间、太阳辊61与各小辊63之间、及各小辊63与冕状辊62之间能够分别进行转矩传递。需要说明的是，在设太阳辊21 (外周面31)的外径为Cls1,小辊23 (外周面33)的外径为Clp1，冕状辊22 (内周面32)的内径为Clr1时，行星辊机构12产生的过盈量B1由以下的(I)式表示。同样地，在设太阳辊61 (外周面71)的外径为ds2，小辊63 (外周面73)的外径为dp2，冕状辊62 (内周面72)的内径为dr2时，行星辊机构52产生的过盈量a2由以下的(2 )式表示。H1= (dSi+2X(Ipfdr1)/2 ... (I)a2= (ds2+2 X dp2-dr2 )/2 …(2)关于本实施方式的牵引传动机构10，可以使用作为变速机构。在图1 3所示的例子中，冕状辊22、62固定于壳体20，冕状辊22、62的旋转受到限制，因此在太阳辊21与行星辊架64之间能够使动力变速而传递。在从太阳辊21向行星辊架64传递动力时，牵引传动机构10作为对动力进行减速而从太阳辊21向行星辊架64传递的减速机构发挥功能。此时，在行星辊机构12中，对动力进行减速而从太阳辊21向行星辊架24传递，在行星辊机构52中，对动力进行减速而从与行星辊架24连结的太阳辊61向行星辊架64传递。但是，也可以使牵引传动机构10作为对动力进行增速而从行星辊架64向太阳辊21传递的增速 机构发挥功能。在作为减速机构发挥功能的牵引传动机构10中，设在各接触部27、28不产生滑动时的从行星辊机构12的太阳辊21到行星辊架24的理论的变速比(减速比)θι由使用了太阳辊21 (外周面31)的外径Cls1及冕状辊22 (内周面32)的内径Clr1的以下的(3)式表示，设在各接触部67、68不产生滑动时的从行星辊机构52的太阳辊61到行星辊架64的理论的变速比(减速比)e2由使用了太阳辊61 (外周面71)的外径(182及冕状辊62 (内周面72)的内径Clr2的以下的(4)式表示。并且，设在各接触部27、28、67、68不产生滑动时的从牵引传动机构10的太阳辊21到行星辊架64的理论的总变速比(总减速比)e0由以下的(5)式表示。但是，在各接触部27、28、67、68中，在转矩传递时产生微少滑动，因此严格来说，实际的变速比(减速比)与理论的变速比(减速比)相比，产生微少滑动的量的微小的差。G1=Clr1/ds^l ... (3)e2=dr2/ds2+l ... (4)G0=G1 Xe2= Cdr1Zds1+!) X (dr2/ds2+l) ... (5)在行星辊机构12中，在使按压力作用于接触部27、28时，例如图4所示，冕状辊22由于受到来自各小辊23的反力而向径向外侧进行弹性变形。但是，在图4中，为了便于说明，以冕状辊22的变形量比实际的变形量大的方式进行了图示。冕状辊22的向径向外侧的变形量对应于周向位置而不同，在与小辊23接触的接触部28的周向位置处成为最大，越从与小辊23接触的接触部28分离越小。当冕状辊22与行星辊架24之间产生相对旋转(小辊23相对于冕状辊22相对地进行公转)时，接触部28的周向位置周期性地变化，因此冕状辊22的向径向外侧的变形量成为最大的周向位置周期性地变化，由此在冕状辊22反复产生向径向的变形。同样地，在行星辊机构52中，也在冕状辊62反复产生向径向的变形。该冕状棍22、62的反复变形成为振动·噪音的原因。冕状辊22的某周向位置Θ处的径向振动位移F1、及冕状辊62的某周向位置Θ处的径向振动位移1"2均由正弦波表示，由以下的(6)、(7)式分别表示。在(6)、(7)式中，B1是行星棍机构12的过盈量(参照(I)式),a2是行星棍机构52的过盈量(参照(2)式)，ω1是行星辊架24的转速，ω2是行星辊架64的转速，t是时间。Y^al X cos ( ω j X t+ θ ) ... (6)r2=a2Xcos ( ω2Xt+ θ ) ... (7)行星辊架24的转速O1、及行星辊架64的转速ω2由以下的(8)、(9)式分别表示。在(8)、(9)式中，《in是太阳辊21的转速(输入转速XN1是沿着周向排列的小辊23的个数，N2是沿着周向排列的小辊63的个数，θι是从行星辊机构12的太阳辊21到行星辊架24的减速比(参照(3)式)，e2是从行星辊机构52的太阳辊61到行星辊架64的减速比(参照(4)式)。Co1=CoinXN1Ze1 ... (8)ω2=ω ηΧΝ2/ Ce1Xe2) ... (9)冕状辊22的某周向位置Θ处的径向 振动速度V1、及冕状辊62的某周向位置Θ处的径向振动速度V2通过(6)、(7)式的时间微分，由以下的(10)、(11)式分别表示。V1=-B1 X ω j X sin ( ω j X t+ θ ) ... (10)v2=-a2X ω2X sin ( ω2Χ + θ ) ... (11)将冕状辊22的某周向位置Θ处的每单位Θ的质量Jii1及速度V1的积IH1X V1与冕状棍62的某周向位置Θ处的每单位Θ的质量m2及速度V2的积叫X V2之和(Iii1 X Vjm2 X v2)在冕状辊22、62整周进行积分，由此算出冕状辊22、62整体的振动功率P。，由以下的(12)式表示。在(12)式中，M1是冕状辊22的质量，M2是冕状辊62的质量。如(12)式所示，冕状辊22、62整体的振动功率Ptl对应于行星辊机构12的减速比ei (冕状辊22的内径(Ir1与太阳辊21的外径Cls1之比P P、冕状辊22、62的质量MpM2、行星辊机构12、52的过盈量&1、&2及小辊23、63的个数NpN2而变化。为了减少由冕状辊22、62的反复变形引起的振动·噪音水平，而优选减小由(12)式表示的振动功率匕。[数学式I]
权利要求
1.一种牵引传动机构，将第一行星辊机构和第二行星辊机构串联连接而成，该第一行星辊机构中，由第一行星辊架支承为旋转自如的多个第一行星辊以与第一太阳辊和第一冕状辊接触的方式夹持在第一太阳辊和第一冕状辊之间，该第二行星辊机构中，由第二行星辊架支承为旋转自如的多个第二行星辊以与第二太阳辊和第二冕状辊接触的方式夹持在第二太阳辊和第二冕状辊之间，所述牵引传动机构中， 关于第一行星辊的个数N1、第二行星辊的个数N2、第一冕状辊的内径与第一太阳辊的外径之比P1、第二冕状辊的内径与第二太阳辊的外径之比P2,Ν1=3，Ν2=3、4、5 或 6，及(PJl) X ( P2+l)彡 24+16X2°.5 成立， 若队=3，则在设(O. 204X ( P !+I) X ( P 2+1)+3. 123)和(7+4X 3°·5)中的较小的值为min
时，P1^O. 102X ( P !+I) X ( Ρ2+1)+1· 196，及 P 丨彡 min
成立， 若队=4，则在设(O. 185X ( P !+I) X ( P 2+1)+1. 320)和(7+4X 3°·5)中的较小的值为min
时， P1 ^(2-2°·5)Χ (PJl)X ( ρ2+1)/4-1，及 P 丨彡 min
成立， 若队=5，则在设(O. 234X ( P !+I) X ( P 2+1 )-0.480)和(7+4X3°·5)中的较小的值为min
时，P1^O. 206X ( P !+DX ( P 2+1)_1，及 P ! ( min
成立， 若 N2=6，则在设(O. 278X ( P !+I) X ( P 2+1 )-0.603)和(7+4X3°·5)中的较小的值为min
时，P1^O. 25X ( P !+DX ( P 2+1)_1，及 P ! ( min
成立。
2.根据权利要求1所述的牵引传动机构，其中， 第二太阳辊与第一行星辊架连结， 第一冕状辊及第二冕状辊的旋转被限制。
全文摘要
关于小辊(23)、(63)的个数N1、N2、冕状辊(22)的内径与太阳辊(21)的外径之比ρ1、冕状辊(62)的内径与太阳辊(61)的外径之比ρ2，N1=3及(ρ1+1)×(ρ2+1)≥24+16×20.5成立，若N2=3，则ρ1≥0.102×(ρ1+1)×(ρ2+1)+1.196及ρ1≤min
成立，若N2=4，则ρ1≥(2-20.5)×(ρ1+1)×(ρ2+1)/4-1及ρ1≤min
成立。
文档编号F16H13/08GK103003593SQ20118003540
公开日2013年3月27日 申请日期2011年6月27日 优先权日2010年7月26日
发明者水野祥宏, 早川喜三郎, 西泽博幸, 山口裕之, 须浪清一 申请人:株式会社丰田中央研究所