CN102278430A

CN102278430A - 行星齿轮减速机

Info

Publication number: CN102278430A
Application number: CN2010102028431A
Authority: CN
Inventors: 谢龙昌; 李安谦; 陈子夏; 唐修晨
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2011-12-14

Abstract

本发明公开了一种行星齿轮减速机，包含至少一太阳齿轮，太阳齿轮设于一齿轮架的中心孔，齿轮架具有沿中心孔平行间隔设置的一第一固定部、一第二固定部与一第三固定部；多个第一齿轮可旋转地设于第一及第二固定部之间，多个第二齿轮可旋转地设于第二及第三固定部之间，各第一齿轮与第二齿轮皆与太阳齿轮相互啮合，二环齿轮则环设且分别啮合于第一齿轮与第二齿轮。利用二环齿轮分别啮合于第一及第二齿轮，能减少第一及第二齿轮因相位误差问题造成的装配困难与运转干涉现象，亦使整体结构更为稳固，有效地缩减体积。同时，只要改变太阳齿轮、第一与第二齿轮，以及第一与第二环齿轮的齿数，即可较为弹性、容易与简便地调整出低、中，或是高减速比。

Description

行星齿轮减速机

技术领域

本发明涉及传动装置，特别是指一种行星齿轮减速机。

背景技术

在与机械相关的应用领域里，例如工具机、自动化生产设备、车辆载具、电动/气动手工具，或是家电产品等，通常都会利用动力源与齿轮传动装置相互搭配使用，以提供高扭矩低转速的动力特性，让各类产品可供人们有效地使用与操作。

目前的齿轮传动装置，若是减速比的需求约在10以下，常会使用单级平行轴式正齿轮减速机或是行星齿轮式减速机。而当需要较高的减速比，则必须使用多级减速的齿轮减速机。另外亦有具高减速比的齿轮传动装置，例如蜗轮蜗杆减速机、谐和驱动器(Harmonic Drive)，或是赛乐式减速机(Cyclo Drive)。其中单级蜗轮蜗杆减速机的减速比约为30～60，但传动效率不佳(仅约50～60％)。赛乐柱减速机传动效率虽较佳(仅约70％)，但成本高、减速比亦仅约30～50左右。谐和驱动器则可具有较高的减速比(约100～200)，传动效率也达60％，然而其成本比赛乐柱减速机高，结构又为挠性机构，无法传递较大的动力，一般仅用于机械手臂关节处。

因此，现有可达成高减速比的齿轮传动装置，皆会产生构造复杂、制造成本高，以及传动效率不佳与输出扭矩小的问题。再者，随着伺服马达的转速越来越高，为了因应使用需求，某些场合必须使用减速比高达200～500以上的减速机，且减速机的体积必须控制在一定的尺寸内，目前的齿轮传动装置亦无法满足此减速需求，造成设计上的困难与不便。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于提供一种行星齿轮减速机，其可弹性地产生出低、中、高等不同减速比，且整体结构较为稳固，体积较小。

为达成上述目的，本发明所提供的行星齿轮减速机，包含有至少一太阳齿轮、一齿轮架、多个第一齿轮、多个第二齿轮、一第一环齿轮，以及一第二环齿轮；该齿轮架具有一中心孔，以及沿该中心孔平行间隔设置之一第一固定部、一第二固定部与一第三固定部，该太阳齿轮设于该中心孔内；各该第一齿轮可旋转地设于该齿轮架的第一及第二固定部之间，且与该太阳齿轮相互啮合；各该第二齿轮可旋转地设于该齿轮架的第二及第三固定部之间，且与该太阳齿轮相互啮合；而该二环齿轮分别啮合于该等第一齿轮与该等第二齿轮。利用上述技术特征，本发明所设置的第一及第二齿轮可视使用需求而具有相同或是不同的数量，而且第一及第二环齿轮分别啮合于第一及第二齿轮，不但可以减少第一及第二齿轮因相位误差问题造成的装配困难现象，也能够消除二环齿轮运转的干涉问题。再者，齿轮架分别设置第一与第二齿轮，使整体结构更为稳固、紧密与轻量化，有效地缩减体积。

以下将通过所列举的实施例配合随附图式，详细说明本发明的技术内容及特征，其中：

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例所提供行星齿轮减速机的立体分解图；

图2为本发明第一较佳实施例所提供行星齿轮减速机的剖视图；

图3为本发明第二较佳实施例所提供行星齿轮减速机的立体分解图；

图4为本发明第二较佳实施例所提供行星齿轮减速机的剖视图；以及

图5为本发明第三较佳实施例的立体分解图。

【主要元件符号说明】

行星齿轮减速机10

太阳齿轮12 方键14 转轴16

齿轮架20 第一固定部21 基座22

螺栓23 第二固定部24 第三固定部26

连结部27 延伸部28 第二容置空间32

第一容置空间30 中心孔31 第一齿轮40

固定轴41 第二齿轮42 第一环齿轮50

第二环齿轮52 齿形部51、53

行星齿轮减速机60

太阳齿轮61 齿轮架62 第一齿轮63

第二齿轮64 第一环齿轮65 第二环齿轮66

固定部67 转轴68

行星齿轮减速机70

第一齿轮71 第二齿轮72 太阳齿轮73

第一环齿轮74 第二环齿轮75 齿轮架76

第一容置空间77 第二容置空间78

具体实施方式

请参阅图1及图2所示，本发明第一较佳实施例的行星齿轮减速机10，包含有一太阳齿轮12、一齿轮架20、多个第一齿轮40、多个第二齿轮42、一第一环齿轮50，以及一第二环齿轮52。

该太阳齿轮12通过一方键14定位于一转轴16，使转轴16受驱转时可同步带动太阳齿轮12旋转。

该齿轮架20具有一基座22，基座22包括一第二固定部24与一第三固定部26，第二与第三固定部24、26皆为呈环状的板体，且以板面相互平行且间隔地设置，二者间并具有四以等角分布的连结部27，使第二及第三固定部24、26之间形成出四第二容置空间32。第二固定部24相对于第三固定部26的另一板面设有三呈等角分布的延伸部28，一环状第一固定部21通过三螺栓23固定于各延伸部28，使第一、第二及第三固定部21、24、26之间亦呈相互平行且间隔地设置，第一及第二固定部21、24之间形成出三第一容置空间30，同时于基座22中央形成出一中心孔31，第一及第二容置空间30、32皆环绕于中心孔31。太阳齿轮12设于中心孔31内，转轴16则沿着中心孔31的中心线延伸。

各第一齿轮40分别设于齿轮架20的各第一容置空间30，且枢设于穿经第一及第二固定部21、24间之一固定轴41，使第一齿轮40可旋转地设于齿轮架20，并与太阳齿轮12相互啮合。各第二齿轮42则设于齿轮架20的各第二容置空间32，且枢设于穿经第二及第三固定部24、26间的固定轴41，同时亦与太阳齿轮12相互啮合，使太阳齿轮12转动时可同步带动齿轮架20的第一及第二齿轮40、42转动。

该第一及第二环齿轮50、52的内周面分别具有一连续齿形部51、53，二齿形部51、53的齿数可视减速需求而具有1至4齿的齿数差。二环齿轮50、52套设于齿轮架20，且分别以各齿形部51、53啮合于第一齿轮40与第二齿轮42。

通过上述本发明的组成构件，若先使第一环齿轮50固定不转动，当转轴16受驱动而使太阳齿轮12转动时，太阳齿轮12连同相互啮合的第一齿轮40与第二齿轮42同步转动，使第一齿轮40与第二齿轮42分别沿第一环齿轮50及第二环齿轮52的齿形部51、53绕着太阳齿轮12作动。由于第一环齿轮50与第二环齿轮52的齿形部51、53的齿数具有1～4齿数差，且第一环齿轮50为固定状态，使得第一齿轮40与第二齿轮42利用该齿数差而带动第二环齿轮52达到一预定的转动，再将第二环齿轮52连接至一传动装置(图中未示)，即可达到降低输出转速及产生高于转轴的扭矩的特性。

值得一提的是，本发明可任意使第一环齿轮50或第二环齿轮52其中之一固定不动，若第一环齿轮50固定，即可得到减速比为正的减速效果，第二环齿轮52固定，则可得到减速比为负的减速效果。

本发明所提供的传动装置只需改变太阳齿轮12、第一与第二齿轮40、42，以及第一与第二环齿轮50、52的齿数，即可较为弹性、容易与简便地达到改变减速比的功效。举例而言，由于第一齿轮40的数量为太阳齿轮12的齿数或第一环齿轮50的齿数，以及太阳齿轮12的齿数加上第一环齿轮50的齿数和的公因子。第二齿轮42的数量为太阳齿轮12的齿数或第二环齿轮52的齿数，以及太阳齿轮12的齿数加上第二环齿轮52的齿数和的公因子。假设太阳齿轮12齿数为24齿，第一环齿轮50的齿数为75齿，第二环齿轮52的齿数为76齿，因而第一齿轮40的数量为三个，第二齿轮42的数量为四个，而每一第一齿轮40与第二齿轮42的齿数皆分别为24齿，再根据相对速度法计算即可得出减速比为312.5。因此，不需变更组成构件，改变第一与第二环齿轮50、52、太阳齿轮12、第一与第二齿轮40、42的齿数，就可以轻易地使本发明达到高减速比。

本发明所设置的第一及第二齿轮40、42可视使用需求而具有相同或是不同的数量，而且第一及第二环齿轮50、52分别啮合于第一及第二齿轮40、42，不但可以减少第一及第二齿轮40、42因相位误差问题造成的装配困难现象，也能够消除二环齿轮50、52运转的干涉问题。再者，齿轮架20利用第二固定部24分别连结第一与第二齿轮40、42，第一及第二齿轮40、42可各自独立地运转，使齿轮架20的结构更为稳固、紧密与轻量化，有效地缩减体积。再加上太阳齿轮12、齿轮架20与第一、第二环齿轮50、52皆为同轴设计，动态平衡特性较佳，适用于高减速比与传递较大扭矩，运转噪音也较小。

本发明除了可产生出高减速比之外，亦可依使用需求弹性地变换出其它低、中减速比。如参阅图3及图4所示，为本发明第二较佳实施例所提供的行星齿轮减速机60，其组成构件概同于第一较佳实施例，包含有太阳齿轮61、齿轮架62、多个第一齿轮63、多个第二齿轮64、第一环齿轮65以及第二环齿轮66。特点在于齿轮架62仅具有二环形固定部67，各第一齿轮63与第二齿轮64同轴且数量一致地设于二固定部67之间，而转轴68设有二太阳齿轮61。利用上述构件，由于二太阳齿轮61可分别带动第一及第二齿轮63、64，第一及第二齿轮63、64进而再分别驱转第一及第二环齿轮65、66。若是其中一太阳齿轮61的齿数为40，另一太阳齿轮61的齿数为36，各第一齿轮63的齿数为18，各第二齿轮64的齿数为22，第一环齿轮65的齿数为76，第二环齿轮66的齿数为80，经由计算可知本实施例的行星齿轮减速机的减速比为20。

再如图5所示，为本发明第三较佳实施例所提供的行星齿轮减速机70，其组成构件概同于第一较佳实施例，特点则在于齿轮架76具有四呈等角分布的第一容置空间77，以及四呈等角分布的第二容置空间78，第一及第二容置空间77、78之间亦呈错位状态。当太阳齿轮73的齿数为36，第一齿轮71的齿数为18，第二齿轮72的齿数为24，第一环齿轮74的齿数为72，第二环齿轮75的齿数为84，第一及第二齿轮71、72的数量则皆为四个，且分设于各第一与第二容置空间77、78。经由计算可知第三实施例中，若是第一环齿轮74固定，第二环齿轮75输出转动时，减速比为正21，而若是第二环齿轮75固定，第一环齿轮74输出转动时，减速比为负20；因此由上述各实施例可知只要改变各齿轮的齿数，就可弹性地产生出低、中、高等不同减速比，达到本发明的发明目的。

最后，必须再次说明的是，本发明于前揭实施例中所揭露的构成元件仅为举例说明，并非用来限制本案的范围，其它等效元件的替代或变化，亦应为本案的申请专利范围所涵盖。

Claims

1.一种行星齿轮减速机，其特征在于包含有：

一太阳齿轮；

一齿轮架，具有一中心孔，以及沿该中心孔平行间隔设置之一第一固定部、一第二固定部与一第三固定部，该太阳齿轮设于该中心孔内；

至少二第一齿轮，系可旋转地设于该齿轮架的第一及第二固定部之间，且与该太阳齿轮相互啮合；

至少二第二齿轮，可旋转地设于该齿轮架的第二及第三固定部之间，且与该太阳齿轮相互啮合；以及

一第一及第二环齿轮，分别啮合于该等第一齿轮与该等第二齿轮。

2.如权利要求1所述的行星齿轮减速机，其特征在于，该第一齿轮的数量为该太阳齿轮的齿数与该第一环齿轮的齿数和，以及该太阳齿轮齿数或该第一环齿轮齿数的公因子。

3.如权利要求1所述的行星齿轮减速机，其特征在于，该第二齿轮的数量为该太阳齿轮的齿数与该第二环齿轮的齿数和，以及该太阳齿轮齿数或该第二环齿轮齿数的公因子。

4.如权利要求1所述的行星齿轮减速机，其特征在于，该第一及第二环齿轮的齿数差大于1。

5.如权利要求1所述的行星齿轮减速机，其特征在于，各该第一齿轮同轴于各该第二齿轮。

6.如权利要求1所述的行星齿轮减速机，其特征在于，各该第一齿轮非同轴于各该第二齿轮。

7.如权利要求1所述的行星齿轮减速机，其特征在于，另包括有一转轴，该转轴穿设于该太阳齿轮，用以带动该太阳齿轮旋转。

8.一种行星齿轮减速机的齿轮架，其特征在于，包含有三环状固定部，各该固定部同轴且相互平行间隔地设置，使该等固定部之间形成出二容置空间，各该容置空间用以设置至少二齿轮。

9.如权利要求8所述的齿轮架，其特征在于，位于该二容置空间的齿轮系相互同轴。

10.如权利要求8所述的齿轮架，其特征在于，位于该二容置空间的齿轮非同轴。