CN107202100A - 齿轮装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种齿轮装置，其具备：外筒，其具有绕预定的输出轴线形成为环状的多个内齿；摆动齿轮，其与多个内齿啮合；曲轴，其以摆动齿轮的中心绕输出轴线回旋的方式对摆动齿轮赋予摆动旋转；齿轮架，其在摆动齿轮的摆动旋转的作用下相对于外筒绕输出轴线相对地旋转；输入齿轮，其用于使曲轴旋转。曲轴包括：轴颈，其绕预定的传递轴线旋转；偏心部，其安装有摆动齿轮，且相对于传递轴线进行偏心旋转，对摆动齿轮赋予摆动旋转；以及固定部，其位于轴颈与偏心部之间，用于固定输入齿轮。固定部的直径比偏心部的直径大。

Description

齿轮装置

技术领域

本发明涉及具有对齿轮赋予摆动旋转的曲轴的齿轮装置。

背景技术

在产业用机器人、机床这样的各种技术领域中，开发了各种齿轮装置(参照日本特开2009-185986号公报)。日本特开2009-185986号公报公开一种具有摆动齿轮的齿轮装置。

日本特开2009-185986号公报的齿轮装置具有配置到外筒内的输入齿轮。输入齿轮位于两个摆动齿轮之间。形成于马达的旋转轴的齿轮部与输入齿轮啮合。若马达使齿轮部旋转，则输入齿轮也旋转。其结果，安装有输入齿轮的曲轴也旋转。曲轴对两个摆动齿轮赋予摆动旋转。在摆动旋转期间，两个摆动齿轮与在外筒的内壁形成的多个内齿啮合，在外筒内进行回旋移动。其结果，连结到外筒或曲轴的齿轮架能够绕输出轴线旋转。

根据日本特开2009-185986号公报的公开技术，输入齿轮配置于外筒内，因此，曲轴也可以较短。因而，日本特开2009-185986号公报的齿轮装置能够在输出轴线的延伸设置方向上具有较小的尺寸。

从输入齿轮向曲轴传递的扭矩的最大值依赖于曲轴的安装输入齿轮的安装部位的直径与轴向长度尺寸之积。如果积值较大，则较大的扭矩能从输入齿轮向曲轴传递。如果积值较小，则较小的扭矩能从输入齿轮向曲轴传递。

设计齿轮装置的设计者如果在日本特开2009-185986号公报所公开的构造下不增大曲轴的整体长度而尝试积值的增大，则设计者需要对曲轴的安装输入齿轮的安装部位的直径赋予较大的值。然而，安装部位的直径的增大导致输入齿轮与外筒的内齿之间的干涉。因而，日本特开2009-185986号公报的公开技术不适合于从输入齿轮向曲轴传递较大的扭矩。

发明内容

本发明的目的在于提供能从输入齿轮向曲轴传递较大的扭矩的技术。

本发明的一技术方案的齿轮装置具备：外筒，其具有绕预定的输出轴线形成为环状的多个内齿；摆动齿轮，其与所述多个内齿啮合；曲轴，其以所述摆动齿轮的中心绕所述输出轴线回旋的方式对所述摆动齿轮赋予摆动旋转；齿轮架，其在所述摆动齿轮的所述摆动旋转的作用下相对于所述外筒绕所述输出轴线相对地旋转；输入齿轮，其用于使所述曲轴旋转。所述曲轴包括：轴颈，其绕预定的传递轴线旋转；偏心部，其安装有所述摆动齿轮，且相对于所述传递轴线进行偏心旋转，对所述摆动齿轮赋予所述摆动旋转；固定部，其位于所述轴颈与所述偏心部之间，用于固定所述输入齿轮。所述固定部的直径比所述偏心部的直径大。

上述的齿轮装置能从输入齿轮向曲轴传递较大的扭矩。

上述的齿轮装置的目的、特征和优点通过以下的详细的说明和附图变得更明白。

附图说明

图1是例示为齿轮装置的减速器的概略的剖视图。

图2是减速器的沿着图1所示的A-A线的概略的剖视图。

图3是图1所示的减速器的曲轴组装体的概略的局部剖视图。

图4是表示由多个内齿销形成的内齿环的齿顶圆与输入齿轮的齿顶圆之间的关系的概念图。

具体实施方式

＜第1实施方式>

在第1实施方式中，对能够从输入齿轮向曲轴传递较大的扭矩的例示的齿轮装置进行说明。

图1和图2表示例示为第1实施方式的齿轮装置的减速器100。图1是减速器100的概略的剖视图。图2是减速器100的沿着图1所示的A-A线的概略的剖视图。参照图1和图2说明减速器100。

减速器100具备外筒200、齿轮架300、齿轮部400、3个曲轴组装体500(图1表示3个曲轴组装体500中的1个)、以及两个主轴承610、620。马达(未图示)、其他驱动源(未图示)生成的驱动力分别输入3个曲轴组装体500。分别输入到3个曲轴组装体500的驱动力向配置到由外筒200和齿轮架300围成的内部空间内的齿轮部400传递。

如图1所示，两个主轴承610、620嵌入于在外筒200与由外筒200包围的齿轮架300之间形成的环状空间。两个主轴承610、620分别使外筒200与齿轮架300之间能进行相对的旋转运动。两个主轴承610、620的通用的中心轴线相当于输出轴线OAX。外筒200和齿轮架300在传递到齿轮部400的驱动力的作用下绕输出轴线OAX相对地旋转。

如图2所示，外筒200包括大致圆筒状的壳体210和多个内齿销220。壳体210对收容齿轮架300、齿轮部400和曲轴组装体500的圆柱状的内部空间进行规定。多个内齿销220沿着壳体210的内周面排列成环状，形成内齿环。

内齿销220分别是沿着输出轴线OAX的延伸方向延伸的圆柱状的构件。内齿销220分别嵌入于在壳体210的内壁形成的槽部。因而，内齿销220分别被壳体210恰当地保持。

如图2所示，多个内齿销220绕输出轴线OAX以大致恒定间隔配置成环状。多个内齿销220各自的半周面从壳体210的内壁朝向输出轴线OAX突出。因而，多个内齿销220作为与齿轮部400啮合的内齿发挥功能。在本实施方式中，多个内齿由多个内齿销220例示。

如图1所示，齿轮架300包括基部310和端板320。齿轮架300整体上呈圆筒状。端板320是大致圆板形状。齿轮架300能够在外筒200内绕输出轴线OAX旋转。或者、外筒200能够在齿轮架300的周围绕输出轴线OAX旋转。

基部310包括大致圆板状的基板部311(参照图1)和3个轴部312(参照图2)。基板部311与端板320大致同轴。即、输出轴线OAX相当于基板部311和端板320的中心轴线。

基板部311包括内表面313和与内表面313相反的一侧的外表面314。内表面313与齿轮部400相对。内表面313和外表面314沿着与输出轴线OAX正交的假想平面(未图示)。

中央贯通孔315(参照图1)和3个保持贯通孔316(图1表示3个保持贯通孔316中的1个)形成于基板部311。中央贯通孔315沿着输出轴线OAX在内表面313与外表面314之间延伸。输出轴线OAX相当于中央贯通孔315的中心轴线。3个保持贯通孔316的中心以大致等间隔配置于以输出轴线OAX为中心的假想圆(未图示)上。

图1除了表示输出轴线OAX之外，还表示传递轴线TAX。传递轴线TAX被规定在与输出轴线OAX分开的位置。传递轴线TAX与输出轴线OAX大致平行。保持贯通孔316沿着传递轴线TAX在内表面313与外表面314之间延伸。传递轴线TAX相当于曲轴组装体500的旋转中心轴线和保持贯通孔316的中心轴线。曲轴组装体500的一部分配置于保持贯通孔316内。

端板320包括内表面323和与内表面323相反的一侧的外表面324。内表面323与齿轮部400相对。内表面323和外表面324沿着与输出轴线OAX正交的假想平面(未图示)。

中央贯通孔325(参照图1)和3个保持贯通孔326(图1表示3个保持贯通孔326中的1个)形成于端板320。中央贯通孔325沿着输出轴线OAX在内表面323与外表面324之间延伸。输出轴线OAX相当于中央贯通孔325的中心轴线。3个保持贯通孔326的中心以大致等间隔配置于以输出轴线OAX为中心的假想圆(未图示)上。3个保持贯通孔326分别沿着传递轴线TAX在内表面323与外表面324之间延伸。传递轴线TAX相当于保持贯通孔326的中心轴线。曲轴组装体500的一部分配置于保持贯通孔326内。形成于端板320的3个保持贯通孔326与形成于基板部311的3个保持贯通孔316分别大致同轴。

3个轴部312分别从基板部311的内表面313朝向端板320的内表面323延伸。端板320与3个轴部312各自的顶端面连接。端板320也可以利用紧配合螺栓、定位销、其他恰当的固定技术与3个轴部312各自的顶端面连接。本实施方式的原理并不限定于端板320与3个轴部312各自之间的特定的连接技术。

如图1所示，齿轮部400配置于基板部311的内表面313与端板320的内表面323之间。3个轴部312贯通齿轮部400而与端板320连接。

如图1所示，齿轮部400包括两个摆动齿轮410、420。摆动齿轮410配置于端板320与摆动齿轮420之间。摆动齿轮420配置于基板部311与摆动齿轮410之间。摆动齿轮410、420也可以基于通用的设计图纸形成。

摆动齿轮410、420分别包括朝向壳体210的内壁突出的多个外齿430(参照图2)。若曲轴组装体500绕传递轴线TAX旋转，则摆动齿轮410、420一边使多个外齿430与多个内齿销220啮合，一边在壳体210内进行回旋移动(即、摆动旋转)。在此期间，摆动齿轮410、420的中心绕输出轴线OAX回旋。外筒200与齿轮架300之间的相对旋转由摆动齿轮410、420的摆动旋转引起。

中央贯通孔411形成于摆动齿轮410的中心。中央贯通孔421形成于摆动齿轮420的中心。中央贯通孔411与端板320的中央贯通孔325以及摆动齿轮420的中央贯通孔421连通。中央贯通孔421与基板部311的中央贯通孔315以及摆动齿轮410的中央贯通孔411连通。摆动齿轮410的中央贯通孔411、摆动齿轮420的中央贯通孔421的直径比基板部311的中央贯通孔315和端板320的中央贯通孔325的直径大。

如图2所示，3个圆形贯通孔422形成于摆动齿轮420。同样地，3个圆形贯通孔形成于摆动齿轮410。摆动齿轮420的圆形贯通孔422以及摆动齿轮410的圆形贯通孔与基板部311的保持贯通孔316以及端板320的保持贯通孔326协作而形成用于收容曲轴组装体500的收容空间。

3个梯形贯通孔413(图1表示3个梯形贯通孔413中的1个)形成于摆动齿轮410。3个梯形贯通孔423(参照图2)形成于摆动齿轮420。齿轮架300的轴部312贯通梯形贯通孔413、423。梯形贯通孔413、423的大小被确定为不与轴部312发生干涉。

图3是曲轴组装体500的概略的局部剖视图。参照图1～图3来说明曲轴组装体500。

3个曲轴组装体500分别包括输入齿轮510、曲轴520、两个轴颈轴承531、532、以及两个曲轴轴承541、542。输入齿轮510在由中央贯通孔315、325、411、421形成的中央空间内与形成于马达(未图示)的轴(未图示)的齿轮部(未图示)啮合。若马达使轴旋转，则输入齿轮510绕传递轴线TAX旋转。

曲轴520包括第1轴颈521、第2轴颈522、第1偏心部523、第2偏心部524、以及保持盘525。第1轴颈521插入端板320的保持贯通孔326。第2轴颈522插入基板部311的保持贯通孔316。轴颈轴承531嵌入第1轴颈521与端板320的形成保持贯通孔326的内壁之间的环状空间。轴颈轴承532嵌入第2轴颈522与基板部311的形成保持贯通孔316的内壁之间的环状空间。

第1偏心部523位于第1轴颈521与第2偏心部524之间。第2偏心部524位于第2轴颈522与第1偏心部523之间。曲轴轴承541嵌入第1偏心部523与摆动齿轮410的形成圆形贯通孔的内壁之间的环状空间。曲轴轴承542嵌入第2偏心部524与摆动齿轮420的形成圆形贯通孔422的内壁之间的环状空间。

第1轴颈521与第2轴颈522同轴，绕传递轴线TAX旋转。第1偏心部523和第2偏心部524分别形成为圆柱状，相对于传递轴线TAX偏心。第1偏心部523和第2偏心部524分别相对于传递轴线TAX进行偏心旋转，对摆动齿轮410、420赋予摆动旋转。摆动齿轮410、420间的回旋相位差可由第1偏心部523与第2偏心部524之间的偏心方向的差异来决定。在本实施方式中，偏心部由第1偏心部523例示。

保持盘525位于第1轴颈521与第1偏心部523之间。保持盘525的两端面从第1轴颈521和第1偏心部523的周面沿着半径方向突出。保持盘525与第1轴颈521以及第2轴颈522大致同轴，绕传递轴线TAX旋转。输入齿轮510安装于保持盘525。端板320的内表面323从端板320与基部310之间的连接部位凹设。保持盘525和输入齿轮510能够在内表面323的凹设部位与摆动齿轮410之间的空间中旋转。在本实施方式中，固定部由保持盘525例示。

从输入齿轮510向曲轴520传递的扭矩的最大值可由保持盘525的直径与轴向长度(沿着传递轴线TAX的方向上的尺寸)之积决定。如果保持盘525的直径与轴向长度之积值较大，则较大的扭矩能从输入齿轮510向曲轴520传递。如图3所示，保持盘525的直径比第1偏心部523、第2偏心部524、第1轴颈521以及第2轴颈522各自的直径大，因此，设计减速器100的设计者也可以对保持盘525的轴向长度赋予较小的值。如图3所示，设计者能够使保持盘525的轴向长度远小于第1轴颈521、第2轴颈522、第1偏心部523以及第2偏心部524各自的轴向长度。结果获得曲轴520整体的较短的轴向长度。因而，齿轮架300的外表面314、324之间的尺寸也能设定成较小的值。

如图1所示，壳体210包括第1内周面211和第2内周面212。多个内齿销220嵌入于在第1内周面211形成的多个槽部。另一方面，第2内周面212用于主轴承610的保持，描绘不具有槽部的平滑的圆形轮廓。主轴承610嵌入于在端板320的外周面与第2内周面212之间形成的环状空间。

图4是表示由多个内齿销220形成的内齿环的齿顶圆与输入齿轮510的齿顶圆之间的关系的概念图。参照图1和图4进一步说明减速器100。

如图1所示，输入齿轮510由第2内周面212包围。因而，输入齿轮510能够不与内齿销220发生干涉地绕传递轴线TAX旋转。如图4所示，这意味着，也可以以输入齿轮510的齿顶圆超出内齿环的齿顶圆的方式配置输入齿轮510。因而，设计者能够对保持盘525的直径赋予较大的值。其结果，较大的扭矩能从输入齿轮510向曲轴520传递。

＜第2实施方式>

设计减速器的设计者能够在输入齿轮与保持盘之间的机械连接采用花键结合、键结合这样的各种构造。花键结合公知为传递较大的扭矩所优选的结合构造。在第2实施方式中，对输入齿轮与保持盘之间的花键结合进行说明。

如图3所示，输入齿轮510与保持盘525花键结合。保持盘525的外周面被实施花键加工。在输入齿轮510的中心形成有花键孔。保持盘525插入输入齿轮510的花键孔，作为与花键孔互补的花键轴发挥功能。

如图3所示，花键轴(保持盘525)的小径比第1偏心部523的直径与第1偏心部523的相对于传递轴线TAX的偏心量之和大。因而，花键轴的加工所使用的工具不与曲轴520的其他部位发生干涉。其结果，保持盘525能够在整个轴向长度上作为花键轴发挥功能。

如图3所示，曲轴组装体500还具备在保持盘525上固定输入齿轮510的薄板状的止动环551、552。第1轴颈521贯穿止动环551和轴颈轴承531。组装曲轴组装体500的作业者在将第1轴颈521插入到止动环551之后，使轴颈轴承531和第1轴颈521嵌合。其结果，止动环551被轴颈轴承531和保持盘525夹持。止动环551的外径比花键轴(保持盘525)的大径大。因而，止动环551能够防止输入齿轮510的朝向第1轴颈521的移位。在本实施方式中，轴颈由第1轴颈521例示。第1轴承由轴颈轴承531例示。第1保持环由止动环551例示。

第1偏心部523贯穿止动环552和曲轴轴承541。组装曲轴组装体500的作业者在将第1偏心部523插入到止动环552之后，使第1偏心部523和曲轴轴承541嵌合。其结果，止动环552被曲轴轴承541和保持盘525夹持。止动环552的外径比花键轴(保持盘525)的大径大。因而，止动环552能够防止输入齿轮510的朝向第1偏心部523的移位。在本实施方式中，偏心部由第1偏心部523例示。第2轴承由曲轴轴承541例示。第2保持环由止动环552例示。

在上述的实施方式中，保持盘525与第1轴颈521、第1偏心部523一体地形成。作为替代，保持盘525也可以是与曲轴520独立地形成的圆板构件。在该情况下，保持盘525也可以相对于曲轴520进行花键结合或者键结合。

与上述的各种实施方式相关联地进行了说明的设计原理可适用于各种齿轮装置。与上述的各种实施方式中的1个相关联地进行了说明的各种特征中的一部分也可以适用于与另一实施方式相关联地进行了说明的齿轮装置。上述的设计原理也可适用于中心曲轴类型的齿轮装置。

与上述的实施方式相关联地进行了说明的齿轮装置主要具备以下的特征。

上述的实施方式的一技术方案的齿轮装置具备：外筒，其具有绕预定的输出轴线形成为环状的多个内齿；摆动齿轮，其与所述多个内齿啮合；曲轴，其以所述摆动齿轮的中心绕所述输出轴线回旋的方式对所述摆动齿轮赋予摆动旋转；齿轮架，其在所述摆动齿轮的所述摆动旋转的作用下相对于所述外筒绕所述输出轴线相对地旋转；以及输入齿轮，其用于使所述曲轴旋转。所述曲轴包括：轴颈，其绕预定的传递轴线旋转；偏心部，其安装有所述摆动齿轮，且相对于所述传递轴线进行偏心旋转，对所述摆动齿轮赋予所述摆动旋转；以及固定部，其位于所述轴颈与所述偏心部之间，用于固定所述输入齿轮。所述固定部的直径比所述偏心部的直径大。

根据上述的结构，用于固定输入齿轮的固定部位于轴颈与供摆动齿轮安装的偏心部之间，因此，即使固定部的直径比偏心部的直径大，也难以在输入齿轮与外筒的多个内齿之间产生干涉。设计齿轮装置的设计者能够对固定部赋予较大的直径，因此，能从输入齿轮向曲轴传递较大的扭矩。

关于上述的结构，也可以是，所述固定部的轴向长度比所述偏心部的轴向长度短。

根据上述的结构，固定部的轴向长度比偏心部的轴向长度短，因此，曲轴能够具有较短的轴向长度。结果获得齿轮装置的较短的轴向长度。

关于上述的结构，也可以是，所述固定部是与形成于所述输入齿轮的花键孔互补的花键轴。也可以是，所述花键轴的小径比所述偏心部的直径与所述偏心部的相对于所述传递轴线的偏心量之和大。

根据上述的结构，花键轴的小径比偏心部的直径与偏心部的相对于传递轴线的偏心量之和大，因此，在花键轴的加工中，不产生切上(日文：切り上げ)部。输入齿轮能够在花键轴的整个轴向长度上与花键轴啮合，因此，曲轴不会不必要地变长。

关于上述的结构，也可以是，齿轮装置还具备：第1轴承，所述轴颈嵌入该第1轴承；第1保持环，所述轴颈贯通该第1保持环，且该第1保持环被所述第1轴承和所述花键轴夹持。也可以是，所述第1保持环的外径比所述花键轴的大径大。

根据上述的结构，被第1轴承和花键轴夹持的第1保持环的外径比花键轴的大径大，因此，输入齿轮难以向轴颈脱落。

关于上述的结构，也可以是，齿轮装置还具备：第2轴承，所述偏心部嵌入该第2轴承；第2保持环，所述偏心部贯通该第2保持环，且该第2保持环被所述第2轴承和所述花键轴夹持。也可以是，所述第2保持环的外径比所述花键轴的大径大。

根据上述的结构，被第2轴承和花键轴夹持的第2保持环的外径比花键轴的大径大，因此，输入齿轮难以向偏心部脱落。

关于上述的结构，也可以是，齿轮装置还具有嵌入于在所述外筒与所述齿轮架之间形成的环状空间的主轴承。也可以是，所述外筒包括形成有所述多个内齿的第1内周面和用于保持所述主轴承的第2内周面。也可以是，所述输入齿轮由所述第2内周面包围。

根据上述的结构，外筒的第2内周面保持主轴承，因此与第1内周面不同，内齿没有形成于第2内周面。输入齿轮由第2内周面包围，难以在输入齿轮与外筒的多个内齿之间产生干涉。设计齿轮装置的设计者能够对固定部赋予较大的直径，因此，能从输入齿轮向曲轴传递较大的扭矩。

关于上述的结构，也可以是，所述输入齿轮的齿顶圆超出由所述多个内齿确定的齿顶圆。

根据上述的结构，输入齿轮的齿顶圆也可以超出由多个内齿确定的齿顶圆，因此，设计者能够对固定部赋予较大的直径。因而，齿轮装置能够将较大的扭矩从输入齿轮向曲轴传递。

产业上的可利用性

上述的实施方式的原理可恰当地利用于各种齿轮装置。

Claims (7)

1.一种齿轮装置，其具备：

外筒，其具有绕预定的输出轴线形成为环状的多个内齿；

摆动齿轮，其与所述多个内齿啮合；

曲轴，其以所述摆动齿轮的中心绕所述输出轴线回旋的方式对所述摆动齿轮赋予摆动旋转；

齿轮架，其在所述摆动齿轮的所述摆动旋转的作用下相对于所述外筒绕所述输出轴线相对地旋转；

以及输入齿轮，其用于使所述曲轴旋转，

所述曲轴包括：轴颈，其绕预定的传递轴线旋转；偏心部，其安装有所述摆动齿轮，且相对于所述传递轴线进行偏心旋转，对所述摆动齿轮赋予所述摆动旋转；以及固定部，其位于所述轴颈与所述偏心部之间，用于固定所述输入齿轮，

所述固定部的直径比所述偏心部的直径大。

2.根据权利要求1所述的齿轮装置，其中，

所述固定部的轴向长度比所述偏心部的轴向长度短。

3.根据权利要求1所述的齿轮装置，其中，

所述固定部是与形成于所述输入齿轮的花键孔互补的花键轴，

所述花键轴的小径比所述偏心部的直径和所述偏心部的相对于所述传递轴线的偏心量之和大。

4.根据权利要求3所述的齿轮装置，其中，

该齿轮装置还具备：

第1轴承，所述轴颈嵌入该第1轴承；

第1保持环，所述轴颈贯通该第1保持环，且该第1保持环被所述第1轴承和所述花键轴夹持，

所述第1保持环的外径比所述花键轴的大径大。

5.根据权利要求4所述的齿轮装置，其中，

该齿轮装置还具备：

第2轴承，所述偏心部嵌入该第2轴承；

第2保持环，所述偏心部贯通该第2保持环，且该第2保持环被所述第2轴承和所述花键轴夹持，

所述第2保持环的外径比所述花键轴的大径大。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的齿轮装置，其中，

该齿轮装置还具备嵌入于在所述外筒与所述齿轮架之间形成的环状空间的主轴承，

所述外筒包括形成有所述多个内齿的第1内周面和用于保持所述主轴承的第2内周面，

所述输入齿轮由所述第2内周面包围。

7.根据权利要求6所述的齿轮装置，其中，

所述输入齿轮的齿顶圆超出由所述多个内齿确定的齿顶圆。