CN103711842A - 带输入轴承的波动齿轮单元 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种包括由制作及组装简单的轴承机构支承的输入轴的带输入轴承的波动齿轮单元。内置于波动齿轮单元(1)的波动齿轮机构(5)的输入轴(6)由第一输入轴承(7)及第二输入轴承(8)支承。输入轴(6)、安装在输入轴(6)上的波动发生器(16)的轴向位置得到固定，因此，电动机安装作业简单。支承输入轴(6)的第二输入轴承(8)的轴承外壳(21)被紧固螺栓(22)夹着可挠性外齿齿轮(15)的圆环状轴套(15c)紧固固定在输出用圆盘(4)上。不需要对圆环状轴套(15c)实施攻丝加工、凹部等的加工，能以简单的结构构成输入轴(6)的轴承机构以及将可挠性外齿齿轮(15)固定在输出用圆盘(4)上的固定机构。

Description

带输入轴承的波动齿轮单元

技术领域

本发明涉及一种能简单地安装电动机的带输入轴承的波动齿轮单元。

背景技术

作为带输入轴承的波动齿轮单元，已知有专利文献1公开的包括杯形可挠性外齿齿轮的单元型波动齿轮装置。在该单元型波动齿轮装置中，在波动发生器的刚性凸轮板的一个端面上形成有输入轴，在刚性凸轮板的另一个端面上形成有轴部。输入轴由安装在单元壳体端板上的第一输入轴承支承，相反侧的轴部的前端由安装在可挠性外齿齿轮的圆盘状的轴套上的第二输入轴承支承。

波动发生器在轴向上由上述一对输入轴承固定，刚性内齿齿轮和波动发生器处于在轴向上得到定位的状态。因此，在将单元型波动齿轮装置与电动机的电动机轴连结来构成致动器时，只要将电动机轴与输入轴连结固定即可，安装作业简单。

此外，专利文献1的单元型波动齿轮装置中，在杯形可挠性外齿齿轮的圆盘状的轴套的一个端面上形成有轴承安装用的凹部，在另一个端面上一体形成有输出轴。通过简化结构、降低零部件个数，能使组装作业简单。

专利文献2中公开了将波动齿轮装置与电动机一体化的结构的致动器。装入该致动器的波动齿轮装置中，杯形可挠性外齿齿轮的圆环状的轴套从沿着装置轴线的一个方向旋入固定在外壳的端板的中心通孔内。在该轴套内，从沿着装置轴线的同一方向压入固定有圆环状的轴承座。在该轴承座中安装有轴承。此外，电动机轴和波动齿轮装置的输入轴形成为单一的中空轴。中空轴的一端由安装在轴承座内的轴承支承。该中空轴的轴向的中途部位由安装在对波动齿轮装置与电动机之间进行分隔的分隔壁上的轴承支承。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2002―21948号公报

专利文献2：日本专利特开2002―243000号公报

专利文献1所公开的单元型波动齿轮装置中，在利用切削加工制成的可挠性外齿齿轮的轴套上形成有轴承安装用的凹部等。因此，可挠性外齿齿轮的加工工时增加。在专利文献2所公开的致动器中，杯形可挠性外齿齿轮的圆环状的轴套从沿着装置轴线的方向旋入固定在外壳的端板的中心通孔中，圆环状的轴承座从同一方向压入固定在该轴套中。因此，轴承部分在轴线方向上变长，是不利于将装置在轴向上缩短的结构。此外，需要加工出包括旋入固定在端板上的螺纹部的轴套，因此，可挠性外齿齿轮的加工工时也会增加。

发明内容

本发明的课题在于提出一种输入轴由制作及安装简单的输入轴承机构支承的带输入轴承的波动齿轮单元。

为了解决上述课题，本发明的带输入轴承的波动齿轮单元的特征在于，具有：筒状壳体；端板，该端板固定在上述筒状壳体的输入侧开口端上；输出用圆盘，该输出用圆盘以能自由旋转的状态安装在上述筒状壳体的输出侧开口端上；波动齿轮机构，该波动齿轮机构安装在上述筒状壳体的内侧并呈杯型；输入轴，该输入轴贯通在上述端板上形成的中心通孔并延伸；固定机构，该固定机构将上述波动齿轮机构的杯形可挠性外齿齿轮紧固固定在上述输出用圆盘上；以及第一输入轴承及第二输入轴承，该第一输入轴承及第二输入轴承对上述输入轴进行支承，上述可挠性外齿齿轮包括同轴地重叠在上述输出用圆盘的朝向上述端板一侧的内侧端面上的圆环状轴套，上述固定机构包括：轴承外壳，该轴承外壳同轴地重叠在上述圆环状轴套的朝向上述端板一侧的圆环状端面上并呈圆环状；以及多根紧固螺栓，该多根紧固螺栓将上述轴承外壳夹着上述圆环状轴套紧固固定在上述输出用圆盘上，上述输入轴包括：中空轴部，该中空轴部具有电动机轴连结用的轴安装孔；以及实心轴部，该实心轴部从上述中空轴部的上述轴承外壳一侧的封闭轴端部同轴地突出并延伸到该轴承外壳的内部，上述波动齿轮机构的波动发生器包括：上述输入轴；刚性凸轮板，该刚性凸轮板安装在上述输入轴的上述中空轴部的外周；以及波形轴承，该波形轴承安装在上述刚性凸轮板的外周面上，上述第一输入轴承安装在上述端板的上述中心通孔的内周面与上述中空轴部的外周面之间，上述第二输入轴承安装在上述轴承外壳的内周面与上述实心轴部的外周面之间。

波动发生器的输入轴在其输入侧的部位及输出侧的部位分别由第一输入轴承及第二输入轴承支承。因此，波动发生器在轴向上由上述第一输入轴承和第二输入轴承固定。在安装电动机时，实际上不需要将波动发生器在轴向上进行定位的作业。

此外，可挠性外齿齿轮的圆环状轴套夹在输出用圆盘与轴承外壳之间。上述三个构件在此状态下由紧固螺栓紧固固定。圆环状轴套不需要攻丝加工、轴承用的凹部加工等。因此，能抑制可挠性外齿齿轮的加工工时的增加。此外，由于利用紧固螺栓同时紧固三个构件，因此，能以较少的零部件个数构成上述三个构件的固定机构。因此，能得到一种输入轴6由制作及安装简单的轴承机构支承的带输入轴承的波动齿轮单元。

此处，只要按照以下方法执行就能高精度地安装三个构件。将可挠性外齿齿轮的圆环状轴套的中心通孔与形成在输出用圆盘上的中心通孔设成相同内径的通孔。此外，在轴承外壳上预先一体形成有被压入固定在圆环状轴套的中心通孔及输出用圆盘的中心通孔内的压入圆筒。由此，通过压入圆筒能将三个构件无轴芯偏差地紧固固定。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的波动齿轮单元的纵剖视图及输出侧的端面图。

(符号说明)

1   波动齿轮单元

2   圆筒状壳体

2a  输入侧开口端

2b  输出侧开口端

3   端板

3a  中心通孔

3b  外侧端面

4   输出用圆盘

4a  中心通孔

5   波动齿轮机构

6   输入轴

6a  轴安装孔

6b  中空轴部

6c  实心轴部

7   第一输入轴承

8   第二输入轴承

9   安装用法兰

10  电动机

10a 电动机轴

A   旋转致动器

11  紧固螺栓

12  交叉滚子轴承

12a 外圈

12b 滚子

12c 内圈侧的滚道面

13  紧固螺栓

14  刚性内齿齿轮

14a 内齿

15  可挠性外齿齿轮

15a 圆筒状主体部

15b 隔膜

15c 圆环状轴套

15d 外齿

15e 中心通孔

16  波动发生器

16a 刚性凸轮板

16b 波形轴承

16c 欧氏联轴器

21  轴承外壳

21a 压入圆筒

22  紧固螺栓

23  油封

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式所涉及的波动齿轮单元。图1(a)是表示将电动机安装在本实施方式所涉及的波动齿轮单元上的状态的纵剖视图。图1(b)是其输出侧的端面图。

波动齿轮单元1包括：圆筒状壳体2；固定在该圆筒状壳体2的输入侧开口端2a上的端板3；以及以能自由旋转的状态安装在圆筒状壳体2的与输入侧开口端2a相反一侧的输出侧开口端2b上的输出用圆盘4。

将杯型波动齿轮机构5装入上述圆筒状壳体2、端板3及输出用圆盘4的内部。此外，在端板3上形成有中心通孔3a，输入轴6以同轴状态贯通该中心通孔3a。

输入轴6被第一输入轴承7支承成能自由旋转的状态。第一输入轴承7安装在端板3的中心通孔3a的内周面上。此外，输入轴6在波动齿轮机构5的内部被第二输入轴承8支承成能自由旋转的状态。电动机10经由圆环状的安装法兰9同轴地安装在端板3的外侧端面3b上。电动机10的电动机轴10a与输入轴6同轴连结固定。旋转致动器A由电动机10和波动齿轮单元1所构成。

若驱动电动机10旋转，则电动机的旋转通过波动齿轮机构5而减速，减速旋转从输出用圆盘4传递出。与输出用圆盘4连结固定的负载侧的构件(未图示)被驱动而旋转。

对波动齿轮单元1的各个部分的结构进行详细说明。圆筒状壳体2的输入侧开口端2a的部位成为大直径法兰部。整体呈圆盘形状的端板3的外周侧的部位通过紧固螺栓11固定在该大直径法兰部的圆环状端面上。输出用圆盘4经由交叉滚子轴承12以能自由旋转的状态安装在圆筒状壳体2的输出侧开口端2b上。交叉滚子轴承12的外圈12a通过紧固螺栓13固定在圆筒状壳体2的输出侧开口端2b的圆环状端面上。在外圈12a的内侧同轴配置有输出用圆盘4。该输出用圆盘4的外周缘部分起到交叉滚子轴承12的内圈的作用。即，在输出用圆盘4的圆形外周面上一体形成有滚子12b的内圈侧的滚道面12c。

波动齿轮机构5包括：圆环状的刚性内齿齿轮14；杯形可挠性外齿齿轮15；以及波动发生器16。刚性内齿齿轮14固定在圆筒状壳体2的输入侧开口端2a的内周面部分上。可挠性外齿齿轮15包括：圆筒状主体部15a；从该圆筒状主体部15a的一端朝径向内侧延伸的圆环状的隔膜15b；以及与该隔膜15b的内周缘连续地朝内侧延伸的圆环状轴套15c。圆筒状主体部15a的另一端为开口端，在该开口端的外周面部分形成有外齿15d。

可挠性外齿齿轮15配置成形成有外齿15d的开口端的一侧朝向输入侧(电动机安装侧)的状态。外齿15d处在与刚性内齿齿轮14的内齿14a相对的位置上，能与内齿14a啮合。

波动发生器16包括：输入轴6；安装在该输入轴6的外周面上的刚性凸轮板16a；以及安装在该刚性凸轮板16a的外周面上的波形轴承16b。刚性凸轮板16a经由由欧氏联轴器16c所构成的调心机构安装在输入轴6上。波形轴承16b是包括在径向上能挠曲的外圈及内圈的滚珠轴承。本例的刚性凸轮板16a具有椭圆形轮廓。波形轴承16b安装在刚性凸轮板16a与可挠性外齿齿轮15的圆筒状主体部15a上的外齿形成部分的内周面之间。因此，可挠性外齿齿轮15的外齿形成部分挠曲成椭圆状，位于椭圆状形状的长轴方向的两端的外齿15d的部分与刚性内齿齿轮14的内齿14a的部分啮合。

可挠性外齿齿轮15同轴固定在输出用圆盘4上。即，可挠性外齿齿轮15的圆环状轴套15c的输出侧的圆环状端面固定在输出用圆盘4的内侧端面上。将圆环状轴套15c固定在输出用圆盘4上的固定机构包括：以同轴的方式重叠在圆环状轴套15c内侧的圆环状端面上的圆环状的轴承外壳21；以及将该轴承外壳21夹着圆环状轴套15c紧固固定在输出用圆盘4上的多根紧固螺栓22。在轴承外壳21的内周面安装有用于支承输入轴6的轴端部的第二输入轴承8。

由此，波动发生器16的输入轴6由第一输入轴承7及第二输入轴承8支承。因此，波动发生器16的轴向位置得到固定。在安装电动机时，实际上不需要波动发生器16的轴向定位。因此，电动机的安装作业容易。

此外，可挠性外齿齿轮15的圆环状轴套15c被夹在输出用圆盘4与轴承外壳21之间。上述三个构件圆环状轴套15c、输出用圆盘4、轴承外壳21在此状态下由紧固螺栓22紧固固定。由于可挠性外齿齿轮15的圆环状轴套15c不需要攻丝加工、轴承用的凹部加工等，因此能抑制可挠性外齿齿轮的加工工时的增加。此外，由于利用紧固螺栓22同时紧固三个构件，因此，能以较少的零部件个数构成上述三个构件的固定机构。因此，能得到一种利用制作及安装简单的轴承机构支承输入轴6的波动齿轮单元。

此处，在输出用圆盘4上形成有中心通孔4a。该中心通孔4a的内径与形成在可挠性外齿齿轮15的圆环状轴套15c上的中心通孔15e的内径相同。在轴承外壳21上形成有压入圆筒21a。压入圆筒21a从轴承外壳21的输出侧的圆环状端面的内周缘部分朝输出侧以同轴状态突出。压入圆筒21a被压入固定在圆环状轴套15c的中心通孔15e及输出用圆盘4的中心通孔4a内。通过压入圆筒21a能将可挠性外齿齿轮15、轴承外壳21、输出用圆盘4这三个构件无轴芯偏差地紧固固定。

接下来，输入轴6包括：具有电动机轴连结用的轴安装孔6a的中空轴部6b；以及直径比中空轴部6b的直径小的实心轴部6c。实心轴部6c从中空轴部6b上的轴承外壳21一侧的封闭轴端部同轴地突出。实心轴部6c的轴端部以同轴状态延伸到轴承外壳21的内部。安装在轴承外壳21内侧的第二输入轴承8支承输入轴6的实心轴部6c的轴端部。

刚性凸轮板16a安装在输入轴6的空心轴部6b上。中空轴部6b包括贯通端板3的中心通孔3a而朝输入侧突出的轴端部。该轴端部的端开口而成为电动机轴安装孔。电动机轴10a从该电动机轴安装孔沿轴向插入，从而与该中空轴部6b同轴连结固定。第一输入轴承7安装在端板3的中心通孔3a的内周面上。第一输入轴承7支承输入轴6的中空轴部6b。另外，油封23安装在第一输入轴承7的外侧。

Claims (2)

1.一种带输入轴承的波动齿轮单元(1)，其特征在于，具有：

筒状壳体(2)；

端板(3)，该端板(3)固定在所述筒状壳体(2)的输入侧开口端(2a)上；

输出用圆盘(4)，该输出用圆盘(4)以能自由旋转的状态安装在所述筒状壳体(2)的输出侧开口端(2b)上；

波动齿轮机构(5)，该波动齿轮机构(5)安装在所述筒状壳体(2)的内侧并呈杯型；

输入轴(6)，该输入轴(6)贯通在所述端板(3)上形成的中心通孔(3a)并延伸；

固定机构，该固定机构将所述波动齿轮机构(5)的杯形的可挠性外齿齿轮(15)紧固固定在所述输出用圆盘(4)上；以及

第一输入轴承(7)及第二输入轴承(8)，该第一输入轴承(7)及第二输入轴承(8)对所述输入轴(6)进行支承，

所述波动齿轮机构(5)的所述可挠性外齿齿轮(15)包括圆环状轴套(15c)，该圆环状轴套(15c)同轴地重叠在所述输出用圆盘(4)的朝向所述端板(3)一侧的内侧端面上，

所述波动齿轮机构(5)的波动发生器(16)包括：所述输入轴(6)；刚性凸轮板(16a)，该刚性凸轮板(16a)安装在所述输入轴(6)的所述中空轴部(6b)的外周上；以及波形轴承(16b)，该波形轴承(16b)安装在所述刚性凸轮板(16a)的外周面上，

所述固定机构包括：轴承外壳(21)，该轴承外壳(21)同轴重叠在所述圆环状轴套(15c)的朝向所述端板(3)一侧的圆环状端面上并呈圆环状；以及多根紧固螺栓(22)，这些紧固螺栓(22)将所述轴承外壳(21)夹着所述圆环状轴套(15c)紧固固定在所述输出用圆盘(4)上，

所述输入轴(6)包括：中空轴部(6b)，该中空轴部(6b)具有电动机轴连结用的轴安装孔(6a)；以及实心轴部(6c)，该实心轴部(6c)从所述中空轴部(6b)的所述轴承外壳(21)一侧的封闭轴端部同轴地突出并延伸到该轴承外壳(21)的内部，

所述第一输入轴承(7)安装在所述端板(3)的所述中心通孔(3a)的内周面与所述中空轴部(6b)的外周面之间，

所述第二输入轴承(8)安装在所述轴承外壳(21)的内周面与所述实心轴部(6c)的外周面之间。

2.如权利要求1所述的带输入轴承的波动齿轮单元(1)，其特征在于，

所述输出用圆盘(4)包括与所述圆环状轴套(15c)的中心通孔(15e)相同内径的中心通孔(4a)，

所述轴承外壳(21)包括压入圆筒(21a)，该压入圆筒(21a)压入固定在所述圆环状轴套(15c)的所述中心通孔(15e)及所述输出用圆盘(4)的所述中心通孔(4a)内。

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