CN100394068C - 平行轴齿轮减速机及齿轮传动马达 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是以简单且成本低的结构形成同心两级型外接啮合式的平行轴齿轮减速机。在前述壳体(30)的中央部附近，使与前述壳体(30)的主体相(32)独立的中间板(34)可以安装到该壳体(30)的主体(32)中，同时，利用该中间板(34)支撑前述输出轴(16)的一端部。并且，与前述输入轴(马达轴)(14)和输出轴(16)平行地配置中间轴(18)。此外，在输入轴(14)和中间轴(18)之间、该中间轴(18)和前述输出轴(16)之间，共形成两级外接啮合式平行轴齿轮减速机构，并且使前述输出轴(16)的轴心(O2)和前述输入轴(14)的轴心(O1)同心。

Description

平行轴齿轮减速机及齿轮传动马达

技术领域

本发明涉及一种外接啮合式的平行轴齿轮减速机和将该减速机与马达一体化的齿轮传动马达。

背景技术

平行轴齿轮减速机构是经由分别组装在平行配置的轴上的小齿轮和齿轮，使组装有小齿轮的轴的旋转减速、并从组装有齿轮的轴进行输出的机构，由于其结构简单、成本低廉，所以作为代表性的减速机构的一种在过去被广泛采用。

在构成平行轴齿轮减速机构的小齿轮和齿轮中，存在齿向为与轴心平行的直线的正齿轮、或者齿向相对于轴心倾斜形成的螺旋齿轮等种类，通常采用所谓的渐开线齿形。

平行轴齿轮减速机构，在原理上通过增大从动侧齿轮的直径(齿数)，可以任意增大减速比，但是由于无限地增大齿轮直径是不实际的，所以通常若减速比大于3～4时，则重复采用两级或三级结构相同的减速机构。

在专利文献1(特开昭59-2542号公报)中，公开了重复采用两级这种外接啮合式的平行轴齿轮减速机构的两级外接啮合平行齿轮减速机构的例子。该公报中公开的减速机，其输入轴和输出轴是“非同心”的。即，输入轴的轴心和输出轴的轴心不一致(偏离)。

[专利文献1]特开昭59-2542号公报

但是，在采用减速机的现场，经常出现需要输入轴和输出轴同心的情况。在考虑所谓“输入轴和输出轴同心”的条件的情况下，外接啮合式的平行轴齿轮减速机构很难说必定是适当的减速机构。

具体地说，外接啮合式的平行轴齿轮减速机构，由于在两个轴之间进行减速，所以在一级型的情况下，其输入轴侧和输出轴侧的轴线必然会偏离。在两级型的情况下，通过将在第一级中偏离的轴心在第二级中返回原位，可以在机载的骨架上形成同心，而现实的问题是，由于至少输出轴必须采用两点支承，所以大多伴随着许多困难。

即，若在输出轴的一端侧存在同心的输入轴，则不能进行两点支承。为了不受此限制，实现输出轴的两点支承，将输出侧的壳体沿轴向加长并形成用于两点支承的跨度、或者不得不采取成型结构极其特殊的壳体等对策，不可避免地造成成本增大、尺寸增大、重量增大等问题。因此，如该公报的例子，实际情况是，在两级型外接啮合式的平行轴齿轮减速机构的情况下，几乎都是输入轴和输出轴的轴心不同心的例子。

发明内容

本发明鉴于现有的实际情况，其课题是以简单且成本低的结构提供一种可以形成同心、两级型的外接啮合式的平行轴齿轮减速机和利用该减速机的齿轮传动马达。

本发明通过下述方案解决上述问题，本发明的平行轴齿轮减速机，将输入轴和平行于该输入轴的输出轴装入壳体中，前述壳体具备主体、中间板和盖，在前述主体的中央部附近，使前述中间板可安装到该主体上，并且通过该主体和该中间板可双重支持前述输出轴，在前述主体的输入轴侧，使前述盖可安装到该主体上，并且通过该盖来支持前述输入轴的一部分，与前述输入轴和输出轴平行地配置中间轴，在前述输入轴和中间轴之间、该中间轴和前述输出轴之间，共形成两级外接啮合式平行轴齿轮减速机构，并且使前述输出轴的轴心和前述输入轴的轴心同心。

本发明的齿轮传动马达，将壳体中具有平行轴齿轮减速机构的平行轴齿轮减速机和马达一体化，其特征在于，前述壳体具备主体、中间板和盖，在前述主体的中央部附近，使前述中间板可安装到该主体上，并且通过该主体和该中间板可双重支持前述输出轴，在前述主体的输入轴侧，使前述盖可安装到该主体上，并且通过该盖来支持前述输入轴的一部分，将前述马达的马达轴作为前述平行轴齿轮减速机的输入轴探入该减速机的壳体中；并且，与该马达轴和前述平行轴齿轮减速机的输出轴平行地配置中间轴；在前述马达轴和该中间轴之间、该中间轴和前述输出轴之间，共形成两级外接啮合式平行轴齿轮减速机构；并且使前述输出轴的轴心和前述马达轴的轴心同心。

在根据本发明的外接啮合式平行轴齿轮减速机中，虽然采用平行轴齿轮减速机构，但是输入轴和输出轴各自的轴心基本上是同心的。另外，在本说明书中，“同心”不一定仅指轴心完全一致的情况，还包含轴心以实际上被看作同心的程度(包含在规定范围内的程度)保持一致的情况。例如，若各轴心和安装壳体的安装面或螺栓位置的距离差在3％以内，则可以说是包含在“规定的范围内”，属于实际上同心的范围。

本发明用以实现输入、输出轴的同心，在输出轴的轴向端部附近，安装配置独立于壳体的中间板。输出轴的端部支撑在该中间板上。因此，壳体不必沿轴向增大至必要的尺寸以上，可以利用壳体和该中间板对输出轴进行两点支承。

并且，由于中间板与壳体的主体是独立的，所以可以避免壳体主体自身的结构复杂化，同时可以确保组装的容易性。

另一方面，平行于输入、输出轴地配置中间轴，在输入轴和中间轴之间、中间轴和输出轴之间，共形成两级外接啮合式的平行轴齿轮机构。因此，可以牢固且简易地安装各要件，可以确保输入轴和输出轴的同心。

另外，本发明虽然不必要求利用该中间板支撑输入轴和中间轴，但是如后面所述，若利用该中间板支撑输入轴和中间轴，则可以形成刚性进一步提高的减速机。

可以利用简单且成本低的结构获得同心、两级型外接啮合式平行轴齿轮减速机。

附图说明

图1是表示采用本发明的齿轮传动马达的实施方式的例子的纵向剖视图。

图2是表示另一个实施方式的例子的纵向剖视图。

图3是表示采用本发明的平行轴齿轮减速机构的实施方式的纵向剖视图。

具体实施方式

下面，根据附图详细说明本发明的实施方式。

图1表示采用本发明实施方式的齿轮传动马达GM1的例子。

该齿轮传动马达GM1是将马达M1和外接啮合式平行轴齿轮减速机G1一体化的装置。

马达M1配有由一对轴承(图中仅表示出了平行轴齿轮减速机G1侧的轴承12)可自由旋转地支撑的马达轴14。马达轴14的前端靠近平行轴齿轮减速机G1的内部，兼用作该平行轴齿轮减速机G1的输入轴。因而，为了方便起见，在该实施方式中的马达轴14被适当地称为输入轴14。

平行轴齿轮减速机构G1配有该输入轴14和与该输入轴14平行配置的输出轴16，进而，与该输入轴14和输出轴16平行配置有中间轴18。

输入轴14和输出轴16是同心的。另外，这里所称的“同心”，并不要求轴心在设计上完全一致，也包含实质上同心的情况。所谓“实质上同心”，如本实施方式，在支脚安装(脚取付)的情况下，例如在从与安装体接触的面P至输入轴14和输出轴16各自的轴心O1、O2的距离L1、L2的差ΔL(＝L1-L2)在距离L1的3％的范围之内的情况下，就可以认为是在“实质上同心”的范围内。另外，图中所示的例子，为了易于理解，ΔL的大小被略微夸大地表示。

对于输入轴14，一级小齿轮20经由齿轮22与其组装成一体。并且，在前述中间轴18上组装有与该一级小齿轮20啮合的一级齿轮24和二级小齿轮26。该二级小齿轮26与组装到输入轴16上的二级齿轮(输出齿轮)28啮合。

另一方面，平行轴齿轮减速机G1的壳体30配有主体32、中间板34、盖36、适配器38、以及脚部40。

壳体30的主体32，形成为相对于输出轴16的轴心O2存在中间轴18的一侧(图的下侧)设定得比不存在的一侧(图的上侧)大的形状。并且，主体32在与其轴向相对的中央部附近配有阶梯部32A。在该阶梯部32A上组装中间板34。中间板34独立于主体32形成，可以经由螺栓42进行安装、拆卸。中间板34经由轴承44支撑输出轴16的一个端部。结果，与主体32侧的轴承45一起以两点支承的状态支撑输出轴16。

并且，中间板34经由轴承41支撑输入轴14，并且，经由轴承46支撑中间轴18。即，与马达M侧的轴承(图中仅表示出了轴承12)一起三点支撑输入轴14，与主体32侧的轴承47一起两点支承中间轴18。

壳体30的盖36兼用作马达M1的减速机侧的盖，具有与马达轴14同心的大致圆形的外周。在该盖36上组装前述轴承12，支撑马达轴(输入轴)14的一部分。

在壳体30的主体32和盖36之间夹装适配器38。适配器38用于吸收(弥补)壳体30的主体32的截面形状和盖36的外形尺寸差异。盖36和主体32以夹着适配器38的状态用螺栓39连接起来。

另外，适配器38和盖36之间的密封，由于配合面38A是圆形，所以通过在接触部分经填密处理并拧紧螺栓39可以基本上完全密封。但是，适配器38和主体32之间的密封，由于配合面38B不是圆形，所以利用螺栓37增强紧固力，以提高密封性能。

壳体30的脚部40用于将该壳体30安装到各马达M1的图中未示出的安装体上，图中的符号40A表示其螺栓孔。

下面，说明该齿轮传动马达GM1的作用。

当马达M1的马达轴(即平行轴齿轮减速机G1的输入轴)14旋转时，安装在其前端的一级小齿轮20旋转。该旋转经由一级齿轮24传递给中间轴18，实现一级减速。当中间轴18旋转时，组装到该中间轴18上的二级小齿轮26以相同的速度旋转，输出轴16经由二级齿轮28旋转，总共实现两级减速。

在此，输入轴14的一级小齿轮20的部分由轴承12和41两点(若从马达轴的整体来看则为三点)支撑，因而，(与以由轴承12悬臂支撑的状态支撑一级小齿轮20的结构相比)可以提高其支撑刚性，可以实现低振动、低噪音。输入轴14由于高速旋转，所以因刚性强化而实现的降低振动、噪音的效果增大。并且，借助中间板34的存在，输出轴16和两级小齿轮26也被两点支撑，因而，这一部分也可以维持较高的支撑刚性。

中间板34形成独立于壳体30的主体32的单独的构件(独立件)，形成经由螺栓42与该主体32侧连接的结构，因而，不会使主体32侧的形状复杂化，可以抑制成型成本的增大。并且，第二级侧的安装、分解等也可以从马达M1侧(输入轴14侧)进行，所以可以提高组装性能、维修性能。

进而，由于在壳体30的主体32和盖36之间安装适配器38，所以可以良好地吸收壳体30的主体32的截面形状和盖36的外形之间的尺寸差。例如，在根据该实施方式的齿轮马达GM2中，第一级齿轮24的一半位于比中间轴18更靠径向外侧的位置上。因而，借助于齿轮24的存在，壳体30相对于输入、输出轴14、16的轴心，可以使一侧(在图1的例子中为其下侧)的尺寸比另一侧(同上侧)的尺寸大。另一方面，马达M的盖36的形状是与输入、输出轴14、16基本上同心的圆形。因而，盖36和主体32的断面形状与轴心偏离处理成为问题。

因此，在仅可以较小地控制壳体30的内部容积的情况下，例如可以考虑将壳体30的整体基准半径设计成刚好容纳齿轮24以外的全部齿轮的大小，同时仅使齿轮24所在的部分伸出于外周侧的措施。

但是，采用这种措施，壳体30的形状变得复杂，壳体30的成型成本增大。并且，假设形成不伸出的形状，则必须在主体32侧形成用于吸收(弥补)主体32的截面形状和盖36的形状差的、向内侧竖起的部分，仍旧不能避免壳体30的成型成本增大的问题。

对此，在本实施方式中，在适配器38的盖36侧，形成圆形的配合面38A。另一方面，适配器38的主体32侧的配合面形成向半径方向外侧隆起与齿轮24相当的形状。因而，不需要在主体32侧形成用于弥补形状差异的竖起部。因而，中间板34形成单独的构件，壳体30的主体32的形状可以较为简单化，并且，不仅限于简单化，还可以实现低成本化、紧凑化。

另外，通过经由适配器38安装马达M，还获得了不仅可以采用专用马达，而且还将马达盖兼用作减速机G2的盖部的优点。

下面，利用图2说明本发明的另一个实施方式的例子。

该齿轮传动马达GM2，不是利用脚部进行平行轴齿轮减速机G2的壳体130的安装，而是利用图中未示出的螺栓经由凸缘部140的贯通孔140A进行安装。贯通孔140A相对于轴心O2配置在同心圆上。输出轴116直接插入到相应机械的图中未示出的旋转体空心部，或者经由联接器连接到相应的机械侧。利用专用的轴承141支撑输入轴114的前端。

在本实施方式中，马达轴心O1和平行轴齿轮减速机的轴心O2大体同心，进而，由于凸缘部140的贯通孔140A相对于轴心O2对称配置，所以在向相应机械上安装时的平衡良好，可以减小振动。

对于其它结构，由于与前一实施方式基本相同，所以在图中对于相同或类似的部分标注在图1中的符号加上100的符号，省略重复的说明。

在图3中，表示从马达独立出来的平行轴齿轮减速机G3的实施方式的例子。

在该实施方式中，输入轴214作为平行轴齿轮减速机G3的一个独立部件组装起来。输入轴214，在用一对轴承212和241两点支承的状态下从平行轴齿轮减速机G3的壳体230的一侧突出。另外，输出轴216与前述实施方式一样，在用一对轴承244、245支撑的状态下从壳体230的另一侧突出。结果，形成所谓的两轴型减速机。该平行轴齿轮减速机G3，经由图中未示出的联接器与马达侧或相应机械侧相连接。在另一个结构中，由于与图1所示的实施方式基本相同，所以对于相同或类似的部分采用在图1的实施方式中所用的符号加上200的符号，省略重复的说明。

在本实施方式中，通过设置适配器238，可以使用在(不同于平行轴齿轮减速机G3)的另一个减速机中使用的盖。

另外，在上述实施方式中，虽然均利用中间板支撑输入轴的端部，但是本发明对于输入轴不一定必须利用中间板进行支撑。即，例如，如图1或图2所示，在马达轴兼用作平行轴齿轮减速机的输入轴的情况下，也可以采用在将该马达轴(输入轴)悬臂支撑的状态下，靠近壳体内部的结构。

并且，在上述实施方式中，虽然均采用利用中间板支撑中间轴的一部分的结构，但是该结构不是必需的结构。例如，也可以采用在中间板上形成中间轴用的大贯通孔、中间轴自身贯穿该中间板的贯通孔并由壳体的主体和盖进行两点支承的结构。

进而，在上述实施方式中，虽然均在壳体的盖和主体之间夹装适配器，来吸收(弥补)盖和主体的形状差异，但是，在本发明中适配器不是必需的构件，例如，在使盖的外形与主体的盖侧开口形状一致的情况下，可以不经过适配器直接将主体和盖连接起来。

本发明可以简单且低成本地实现输入轴和输出轴需要同轴性的减速机或齿轮传动马达，因此，可以适用于产业用、或民用的各种各样的驱动机械，或者驱动系统中。

Claims (6)

1.一种平行轴齿轮减速机，将输入轴和平行于该输入轴的输出轴装入壳体中，其特征在于，前述壳体具备主体、中间板和盖，在前述主体的中央部附近，使前述中间板可安装到该主体上，并且通过该主体和该中间板可双重支持前述输出轴，在前述主体的输入轴侧，使前述盖可安装到该主体上，并且通过该盖来支持前述输入轴的一部分，与前述输入轴和输出轴平行地配置中间轴，在前述输入轴和中间轴之间、该中间轴和前述输出轴之间，共形成两级外接啮合式平行轴齿轮减速机构，并且使前述输出轴的轴心和前述输入轴的轴心同心。

2.如权利要求1所述的平行轴齿轮减速机，其特征在于，前述输入轴和前述中间轴的至少一个由前述中间板来支撑。

3.如权利要求1或2所述的平行轴齿轮减速机，其特征在于，前述输入轴从前述壳体的盖端突出，并且，前述输出轴从该壳体的主体端突出。

4.如权利要求3所述的平行轴齿轮减速机，其特征在于，在前述壳体的主体和支撑输入轴的盖之间安装适配器。

5.一种齿轮传动马达，将壳体中具有平行轴齿轮减速机构的平行轴齿轮减速机和马达一体化，其特征在于，前述壳体具备主体、中间板和盖，在前述主体的中央部附近，使前述中间板可安装到该主体上，并且通过该主体和该中间板可双重支持前述输出轴，在前述主体的输入轴侧，使前述盖可安装到该主体上，并且通过该盖来支持前述输入轴的一部分，将前述马达的马达轴作为前述平行轴齿轮减速机的输入轴探入该减速机的壳体中；并且，与该马达轴和前述平行轴齿轮减速机的输出轴平行地配置中间轴；在前述马达轴和该中间轴之间、该中间轴和前述输出轴之间，共形成两级外接啮合式平行轴齿轮减速机构；并且使前述输出轴的轴心和前述马达轴的轴心同心。

6.如权利要求5所述的齿轮传动马达，其特征在于，前述马达轴和前述中间轴的至少一个由前述中间板支撑。

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