TW201912974A - 滾壓擦動式諧和減速機 - Google Patents

滾壓擦動式諧和減速機 Download PDF

Info

Publication number
TW201912974A
TW201912974A TW106129211A TW106129211A TW201912974A TW 201912974 A TW201912974 A TW 201912974A TW 106129211 A TW106129211 A TW 106129211A TW 106129211 A TW106129211 A TW 106129211A TW 201912974 A TW201912974 A TW 201912974A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
annular
wheel
rolling
curved surface
rolling zone
Prior art date
Application number
TW106129211A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI646274B (zh
Inventor
陳豐田
Original Assignee
簡雪赺
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 簡雪赺 filed Critical 簡雪赺
Priority to TW106129211A priority Critical patent/TWI646274B/zh
Priority to US16/111,213 priority patent/US10801600B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI646274B publication Critical patent/TWI646274B/zh
Publication of TW201912974A publication Critical patent/TW201912974A/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • F16H2049/003—Features of the flexsplines therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

一種滾壓擦動式諧和減速機，其主要包含有：一波產生器，具有橢圓形外廓；一撓輪，具有一輸出端及一與該輸出端連接之開放環壁，該開放環壁之外周面上具有一環狀之外滾壓區，該外滾壓區具有一鄰接於端緣之環形外齒及一與該環形外齒鄰接之環形外曲面；一外環輪，一端軸向往內延伸有一容置孔，該容置孔之內周面上具有一內滾壓區，該內滾壓區具有一鄰接於端緣之環形內齒及一與該環形內齒鄰接之環形內曲面；該波產生器係塞入於該撓輪之開放環壁中，該波產生器之外廓抵接於對應該外滾壓區位置之開放環壁內周面上，使該撓輪之外滾壓區隨之變形為橢圓外廓，該撓輪係置於該外環輪之容置孔內，且該撓輪之外滾壓區抵接於該外環輪之內滾壓區上，使由局部之環形外齒與局部之環形內齒嚙合，而局部之環形外曲面則與局部之環形內曲面抵接；藉以達到中扭力或低扭力減速輸出、降低製造成本、加工容易及不易磨損等功效。

Description

滾壓擦動式諧和減速機
本發明係與諧和式減速機有關，更詳而言之係指一種滾壓擦動式諧和減速機。
按，習知之諧和式減速機1，如第一圖至第三圖所示，主要由三個元件所構成，分別為一波產生器2(Wave Generator)、一撓輪3(Flex Spline)及一外環輪4(Circular Spline)，該波產生器2外形呈橢圓，供輸入一旋轉動力，該撓輪3之開口側為易彈性變形之薄壁，外周面具有一環形外齒5，該外環輪4於內周面具有一環形內齒6，該波產生器2係塞入於該撓輪3中，使該撓輪3之開口側隨著該波產生器2之外形而變形為橢圓，再將該撓輪3置於該外環輪4內，使撓輪3之局部環形外齒5與該外環輪4之局部環形內齒6嚙合，當該波產生器2開始旋轉時，由於撓輪3之環形外齒5與外環輪4之環形內齒6有齒數差，即當撓輪3之環形外齒5的齒數少於外環輪4之環形內齒6齒數時，便能達到高扭力、減速輸出之功效，由於其減速原理屬習知技藝，容不在此多加贅述。 惟，上述習知之諧和式減速機1，雖然具備構件簡單、背隙小、輕量、體積小、高扭力負載輸出及高精度等優點。但，卻也因為需要高扭力輸出之故，因此在撓輪3與外環輪4之製成材料上便要使用耐疲勞性強度極高之特殊鋼材所製成，但如此一來，整體之製造成本便會提高許多。況且，由於其高精度需求之故，因此撓輪3之環形外齒5寬度與外環輪4之環形內齒6寬度，便需要一定之寬度，才能足以提供高精度之傳動，但，如此一來卻也導致加工上之困難及撓輪3之環形外齒5寬度與外環輪4之環形內齒6間容易產生磨損。於此，當習知之諧和式減速機無須使用在高扭力負載輸出及高精度傳動之場合時，反而有了製造成本增加、加工困難及容易產生磨損等問題。
有鑑於此，為改善先前技術中，習知諧和式減速機有著製造成本高、加工困難及容易磨損等問題；緣此，本發明乃提供一種滾壓擦動式諧和減速機，其主要包含有：一波產生器，具有橢圓形外廓；一撓輪，具有一輸出端及一與該輸出端連接之開放環壁，該開放環壁之外周面上具有一環狀之外滾壓區，該外滾壓區具有一鄰接於端緣之環形外齒及一與該環形外齒鄰接之環形外曲面；一外環輪，一端軸向往內延伸有一容置孔，該容置孔之內周面上具有一內滾壓區，該內滾壓區具有一鄰接於端緣之環形內齒及一與該環形內齒鄰接之環形內曲面；該波產生器係塞入於該撓輪之開放環壁中，該波產生器之外廓抵接於對應該外滾壓區位置之開放環壁內周面上，使該撓輪之外滾壓區隨之變形為橢圓外廓，該撓輪係置於該外環輪之容置孔內，且該撓輪之外滾壓區抵接於該外環輪之內滾壓區上，使由局部之環形外齒與局部之環形內齒嚙合，而局部之環形外曲面則與局部之環形內曲面抵接；藉以達到中扭力減速輸出、降低製造成本、加工容易及不易磨損等功效。 本發明更提供另一種滾壓擦動式諧和減速機，其主要包含有：一波產生器，具有橢圓形外廓；一撓輪，具有一輸出端及一與該輸出端連接之開放環壁，該開放環壁之外周面上具有一環狀之外滾壓區，該外滾壓區為連續之環形外曲面；一外環輪，一端軸向往內延伸有一容置孔，該容置孔之內周面上具有一內滾壓區，該內滾壓區為連續之環形內曲面；該波產生器係塞入於該撓輪之開放環壁中，該波產生器之外廓抵接於對應該外滾壓區位置之開放環壁內周面上，使該撓輪之外滾壓區隨之變形為橢圓外廓，該撓輪係置於該外環輪之容置孔內，且該撓輪之外滾壓區抵接於該外環輪之內滾壓區上；藉以達到低扭力減速輸出、降低製造成本、加工容易及不易磨損等功效。
為使貴審查委員能對本發明之特徵與其特點有更進一步之了解與認同，茲列舉以下之實施例並配合圖式說明如下： 請參閱第四圖至第十六圖，係本發明第一較佳實施例所提供一種滾壓擦動式諧和減速機100，其主要包含有一波產生器10、一撓輪20及一外環輪30，其中： 請參閱第四圖至第六圖，該波產生器10，具有橢圓形外廓，用以輸入旋轉動力。 請參閱第四圖至第六圖，該撓輪20，具有一輸出端21及一自該輸出端21周緣往軸向一體連接延伸而出之開放環壁22，該開放環壁22鄰近自由端緣之外周面上具有一環狀之外滾壓區221，該外滾壓區221具有一鄰接於自由端緣之環形外齒222及一與該環形外齒222鄰接之環形外曲面223，該環形外曲面223為連續無凸起、凹陷之曲面。 請參閱第四圖至第六圖，該外環輪30，具有一環座31及一環體32，該環座31一端軸向往內延伸有一容置孔311及一位於該容置孔311周緣往內凹陷之凹陷區312，該容置孔311鄰接於凹陷區312之內周面上具有一環形內曲面313，該環形內曲面313為連續無凸起、凹陷之曲面，該環體32係藉由若干螺絲33而鎖固於該環座31之凹陷區312中，該環體32之內周面上具有一環形內齒321，以由該環形內齒321與該環形內曲面313共構成一環狀之內滾壓區34。 該波產生器10係塞入於該撓輪20之開放環壁22中，且該波產生器10之外廓並抵接於對應該外滾壓區221位置之開放環壁22內周面上，使該撓輪20之外滾壓區221隨之變形為橢圓外廓，該撓輪20係置於該外環輪30之容置孔311內，且該撓輪20之外滾壓區221並抵接於該外環輪30之內滾壓區34上，即由局部之環形外齒222與局部之環形內齒321嚙合，而局部之環形外曲面223則與局部之環形內曲面313抵接。 是以，上述即為本發明第一較佳實施例所提供滾壓擦動式諧和減速機100各部構件及其組裝方式之介紹，接著再將其使用特點介紹如下： 首先，請參閱第七圖至第十六圖所示，當由該波產生器10輸入一旋轉動力時，藉由橢圓形波產生器10之兩相對高點對撓輪20外滾壓區221位置之開放環壁22內周面及外環輪之內滾壓區34所施予的預壓力，及橢圓形波產生器10之兩相對高點抵壓於撓輪20外滾壓區221位置之開放環壁22內周面上而不斷滾動時，該撓輪20之外滾壓區221乃隨著波產生器10的滾動而不斷變形為橢圓形之故，而能在外環輪30之內滾壓區34以變換抵接位置地進行反向地滾壓轉動，以由該輸出端21進行減速輸出。 是以，由於在本實施例中，該撓輪20之外滾壓區221中僅有局部為環形外齒222，而該外環輪30之內滾壓區34中僅有局部為環形內齒321，因此兩者間嚙合傳動之扭力不大，不僅可讓本發明適用在無須輸出太大扭力之裝置、機構上，更能讓撓輪20與外環輪30之環座31，改以耐疲勞強度較低之鋼材或甚至以工程塑料製成，進而達到降低製造成本之功效。 另外，由於該撓輪20與該外環輪30抵接之外滾壓區221與內滾壓區34中，該環形外曲面223與該環形內曲面313接觸之面積與寬度，皆大於該環形外齒222與該與環形內齒321接觸之面積與寬度(即在該外滾壓區221中，該環形外曲面223之面積佔比大於該環形外齒222之面積佔比，而在該內滾壓區34中，該環形內曲面313之面積佔比大於該環形內齒321之面積佔比)，且該撓輪20外滾壓區221中，位於環形外齒222位置之內周面孔徑係較位於環形外曲面223位置之內周面孔徑稍微大一點，因此其在滾壓傳動時之作用力(預壓力)大部分係作用在該環形外曲面223及其內周面與該環形內曲面313間，而得以降低環形外齒222與該與環形內齒321接觸時之作用力，進而達到降低磨損之功效。 再者，由於本實施例在外滾壓區221與內滾壓區34中，分別設有環形外曲面223與環形內曲面313來進行滾壓傳動，因此撓輪20之環形外齒222寬度與該外環輪30之環形內齒321寬度，便能較習知諧和式減速機要來得短，以達到加工容易之功效。 是以，本發明極適用在中扭力或低扭力輸出之裝置、機構、機械手臂或機器人上。 請參閱第十七圖所示，係本發明第二較佳實施例所提供一種滾壓擦動式諧和減速機200，其與前述實施例相同包含有一波產生器40、一撓輪50及一外環輪60，惟其主要差異在於： 於本實施例中，該外環輪60係一體製成，即該內滾壓區64之環形內曲面613與環形內齒621皆係形成於容置孔611之內周孔壁面上。雖然本實施例之外環輪60與該前述實施例之外環輪略有差異，但其皆可達到相同之功效。 請參閱第十八圖及第十九圖所示，係本發明第三較佳實施例所提供一種滾壓擦動式諧和減速機300，其與前述實施例相同包含有一波產生器70、一撓輪80及一外環輪90，惟其主要差異在於： 於本實施例中，該撓輪80之外滾壓區821上僅設有環形外曲面823，而無須設置環形外齒。該外環輪90之內滾壓區94上僅設有環形內曲面913，而無須設置環形內齒。雖然本實施例並未設置環形外齒與環形內齒進行嚙合，但由於本發明無須大扭力輸出，因此僅以外滾壓區821之環形外曲面823與內滾壓區94之環形內曲面913進行滾壓傳動，藉外環輪90之內滾壓區94之圓周長係大於撓輪80之外滾壓區821之圓周長有一預定之長度，即能進行減速之低扭力輸出，而能適用於無須高精度減速傳動之裝置、機構、設備上，進而達到本發明之目的與功效。 以上所揭，僅為本發明所提供之較佳實施例而已，並非用以限制本發明之實施範圍，凡本技術領域內之相關技藝者根據本發明所為之均等變化，皆應屬本發明所涵蓋之範圍。
「習知」
1‧‧‧諧和式減速機
2‧‧‧波產生器
3‧‧‧撓輪
4‧‧‧外環輪
5‧‧‧環形外齒
6‧‧‧環形內齒
「本發明第一較佳實施例」
100‧‧‧滾壓擦動式諧和減速機
10‧‧‧波產生器
20‧‧‧撓輪
21‧‧‧輸出端
22‧‧‧開放環壁
221‧‧‧外滾壓區
222‧‧‧環形外齒
223‧‧‧環形外曲面
30‧‧‧外環輪
31‧‧‧環座
311‧‧‧容置孔
313‧‧‧環形內曲面
312‧‧‧凹陷區
32‧‧‧環體
321‧‧‧環形內齒
33‧‧‧螺絲
34‧‧‧內滾壓區
「本發明第二較佳實施例」
200‧‧‧滾壓擦動式諧和減速機
40‧‧‧波產生器
50‧‧‧撓輪
60‧‧‧外環輪
64‧‧‧內滾壓區
613‧‧‧環形內曲面
621‧‧‧環形內齒
611‧‧‧容置孔
「本發明第三較佳實施例」
300‧‧‧滾壓擦動式諧和減速機
70‧‧‧波產生器
80‧‧‧撓輪
821‧‧‧外滾壓區
823‧‧‧環形外曲面
90‧‧‧外環輪
94‧‧‧內滾壓區
913‧‧‧環形內曲面
第一圖係習知一種諧和式減速機之立體分解圖。 第二圖係第一圖所示習知諧和式減速機之立體組合圖。 第三圖係第一圖所示習知諧和式減速機之正視圖。 第四圖係本發明第一較佳實施例之立體分解圖。 第五圖係第四圖所示實施例之立體組合圖。 第六圖係第四圖所示實施例之組合剖視暨局部放大圖。 第七圖至第十六圖係第四圖所示實施例之作動示意圖。 第十七圖係本發明第二較佳實施例之立體分解圖。 第十八圖係本發明第三較佳實施例之立體分解圖。 第十九圖係第十八圖所示實施例之組合剖視暨局部放大圖。

Claims (10)

  1. 一種滾壓擦動式諧和減速機，其主要包含有： 一波產生器，具有橢圓形外廓； 一撓輪，具有一輸出端及一與該輸出端連接之開放環壁，該開放環壁之外周面上具有一環狀之外滾壓區，該外滾壓區具有一鄰接於端緣之環形外齒及一與該環形外齒鄰接之環形外曲面； 一外環輪，一端軸向往內延伸有一容置孔，該容置孔之內周面上具有一內滾壓區，該內滾壓區具有一鄰接於端緣之環形內齒及一與該環形內齒鄰接之環形內曲面； 該波產生器係塞入於該撓輪之開放環壁中，該波產生器之外廓抵接於對應該外滾壓區位置之開放環壁內周面上，使該撓輪之外滾壓區隨之變形為橢圓外廓，該撓輪係置於該外環輪之容置孔內，且該撓輪之外滾壓區抵接於該外環輪之內滾壓區上，使由局部之環形外齒與局部之環形內齒嚙合，而局部之環形外曲面則與局部之環形內曲面抵接。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之滾壓擦動式諧和減速機，其中，該撓輪之開放環壁係一體自該輸出端周緣軸向延伸出而成。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之滾壓擦動式諧和減速機，其中，該外環輪具有一環座及一環體，該容置孔係自該環座一端軸向往內延伸而成，該環座並於該容置孔之周緣往內凹陷有一凹陷區，該環形內曲面係位於該容置孔鄰接該凹陷區之內周面上，該環體係鎖固於該環座之凹陷區中，該環形內齒係位於該環體之內周面上。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之滾壓擦動式諧和減速機，其中，該外環輪係一體製成。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之滾壓擦動式諧和減速機，其中，該撓輪之外滾壓區中，該環形外曲面之面積佔比大於該環形外齒之面積佔比；該外環輪之內滾壓區中，該環形內曲面之面積佔比大於該環形內齒之面積佔比。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之滾壓擦動式諧和減速機，其中，該撓輪之外滾壓區中，位於環形外齒位置之內周面孔徑係略大於環形外曲面位置之內周面之孔徑。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述之滾壓擦動式諧和減速機，其中，該撓輪之環形外曲面為連續無凸起、凹陷之曲面； 該外環輪之環形內曲面為連續無凸起、凹陷之曲面。
  8. 一種滾壓擦動式諧和減速機，其主要包含有： 一波產生器，具有橢圓形外廓； 一撓輪，具有一輸出端及一與該輸出端連接之開放環壁，該開放環壁之外周面上具有一環狀之外滾壓區，該外滾壓區為連續之環形外曲面； 一外環輪，一端軸向往內延伸有一容置孔，該容置孔之內周面上具有一內滾壓區，該內滾壓區為連續之環形內曲面； 該波產生器係塞入於該撓輪之開放環壁中，該波產生器之外廓抵接於對應該外滾壓區位置之開放環壁內周面上，使該撓輪之外滾壓區隨之變形為橢圓外廓，該撓輪係置於該外環輪之容置孔內，且該撓輪之外滾壓區抵接於該外環輪之內滾壓區上。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述之滾壓擦動式諧和減速機，其中，該撓輪之外滾壓區中，鄰接於開放環壁端緣之壁厚較其餘部位要來得薄。
  10. 依據申請專利範圍第8項所述之滾壓擦動式諧和減速機，其中，該撓輪之環形外曲面為連續無凸起、凹陷之曲面； 該外環輪之環形內曲面為連續無凸起、凹陷之曲面。
TW106129211A 2017-08-28 2017-08-28 Rolling wiper harmonic reducer TWI646274B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106129211A TWI646274B (zh) 2017-08-28 2017-08-28 Rolling wiper harmonic reducer
US16/111,213 US10801600B2 (en) 2017-08-28 2018-08-24 Roll-and-press friction-driving harmonic drive gear reducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106129211A TWI646274B (zh) 2017-08-28 2017-08-28 Rolling wiper harmonic reducer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI646274B TWI646274B (zh) 2019-01-01
TW201912974A true TW201912974A (zh) 2019-04-01

Family

ID=65436910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106129211A TWI646274B (zh) 2017-08-28 2017-08-28 Rolling wiper harmonic reducer

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10801600B2 (zh)
TW (1) TWI646274B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019116653A1 (de) * 2019-06-19 2020-12-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wellgetriebe und Verfahren zur Montage eines Wellgetriebes

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4715247A (en) * 1985-09-26 1987-12-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Transmission apparatus with reduced frictional force
DE10161493C5 (de) * 2001-12-14 2008-09-18 Micromotion Gmbh Getriebe nach dem Spannungswellen-Prinzip mit Hohlwellen
JP2010266008A (ja) * 2009-05-15 2010-11-25 Denso Wave Inc ロボット用ハーモニック減速機
TWM449212U (zh) * 2012-09-13 2013-03-21 Ama Tech Corp 諧和傳動裝置之餘隙補償結構
US10006534B2 (en) * 2013-06-20 2018-06-26 Harmonic Drive Systems Inc. Bearing holder, bearing mechanism, and strain wave gearing device
KR101704493B1 (ko) * 2013-07-01 2017-02-08 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 중공형 파동기어장치
TWI641771B (zh) * 2016-12-29 2018-11-21 財團法人工業技術研究院 諧波傳動裝置
TWM551664U (zh) * 2017-08-28 2017-11-11 Jian Xue-Yin 滾壓擦動式諧和減速機
JP2019138412A (ja) * 2018-02-14 2019-08-22 セイコーエプソン株式会社 ロボットおよび歯車装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20190063579A1 (en) 2019-02-28
US10801600B2 (en) 2020-10-13
TWI646274B (zh) 2019-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10060517B2 (en) Strain wave gearing, frictional engagement wave device, and wave generator
US7735396B2 (en) Wave gear drive having negative deflection meshing tooth profile
US20170227106A1 (en) Cup-shaped flexible externally toothed gear and cup-type strain wave gearing
CN107795662B (zh) 用于谐波减速器的刚轮、谐波减速器以及机器人
JP6218692B2 (ja) デュアルタイプの波動歯車装置
US20180306276A1 (en) Flexible external gear and strain wave gearing
WO2016013381A1 (ja) デュアルタイプの波動歯車装置
US9746065B2 (en) Strain wave gearing having double-contact negative deflection tooth profile
WO2016013383A1 (ja) デュアルタイプの波動歯車装置
US20180149255A1 (en) Strain wave gearing with compound meshing that involves congruity of tooth surfaces
JP2017044287A (ja) 波動歯車伝達装置
TW201910666A (zh) 諧波齒輪裝置
TWI620882B (zh) 雙模式諧波齒輪裝置
TWI526638B (zh) Deceleration mechanism
WO2019065070A1 (ja) デュアルタイプの波動歯車装置
US20170211679A1 (en) Dual-type strain wave gearing
TWI646274B (zh) Rolling wiper harmonic reducer
WO2020034373A1 (zh) 一种端面齿摆线针轮副和章动减速装置
JP2016217391A (ja) 波動減速機の波動発生装置
TWM551664U (zh) 滾壓擦動式諧和減速機
CN111868412B (zh) 行星齿轮箱以及相关的机器人关节和机器人
JP2017110705A (ja) 波動歯車伝達装置
KR102257216B1 (ko) 하모닉 감속기
US10883591B2 (en) Sliding contact-type wave generator, strain wave gearing, and wave-generating method
TWI487858B (zh) 諧波傳動裝置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees