CN106286762A - 谐波齿差变速装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种谐波齿差变速装置，其包括同轴并列的一第一内齿环与一第二内齿环，第一内齿环的内环面具有第一内齿，第二内齿环的内环面具有第二内齿；一外齿环，其同轴设置在第一与第二内齿环中，其具有对应第一与第二内齿的第一外齿与第二外齿；及一设置在外齿环中的谐波产生器；特别是，第一外齿的齿数小于第一内齿与第二内齿的齿数，第二外齿的齿数不大于第一内齿与第二内齿的齿数，且第一外齿的齿数与第二外齿的齿数相同或不同，借此使本发明的谐波齿差变速装置，能应用成减速、加速或调速等型态。

Description

谐波齿差变速装置

技术领域

本发明有关一种齿差变速装置，尤指一种具有两列外齿的外齿环设置在二个并列的内齿环中，并通过一谐波产生器输入或输出动力的谐波齿差变速装置。

背景技术

现有的谐波减速装置为一种高减速比的传动装置，例如美国专利第2906143号所揭示的谐波传动装置(harmonic drive transmission)，其减速原理通由一椭圆形的凸轮组设于一呈杯状或环状的挠性齿轮中，使凸轮于受传动力运转后，凸轮轮面长轴向的的两端可将挠性齿轮予于以撑张，使挠性齿轮与所匹配安置的一圆形刚性的内齿花键产生一紧密无间隙的啮合状态，借由于挠性齿轮与内齿花键所设计的齿数差，来产生一减速传动效用。然而，现有的谐波减速装置的减速比设计只适用于1:30～1:320此一区段的速比，过大速比或过小速比的需求，则无法实施应用。

鉴于上述谐波传动装置只能适用于单一区段减速比的技术问题，本发明人深感尚有克服改善的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种谐波齿差变速装置，进而达到可选择应用成减速传统型态、加速传统型态或微调速比型态来轻易达成1:8～1:640的速比范围。

为了达到上述目的，本发明提供谐波齿差变速装置的较佳技术特征包括：一第一内齿环，其内环面具有第一内齿；一第二内齿环，其同轴并列在该第一内齿环，其内环面具有第二内齿；一外齿环，其同轴设置在该第一内齿环与该第二内齿环之中，其外环面具有对应该第一内齿的第一外齿，及对应该第二内齿的第二外齿；该第一外齿的齿数小于该第一内齿与该第二内齿的齿数，该第二外齿的齿数不大于该第一内齿与该第二内齿的齿数，且该第一外齿的齿数与该第二外齿的齿数相同或不同；及一谐波产生器，其设置在该外齿环之中，其支撑该外齿环朝半径方向偏移，使该外齿环的部分第一外齿啮合在该第一内齿，及部分第二外齿啮合在该第二内齿。

依上述较佳技术特征所述谐波齿差变速装置，其中，当第一外齿的齿数与第二外齿的齿数相同时，该第一内齿的齿数与该第二内齿的齿数必不相同。

依上述较佳技术特征所述谐波齿差变速装置，其中，当第一外齿的齿数与第二外齿的齿数不相同时，该第一内齿的齿数与该第二内齿的齿数可相同或不同。

依上述较佳技术特征所述谐波齿差变速装置，其中该第一内齿环作为固定端，该谐波产生器作为动力输入端，该第二内齿环作为减速动力输出端。

依上述较佳技术特征所述谐波齿差变速装置，其中该第一内齿环作为固定端，该第二内齿环作为动力输入端，该谐波产生器作为加速动力输出端。

依上述较佳技术特征所述谐波齿差变速装置，其中该谐波产生器作为固定端，该第二内齿环作为动力输入端，该第一内齿环作为变速动力输出端。

本发明具有的优点在于：

本发明提出的谐波齿差变速装置，使此一变速装置实际安装应用时，不受传统谐波传动装置于速比上的区段范围所限制，能够选择应用成减速传统型态、加速传统型态或微调速比型态来轻易达成1:8～1:640的速比范围。

附图说明

图１为本发明谐波齿差变速装置较佳实施例的分解示意图。

图２为本发明谐波齿差变速装置较佳实施例的侧视示意图。

图３为本发明谐波齿差变速装置较佳实施例的剖面示意图。

图４为本发明谐波齿差变速装置应用成减速状况的示意图。

图５为本发明谐波齿差变速装置应用成加速状况的示意图。

图６为本发明谐波齿差变速装置应用成调速状况的示意图。

图中：

1 第一内齿环； 11 第一内齿；

11a 齿数； 2 第二内齿环；

21 第二内齿； 21b 齿数；

3 外齿环； 31 第一外齿；

31c 齿数； 32 第二外齿；

32d 齿数； 4 谐波产生器；

41 凸轮； 42 滚子 。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参阅图１、图２及图３所示，本发明的谐波齿差变速装置，用于连接在机械动力输出源，进而达到调整动力的转速，其较佳的实施例包括：一第一内齿环1，其实施为正圆环体，其一内环面具有第一内齿11，第一内齿11具有齿数11a。一第二内齿环2，其实施为正圆环体，其同轴并列在第一内齿环1一侧，其一内环面具有第二内齿21，第二内齿21具有齿数21b。一外齿环3，其同轴设置在第一内齿环1与第二内齿环2之中，其外环面具有对应第一内齿11的第一外齿31，及对应第二内齿21的第二外齿32，第一外齿31具有齿数31c，第二外齿32具有齿数32d。及一谐波产生器4，其设置在该外齿环3之中，其包括一凸轮41及多个排列设置在凸轮41圆周的滚子42，该凸轮41的形式可为单侧偏移中心的单侧凸轮，或是对向双侧偏移中心的双侧凸轮(如附图所示的椭圆形凸轮)，使谐波产生器4支撑外齿环3朝半径方向偏移，致使外齿环3的部分第一外齿31啮合在第一内齿环1的第一内齿11，及部分第二外齿32啮合在第二内齿环2的第二内齿21。

参阅图３及图４所示，上述该第一内齿环1的第一内齿11的齿数11a大于该外齿环3的第一外齿31的齿数31c，第二内齿21的齿数21b大于该外齿环3的第二外齿32的齿数32d，而且第一外齿31的齿数31c与第二外齿32的齿数32d可实施为相同或不同齿数，借此组成本发明的谐波齿差变速装置，能够应用于大速比的减速、加速或微变速。

以下针对本发明谐波齿差变速装置的各较佳应用模式的齿配运算，予以说明：

减速型态：

固定外圈(内齿轮)，由凸轮入力，另一外圈(内齿轮)出力(如图４所示)，速比计算公式如下：

[外圈内齿非固定圈齿数(21b)／(外圈内齿非固定圈齿数(21b)－外圈内齿固定圈齿数(11a)]×(内圈外齿与外圈非固定圈啮合的齿数(32d)／内圈外齿与外圈固定圈啮合的齿数(31c))＝速比

例如：

外圈内齿非固定圈齿数(21b)=51

外圈内齿固定圈齿数(11a)=50

内圈外齿与外圈固定圈啮合的齿数(31c)=30

内圈外齿与外圈非固定圈啮合的齿数(32d)=30

51／(51-50)×(30／30)=51

所求出的速比为51，出力回转方向与入力回转方向相同。

加速型态：

固定外圈(内齿轮)，由另一外圈(内齿轮)入力， 凸轮出力(如图５所示)，速比计算公式如下：

[外圈内齿非固定圈齿数(21b)／(外圈内齿非固定圈齿数(21b)－外圈内齿固定圈齿数(11a)]×(内圈外齿与外圈非固定圈啮合的齿数(32d)／内圈外齿与外圈固定圈啮合的齿数(31c))＝加速比

例如：

外圈内齿非固定圈齿数(21b)=50

外圈内齿固定圈齿数(11a)=51

内圈外齿与外圈固定圈啮合的齿数(31c)=30

内圈外齿与外圈非固定圈啮合的齿数(32d)=30

50／(50-51)×(30／30)=-50

所求出的速比为50，出力回转方向与入力回转方向相反。

微调速型态：

固定凸轮(如图６所示)，速比计算公式如下：

(外圈内齿输入齿数(21b)／外圈内齿输出齿数(11a))×(内圈外齿输出齿数(31c)／内圈外齿输入齿数(32d))＝速比

此一状态的条件为其中一齿数与其余三者齿数不同，即可产生微调速，同时，出力回转方向与入力回转方向是为相同的转向。

例如：

外圈内齿非固定圈齿数(21b)=51

外圈内齿固定圈齿数(11a)=50

内圈外齿与外圈固定圈啮合的齿数(31c)=30

内圈外齿与外圈非固定圈啮合的齿数(32d)=31

(51／50)×(30／31)=0.987

所求出的速比为0.987，出力回转方向与入力回转方向相同。

加速／减速型态的回转方向说明：

当所求速比为正值：出力回转与入力回转方向相同。

当所求速比为负值：出力回转与入力回转方向相反。

参阅图４所示，本发明应用为大减速的变速型态：可使上述该第一内齿1环作为固定端，谐波产生器4作为动力输入端，而第二内齿环2作为减速动力输出端；并根据上述齿数11a、21b、31c及32d的定义，所能得到的减速比为：

[21b／(21b－11a)]×(32d／31c)＝速比

例如：

第二内齿环2的齿数21b=51T

第一内齿1的齿数(11a)=50T

外齿环3第一外齿31的齿数31c=30T

外齿环3第二外齿32的齿数32d=30T

[51／(51-50)]×(30／30)=51

所求出的速比为51，出力回转方向与入力回转方向相同。

再参阅图５所示，本发明应用为大加速的变速型态：该第一内齿环1作为固定端，该第二内齿环2作为动力输入端，而该谐波产生器4作为加速动力输出端；借此，根据上述齿数11a、21b、31c及32d的定义，所能得到的减速比为：

[21b／(21b－11a)]×(32d／31c)＝加速比

例如：

第二内齿环2的齿数21b=50T

第一内齿环1的齿数11a=51T

外齿环3第一外齿31的齿数31c =30T

外齿环3第二外齿32的齿数32d =30T

[50／(50-51)]×(30／30)=-50

所求出的速比为50，出力回转方向与入力回转方向相反。

再阅图６所示，本发明应用为微调速的变速型态：可使上述该谐波产生器4作为固定端，该第二内齿环2作为动力输入端，而该第一内齿环1作为变速动力输出端；因此，根据上述齿数11a、21b、31c及32d的定义，所能得到的减速比为：

(21b／11a)×(31c／32d)＝速比

此一状态的条件为其中一齿数与其余三者齿数不同，即可产生微调速，同时，出力回转方向与入力回转方向是为相同的转向。

例如：

第二内齿环2的齿数21b=51T

第一内齿环1的齿数11a=50T

外齿环3第一外齿31的齿数31c =30T

外齿环3第二外齿32的齿数32d =31T

(51／50)×(30／31)=0.987

所求出的速比为0.987，出力回转方向与入力回转方向相同。

综上所述，本发明谐波齿差变速装置，在具体安装应用时，可选择应用成减速传统型态、加速传统型态或微调速比型态来轻易达成1:8～1:640的速比范围。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种谐波齿差变速装置，其特征在于，包括：一第一内齿环，其内环面具有第一内齿；一第二内齿环，其同轴并列在该第一内齿环，其内环面具有第二内齿；一外齿环，其同轴设置在该第一内齿环与该第二内齿环之中，其外环面具有对应该第一内齿的第一外齿，及对应该第二内齿的第二外齿；该第一外齿的齿数小于该第一内齿与该第二内齿的齿数，该第二外齿的齿数小于该第一内齿与该第二内齿的齿数，且该第一外齿的齿数与该第二外齿的齿数相同或不同；及一谐波产生器，其设置在该外齿环之中，其支撑该外齿环朝半径方向变形，使该外齿环相对二侧的部分第一外齿啮合在该第一内齿，及相对二侧的部分第二外齿啮合在该第二内齿。

2.根据权利要求１所述的谐波齿差变速装置，其特征在于，其中该第一外齿的齿数与该第二外齿的齿数相同时，该第一内齿的齿数与该第二内齿的齿数不相同。

3.根据权利要求１所述的谐波齿差变速装置，其特征在于，其中该第一外齿的齿数与第二外齿的齿数不相同时，该第一内齿的齿数与该第二内齿的齿数相同或不同。

4.根据权利要求２或３所述的谐波齿差变速装置，其特征在于，其中该第一内齿环作为固定端，该谐波产生器作为动力输入端，该第二内齿环作为减速动力输出端。

5.根据权利要求２或３所述的谐波齿差变速装置，其特征在于，其中该第一内齿环作为固定端，该第二内齿环作为动力输入端，该谐波产生器作为加速动力输出端。

6.根据权利要求２或３所述的谐波齿差变速装置，其特征在于，其中该谐波产生器作为固定端，该第二内齿环作为动力输入端，该第一内齿环作为变速动力输出端。