CN105020348A - 一种内接啮合型齿轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种内接啮合型齿轮装置，其包括具有摆线齿形或具有修整后摆线齿形的外齿齿轮，齿数比外齿齿轮多的圆弧齿形的内齿齿轮，为使外齿齿轮能在内齿齿轮内公转，具有支持外齿齿轮摆动转动的多个偏心曲轴，输入轴作为输入侧动力源，作为传动齿轮的正齿轮用来给偏心曲轴传达动力，输入轴与传动齿轮啮合部的位置相对输出侧支持体偏向输入侧，且临接外齿齿轮。本发明可以用在各种产业，比如多关节机器人、工业机械、加工工装的定位装置等需要高精度的内接啮合型齿轮装置中，减少输入轴的倾斜及减速齿轮的间隙，得到较高的耐久性。

Description

一种内接啮合型齿轮装置

技术领域

本发明涉及一种内接啮合型齿轮装置，其外齿齿轮与内齿齿轮啮合，并通过偏心曲轴进行偏心摆动转动。

背景技术

目前，内接啮合型齿轮装置，因接触及啮合的齿数多，刚性高，作为减速机多被应用在关节机器人的关节机构，加工设备的回转驱动机构、加工配件的定位机构等处。

此类内接啮合型齿轮装置中，外齿齿轮的外齿形状为符合摆线曲线的形状，或为在考虑到加工精度、组装性、耐久性等的基础上对齿形作了很小的修整的形状。在此装置中，外齿齿轮通过偏心曲轴所定的偏心量保持公转，通过与内齿齿轮边啮合边公转，与两齿轮的齿数差相应，内齿齿轮和外齿齿轮中的可动侧相对其固定侧达到低速转动。

现有技术的缺陷包括：

如图1所示，此种内接啮合型齿轮装置中，在作为输入侧动力源的输入轴1上组装成一体的太阳齿轮3和组装在偏心曲轴2上的传动齿轮4的啮合部，从与该马达侧相对的输出侧支持体6向输入侧看时构成于外侧。

因此，输入轴1的转动被减速的齿轮的齿宽中心从被大量减速的外齿齿轮11和内齿齿轮12的齿宽中心处偏离，容易受到输入轴1的倾斜、输入轴1上装载的传动齿轮4的齿轮侧隙及倾斜的影响。

另外，将把输入侧支持体5和输出侧支持体6连接成一体的支柱7和输出侧支持体6，通过锻造或铸造方式成型做成一体形状，导致配件的形状很复杂，且使用材料也受到了限制。

还有，将输入侧支持体5固定到输出侧支持体6时使用了内六角孔螺栓8，为了防止螺栓松动，采用了涂抹粘接剂或用一定扭距锁紧的方式。但如果粘接剂的涂抹作业，或螺栓的锁紧扭距的管理不充分，会在减速机在开始使用时产生的振动下发生松动，对耐久性及定位精度产生影响。

除此之外，分别装载在输入侧支持体5、输出侧支持体6和外壳9之间，能自由转动的轴承10，采用的是向心止推球轴承或圆锥滚子轴承，但将轴承10的内圈和外圈去除，在外壳9上直接研磨外圈、输入侧支持体5和输出侧支持体6上直接研磨内圈后，只将滚动体和保持架组装到产品上。

此种构造能实现减速机的小型化，但其反面，外壳9和输入侧支持体5和输出侧支持体6的轴承滚动体的滑动部需要高精度的研磨，导致加工困难，且如果加工精度较低时，会直接影响产品的耐久性。因此，加工相关部位需要昂贵的加工设备，且需要能实施高精度加工的加工厂家才能够生产，导致无法自由选择加工厂家，最终致使成本上升。

此外，由于无法确认和利用轴承生产厂家提供的轴承单体的评价结果，导致减速机自身的性能测试也只能等减速机完成后才能够实施。另外，外壳9及输入侧支持体5和输出侧支持体6相对于组装到其上的轴承10成为专用配件，即使减速机上的负载发生变化，也无法变更轴承。对负载的变更意味着减速机自身的变更。

发明内容

本发明提出了一种内接啮合型齿轮装置，其包括具有摆线齿形或具有修整后摆线齿形的外齿齿轮，齿数比外齿齿轮多的圆弧齿形的内齿齿轮，为使外齿齿轮能在内齿齿轮内公转，具有支持外齿齿轮摆动转动的多个偏心曲轴，进一步包括输入轴，输入轴作为输入侧动力源，传动齿轮，传动齿轮为正齿轮，用来给偏心曲轴传动，输出侧支持体，输入轴与传动齿轮啮合部的位置相对输出侧支持体偏向输入侧，且临接外齿齿轮。

本发明提出的内接啮合型齿轮装置，多个被压入到输出侧支持体的支柱，被输入侧支持体的圆形槽定位，使得输入侧支持体和输出侧支持体被固定。

本发明提出的内接啮合型齿轮装置，支柱与输入侧支持体通过螺峰上带有防松动功能的螺栓固定。

本发明提出的内接啮合型齿轮装置，能自由转动的轴承分别装在输入侧支持体与外壳之间，和输出侧支持体与外壳之间，轴承为向心止推球轴承、深沟球轴承或可互换的其他种类的轴承。

本发明中，在具有摆线齿形或将该摆线齿形作了若干修整的齿形的外齿齿轮、带有比外齿齿轮稍多一些齿数的圆弧齿形的内齿齿轮、为使外齿齿轮能在内齿齿轮内公转，具有支持外齿齿轮回转的多个偏心曲轴的内接啮合型齿轮装置中，将作为输入侧动力源的输入轴和用作该偏心曲轴的动力传达用的正齿轮的啮合部，设在与该输入侧相对的输出侧支持体相比偏向输入侧，且临接外齿齿轮的构造。

本发明中，被压入到该输出侧支持体的多个支柱，被设在输入侧支持体的圆形的槽所定位，使得两个支持体被固定。

本发明中，该支柱和该输入侧支持体被螺峰上带有防松动功能的螺栓固定。

本发明中，分别装在两个支持体和外壳间的能自由回转的轴承，采用了市场销售的标准的向心止推球轴承，并根据内接啮合型齿轮装置的使用目的及负载大小，可以将其与深沟球轴承或其他种类的轴承互换。

本发明中，输入轴与作为动力源的马达的转动轴连接为一体，并且将作为太阳齿轮的齿轮形状设在轴的先端。

此输入轴的太阳齿轮在与减速部的配件相组合的状态下，设在从外齿齿轮的组装位置处向临近轴方向的位置。因此，与此太阳齿轮啮合的，与偏心曲轴安装成一体的传动齿轮，被设在从输出侧支持体偏向输入侧支持体的位置。其结果，作为输入轴的第一减速部的太阳齿轮和传动齿轮的齿宽中心和外齿齿轮的齿宽中心，在两者不互相干涉的范围内达到最近距离。其结果，能够降低由于输入轴的倾斜或齿轮相互组合导致的间隙对减速转动的影响。

另外，输出侧支持体上设了圆形的槽a，将支柱作为与输出侧支持体不同的配件压入输出侧支持体。在由支柱组合的输入侧支持体上也设有圆形的槽b，构成了支柱的先端插入5～10mm左右的构造。

因此，输出侧支持体的形状变得简单，制作方法以圆柱加工为主，故变得很容易。同时，通过设在输入侧支持体上的插入部达到正确的定位要求。

另外，输入侧支持体和输出侧支持体组装到支柱的连接螺栓，采用了外螺纹上带有防止松动形状的螺栓。

除此之外，通过将之前说明的太阳齿轮和传动齿轮的位置设在外齿齿轮侧，使得即使外壳与目前的外径相同，输入侧支持体和输出侧支持体的轴承配合部的直径也可以采取较小直径，从而可以选择使用带有外圈和内圈的轴承(市场销售的标准品)。

另外，只要内圈和外圈尺寸相同，可以很容易的将轴承的种类由向心止推球轴承改为深沟球轴承或其他种类的可以互换的轴承。

本发明的有益效果包括：

通过使用本发明，可以用在各种产业，比如多关节机器人、工业机械、加工工装的定位装置等需要高精度的内接啮合型齿轮装置中，减少输入轴的倾斜及减速齿轮的间隙，得到较高的耐久性。

另外，内接啮合型齿轮装置的内部配件得到简化，加工、组装变得容易。同时，轴承部的加工等无需依存于昂贵的加工设备，可以灵活使用具有实际使用业绩的市场销售的标准轴承。

与此同时，达到容易组装的目的，且避免了使用粘接剂等难于确认实施确定性的作业，可以提供更具品质稳定性的减速部。

其结果，去除了生产本产品所需要的高难度的加工技术、昂贵的设备、制造复杂的形状的成型技术及困难的作业等因素，使得高性能减速机能够在更广泛的生产现场生产制作。

本发明将相当于输入侧动力源的输入轴及用于传递偏心曲轴的动力的正齿轮的啮合部设在接近外齿齿轮的位置，得到不容易发生间隙的构造。

同时，将支柱压入支持体，在另一侧的支持体上设有定位用的槽b，在简化配件形状的同时，采用螺峰上具有防止松动构造的螺栓作为固定支持体用的螺栓，使得生产变得容易，避免了松动的发生，确保了产品的刚性。

除此之外，装载在可动部和固定部的轴承采用了市场销售的标准向心止推球轴承，且根据内接啮合型齿轮装置的使用目的及实际产生的负载要求，实现了与深沟球轴承等的互换可能性。

附图说明

图1为采用现有技术的减速机的剖面图。

图2为应用了本发明内接啮合型齿轮装置的减速机的剖面图。

图3为应用了本发明内接啮合型齿轮装置的减速机的平面图。

图4a为本发明内接啮合型齿轮装置中带有防松动功能的螺栓的结构示意图。

图4b为本发明内接啮合型齿轮装置中带有防松动功能的螺栓上1个螺峰垂直方向的视图。

图4c为本发明内接啮合型齿轮装置中带有防松动功能的螺栓上3个螺峰的侧视图。

图4d为本发明内接啮合型齿轮装置中带有防松动功能的螺栓上2个螺峰的正视图。

具体实施方式

图1至图4中，1-输入轴，2-偏心曲轴，3-太阳齿轮，4-传动齿轮，5-输入侧支持体，6-输出侧支持体，7-支柱，8-螺栓，9-外壳，10-轴承，11-外齿齿轮，12-内齿齿轮，13-槽a，14-槽b，15-轴承外圈，16-轴承内圈，17-轴承b，18-外齿齿轮b，19-销(内齿)。

如图2所示，本发明提出了一种内接啮合型齿轮装置，其包括具有摆线齿形或具有修整后摆线齿形的外齿齿轮，齿数比外齿齿轮多的圆弧齿形的内齿齿轮12，为使外齿齿轮能在内齿齿轮12内公转，具有支持外齿齿轮摆动转动的多个偏心曲轴2，进一步包括输入轴1，输入轴1作为输入侧动力源，传动齿轮4，传动齿轮4为正齿轮，用来给偏心曲轴2传动，输出侧支持体6，输入轴1与传动齿轮4啮合部的位置相比输出侧支持体6偏向输入侧，且临接外齿齿轮。

本发明提出的内接啮合型齿轮装置，多个被压入到输出侧支持体6的支柱7，被输入侧支持体5的圆形槽定位，使得输入侧支持体5和输出侧支持体6被固定。

本发明提出的内接啮合型齿轮装置，支柱7与输入侧支持体5通过螺峰上带有防松动功能的螺栓8固定。

本发明提出的内接啮合型齿轮装置，能自由转动的轴承分别装在输入侧支持体5与外壳9之间和输出侧支持体6与外壳9之间，轴承为向心止推球轴承、深沟球轴承或可以互换的其他种类的轴承。

本发明中，将输入侧支持体5和输出侧支持体6组装到支柱7的连接螺栓8，采用了外螺纹上带有防止松动形状的螺栓8。

如图4a至图4d所示的防止松动形状的螺栓，此螺栓的一部分螺峰经过特殊变形，并在螺腹面上设有突起。此突起及变形不会阻碍螺栓的右旋拧入，而当左旋松动螺栓时，其经过特殊变形的部分会阻碍螺栓的移动，达到防止松动的目的。

本发明中，输入轴1与作为动力源的马达的转动轴连接为一体，并且将作为太阳齿轮3的齿轮形状设在轴的先端。

此输入轴1的太阳齿轮3在与减速部的配件相组合的状态下，设在从外齿齿轮11的组装位置处向临近轴方向的位置。因此，与此太阳齿轮3啮合的，与偏心曲轴2安装成一体的传动齿轮4，被设在相对输出侧支持体6偏向输入侧支持体5的位置。其结果，作为输入轴1的第一减速部的太阳齿轮3和传动齿轮4的齿宽中心和外齿齿轮11的齿宽中心，在两者不互相干涉的范围内达到最近距离。其结果，能够降低由于输入轴1的倾斜或齿轮相互组合导致的间隙对减速转动的影响。

另外，输出侧支持体6上设了圆形的槽a13，将支柱7作为与输出侧支持体6不同的配件压入输出侧支持体6。在由支柱7组合的输入侧支持体5上也设有圆形的槽b14，构成了支柱7的先端插入如5～10mm左右的构造。

因此，输出侧支持体6的形状变得简单，制作方法以圆柱加工为主，故变得很容易。同时，通过设在输入侧支持体5上的插入部达到正确的定位要求。

另外，如图4a所示，将输入侧支持体5和输出侧支持体6组装到支柱7的连接螺栓8，采用了外螺纹上带有防止松动形状的螺栓。

除此之外，通过将之前说明的太阳齿轮3和传动齿轮4的位置设在外齿齿轮11侧，使得即使外壳9与从前的外径相同，输入侧支持体5和输出侧支持体6的轴承配合部的直径也可以采取较小直径，从而可以选择使用带有外圈15和内圈16的轴承市场销售的标准品。

另外，只要内圈16和外圈15尺寸相同，可以很容易的将轴承10的种类由向心止推球轴承改为深沟球轴承或其他种类的轴承。

本发明的实施形态如图2及图3所示，图2为应用了本发明内接啮合型齿轮装置的减速机的剖面图，图3为应用了本发明内接啮合型齿轮装置的减速机的平面图。

本发明中，输入轴1转动时，输入轴1上根据齿形形状设的太阳齿轮3通过与传动齿轮4啮合，带动三根偏心曲轴2同时减速转动。其结果，与每根偏心曲轴2安装成一体的轴承b17也同时转动，外齿齿轮11和外齿齿轮b18与内齿齿轮12边内接，边分别维持120度的位相差摆动转动。因内齿齿轮12与外壳9被固定成一体的状态，当偏心曲轴2转动时，外齿齿轮11和外齿齿轮b18也摆动转动，使得与作为内齿齿轮12的内齿的销19的啮合位置顺次移动。

此时，外齿齿轮11、外齿齿轮b18的齿数比内齿齿轮12的齿数稍微少些，通过此啮合位置的移动，相对于固定状态的内齿齿轮12，外齿齿轮11和外齿齿轮b18发生与齿数差相当程度的位相偏移。因此，偏心曲轴2在与其自转速度差不多的情况下，围绕输入轴1公转，支撑偏心曲轴2的输入侧支持体5与输出侧支持体6在与公转速度相当的速度下转动。

由于输入侧支持体5和输出侧支持体6通过螺栓8连接在一起，两个支持体能成为一体转动，以驱动连接在某个支持体上的其他机械的目的。

另外，太阳齿轮3可以直接在输入轴1上设齿形形状，也可以与其他齿轮形成一体，设在输入轴1上。

Claims (4)

1.一种内接啮合型齿轮装置，其包括具有摆线齿形或具有修整后摆线齿形的外齿齿轮，

齿数比所述外齿齿轮多的圆弧齿形的内齿齿轮，

为使所述外齿齿轮能在所述内齿齿轮内公转，具有支持所述外齿齿轮摆动转动的多个偏心曲轴，

其特征在于，进一步包括输入轴，所述输入轴作为输入侧动力源，

传动齿轮，所述传动齿轮为正齿轮，用来给所述偏心曲轴传动，

输出侧支持体，

所述输入轴与所述传动齿轮啮合部的位置相对所述输出侧支持体偏向输入侧，且临接所述外齿齿轮。

2.如权利要求1所述的内接啮合型齿轮装置，其特征在于，多个被压入到所述输出侧支持体的支柱，被输入侧支持体的圆形槽定位，使得所述输入侧支持体和所述输出侧支持体被固定。

3.如权利要求1所述的内接啮合型齿轮装置，其特征在于，所述支柱与所述输入侧支持体通过螺峰上带有防松动功能的螺栓固定。

4.如权利要求1所述的内接啮合型齿轮装置，其特征在于，能自由转动的轴承分别装在所述输入侧支持体与外壳之间和所述输出侧支持体与外壳之间，所述轴承为市场销售的标准向心止推球轴承，并可根据内接啮合型齿轮装置的使用目的及负载大小，将其任意更换成同尺寸的深沟球轴承或其他种类的轴承。