TW201407065A - 高減速比之減速裝置 - Google Patents

Abstract

一種高減速比之減速裝置，其主要係包括一內壁上係形成有一第一內環齒之殼體，一同心旋設於殼體底面之出力構件；該出力構件之內壁上係形成有一第二內環齒；一軸向固設於殼體上並藉以封閉該殼體之封蓋；一旋設於封蓋中之入力構件；該入力構件係包含有一旋設於封蓋中並同心對應於出力構件之之滾輪，該滾輪第一面係向外同心伸設有一入力軸；一軸向連設於滾輪第二面之偏心輪；以及一旋設於偏心輪之傳遞構件；該傳遞構件依其結構可區分為同心對應之第一齒輪與第二齒輪；其中，該第一齒輪係嚙合於第一內環齒，而該第二齒輪則嚙合於該第二內環齒；其中，該第一齒輪之齒數係小於第一內環齒之齒數，且該第二齒輪之齒數係小於第二內環齒之齒數。

Description

高減速比之減速裝置

本發明係有關於減速裝置之技術領域，尤指一利用齒輪與環齒之齒數差來達到高減速比目的之具高減速比之減速裝置。

減速裝置在動力傳遞技術中，一直以來都佔有其相當重要的地位，尤其是要將高轉速低扭力的動力源轉換成低轉速高扭力之動力，用以驅動較大的負載。其中尤以Mr.C.W.Musser所發明之諧和式減速機最為人所稱道。其主要係利用金屬的撓性及彈性力學之原理，完全顛覆了傳統的動力傳達方式，因此，在發明之初便立刻受到全世界的注目。

一般而言，諧和式減速機主要係包含有一供固設於減速機外殼之環體(Circular Spline)、一具彈性之杯狀結構體(Flex Spline)以及一波浪產生器(Wave Generator)。該環體之內圈形成有一第一齒圈，該杯狀結構體係裝設於諧和式減速機之出力軸，且其杯口外緣形成有一與第一齒圈局部嚙合之第二齒圈，該第二齒圈之齒數少於該第一齒圈之齒數而形成一齒數差(h)；該波浪產生器係由橢圓狀的凸輪與其外環中間嵌以滾珠軸承所構成，且諧和式減速機之入力軸係同心固設於凸輪中；該軸承的內環則固定於凸輪上，利用滾珠介於其中之故，令軸承外環產生變形，迫使杯狀結構體變形，令第二齒圈局部嚙合於第一齒圈。因此，當波浪產生器迴轉一圈時，會迫使杯 狀結構體逆向轉動h齒，而達到減速傳動之目的。

傳統之諧和式減速機雖然具有高減速比、背隙小與高精度等優點，然而，該杯狀結構體在運轉時必須不斷地依序產生循環變形(外擴與收縮)，因此很容易產生金屬疲勞現象，再加上其因為必須產生變形之故，其厚度(結構強度)受到先天上的限制，在產生疲勞現象後，非常容易產生破裂，導致諧和式減速機之使用壽命都不長。

緣是，本發明人乃針對上述諧和式減速機使用壽命短之缺失，本著鍥而不捨的精神與精益求精之目的，積極不斷的加以研究改良，並經長期之努力與試驗，終於開發設計出本發明。

本發明之主要目的，在於解決上述的問題而提供一種利用齒輪與內環齒之齒數差，並搭配齒輪與內環齒公轉與自轉之關係，來達到高減速比目的之減速裝置。

為達上述目的，本發明主要係包括一斷面呈ㄩ形之殼體，該殼體之底面係沿其軸線形成有一穿孔，且其內壁上係形成有一第一內環齒；一同心旋設於殼體底面之出力構件；該出力構件係包含有一旋設於該穿孔中之出力軸以及一同心連設於該出力軸之ㄩ形轉盤；其中，該轉盤之內壁上係形成有一第二內環齒；一軸向固設於殼體上並藉以封閉該殼體之封蓋；該封蓋中係形成有一同心對應於第一穿孔之第二穿孔；一旋設於封蓋中之入力構件；該入力構件係包含有一旋設於第二穿孔中之滾 輪，該滾輪第一面係向外同心伸設有一入力軸；一軸向連設於滾輪第二面之偏心輪；以及一旋設於偏心輪之傳遞構件；該傳遞構件依其結構可區分為同心對應之第一齒輪與第二齒輪；其中，該第一齒輪之齒數係大於第二齒輪之齒數；該第一齒輪係嚙合於第一內環齒，而該第二齒輪則嚙合於該第二內環齒；其中，該第一齒輪之齒數係小於第一內環齒之齒數，且該第二齒輪之齒數係小於第二內環齒之齒數。

本發明完全採用剛性之齒輪與內環齒配合，可完全克服習用諧和式減速機很容易產生金屬疲勞現象，因而使用壽命不長之先天缺失。此外，本發明只要更換傳遞構件或是出力構件之組合即可得到不同之減速比，可適用於不同之扭力需求。

本發明之上述及其他目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入了解。

當然，本發明在某些另件上，或另件之安排上容許有所不同，但所選用之實施例，則於本說明書中，予以詳細說明，並於附圖中展示其構造。

本發明係有關於一種利用齒輪與內環齒之齒數差，並搭配齒輪與內環齒公轉與自轉之關係，來達到高減速比目的之減速裝置。請參閱如第一至第三圖所示，其主要係包含有一斷面呈ㄩ形之殼體(10)、一同心旋設於殼體(10)底面之出力構件(20)、一軸向固設於殼體(10)上並藉以封閉該殼 體(10)之封蓋(30)、一旋設於封蓋(30)之入力構件(40)以及一偏心旋設於入力構件(40)之傳遞構件(50)。

該殼體(10)之底面係沿其軸線形成有一第一穿孔(11)，且其內壁上係形成有一第一內環齒(12)。

該出力構件(20)係包含有一旋設於該穿孔(11)中之出力軸(21)以及一同心連設於該出力軸(21)之ㄩ形轉盤(22)。該出力軸(21)之端面係形成有一連結孔(211)與兩缺槽(212)，其中，該連結孔(211)係同心對應於殼體(10)之穿孔(11)；而該兩缺槽(212)係分別與連結孔(211)連通並位於出力軸(21)同一直徑之兩端；該轉盤(22)之內壁上係形成有一第二內環齒(221)，且其底面係同心形成有一凹孔(222)。

該封蓋(30)中係形成有一同心對應於第一穿孔(11)之第二穿孔(31)，該第二穿孔(31)異於殼體(10)一端之內壁上係形成有一環形擋緣(311)。

該入力構件(40)係包含有一旋設於第二穿孔(31)中之滾輪(41)。該滾輪(41)第一面係向外同心伸設有一入力軸(42)，該入力軸(42)並沿其任一直徑貫穿插設有一結合柱(421)。一軸向連設於滾輪(41)第二面之偏心輪(43)，該偏心輪(43)之端面上係垂直伸設有一定位柱(44)，該定位柱(44)係同心對應於入力軸(4 2)且其端部並旋設於轉盤(22)之凹孔(222)中，確保入力軸(42)與出力軸(21)於運轉的過程中保持同軸對應，延長減速裝置之使用壽命。又為確保本發明運轉時各零件間之穩定性，滾輪(41)與環形擋緣(311)間係以預壓的方式設有一碟形彈簧(60)。

該傳遞構件(50)係同心旋設於該偏心輪(43)上。該傳遞構件(50)依其結構可區分為同心對應之第一齒輪(51)與第二齒輪(52)，其中該第一齒輪(51)之齒數係大於第二齒輪(52)之齒數。該第一齒輪(51)係嚙合於第一內環齒(12)，而該第二齒輪(52)則嚙合於該第二內環齒(221)，其中，該第一齒輪(51)之齒數係小於第一內環齒(12)之齒數，且該第二齒輪(52)之齒數係小於第二內環齒(221)之齒數。

本發明達成減速輸出之方式如下，當入力軸(42)因動力源之作用而開始旋轉時，此時，偏心輪(43)會帶動第一齒輪(51)與第二齒輪(52)於第一內環齒(12)與第二內環齒(221)上公轉。由於第一齒輪(51)與第一內環齒(12)有齒數差，因此，當第一齒輪(51)繞行第一內環齒(12)公轉一周後，其自轉之齒數即為其與第一內環齒(12)之齒數差。而第二齒輪(52)與第二內環齒(221)之傳動方式亦同，因此，可推算出本發明之件速比公式為(請配合參閱如第一圖所示)： 若以A=82、B=80、C=72且D=70為例計算，本發明之減速比為288，換言之，當入力軸(42)旋轉288圈後，出力軸(21)僅旋轉1圈，因此，以本發明如此高之減速比，可完全運用於需要高扭力之工作環境使用。且本發明完全採用剛性之齒輪與內環齒配合，可完全克服習用諧和式減速機很容易產生金屬疲勞現象，造成使用壽命短之先天缺失。此外，本發明只要更換傳遞構件(50)或是出力構件(20)之組合直徑與齒數即可得到不同之減速比，可適用於不同之扭力需求。

請參閱如第四圖所示，當需要超高減速比時，可將兩的本發明串聯使用。其串聯方法係將一減速裝置之入力軸(42)以互補的方式插設於另一減速裝置之出力軸(21)之連結孔(211)中，並另結合柱(421)之兩端分別容置卡合於相對應之缺槽(212)中，如此串聯之減速比即為互相串連兩減速裝置減速比之乘積。若將兩前述之實施例互相串聯使用的話，其減速比將為原減速比的平方，且可依不同之扭力需求將不同減速比之減速裝置互相組合串聯，堪稱是一極佳之結構創新與使用方式。

以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值之變更或等效元件之置換仍應隸屬本發明 之範疇。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述目的，並且在同類製程或產品中均未見有類似之發表，實已符合專利法之規定，爰依法俱文提出專利申請。

10‧‧‧殼體

11‧‧‧第一穿孔

12‧‧‧第一內環齒

20‧‧‧出力構件

21‧‧‧出力軸

211‧‧‧連結孔

212‧‧‧缺槽

22‧‧‧轉盤

221‧‧‧第二內環齒

222‧‧‧凹孔

30‧‧‧封蓋

31‧‧‧第二穿孔

311‧‧‧環形擋緣

40‧‧‧入力構件

41‧‧‧滾輪

42‧‧‧入力軸

421‧‧‧結合柱

43‧‧‧偏心輪

44‧‧‧定位柱

50‧‧‧傳遞構件

51‧‧‧第一齒輪

52‧‧‧第二齒輪

60‧‧‧碟形彈簧

第一圖係本發明之剖視圖。

第二圖係本發明第一圖中2-2割面線之剖視圖。

第三圖係本發明第一圖中3-3割面線之剖視圖。

第四圖係本發明串聯使用之示意圖。

10‧‧‧殼體

11‧‧‧第一穿孔

12‧‧‧第一內環齒

20‧‧‧出力構件

21‧‧‧出力軸

211‧‧‧連結孔

212‧‧‧缺槽

22‧‧‧轉盤

221‧‧‧第二內環齒

222‧‧‧凹孔

30‧‧‧封蓋

31‧‧‧第二穿孔

311‧‧‧環形擋緣

40‧‧‧入力構件

41‧‧‧滾輪

42‧‧‧入力軸

421‧‧‧結合柱

43‧‧‧偏心輪

44‧‧‧定位柱

50‧‧‧傳遞構件

51‧‧‧第一齒輪

52‧‧‧第二齒輪

60‧‧‧碟形彈簧

Claims (5)

1. 一種高減速比之減速裝置，其主要係包括：一斷面呈ㄩ形之殼體，該殼體之底面係沿其軸線形成有一穿孔，且其內壁上係形成有一第一內環齒；一同心旋設於殼體底面之出力構件；該出力構件係包含有一旋設於該穿孔中之出力軸以及一同心連設於該出力軸之ㄩ形轉盤；其中，該轉盤之內壁上係形成有一第二內環齒；一軸向固設於殼體上並藉以封閉該殼體之封蓋；該封蓋中係形成有一同心對應於第一穿孔之第二穿孔；一旋設於封蓋中之入力構件；該入力構件係包含有一旋設於第二穿孔中之滾輪，該滾輪第一面係向外同心伸設有一入力軸；一軸向連設於滾輪第二面之偏心輪；以及一同心旋設於偏心輪之傳遞構件；該傳遞構件依其結構可區分為同心對應之第一齒輪與第二齒輪；其中，該第一齒輪之齒數係大於第二齒輪之齒數；該第一齒輪係嚙合於第一內環齒，而該第二齒輪則嚙合於該第二內環齒；其中，該第一齒輪之齒數係小於第一內環齒之齒數，且該第二齒輪之齒數係小於第二內環齒之齒數。
2. 如申請專利範圍第1項所述之減速裝置，其中，該偏心輪之端面上係垂直伸設有一定位柱，該定位柱係同心對應於入力軸且其端部並旋設於轉盤之凹孔中。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之減速裝置，其中，該出力軸之端面係形成有一連結孔與兩缺槽，其中，該連結孔係同心對應於殼體之穿孔；而該兩缺槽係分別與連結孔連通並位於出力軸同一直徑之兩端；該入力軸並沿其任一直徑貫穿插設有一結合柱。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之減速裝置，其中，該第二穿孔異於殼體一端之內壁上係形成有一環形擋緣；該滾輪與環形擋緣間係預壓設有一碟形彈簧。
5. 如申請專利範圍第3項所述之減速裝置，其中，該第二穿孔異於殼體一端之內壁上係形成有一環形擋緣；該滾輪與環形擋緣間係預壓設有一碟形彈簧。