CN1202362C - 内啮合行星齿轮结构的传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内啮合行星齿轮结构的传动装置，特别涉及一种减速器，它能够可靠地保持动力传动的精密性和连续性，也能够小型化，包括：一个框架主体，设有与其内啮合的齿轮；一个第一轴，设有中心齿轮；多个行星齿轮，可操纵地耦接到所述中心齿轮；多个曲柄结构，机械耦接到相应的行星齿轮；一个行星齿轮结构，机械地耦接到曲柄结构，可操纵地与框架主体的齿轮接合；和一个第二轴，机械耦接到曲柄结构。

Description

内啮合行星齿轮结构的传动装置

技术领域

本发明涉及一种内啮合行星齿轮结构的传动装置，它用作减速齿轮，控制诸如数控装置等的自动精密控制机械。

一般来说，自动精密控制机械具有减速器，将通过电动机或伺服电动机等的动力源的动力轴传输的高转速减低。要求所述减速器运动精确和小型化，使得自动精密控制机械体积较小、工作更精密。

背景技术

一种现有技术的减速器是Teijin Seiki开发和推销的Vigo DriveTM的RV系列。Teijin Seiki的RV系列在输出端具有多个一级减速齿轮和多个节距差(pitch differences)，以确保在输入轴内的动力源的动力轴的插入空间，传输减速运动。

但是，Teijin Seiki的RV系列具有以下问题：

1〕使用多个节距差，在计算减速比时，常计算无限小数，从而在重复驱动减速器时累积误差，造成减速运动的精确度降低。

2〕Teijin Seiki的RV系列能够很好地应用于高减速比，因为输出轴的输出端的直径小，以便在输出端放置第一级减速齿轮。但是在应用到低减速比时，需要过多的部件，因此减速器体积大。

3〕在输出端设置第一级减速齿轮的情况下，为了防止从第一级减速齿轮的圆周部分泄漏润滑油，需要过多的油封部件，因此增加制造成本和重量。

4〕在输出端设置第一级减速齿轮的情况下，确保输入轴中的插入空间的长度以便插入动力源的动力轴，但是由于采用各节距差，过分地限制了插入的空间口径。

5〕在输入端安装第一级减速齿轮以解决上述问题时，由于在限定直径的主体中的第一级减速齿轮，动力源的动力轴的插入的插入空间的直径变得很小，并且减速的范围被过分地限制。

6〕采用各节距差，在预定的主体中容纳的销，由于其直径约2毫米，销的数目受到限制，因此，使得减速范围被过分限制。

在本文参引的共同拥有的韩国专利No.242207中详细说明了另一种带有内行星齿轮的减速器。该减速器包括：一个主曲柄结构，它以奥海姆(Oldham)耦接方法与动力源的动力轴结合，并从动力源接收传递来的旋转动力；进行减速运动的多个行星齿轮，根据辅助曲柄结构的旋转，进行平移和旋转；和多个辅助曲柄结构，它们进行与行星齿轮接合的平移和旋转。

但是，韩国的No.242207专利的减速器具有这样的情况，因为辅助曲柄结构连接到同时平移和旋转的行星齿轮上，由于加工、组装和变形等原因，主曲柄结构和辅助轴的旋转运动不完全一致。也就是说，辅助曲柄结构的旋转不规律。此时，当辅助曲柄结构运动时，或从外部加载时，出现的问题是，辅助曲柄结构周期地向旋转方向振动，降低动力传动的精密性和连续性。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种内啮合行星齿轮结构的传动装置，它能够可靠地保持动力传输的精密和连续，也能够小型化，因此解决了上述现有技术的问题。

本发明的另一个目的是提供一种内啮合行星齿轮结构的传动装置，该装置易于油密封，能够应用到高的减速比和低的减速比，因此使得减速器不昂贵并且体积小。

内啮合行星齿轮结构的传动装置包括：一个主体，在其外圆周表面上成形有内齿轮；一个输入轴，其中在外圆周表面上设置有锯齿和连接动力源的插入空间；多个主行星齿轮，其中成形有与输入轴的锯齿配合的锯齿，从而与输入轴啮合运动；多个曲柄结构，设有多个同轴线和多个偏心组件，所述偏心组件位于同轴线之间，具有预定偏心量，但是彼此有相位差，它们由主行星齿轮的旋转带动旋转；第二行星齿轮，其中行星齿轮沿外圆周表面形成，与主体的内齿轮啮合，还成形有输入轴在中心穿过的中心孔，并且曲柄结构的偏心组件通过圆周部分，相对于曲柄结构的旋转进行平移和旋转；一个抗回转板，其中在其中心成形有输入轴穿过的中心孔，在曲柄结构的后端上的同轴线穿过所述圆周部分，使得它们啮合，在曲柄结构旋转时阻挡进动的发生；和一个输出轴，其中所述输出轴具有在中心形成的输入轴穿过的中心孔，它的圆周部分结合到曲柄结构的前端的同轴线上，传递曲柄结构的旋转动力。

附图简述

以下参照附图的实施例的说明将使本发明的其他目的和方面明了。

图1是本发明所述的内啮合行星齿轮结构的传动装置的分解示意图；

图2是本发明所述的内啮合行星齿轮结构的传动装置的组装示意图；

图3是本发明所述的内啮合行星齿轮结构的传动装置的剖视图；

图4是本发明所述的内啮合行星齿轮结构的传动装置的输入轴剖视图；

图5是图3示出的传动装置的曲柄结构的侧视图；和

图6是本发明所述的内啮合行星齿轮结构的传动装置的平面图。

发明的优选实施例

参见附图1-6，以下详细说明本发明所述的内啮合行星齿轮结构的传动装置。

如图1-3所示，内啮合行星齿轮结构的传动装置连接到诸如伺服电动机等的动力源，并且包括输入轴110，它的后端的外圆表面上带有齿形表面112；多个主行星齿轮210，与在后端的输入轴110上的齿形表面112啮合；和多个曲柄结构310，它们固定在各主行星齿轮210上。

在优选实施例中，主行星齿轮210的数目和曲柄结构310的数目分别是3。

如图4所示，输入轴110是中空的圆柱体，它具有：在内形成的插入空间114，用于将动力源的动力轴连接其中；和形成在预定间隔上的多个螺丝孔116，用于连接螺栓，以将输入轴110的前端连接到一个固定板上，这将在下面说明。通过输入轴的动力轴从动力源传输的动力使得输入轴旋转。输入轴110和主行星齿轮210由在曲柄结构周围的多个轴承可旋转地支撑和限制。

如图5所示，每个曲柄结构310包括一个预定厚度的圆盘312，在圆盘312两侧分别设有偏心组件314A和314B；和形成在偏心组件314A和314B端部上的一对同轴的轴线316A和316B。在此，圆盘312，偏心组件314和同轴线316结合成一体。在圆盘312两侧的偏心组件314A和314B相对于圆盘312的中心轴线偏心地设置，并在圆盘312一侧的偏心组件314A和在圆盘312另一侧的偏心组件314B彼此具有180度相位差。另外，两个同轴的轴线316A，316B的中心轴线实际与圆盘的中心轴线对准。在圆盘312的后端的同轴线316A和316B连接到主行星齿轮210的中心的情况下，在输入轴110旋转时，输入轴110的旋转通过主行星齿轮210被传输到曲柄结构310。此时，曲柄结构310旋转并且绕它的自己的轴线自转。

在曲柄结构310两侧的偏心组件314A和314B支撑两个行星齿轮320A和320B的每个，以致所述行星齿轮320A和320B能够运动。在曲柄结构310旋转时，由于偏心组件314A和314B的偏心量，两个行星齿轮320A和320B进行摆线运动。安装在偏心组件314A和314B和行星齿轮320A和320B之间的轴承330，帮助曲柄结构310平稳地旋转。在此，两个行星齿轮320A和320B在圆盘312的两侧彼此靠近地设置，在它们之间只有圆盘312的厚度那样的小的间隙。因此，在行星齿轮进行旋转和平移运动时，能够防止所述两个行星齿轮320A和320B彼此接触产生摩擦热和磨损。

两个行星齿轮320A和320B的每个具有圆盘形，在规律的间隔上设置多个通孔，一个齿轮形成在表面上。在本发明的这个实施例中，每个行星齿轮320A和320B的通孔被分成用于曲柄结构的三个和用于结合销340的六个。结合销340是中空圆柱形的，在内圆周表面上开孔。它们牢固地结合抗回转板510和输出轴610，均匀地分配负荷并容易地调节在主轴承520和620上的预加载量。它们在主轴承520和620之间保持预定的距离，能够确保抵抗通过主轴承520和620的外负荷的弯矩负荷，因此保持减速器的弯曲刚度。此时，用于曲柄结构的通孔322在间隔120°的位置，并且在曲柄结构的两个相邻的通孔322之间，有规律地排列两个结合销的孔324。

两个行星齿轮320安装在一个主体410中，所述主体带有在内圆周表面上的内齿轮，并且与主体410接合。

在曲柄结构310的后端上的同轴线316A和316B由抗回转板510支撑，中间有轴承，使得它们能够旋转，同时在前端的曲柄结构310上的同轴线316A和316B由输出轴610可旋转地支撑，轴承处于中间。抗回转板510由曲柄结构310的旋转而旋转，防止曲柄结构310沿它自己的轴线回转，同时加强输出轴610。输出轴610由曲柄结构310的旋转而旋转，传递外部的旋转动力。在此，在曲柄结构310后端的同轴线316A和316B穿过抗回转板510，连接到主行星齿轮210。

在抗回转板510和输出轴610的外圆周表面上安装第一和第二主轴承，它们使得输出轴610平稳旋转。另外，在输入轴110、抗回转板510和输出轴610之间安装轴承使得输入轴110平稳旋转。在与抗回转板510的行星齿轮320的各通孔相对应的圆周部分上，分别形成多个螺丝孔，在其中接合保持强度的螺栓。所述保持强度的螺栓710固定到结合销340，所述结合销通过在抗回转板510上的螺丝孔插入到行星齿轮320。

在第一和第二主轴承520和620受压时，保持强度的螺栓710在减速器的径向提高抗外部负荷的抗弯曲能力。

多个螺丝孔612以预定间隔形成在输出轴610的圆周部分上，螺丝孔612用于在减速器内加入/排出润滑剂或润滑油。优选地，螺丝孔612的数目是三个。在这个实施例中，输出轴的螺丝孔气密性地用接合其中的螺栓填充。在减速器组装，其中曲柄结构已经组装，然后行星齿轮装配时，通过确定和支撑曲柄结构310的轴向位置，利用螺栓622的螺丝孔，防止在曲柄结构310的相关组件上产生轴向的冲击。另外，多个孔以规律的间隔形成在相邻的螺丝孔之间，诸如联轴节等的外部装置安装到其上。

在输出轴610和主体410之间是一个油封810，它防止在减速器内的诸如润滑油等的润滑剂的泄漏。

同时，在抗回转板510、两个行星齿轮和输出轴610的中心是一个输入轴110的前部能够穿过的中心孔，并且，输出轴610穿过的输入轴110的前部上，用多个螺栓连接一个固定板910，限制输入轴110可能发生的轴向运动。

下面说明本发明的上述的内啮合行星齿轮结构的传动装置的运行。

外部动力源将动力轴驱动旋转，旋转连接于所述动力轴的输入轴110，导致与输入轴110的外圆周表面啮合的多个主行星齿轮210旋转。

在此，在从每个主行星齿轮210传递的旋转动力的作用下，连接到主行星齿轮210的曲柄结构旋转和自转。此时，因为曲柄结构310的旋转和自转，进行与预定减速比，即，输入轴110和与它啮合的行星齿轮210之间的啮合比成比例的减速运动。在曲柄结构310的偏心组件314A和314B上的两个行星齿轮进行平移和旋转。

曲柄结构310的减速运动被传递到输出轴610。这样便传递了与上述减速比成比例的减速运动。

下面说明本发明的各种效果。

因为曲柄结构的各同轴线的一端与输入轴啮合，并且直接连接到主行星齿轮，所以，曲柄结构的旋转被主行星齿轮约束，因此限制了在现有技术中的由曲柄结构的旋转产生的误差，使得动力传递的精确性和连续性得以可靠地保持。

使用内行星齿轮，可以容易控制用来插入动力源的动力轴的输入轴内的插入空间的大小，并且因为以无限小数计算减速比的情况减少，所以精密控制机械的减速运动能够可靠地保持。

使用内行星齿轮，齿轮能够小型化，速度的降低/增加的范围宽。

在输入端设置主行星齿轮的情况下，在输出端上油封容易，并且能够在有限的主体尺寸内扩大主行星齿轮，因此，减速器能够实现高减速比和低减速比，而不必使减速器制造的体积较大。

虽然为了说明本发明的目的描述了优选实施例，但是本领域的技术人员应当明白，可以作出各种修改、增加和代换，而不脱离如所附权利要求书所述的本发明的范围和构思。

Claims (13)

1.一种内啮合行星齿轮结构的传动装置，其特征在于，包括：

一个框架主体，在内圆周表面上设有内齿轮；

一个第一轴，设有中心齿轮和轴承，轴承围绕第一轴设置用于支撑和约束第一轴；

多个主行星齿轮，可操纵地耦接到所述中心齿轮；

多个曲柄结构，机械耦接到相应的行星齿轮，并且多个轴承围绕所述多个曲柄结构设置用于支撑和约束第一轴和行星齿轮；

多个第二行星齿轮，机械地耦接到曲柄结构，可操纵地与框架主体的齿轮接合；和

一个第二轴，机械耦接到曲柄结构。

2.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述多个第二行星齿轮包括两个第二行星齿轮。

3.根据权利要求2所述的传动装置，其特征在于，所述两个第二行星齿轮的每一个被支撑在它们的中心相对于第一轴的旋转中心偏心预定距离的状态。

4.根据权利要求3所述的传动装置，其特征在于，所述两个第二行星齿轮的每一个围绕第一轴偏心旋转。

5.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，如果旋转力施加到第一轴，第一和第二轴分别起输入和输出轴的作用，从而所述传动装置作为减速器工作。

6.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，还包括防止曲柄结构进动的板。

7.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，每个曲柄结构包括一对偏心组件，一对同轴线和一个圆盘。

8.一种行星齿轮结构的传动装置，其特征在于，包括

一个框架主体，所述主体带有在其上形成的内齿轮；

一个输入轴，其中设有插入空间，以及在所述输入轴的外周表面上设有连接动力源的齿轮；

多个主行星齿轮，可操纵地与所述输入轴的齿轮啮合；

多个曲柄结构，其中每个曲柄结构设有多个同轴线和多个偏心组件，所述偏心组件位于所述同轴线之间，具有预定的偏心量，但是彼此相对于中心轴线的相位不同，并且，同轴线的一端连接到主行星齿轮，多个同轴线由所述主行星齿轮的旋转而平移和旋转；

多个第二行星齿轮，所述第二行星齿轮沿主体的外圆周表面形成，啮合主体的内齿轮，成形有输入轴在中心穿过的中心孔，并且曲柄结构的偏心组件穿过圆周部分，以及第二行星齿轮相对于曲柄结构的旋转进行平移和旋转；

一个抗回转板，它带有所述输入轴穿过的中心孔，其中在后部的曲柄结构的同轴线穿过所述圆周部分，使得它们啮合，并且在曲柄结构旋转时防止进动的发生；和

一个输出轴，它带有输入轴插入的中心孔，所述输出轴的圆周部分结合到曲柄结构的前端的同轴线上，传输曲柄结构的旋转力。

9.根据权利要求8所述的传动装置，其特征在于，多个通孔以规律间隔形成在第二行星齿轮的圆周部分、抗回转板和输出轴上，并且，还包括多个保持强度组件，所述保持强度组件有助于加强第二行星齿轮的平移和旋转的平衡和强度。

10.根据权利要求9所述的传动装置，其特征在于，多个保持强度组件包括：

多个中空的结合销，它们插入到在第二行星齿轮的圆周部分上形成的通孔中；和

多个保持强度的螺栓，插入到在所述抗回转板的圆周部分上形成的通孔中，所述抗回转板与多个结合销接合。

11.根据权利要求8-10任何一项所述的传动装置，其特征在于，每个曲柄结构包括一个圆盘，它位于各第二行星齿轮之间，使得各第二行星齿轮的两侧离开预定的距离。

12.根据权利要求11所述的传动装置，其特征在于，还包括油封组件，防止主体内的油泄漏。

13.根据权利要求12所述的传动装置，其特征在于，所述圆盘，一对同轴线和在两个同轴线之间的一对偏心组件结合成一体。

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