CN103228950A - 偏心摇动型减速齿轮 - Google Patents

Abstract

一种曲柄轴（3），具有彼此连通的偏心孔（36，37）。偏心孔（36）在曲柄轴（3）的轴向方向上从曲柄轴（3）的一个端面延伸并且布置为使得在与凸轮区段（31）相同的方向偏心。偏心孔（37）在曲柄轴（3）的轴向方向上从曲柄轴（3）的另一端面延伸并且布置为使得在凸轮区段（32）的偏心方向上为偏心的。由于曲柄轴（3）的旋转引起的离心力产生绕着与曲柄轴（3）的轴线垂直的轴线的力偶。该力偶通过偏心孔（36，37）减小凸轮区段（31，32）绕着旋转轴线（a₁）布置为使得相位彼此移转180度。结果，在与曲柄轴（3）的轴线垂直的方向上作用的平移力也被减小。

Description

偏心摇动型减速齿轮

技术领域

本发明涉及一种偏心摇动型减速齿轮，并且更具体地，本发明涉及一种曲柄轴的旋转平衡的改善的方案，该曲柄轴在偏心摇动型减速齿轮的外齿轮上执行偏心摇动。

背景技术

偏心摇动型减速齿轮包括曲柄轴。曲柄轴包括用以在外齿轮上执行偏心摇动的偏心圆柱形凸轮。通常，曲柄轴作为输入轴被使用，并且以高速旋转。因此，由于偏心圆柱形凸轮不平衡的形状所固然产生的离心力，在支撑曲柄轴的轴承上作用有变动载荷。例如，根据专利文献1中公开的减速齿轮，为了减小这种变动载荷，将偏心圆柱形凸轮形成为具有平衡重。这便抑制了由偏心圆柱形凸轮的重量所引发的不平衡。

此外，存在包含两个外齿轮的减速齿轮。按照这种类型的减速齿轮，曲柄轴设置有两个偏心圆柱形凸轮，以便分别支撑这两个外齿轮。各个偏心圆柱形凸轮关于曲柄轴的轴线布置为使得各自的相位彼此移转180度。该结构消除了平移力。

如上所述，根据专利文献1的减速齿轮，平衡重形成在偏心圆柱形凸轮内部。该平衡重消除了曲柄轴的轴线周围的不平衡。然而，在与曲柄轴的轴线正交的轴线周围的不平衡仍然没有得到解决。相应地，由于离心力，产生了在与曲柄轴的轴线正交的轴线周围的力偶。

根据具有两个外齿轮的减速齿轮，两个偏心圆柱形凸轮关于曲柄轴的轴线布置为使得各自的相位彼此移转180度。根据这种结构，在曲柄轴的轴线周围的不平衡也能够得到解决。然而，在与曲柄轴的轴线正交的轴线周围的不平衡依然没有得到解决。因此，在与曲柄轴的轴线正交的轴线周围还是产生了力偶。

在与曲柄轴的轴线正交的轴线周围的力偶也会施加变动载荷到支撑曲柄轴的轴承上。这常常导致轴承的寿命缩短。此外，偏心摇动型减速齿轮可能产生振动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开特许公报No.2007-247684

发明内容

将要解决的问题

本发明的目的是提供一种偏心摇动型减速齿轮，该偏心摇动型减速齿轮减小由于曲柄轴的旋转而作用在轴承上的变动载荷，从而延长轴承的寿命，并且该偏心摇动型减速齿轮还抑制振动的产生。

用于解决问题的方法

为了实现以上目的，本发明的第一方面提供一种偏心摇动型减速齿轮，包括内齿轮、与内齿轮啮合的两个外齿轮、支撑两个外齿轮的曲柄轴以及随两个外齿轮的旋转而一起旋转的承载器，承载器包括第一和第二圆柱形凸轮，第一和第二圆柱形凸轮布置为绕曲柄轴的轴线使得各自的相位移转180度并且从曲柄轴的旋转中心偏移；两个外齿轮分别由第一和第二圆柱形凸轮以能够自由旋转的方式以及能够绕着内齿轮的轴线回转的方式支撑；承载器包括绕承载器的轴线以相等间隔紧固的多个输出销；各个输出销与设置在两个外齿轮中的多个通孔接合以与所述两个外齿轮的旋转运动连动；曲柄轴作为输入轴旋转并且内齿轮和承载器中的任一者作为输出轴旋转；在曲柄轴中形成有第一和第二偏心孔，第一和第二偏心孔在曲柄轴的轴向方向上延伸并且彼此连通；第一偏心孔从曲柄轴的第一端面延伸至曲柄轴在轴向方向上的中心位置，并且以在与第一圆柱形凸轮相同的方向上偏移的方式布置；并且第二偏心孔从曲柄轴的第二端面延伸至曲柄轴在轴向方向上的中心位置，并且以在与第二圆柱形凸轮相同的方向上偏移的方式布置。

根据这种结构，第一和第二圆柱形凸轮绕曲柄轴布置为使得各自的相位彼此移转180度。因此，能够减小由于作用在曲柄轴上的离心力而产生的平移力。此外，第一和第二偏心孔减小由于作用在曲柄轴上的离心力而产生的力偶矩。由于平移力和力偶矩都如上文所解释地被减小，因此能够减小作用在支撑曲柄轴的轴承上的变动载荷。相应地，能够延长轴承的寿命。此外，能够减小由减速齿轮引起的振动。

在上文解释的偏心摇动型减速齿轮中，优选的是，在曲柄轴的两个端部处设置有调节重量平衡的轴向端平衡调节部。

根据这种结构，轴向端平衡调节部被设置在曲柄轴的两个端部处。相应地，力偶臂能够具有最大的长度。因此，当在与曲柄轴的轴线正交的轴线周围产生力偶时，能够尽可能多地减小为了实现平衡而进行的调节。

在上文解释的偏心摇动型减速齿轮中，优选的是，轴向端平衡调节部设置在曲柄轴的两个端面处，并且为设置在第一和第二偏心孔的开口的相应圆周边缘处的倒角。

根据这种结构，通过在斜切过程中增加斜切量，能够在无需任何特殊过程的情况下精细地调节曲柄轴的旋转平衡。

在上文解释的偏心摇动型减速齿轮中，优选的是，轴向端平衡调节部为分别设置在曲柄轴的两个端部处的平衡重。

根据这种结构，通过增减平衡重的重量，在即使是完成曲柄轴的组装之后仍能够精细地调节曲柄轴的旋转平衡。

为了实现以上目的，本发明的第二方面提供一种偏心摇动型减速齿轮，包括内齿轮、与内齿轮啮合的两个外齿轮、支撑两个外齿轮的空心曲柄轴，以及随两个外齿轮的旋转而一起旋转的旋转承载器；曲柄轴包括第一和第二圆柱形凸轮，第一和第二圆柱形凸轮布置为绕曲柄轴的轴线使得各自的相位移转180度并且从曲柄轴的旋转中心偏移；两个外齿轮分别由第一和第二圆柱形凸轮以能够自由旋转的方式以及能够绕着内齿轮的轴线回转的方式支撑；承载器包括绕承载器的轴线以相等间隔紧固的多个输出销；各个输出销与设置在两个外齿轮中的多个通孔接合以与两个外齿轮的旋转运动连动；曲柄轴作为输入轴旋转并且内齿轮和承载器中的任一者作为输出轴旋转；在曲柄轴的内周中设置有两个凹部，并且各个凹部沿着第一和第二圆柱形凸轮的偏移方向布置在相反两侧，并且布置在沿着曲柄轴的轴向方向的不同位置。

根据这种结构，第一和第二圆柱形凸轮关于曲柄轴布置为使得各自的相位彼此移转180度。因此，能够减小由于作用在曲柄轴上的离心力而产生的平移力。此外，两个凹部在曲柄轴的内周内沿着第一和第二圆柱形凸轮的各自的偏移方向布置在彼此相反对的两侧。各个凹部布置在沿着曲柄轴的轴向方向的彼此不同的位置。在该情形中，两个凹部消除了当没有设置这种凹部时作用在曲柄轴上的力偶。相应地，能够减小由于作用在曲柄轴上的离心力而产生的力偶矩。由于平移力和力偶矩都如上文所解释地被减小，因此能够减小作用在支撑曲柄轴的轴承上的变动载荷。因此，能够延长轴承的寿命。

附图说明

图1为示出了根据本发明的实施方式的偏心摇动型减速齿轮的竖向剖面图（沿图4中的线1-1截取的剖面图）；

图2为示出了曲柄轴的竖向剖面图（沿图3中的线2-2截取的剖面图）；

图3为沿图2中的线3-3截取的剖面图；

图4为沿图1中的线4-4截取的剖面图；

图5为示出了使得电线穿过偏心摇动型减速齿轮的偏心孔的状态的剖面图；

图6（a）为示出了在轴向状态中的曲柄轴的竖向剖面图，而图6（b）为示出了在轴向状态中的曲柄轴的右视图；

图7（a）为示出了实心构件的前视图，而图7（b）为示出了该实心构件的右视图；

图8（a）为具有未被斜切的连通部的曲柄轴的竖向剖面图，而图8（b）为用于说明通过斜切的连通部产生力偶的模型图；

图9（a）为具有未被斜切的两个端部的曲柄轴的竖向剖面图，而图9（b）为用于说明通过曲柄轴的这两个斜切端部产生力偶的模型图；

图10（a）为示出了根据另一实施方式的曲柄轴的左端部的竖向剖面图，而图10（b）为示出了该曲柄轴的右端部的竖向剖面图；

图11（a）为根据该另一实施方式的曲柄轴的竖向剖面图，图11（b）为沿图11（a）中的线11b-11b截取的剖面图，并且图11（c）为沿图11（a）中的线11c-11c截取的剖面图。

具体实施方式

现在将参考图1至图9（a）和9（b）说明本发明的实施方式，在该实施方式中的偏心摇动型减速齿轮被应用到机械手的关节部上。

<减速齿轮的结构>

如图1所示，偏心摇动型减速齿轮1设置在第一臂41和第二臂42之间。减速齿轮1包括圆柱形壳体2以及一对侧板4和8。壳体2紧固至第一臂41。侧板4通过轴承10以能够自由旋转的方式支撑到壳体2的面对第一臂41的端部。侧板8通过轴承14以能够自由旋转的方式支撑到壳体2的面对第二臂42的端部。曲柄轴3通过两个侧板4和8支撑在壳体2的中心处。侧板4保持轴承11。侧板8保持轴承15。曲柄轴3通过轴承11和15以能够自由旋转的方式支撑到两个侧板4和8。

两个圆柱形凸轮31和32一体地形成在曲柄轴3的中心处。如图2所示，各个凸轮31和32以偏心的方式从曲柄轴3的旋转轴线a₁偏移量e₁布置。凸轮31在与凸轮32相反的方向上（如1中的竖向方向）以偏心于旋转轴线a₁的方式布置。如图3中所示，凸轮31关于曲柄轴3的旋转轴线a₁布置为使得其相位从凸轮32移转180度。在图3中，凸轮31以关于旋转轴线a₁向上移转的方式布置。凸轮32以关于旋转轴线a₁向下移转的方式布置。

如图1中所示，外齿轮5通过轴承12以能够自由旋转的方式支撑在凸轮31的外周上。外齿轮6通过轴承13以能够自由旋转的方式支撑在凸轮32的外周上。如图4中所示，在外齿轮5中形成有多个通孔51。在外齿轮6中形成有多个通孔61。各个通孔51绕着外齿轮5的以偏移量e₁从曲柄轴3的旋转轴线a₁偏移的旋转中心以相等的间隔布置。此外，各个通孔61绕着外齿轮6的以偏移量e₁从曲柄轴3的旋转轴线a₁偏移的旋转中心以相等的间隔布置。通孔51和61的各自的轴线平行于曲柄轴3的旋转轴线a₁。

如图1中所示，侧板4保持多个输出销7。输出销7的数量与各个通孔51和61的数量一致。如图4中所示，各个输出销7绕着曲柄轴3的旋转轴线a₁以相等的间隔布置。如图1中所示，输出销7的各自的轴线也平行于曲柄轴3的旋转轴线a₁。各个输出销7经过外齿轮5和6的相应通孔51和61。每个输出销7的末端抵接侧板8的内表面。螺栓16被从外部插入到侧板8中。每个输出销7通过每个螺栓16上紧，从而被紧固到侧板8上。

如图4中所示，在壳体2的内周上形成有内齿轮21。如图4中的虚线所显示的，外齿轮5和6具有使得它们在同一位置与内齿轮21啮合的节圆直径。与曲柄轴3的旋转一起，外齿轮5和6绕着曲柄轴3的旋转轴线a₁回转而同时保持与内齿轮21啮合。外齿轮5和6的回转半径与从曲柄轴3的旋转轴线a₁偏移的偏移量e₁一致。通孔51和61具有由下面的公式（1）表达的内直径d。外齿轮5旋转并同时总是使得通孔51的内周接触输出销7的外周。外齿轮6旋转并同时总是使得通孔61的内周接触输出销7的外周。

d=2·e₁+D   （1）

其中，e₁为凸轮31和32的偏移量，并且D为输出销7的外直径。

如图1中所示，马达40包括转子401和定子402。转子401紧固至曲柄轴3的面对第一臂41的端部。定子402紧固至在第一臂41中与壳体2的联接部分（关节部）。定子402与曲柄轴3的旋转轴线e₁同轴地布置。通过允许电流流过定子402而使曲柄轴3旋转。侧板8具有紧固有第二臂42的外表面。第二臂42随着侧板8的旋转而绕着第二臂42的轴线转动。此时，第二臂42以通过已经受到减速齿轮1减速的马达40的旋转运动而获得的转动速度相对于第一臂41转动。

<曲柄轴>

接下来，将详细说明曲柄轴3的形状。

如图2中所示，除了以上说明的两个凸轮31和32，曲柄轴3还包括圆柱形部分38。圆柱形部分38使它的中心与曲柄轴3的旋转轴线a₁相一致。凸轮31布置为使其沿旋转轴线a₁与凸轮32相距间隔L₂。凸轮31和32具有相同的宽度L₁和相同的外直径D₁。在曲柄轴3中形成有彼此连通的两个偏心孔36和37。各个偏心孔36和37沿着旋转轴线a₁延伸。

如图2的右部所示，偏心孔36从曲柄轴3的面对第一臂41的轴向端部f（第一端面）沿着曲柄轴3的轴线延伸至曲柄轴3的中心100。偏心孔36具有从轴向端部f计的长度L₃。偏心孔36布置为使其在与凸轮31相同的方向上（图2中的向上方向）从旋转轴线a₁以偏移量e₁偏移。偏心孔36具有内直径，为内直径d₁。

如图2的左侧所示，偏心孔37从曲柄轴3的面对第二臂42的轴向端部g（第二端面）沿着曲柄轴3的轴线延伸至曲中心100。偏心孔37具有从轴向端部g计的长度L₃。即，偏心孔37的长度与偏心孔36的长度相同。偏心孔37布置为使其在与凸轮32相同的方向上（图2中的向下方向）从旋转轴线a₁以偏移量e₂偏移。偏心孔37具有内直径，此处为内直径d₁。偏心孔37的内直径与偏心孔36的内直径相同。

曲柄轴3的轴向端部f具有绕着偏心孔36的敞开端部的整个圆周形成的倒角34。类似地，曲柄轴3的轴向端部g具有绕着偏心孔37的敞开端部的整个圆周的倒角35。连通部倒角33形成在偏心孔36和偏心孔37之间的连通部处。连通部倒角33在曲柄轴3的内周中形成在分别靠近凸轮31的部分（图2中的上部分）和靠近凸轮32的部分（图2中的下部分）。上部连通部倒角33为倾斜的表面，并且从中心100以这样的方式倾斜：使得朝着轴向端部g变得靠近偏心孔37的内周。下部连通部倒角33也为倾斜的表面，并且从中心100以这样的方式倾斜：使得朝着轴向端部f变得靠近偏心孔36的内周。

曲柄轴3的各个部分具有满足以下公式（2）的尺寸。

e₁·D₁ ²·L₁(L₁+L₂)=e₂·d₁ ²·L₃ ²   （2）

其中，e₁为凸轮31和32的偏移量，D₁为凸轮31和32的外直径，L₁为凸轮31和32的宽度，并且L₂为凸轮31和32之间的间隔。e₂为偏心孔36和37的偏移量，d₁为偏心孔36和37的内直径，并且L₃为偏心孔36和37的长度。

<外齿轮的操作>

接下来，将做出对两个外齿轮5和6的说明。

如图4中所示，当曲柄轴3旋转时，外齿轮5绕着曲柄轴3的旋转轴线a₁回转并同时保持与壳体2的内齿轮21啮合。此时，当外齿轮5的齿轮齿的数量为Z₁且内齿轮21的齿轮齿的数量为Z₂时，则每当曲柄轴3完成一圈旋转时，外齿轮5相对于曲柄轴3的旋转与由Z₂-Z₁表示的齿轮齿的数量的差值相对应。即，外齿轮5沿着具有为相对于壳体2的偏移量e₁的半径的绕行轨道回转一圈，同时也旋转(Z₂-Z₁)/Z₁。外齿轮5的旋转运动通过通孔51和输出销7之间的各个接触部传递至作为输出轴的侧板4和8。与外齿轮5一样，外齿轮6的旋转运动通过在通孔61和输出销7之间的各个接触部传递至侧板4和8。在本实施方式中，侧板4和8构造与外齿轮5和6的旋转运动相关联的承载器。

例如，机械手具有附接至接头的驱动设备。需要一种应为轻质且具有较高的扭力输出的驱动设备。在该情形中，偏心摇动型减速齿轮1是有效的，其能够允许紧凑的驱动马达在较快速度下旋转，并且能够在这种高减速比的旋转下执行减小速度的操作以输出高转矩。根据这种类型的减速齿轮1，作为输入轴的曲柄轴3在高速下旋转。因此，当曲柄轴3具有不平衡的部分时，由于离心力引起的变动载荷作用在轴承11和15上。为了减少这种变动载荷，需要高精度地平衡曲柄轴3。

<曲柄轴的平衡>

接下来，将详细做出对曲柄轴3的平衡的说明。首先，将研究曲柄轴3为实心轴的情形。

如图6（a）中所示，当曲柄轴3为实心轴时（在该情形下，不存在偏心孔36和37），作用在曲柄轴3上的离心力F_c能够由以下公式（3）表达。

F_c=M_c·e₁·ω²   （3）

其中，M_c为凸轮31、32的质量，e₁为凸轮31、32的偏移量，并且ω为凸轮31、32的旋转速度。两个凸轮31、32具有相同的偏移量e₁、e₁和质量M_c、M_c。

此外，质量M_c能够由以下公式（4）表达。

M_c=ρ·π·D₁ ²·L₁/4   （4）

其中，ρ为当曲柄轴3为实心轴时的密度，D₁为凸轮31、32的外直径并且L₁为凸轮31、32的宽度。

因此，当把公式（4）应用到公式（3）中时，F_c离心力能够由以下公式（5）表达。

F_c=ρ·π·D₁ ²·L₁·e₁·ω²/4   （5）

如上文所解释的，凸轮31和32关于曲柄轴3的旋转轴线a₁以这样的方法布置：使得如图6（b）中所示凸轮31具有从凸轮32移转180度的相位。相应地，通过凸轮31产生的离心力F_c关于曲柄轴3的旋转轴线a₁以这样的方式作用：使得该相位从凸轮32的离心力F_c移转180度。即，通过凸轮31产生的离心力F_c作用在与通过凸轮32产生的离心力F_c相反的方向上。在图6（a）和6（b）示出的情况中，通过凸轮31产生的向上的离心力F_c和通过凸轮32产生的向下的离心力F_c分别作用在曲柄轴3上。

如图6（a）中所示，通过凸轮31和32产生的离心力F_c和F_c的各自的作用点布置在曲柄轴3的旋转轴线上a₁。通过凸轮31产生的离心力F_c的作用点以对应于凸轮31在轴向方向上的中心的方式布置。通过凸轮32产生的离心力F_c的作用点以对应于凸轮32在轴向方向上的中心的方式布置。如上文所解释的，凸轮31和32以这样的方式布置：使得沿着曲柄轴3的轴向方向彼此相距间隔L₂。因此，通过凸轮31和32产生的离心力F_c和F_c的作用点彼此相距开距离L₁+L₂(=L₁/2+L₂+L₁/2)。即，通过凸轮31和32产生的离心力F_c、F_c与在相反方向上的作用在彼此相距开距离L₁+L₂的这两个作用点的集中载荷相等并且具有相同的大小。

因此，作用在曲柄轴3上的平移力彼此抵消。平移力指的是引起曲柄轴3在与旋转轴线a₁正交的方向上线性移动的力。例如，图6（a）和6（b）示出了这两个凸轮31和32布置在沿着竖向方向的相反两侧的情况。在该情况中，如图6（b）中所示，当从轴向方向观察曲柄轴3时，通过凸轮31和32产生的离心力F_c、F_c作用在曲柄轴3的重心，即图中示出的旋转轴线a₁。此时，通过凸轮31产生的离心力F_c用作引起曲柄轴3在向上方向上移动的平移力。通过凸轮32产生的离心力F_c用作引起曲柄轴3在向下方向上移动的平移力。如上文解释到的，通过凸轮31和32产生的离心力F_c、F_c作用在相反方向上并且具有相同的大小，并且因此，作用在曲柄轴3上的平移力被减去并且合计值为零。在该情况中，绕着曲柄轴3的旋转轴线a₁的力的力矩被平衡。相应地，能够解决绕着旋转轴线a₁的不平衡。

然而，当从与凸轮31和32的偏移方向（图6（b）中的竖向方向）正交的方向上观察曲柄轴3时，即，当从图6（b）中的水平方向观察曲柄轴3时，如图6（a）中所示，通过凸轮31和32产生的离心力F_c、F_c用作作用于曲柄轴3的力偶。相应地，具有大小F_C·(L₁+L₂)的力偶矩在图6（a）中的左转方向上作用在曲柄轴3上。根据本实施方式，为了抑制力偶矩，曲柄轴3形成有偏心孔36和37。

偏心孔36和37的作用在曲柄轴3的离心力上的效果与作用在与偏心孔36和37的形状匹配的实心构件上的离心力的减去效果等效。作用在实心构件71上的离心力的效果如下。偏心孔36和37以从旋转轴线a₁偏移相同的偏移量e₂的方式布置。因此，如图7（a）中所示，实心构件71的与偏心孔36对应的第一部分72和与偏心孔37对应的第二部分73以相对于旋转轴线a₁偏移相同的偏移量e₂的方式布置。此外，第一部分72和第二部分73具有相同的质量M_h。相应地，通过第一部分72和第二部分73产生的离心力F_h能够由以下公式（6）表达。

F_h=M_h·e₂·ω²   （6）

其中，M_h为第一部分72和第二部分73的质量，e₂为第一部分72和第二部分73相对于旋转轴线a₁的偏移量，并且ω为旋转速度。

此外，质量能够由以下公式（7）表达。

M_h=ρ·π·d₁ ²·L₃/4   （7）

其中，ρ为实心构件的密度，d₁为偏心孔36的内直径（在该示例中，为第一部分72和第二部分73的外直径），并且L₃为偏心孔36、37沿着旋转轴线a₁的长度（在该示例中，为第一部分72和第二部分73的长度）。

因此，当把公式（7）应用到公式（6）中时，通过第一部分72和第二部分73产生的离心力F_h能够由以下公式（8）表达。

F_h=ρ·π·d₁ ²·L₃·e₂·ω²/4   （8）

如上文所解释的，偏心孔36和37以使得各自的相位关于旋转轴线a₁彼此移转180度的方式布置。相应地，如图7（b）中所示，第一部分72和第二部分73以使得各自的相位关于旋转轴线a₁彼此移转180度的方式布置。此外，偏心孔36和37在轴向方向上彼此毗连并且彼此连通。因此，第一部分72和第二部分72、73具有沿着旋转轴线a₁彼此毗连的形状。

如图7（a）中所示，通过第一部分72和第二部分73产生的离心力F_h、F_h的相应作用点布置在曲柄轴3的旋转轴线a₁上。通过第一部分72产生的离心力F_h的作用点以对应于第一部分72在轴向方向上的中心的方式布置。通过第二部分73产生的离心力F_h的作用点以对应于第二部分73在轴向方向上的中心的方式布置。相应地，通过第一部分72和第二部分73产生的离心力F_h、F_h的作用点彼此相距开距离L₃(=L₃/2+L₃/2)。相应地，通过第一部分72和第二部分73产生的离心力F_h、F_h与在相反方向上的作用在彼此相距长度L₃的两个作用点上的集中载荷等效并且具有相同的大小。因此，与上文解释的凸轮31和32类似，当从轴向方向观察实心构件71时，作用在实心构件71上的平移力被抵消。即，如图7（b）中所示，作用在向上方向上的离心力F_h和作用在向下方向上的离心力F_h彼此相互抵消。

然而，当从与第一部分72和第二部分73的偏移方向正交的方向上观察实心构件71时，分别作用在第一部分72和第二部分73上的离心力F_h、F_h用作作用于实心构件71的力偶，如图7（a）中所示。即，具有大小为F_h·L₃的力偶矩在图7（a）中的左转方向上作用在实心构件71上。因此，偏心孔36、37对曲柄轴3的离心力的效果为在图2中的左转方向上的值为-F_h·L₃的力偶矩。

相应地，作用在具有两个偏心孔36、37的曲柄轴3上的离心力的效果如下。首先，当从轴向方向观察曲柄轴3时，作用在图3中的向上方向上的离心力与作用在向下方向上的离心力彼此相互抵消。相应地，没有平移力作用在曲柄轴3上。接下来，如图2中所示，当从与凸轮31、32的偏移方向正交的方向观察曲柄轴3时，具有由以下公式（9）表达的大小的力偶矩在图2中的左转方向上作用在曲柄轴3上。

力偶矩=F_c·(L₁+L₂)-F_h·L₃   （9）

当把公式（5）和公式（8）应用到公式（9）中时，作用在曲柄轴3上的力偶矩能够由以下公式（10）表达。

力偶矩={D₁ ²·L₁·(L₁+L₂)·e₁-d₁ ²·L₃ ²·e₂}·ρ·π·ω²/4   （10）

曲柄轴3的部分的各自的尺寸被设计为以使得满足上面说明的公式（2）的关系式。当把公式（2）应用到公式（10）中时，很清楚地看到力偶矩变为了零。

在实践中，需要考虑由以下公式（11）表达的外齿轮5和6的离心力F’。当考虑该离心力F’时，公式（9）变为以下公式（12）。

F’=m’·e₁·ω²   （11）

其中，m’为外齿轮5、6的质量。

(F_c+F’)·(L₁+L₂)-F_h·L₃   （12）

<通过斜切产生的力偶>

由于连通部倒角33，在图2中的左转方向上的力偶作用在曲柄轴3上。然而，在右转方向上的力偶也通过在轴向端部处的倒角34和35作用在曲柄轴3上。相应地，在左转方向上通过连通部倒角33作用的力偶以及在右转方向上通过倒角34和35作用的力偶能够彼此相互抵消。下面将做出对连通部倒角33和倒角34和35的对曲柄轴3的力偶矩起作用的效果的详细说明。

首先，将解释通过连通部倒角33产生的力偶矩。

如图8（a）中所示，首先假定没有提供连通部倒角33的情况。即，假定在形成连通部倒角33时被除去的两个边缘81、81是存在的。如图8（b）中所示，两个边缘81、81能够被表示为具有连结到与旋转轴线a₁相一致的轴线83的两个平衡重82、82的模型。通过使用该模型，两个平衡重82、82绕着轴线83（旋转轴线a₁）旋转。当这两个平衡重82、82布置在竖向方向上的相对两侧时，通过作用在这两个平衡重82、82上的离心力产生了在右转方向上的力偶矩。

相反地，如图2中所示的存在连通部倒角33的情况与两个平衡重82、82从图8（b）中所示的模型中省去的情况相匹配。在该情况下，没有离心力作用，并且因此没有力偶矩作用。相应地，通过设置连通部倒角33、33，能够除去作用在曲柄轴3上的在右转方向上的力偶矩。换言之，能够引起在左转方向上的、用以作用在曲柄轴3上的力偶矩。

接下来，将解释由在轴向端部处的倒角34、35产生的力偶矩。

如图9（a）中所示，首先假定在轴向端部处不存在倒角34、35。即，假定在形成倒角34、35时被除去的两个环形构件84、84是存在的。如图9（b）中所示，两个构件84、84能够被表示为具有连结到与旋转轴线a₁相一致的轴线86的两个环形平衡重85、85的模型。通过使用该模型，两个平衡重85、85绕着轴线86（旋转轴线a₁）旋转。当这两个平衡重85、85在竖向方向上以偏移的方式布置时，通过这两个平衡重85、85产生的相应的离心力在竖向方向上相反地起作用。此时，通过两个平衡重85、85的离心力产生了在左转方向上的力偶矩。

相反地，如图2中所示的存在倒角34、35的情况与这两个平衡重85、85从图9（b）中所示的模型中省去的情况相匹配。在该情况下，没有离心力作用，并且因此没有力偶矩作用。相应地，通过设置倒角34、35，能够除去作用在曲柄轴3上的在左转方向上的力偶矩。换言之，能够引起在右转方向上的、用以作用在曲柄轴3上的力偶矩。

根据本实施方式，连通部倒角33和倒角34、35以这样的方式设置：使得通过连通部倒角33产生的在左转方向上的力偶被通过倒角34、35产生的在右转方向上的力偶平衡。相应地，通过连通部倒角33产生的在左转方向上的力偶与通过倒角34、35产生的在右转方向上的力偶能够彼此相互抵消。因此，倒角34、35用作用于精细地调节曲柄轴3的重量平衡的轴向端平衡部。

<曲柄轴的重量平衡的调节>

接下来，将做出对曲柄轴的重量平衡的调节的说明。

如上文所解释的，通过在轴向端部处形成具有预定形状的偏心孔36、37、连通部倒角33以及倒角34、35，原则上能够消除曲柄轴3的不平衡。然而，通常依然会存在由于曲柄轴3的各个部分在形状上的误差所固然产生的不平衡。相应地，在测量了不平衡量后，基于该测量的不平衡量，通过像车刀一类的切割工具精密车削出倒角34和35。通过以这样的方式将图2中示出的倒角34和35的深度L₄和L₅设定为适当的值，能够将曲柄轴3的不平衡量容易地抑制到等于或小于期望的值。

<电线的插入>

图5示出了当减速齿轮1被应用到机械手的关节部时使得电线穿过曲柄轴3的内部的示例性情况。为了使得电线穿过曲柄轴3的内部，首先，减速齿轮1被紧固至第一臂41。接下来，以不与曲柄轴3接触的方式将圆柱形引导构件502插入。将电线支架501附接到引导构件502的面对第一臂41的端部。电线支架501被紧固至第一臂41的内部空间。随后，使得电线500穿过经由电线支架501紧固至第一臂41的引导构件502的内部。此时，连通部倒角33设置在偏心孔36和偏心孔37之间的连通部处。相应地，由于偏心孔37和37的偏心布置，电线500不会卡在不均匀的表面上。因此，能够容易地将电线500插入到引导构件502中，并且因此能够容易地组装机械手的关节部。通过电线500将电流供给至设置在第二臂42的末端处的手状件（未示出）。

<实施方式的优点>

因此，根据本实施方式，能够实现以下优点。

（1）当曲柄轴3旋转时曲柄轴3的不平衡能够通过设置两个偏心孔36和37而减小。这导致作用在支撑曲柄轴3的轴承11和15上的变动载荷的减小。相应地，能够延长轴承在减速齿轮1中的寿命。此外，还能够抑制由于曲柄轴3在旋转时的不平衡而发生的减速齿轮1的振动。

通过简单地在曲柄轴3中设置偏心孔36和37，能够容易地将曲柄轴3旋转时的不平衡量的值抑制到等于或小于期望值的值，并且因此能够将作用在支撑曲柄轴3的轴承11和15上的变动载荷的值抑制到等于或小于期望值的值。此外，能够将轴承在减速齿轮1中的寿命延长到期望的值，并且能够将由于曲柄轴3旋转时的不平衡而发生的减速齿轮1的振动抑制到小于期望值的值。

（2）在曲柄轴3的两个端部处设置有作为轴向端平衡调节部的倒角34和35。在该情形中，通过调节倒角深度等，即，调节倒角34和35的深度，能够调节作用在曲柄轴3上的力偶矩。此外，通过在曲柄轴3的两个端部处设置倒角34和35，能够最大化力偶臂的长度。相应地，当产生绕着与曲柄轴3的轴线正交的轴线的力偶时，能够将在该情形中为获得平衡而进行的调节量抑制到小的量。

（3）作用在曲柄轴3上的力偶的平衡通过在曲柄轴3的两个端部处的倒角34和35被调节。相应地，通过在斜切过程中增加或降低斜切量，而无需任何额外的特殊过程，就能够精细地调节曲柄轴3的旋转平衡。

（4）能够延长减速齿轮1的轴承11和15的寿命。这也通过使用减速齿轮1而延长了自动机械等的寿命。此外，由于振动甚微，所以能够精确地布置第二臂42或手状件。

（5）能够使得电线或管配件穿过形成在减速齿轮1中的两个偏心孔36和37。相应地，能够减小对于减速齿轮1或机械手的布线空间。因此，自动机械的运动不会从外部受到电线等的干扰。

（6）连通部倒角33、33设置在位于两个偏心孔36和37之间的连通部（不均匀的表面部分）处。相应地，便利了插入电线50的操作。

<其他实施方式>

本发明能够如下进行修改。

在本实施方式中，通过增加或降低倒角34和35的深度L₄和L₅，能够精细地调节曲柄轴3的不平衡量，但还能够应用以下修改方案。例如，如图10（a）中所示，可在曲柄轴3的至少任一端部中形成额外的孔87，或者，如图10（b）中所示，可添加平衡重88。此外，通过同时使用孔87和平衡重88，可调节曲柄轴3的平衡。而且，通过局部地切割曲柄轴3的圆周表面——即切割圆柱形部分38，而非切割曲柄轴3的端部，便可调节平衡。在该情形中，孔87和平衡重88用作轴向端平衡调节部。

当使用孔87来调节作用在曲柄轴3上的力偶的平衡时，即便是在曲柄轴3的组装完成之后，通过增加或降低孔87的数量、深度和直径，也能够精细地调节曲柄轴3的旋转平衡。当使用平衡重88来调节曲柄轴3上的力偶的平衡时，即便是在曲柄轴3的组装完成之后，通过增加或降低平衡重88的数量或重量，也能够精细地调节曲柄轴3的旋转平衡。

在本实施方式中设置了两个偏心孔36和37，但也可应用以下的修改方案。即，如图11（a）中所示，沿着旋转轴线a₁形成有一直延伸穿过曲柄轴3的孔91。通过将曲柄轴3的一部分从孔91的内周上去除，形成了第一凹部92和第二凹部93。第一凹部92和第二凹部93分别布置在沿着凸轮31和32的偏移方向的相反两侧。即，第一凹部92和第二凹部93关于旋转轴线a₁布置为使得各自的相位彼此移转180度。更具体地，如图11（b）中所示，第一凹部92在曲柄轴3的内周中布置为靠近凸轮31（在图11（b）中的上侧）。如图11（c）中所示，第二凹部93在曲柄轴3的内周中布置为靠近凸轮32（在图11（c）中的下侧）。此外，第一凹部92和第二凹部93在关于旋转轴线a₁的半个圆周范围内（在180度的范围内）形成。如图11（b）中所示，第一凹部92在上半个圆周范围内形成。如图11（c）中所示，第二凹部93在下半个圆周范围内形成。此外，如图11（a）中所示，第一凹部92和第二凹部93形成于在曲柄轴3的轴向方向上的不同位置。第一凹部92和第二凹部93起作用以抵消当没有设置这种凹部时作用在曲柄轴3上的力偶矩。相应地，能够减小通过作用在曲柄轴上的离心力产生的力偶矩。因此，能够抑制当曲柄轴3旋转时的不平衡。

在本实施方式中，不需要将曲柄轴3的各个部分的尺寸设定为满足公式（2）。在该情形中，同样地能够实现由偏心孔36和37带来的减小力偶矩的效果，并且因此能够减小作用在曲柄轴3上的力偶矩。

在本实施方式中，偏心孔36和37的长度L₃彼此相等，但也可彼此不同。在该情形中，同样地能够实现由偏心孔36和37带来的减小力偶矩的效果。

能够从曲柄轴3上省去连通部倒角33、33。在该情形中，同样地能够实现由两个偏心孔36和37带来的减小力偶矩的效果。

能够从曲柄轴3上省去倒角34和35。在该情形中，同样地能够实现由两个偏心孔36和37带来的减小力偶矩的效果。

在本实施方式中，将包括两个侧板4和8在内的承载器用作输出轴，但也可将内齿轮21（壳体2）用作输出轴。在该情形中，壳体2和第一臂41之间的连结以及侧板8和第二臂42之间的连结被释放。内齿轮21（壳体2）与第二臂42连结。

在本实施方式中，减速齿轮1应用至机械手的关节部，但本发明不限于这种情形。

Claims (5)

1.一种偏心摇动型减速齿轮，包括：

内齿轮；

两个外齿轮，所述两个外齿轮与所述内齿轮啮合；

曲柄轴，所述曲柄轴支撑所述两个外齿轮；以及

承载器，所述承载器随所述两个外齿轮的旋转而一起旋转；

所述曲柄轴包括第一和第二圆柱形凸轮，所述第一和第二圆柱形凸轮布置为绕所述曲柄轴的轴线使得各自的相位移转180度并且从所述曲柄轴的旋转中心偏移；

所述两个外齿轮分别由所述第一和第二圆柱形凸轮以能够自由旋转的方式以及能够绕着所述内齿轮的轴线回转的方式支撑；

所述承载器包括绕所述承载器的轴线以相等间隔紧固的多个输出销；

各个所述输出销与设置在所述两个外齿轮中的多个通孔接合以与所述两个外齿轮的旋转运动连动；

所述曲柄轴作为输入轴旋转，并且所述内齿轮和所述承载器中的任一者作为输出轴旋转；

在所述曲柄轴中形成有第一和第二偏心孔，所述第一和第二偏心孔在所述曲柄轴的轴向方向上延伸并且彼此连通；

所述第一偏心孔从所述曲柄轴的第一端面延伸至所述曲柄轴在轴向方向上的中心位置，并且以在与所述第一圆柱形凸轮相同的方向上偏移的方式布置；以及

所述第二偏心孔从所述曲柄轴的第二端面延伸至所述曲柄轴在轴向方向上的中心位置，并且以在与所述第二圆柱形凸轮相同的方向上偏移的方式布置。

2.根据权利要求1所述的偏心摇动型减速齿轮，其中，在所述曲柄轴的两个端部处设置有调节重量平衡的轴向端平衡调节部。

3.根据权利要求2所述的偏心摇动型减速齿轮，其中，所述轴向端平衡调节部设置在所述曲柄轴的两个端面处，并且为设置在所述第一和第二偏心孔的开口的相应圆周边缘处的倒角。

4.根据权利要求2或3所述的偏心摇动型减速齿轮，其中，所述轴向端平衡调节部为分别设置在所述曲柄轴的两个端部处的平衡重。

5.一种偏心摇动型减速齿轮，包括：

内齿轮；

两个外齿轮，所述两个外齿轮与所述内齿轮啮合；

空心曲柄轴，所述空心曲柄轴支撑所述两个外齿轮；以及

旋转承载器，所述旋转承载器随所述两个外齿轮的旋转而一起旋转；

所述曲柄轴包括第一和第二圆柱形凸轮，所述第一和第二圆柱形凸轮布置为绕所述曲柄轴的轴线使得各自的相位移转180度并且从所述曲柄轴的旋转中心偏移；

所述两个外齿轮分别由所述第一和第二圆柱形凸轮以能够自由旋转的方式以及能够绕着所述内齿轮的轴线回转的方式支撑；

所述承载器包括绕所述承载器的轴线以相等间隔紧固的多个输出销；

各个所述输出销与设置在所述两个外齿轮中的多个通孔接合以与所述两个外齿轮的旋转运动连动；

所述曲柄轴作为输入轴旋转，并且所述内齿轮和所述承载器中的任一者作为输出轴旋转；

在所述曲柄轴的内周中设置有两个凹部；并且

各个凹部沿着所述第一和第二圆柱形凸轮的偏移方向布置在相反两侧，并且布置在沿着所述曲柄轴的轴向方向的不同位置。

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