FR2613449A1 - Speed reducing or multiplying device and robot equipped with this device - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a speed reducing or multiplying device. This device essentially comprises a driving member made up of the central or planetary gear 3 meshing with two satellite gears 5 which in turn mesh with the internal teeth 1a of a first fixed ring gear 1 adjoined to which is a driven member made up of a second movable ring gear 2 including internal toothing 2a having a different number of teeth from that of the first ring gear 1 and meshing with the satellite gears 5. This device may notably be used as a speed reduction gear on robots.

Description

La présente invention a essentiellement pour objet un dispositif réducteur ou multiplicateur de vitesse. The present invention essentially relates to a speed reducing or multiplying device.

Elle vise également un robot équipé de ce dispositif. It also targets a robot equipped with this device.

On connaît déjà des dispositifs réducteurs ou multiplicateurs de vitesse comprenant d'une manière générale un organe menant associé à un organe mené par l'intermédiaire d'un train d'engrenages du type épicycloidal pour procurer à l'organe mené une vitesse de rotation différente de celle de l'organe menant. Speed reducing or multiplying devices are already known generally comprising a driving member associated with a driven member by means of a gear train of the epicycloidal type to provide the driven member with a different speed of rotation. that of the leading organ.

Toutefois les dispositifs du type ci-dessus et proposés jusqu'à maintenant étaient relativement complexes et coûteux. De plus, ils présentaient un encombrement notable ce qui rendait leur utilisation difficile dans certaines machines. However, the devices of the above type and proposed up to now have been relatively complex and expensive. In addition, they presented a noticeable bulk which made their use difficult in certain machines.

Aussi, la présente invention a pour but de remédier notamment aux inconvénients ci-dessus en proposant un dispositif particulièrement compact, d'un prix très modique et se composant d'un nombre minimum de pièces, de sorte que sa fiabilité de fonctionnement demeure excellente. Also, the present invention aims to remedy in particular the above drawbacks by proposing a particularly compact device, of a very low price and consisting of a minimum number of parts, so that its operating reliability remains excellent.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif réducteur ou multiplicateur de vitesse comprenant un organe menant associé à un organe mené par l'intermédiaire d'un train d'engrenages du type épicycloidal pour procurer à l'organe mené une vitesse de rotation différente de celle de l'organe menant, caractérisé en ce que l'organe menant est constitué par un pignon central ou planétaire engrenant avec au moins deux pignons satellites qui engrènent à leur tour avec la denture intérieure d'une première couronne fixe, tandis que l'organe mené est constitué par une deuxième couronne mobile comportant une denture intérieure possédant un nombre de dents différent de celui de la première couronne et engrenant avec lesdits pignons satellites. To this end, the subject of the invention is a speed reducing or multiplying device comprising a driving member associated with a member driven by means of a gear train of the epicycloidal type to provide the driven member with a speed of rotation different from that of the driving member, characterized in that the driving member is constituted by a central or planetary pinion meshing with at least two satellite pinions which in turn mesh with the internal toothing of a first fixed crown, while that the driven member is constituted by a second movable ring having an internal toothing having a number of teeth different from that of the first ring and meshing with said planet gears.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, les pignons planétaire et satellites sont encagés dans les deux couronnes accolées. According to another characteristic of the invention, the planetary and satellite gears are caged in the two contiguous rings.

On précisera ici que la deuxième couronne est montée tournante sur la première couronne fixe par l'intermédiaire d'un moyen de roulement. It will be specified here that the second ring is rotatably mounted on the first fixed ring by means of a rolling means.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les pignons satellites sont des pignons intérieurement creux, tandis que le pignon planétaire est solidaire en rotation d'un arbre de transmission. According to yet another characteristic of the invention, the planet gears are internally hollow gears, while the planetary gear is integral in rotation with a transmission shaft.

Suivant une réalisation préférée, la deuxième couronne est montée sur la première couronne à l'aide d'une bague filetée. According to a preferred embodiment, the second ring is mounted on the first ring using a threaded ring.

On précisera encore ici que les pignons satellites sont retenus entre deux collerettes ou analogues prévues respectivement au niveau des faces extérieures des deux couronnes. It will also be specified here that the planet gears are retained between two flanges or the like provided respectively at the outer faces of the two crowns.

Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, le moyen de roulement précité est constitué par des billes logées dans deux rainures ou analogues ménagées respectivement entre la bague filetée et la deuxième couronne et entre la première et la deuxième couronnes. According to yet another characteristic of the invention, the aforementioned rolling means consists of balls housed in two grooves or the like formed respectively between the threaded ring and the second ring and between the first and the second rings.

Un dispositif répondant aux caractéristiques ci-dessus peut avantageusement équiper des robots et en réduire notablement le coût. A device meeting the above characteristics can advantageously equip robots and significantly reduce the cost.

Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparattront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère à la figure unique annexée qui est une vue en perspective avec arrachement d'un dispositif conforme aux principes de l'invention. But other advantages and characteristics of the invention will appear better in the detailed description which follows and refers to the attached single figure which is a perspective view with cutaway of a device in accordance with the principles of the invention.

Suivant l'exemple de réalisation représenté sur la figure, un dispositif réducteur ou multiplicateur de vitesse selon cette invention comprend essentiellement une première couronne fixe 1 à laquelle est accolée une deuxième couronne 2 montée tournante sur la première couronne, ces deux couronnes comportant chacune une denture intérieure la, 2a. According to the embodiment shown in the figure, a speed reducing or multiplying device according to this invention essentially comprises a first fixed crown 1 to which is attached a second crown 2 rotatably mounted on the first crown, these two crowns each having a toothing interior la, 2a.

Les dentures intérieures la et 2a possèdent un nombre de dents différent. Bien entendu, ce nombre différent de dents résultera d'un déport des dentures la et 2a de telle façon que l'engrènement soit satisfaisant. The internal teeth la and 2a have a different number of teeth. Of course, this different number of teeth will result from an offset of the teeth la and 2a so that the meshing is satisfactory.

Dans le cas où le dispositif constitue un réducteur, l'organe menant du dispositif selon cette invention est constitué par un pignon central ou planétaire 3 relié à l'arbre de transmission 4 d'un moteur par exemple et engrenant avec deux pignons satellites 5 qui engrènent à leur tour avec les dentures intérieures la et 2a des couronnes 1 et 2 respectivement.Tandis que dans le cas d'un dispositif multiplicateur l'organe menant est la couronne 2 et le pignon central 3 constitue l'arbre de sortie du dispositif multiplicateur. In the case where the device constitutes a reduction gear, the driving member of the device according to this invention consists of a central or planetary pinion 3 connected to the transmission shaft 4 of a motor for example and meshing with two satellite pinions 5 which in turn mesh with the internal teeth la and 2a of the crowns 1 and 2 respectively. While in the case of a multiplier the driving member is the crown 2 and the central pinion 3 constitutes the output shaft of the multiplier device .

Comme on le voit bien sur la figure, la couronne fixe 1, de même que la couronne mobile 2 constituant l'organe mené comportent chacune, du côté de leurs faces extérieures, une collerette lb, 2b, ces deux collerettes formant en quelque sorte une cage pour l'organe menant constitué par le pignon planétaire 3 et les pignons satellites 5. As can be seen in the figure, the fixed crown 1, as well as the movable crown 2 constituting the driven member each have, on the side of their outer faces, a flange lb, 2b, these two flanges forming a sort of cage for the driving member constituted by the planetary gear 3 and the planet gears 5.

Suivant la réalisation représentée, la couronne mobile ou menée 2 est retenue sur la couronne fixe 1 par une bague filetée 6 vissée en 7 sur ladite couronne fixe 1, étant entendu que la couronne mobile 2 peut tourner librement dans la bague 6 et la couronne 1.  According to the embodiment shown, the movable or driven crown 2 is retained on the fixed crown 1 by a threaded ring 6 screwed at 7 onto said fixed crown 1, it being understood that the mobile crown 2 can rotate freely in the ring 6 and the crown 1 .

A cet effet, deux rainures pour des billes 8 sont créées respectivement entre la bague filetée 6 et la couronne mobile 2 comme on le voit en 9, et entre ladite couronne mobile 2 et la couronne fixe 1, comme on le voit en 10. On a donc ainsi réalisé un roulement entre couronne fixe 1 et couronne mobile 2. To this end, two grooves for balls 8 are created respectively between the threaded ring 6 and the movable crown 2 as seen in 9, and between said movable crown 2 and the fixed crown 1, as seen in 10. has thus produced a bearing between fixed crown 1 and mobile crown 2.

Les pignons satellites 5 sont des pignons intérieurement creux en toute matière appropriée de sorte que les masses tournantes sont très faibles et diminuent les forces d'inertie. En outre, l'emploi de pignons creux permet de supprimer les jeux par précontrainte de ceux-ci, la précontrainte s'obtenant par légère déformation elliptique de ces pignons satellites qui, au moment du taillage, voient leur diamètre d'engrènement usiné à une valeur légèrement supérieure. The planet gears 5 are internally hollow gears of any suitable material so that the rotating masses are very low and reduce the inertial forces. In addition, the use of hollow pinions makes it possible to eliminate the clearances by prestressing them, the prestressing being obtained by slight elliptical deformation of these satellite pinions which, at the time of cutting, have their meshing diameter machined to a slightly higher value.

En fonctionnement, le pignon planétaire 3 qui est moteur, tourne, et il entraîne les pignons satellites 5 qui roulent sans glisser à l'intérieur de la couronne fixe 1. Si la couronne voisine 2 possédait le même nombre de dents que la couronne 1, elle serait fixe comme elle. In operation, the planetary pinion 3 which is motor, rotates, and it drives the satellite pinions 5 which roll without sliding inside the fixed crown 1. If the neighboring crown 2 had the same number of teeth as the crown 1, she would be fixed like her.

Mais étant donné que son nombre de dents est légèrement différent, cette couronne 2 tourne et cela d'autant plus lentement que Z1 et Z2 sont proches, Z étant le nombre de dents.But since its number of teeth is slightly different, this crown 2 rotates and this is all the more slowly as Z1 and Z2 are close, Z being the number of teeth.

Si l'on appelle ZP le nombre de dents du pignon planétaire 3, ZS le nombre de dents des pignons satellites 5, Z1 le nombre de dents de la couronne fixe 1 et Z2 le nombre de dents de la couronne mobile 2, la formule établissant le rapport de réduction est la suivante
R = ZP x (Z2 - Z1)
2 (ZP + ZS) x Z2 ce qui donne par exemple pour une réduction de 1/100
R = 0,01 = 14 dents x (70 dents-66 dents)
2 (14 dents + 26 dents) x 70 dents
On remarquera ici que, pour ne pas tomber dans des déports de denture la, 2a qui soient prohibitifs, il convient de tendre vers l'approximation suivante::
Z1 ~ Z2 2(ZP + 2ZS)
On a donc réalisé suivant cette invention un dispositif pouvant constituer notamment un réducteur de vitesse qui forme une structure très compacte et de faible encombrement en profondeur, et qui possède un nombre de pièces très réduit. En outre, un tel dispositif peut avantageusement subir de fortes charges axiales et radiales appliquées directement sur la couronne menée 2, ce qui rend inutile une éventuelle articulation.If we call ZP the number of teeth of the planetary gear 3, ZS the number of teeth of the planet gears 5, Z1 the number of teeth of the fixed crown 1 and Z2 the number of teeth of the movable crown 2, the formula establishing the reduction ratio is as follows
R = ZP x (Z2 - Z1)
2 (ZP + ZS) x Z2 which gives for example a reduction of 1/100
R = 0.01 = 14 teeth x (70 teeth-66 teeth)
2 (14 teeth + 26 teeth) x 70 teeth
It will be noted here that, in order not to fall into offsets of teeth la, 2a which are prohibitive, it is advisable to tend towards the following approximation:
Z1 ~ Z2 2 (ZP + 2ZS)
A device has therefore been produced according to this invention which can in particular constitute a speed reducer which forms a very compact structure and of small overall depth, and which has a very small number of parts. In addition, such a device can advantageously undergo high axial and radial loads applied directly to the driven crown 2, which makes any articulation unnecessary.

Enfin, un tel dispositif, de par sa simplicité, sa robustesse et ses performances dynamiques peut trouver une utilisation particulièrrement avantageuse dans le domaine de la robotique. Finally, such a device, by its simplicity, its robustness and its dynamic performance can find a particularly advantageous use in the field of robotics.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and illustrated, which has been given only by way of example.

C'est ainsi que la couronne mobile ou menée 2 pourrait être montée tournante sur la couronne fixe 1 par d'autres moyens que ceux décrits et représentés. Thus the movable or driven crown 2 could be rotatably mounted on the fixed crown 1 by other means than those described and shown.

De même, le nombre des pignons satellites 5 pourrait être supérieur à deux sans sortir du cadre de l'invention.  Similarly, the number of planet gears 5 could be greater than two without departing from the scope of the invention.

C'est dire que l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit.  This means that the invention includes all the technical equivalents of the means described, as well as their combinations if these are carried out according to the spirit.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Dispositif réducteur ou multiplicateur de vitesse comprenant un organe menant associé à un organe mené par l'intermédiaire d'un train d'engrenages du type épicyclordal pour procurer à l'organe mené une vitesse de rotation différente de celle de l'organe menant, caractérisé en ce que l'organe menant est constitué par un pignon central ou planétaire (3) engrenant avec au moins deux pignons satellites (5) qui engrènent à leur tour avec la denture intérieure (la) d'une première couronne fixe (1) tandis que l'organe mené est constitué par une deuxième couronne mobile (2) comportant une denture intérieure (2a) possédant un nombre de dents différent de celui de la première couronne (1) et engrenant avec lesdits pignons satellites (5). 1. Speed reducing or multiplying device comprising a driving member associated with a member driven by means of a gear train of the epicyclic type to provide the driven member with a speed of rotation different from that of the driving member , characterized in that the driving member is constituted by a central or planetary pinion (3) meshing with at least two satellite pinions (5) which in turn mesh with the internal toothing (la) of a first fixed crown (1 ) while the driven member is constituted by a second movable ring (2) having an internal toothing (2a) having a number of teeth different from that of the first ring (1) and meshing with said planet gears (5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pignons planétaire (3) et satellites (5) sont encagés dans les deux couronnes accolées (1, 2). 2. Device according to claim 1, characterized in that the planetary gears (3) and satellites (5) are caged in the two contiguous rings (1, 2). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la deuxième couronne (2) est montée tournante sur la première couronne fixe par l'intermédiaire d'un moyen de roulement. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the second ring (2) is rotatably mounted on the first fixed ring by means of a rolling means. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les pignons satellites (5) sont des pignons intérieurement creux, tandis que le pignon planétaire (3) est solidaire en rotation d'un arbre de transmission (4). 4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the planet gears (5) are internally hollow gears, while the planetary gear (3) is integral in rotation with a transmission shaft (4). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la deuxième couronne (2) est montée sur la première couronne (1) à l'aide d'une bague filetée (6).  5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second ring (2) is mounted on the first ring (1) using a threaded ring (6). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pignons satellites pécités (5) sont retenus entre deux collerettes (lb, 2b) prévues respectivement au niveau de faces extérieures des deux couronnes (1, 2). 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pinned planet gears (5) are retained between two flanges (lb, 2b) provided respectively at the level of external faces of the two crowns (1, 2). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de roulement précité est constitué par des billes (8) logées dans deux rainures ou analogues (9, 10) ménagées respectivement entre la bague filetée (6) et la deuxième couronne (2) et entre la première (1) et la deuxième couronne (2). 7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the aforementioned rolling means consists of balls (8) housed in two grooves or the like (9, 10) formed respectively between the threaded ring (6) and the second ring (2) and between the first (1) and the second ring (2). 8. Robot équipé d'au moins un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7.  8. Robot equipped with at least one device according to one of claims 1 to 7.
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