CN1351696A

CN1351696A - 减速装置

Info

Publication number: CN1351696A
Application number: CN00807752A
Authority: CN
Inventors: 裴明淳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2002-05-29
Also published as: US6585620B1; WO2000071910A1; KR20000074323A; KR100304140B1; AU4784500A

Abstract

一种减速装置包括:一个壳体,其具有组合在一起而确定出一个接收空间的壳部;一个固定环形齿轮,其连接着壳部;一个输出件,其具有一个与固定环形齿轮的齿数比和模数不同的输出环形齿轮和一个伸出到壳体之外的输出轴;一个托架,其具有带导块和输入轴导槽的第一托架件和与第一托架件一起确定出一个容纳空间的第二托架件;一个输入轴,其具有一个轴部以及安置在第一和第二托架件之间的第一恒星齿轮和第二恒星齿轮;第一行星齿轮,其环绕着第一连接件装配并且与第一恒星齿轮啮合;以及第二行星齿轮,其环绕着第二连接件装配并且与第二恒星齿轮啮合。

Description

减速装置

技术领域

本发明涉及一种减速装置，具体地讲，本发明涉及这样一种减速装置，其可以应用在各种机器的动力传输系统中，并且在将输入轴的旋转速度传输到输出轴的过程中，使用了行星齿轮，以降低输出轴的旋转速度，从而可以获得大且高精度的减速比。

背景技术

通常，各种机械工具或工业机器中装备有减速齿轮，用于将动力源产生和传输出来的驱动RPM(每分钟转数)变成适于操作上述工具或机器的其他RPM。减速装置中必须设有一个单独的反转防止装置，用于在动力源关闭时阻止反向负载从输出轴传输到输入轴。

然而，传统的减速装置具有这样的缺点，即它们使用了正齿轮、蜗轮和类似物的组合结构，因此必须包含一个运动机构。此外，整个负载只作用在单一的齿即彼此啮合着的齿轮上的一个齿上，因此每个齿容易磨损，从而导致减速装置的耐用性和操作可靠性下降。另外，由于必须设有反转防止装置，因此零件数量增多了。

为了解决这些缺点，一种在1998年5月29日提交的韩国专利申请No.98-19936中描述的具有反转防止功能的减速装置被本申请人公开于本技术领域中。

在这种具有反转防止功能的减速装置中，如果动力从驱动装置施加到输入轴60上，则与输入轴60形成一体的托架40将旋转，而形成于托架40中的容室46中布置着的一对行星齿轮50将绕着它们自己的轴线旋转。由于成对行星齿轮50上的第一行星齿轮部分52与固定环形齿轮20啮合，因此成对行星齿轮52还会公转。与此同时，由于成对行星齿轮50的第二行星齿轮部分54与输出环形齿轮34啮合，因此一个包含输出轴32的输出环件30将旋转。此时，被驱动装置(未示出)带动着旋转的输入轴60的旋转速度会因为第一和第二行星齿轮部分52和54之间或固定环形齿轮20与输出环形齿轮34之间的齿数或模数差异而被减小，从而将减小了的旋转速度以输出轴32的旋转速度的形式呈现出来。

此外，如果没有负载从驱动装置传输到输入轴60上，则会由于输出轴32上产生的反向负载而引起用于反向旋转输入轴60的力。此时，即使有反向负载通过输出件30的输出环形齿轮34传输到成对行星齿轮50的第二行星齿轮部分54上，但由于成对行星齿轮50上的齿数或模数与第二行星齿轮部分54不同的第一行星齿轮部分52与固定环形齿轮20啮合着，因此反向负载会被阻止而不会传输到输入轴60上，因此可以实现反转防止功能。

然而，这种传统的具有反转防止功能的减速装置仍会遇到一个问题，即由于减速比是由成对行星齿轮50的第一和第二行星齿轮部分52和54之间的齿数差决定的，因此在第二行星齿轮部分54的齿数比第一行星齿轮部分52少一个时达到的减速比，是传统减速装置所能够获得的最大减速比，因而会对大且高精度的减速比构成限制。

换言之，在传统减速装置中，由于第一和第二行星齿轮部分52和54具有相同的旋转轴，因此从输入轴60的中心线至第一和第二行星齿轮部分52和54的中心线的距离相等，在第一和第二行星齿轮部分52和54上形成的模数彼此不同的情况下，第一和第二行星齿轮部分52和54不能适宜地安置，因而不能实现由齿轮模数差而获得高精度减速比。

本发明的公开内容

因此，本发明是为了解决相关技术中出现的问题而研制的，而且本发明的一个目的是提供这样一种采用了行星齿轮的减速装置，其中为每个行星齿轮分别设置了单独的旋转轴，从而实现大且高精度的减速比。

为了达到上述目的，根据本发明，提供了一种减速装置，其包括：一个圆柱形壳体，其具有一对壳部，上述壳部彼此可拆卸地组装在一起而确定出一个接收空间；一个固定环形齿轮，其叠加上述一对壳体之间并连接它们上，并且具有形成在其内圆周表面上的齿；一个输出件，其可旋转地容纳在壳体的接收空间中，并且具有一个输出环形齿轮和一个输出轴，输出环形齿轮以这样的方式形成在输出件的内圆周表面上，即输出环形齿轮的内径与固定环形齿轮相等，而齿数比和模数分别与固定环形齿轮不同，输出轴整体形成在输出件的外表面上，以从壳体中伸出；一个托架，其具有第一托架件和第二托架件，第一托架件拥有圆盘形结构，并且具有一个导块和一个输入轴导槽，导块形成在第一托架件的外表面中部上，从而可旋转地支承在输出件的内表面上，输入轴导槽形成在第一托架件的内表面中部上，第二托架件以预定间距布置在第一托架件相反侧，并在第一和第二托架件之间确定出一个容纳空间，第二托架件具有一个形成在其中部的输入轴插孔；一个输入轴，其具有一个轴部，该轴部在其一端可旋转地支承在第一托架件的输入轴导槽中，并且在其另一端通过第二托架件的输入轴插孔而从壳体中伸出，输入轴还具有第一恒星齿轮和第二恒星齿轮，它们以这样的方式形成在轴部的外圆周表面上，即第一和第二恒星齿轮安置在第一和第二托架件之间，而且在上述恒星齿轮之间设有一个间隙；多个第一行星齿轮，它们分别可旋转地环绕着多个第一连接件装配，第一连接件以这样的方式紧固在第一和第二托架件上，即第一连接件沿圆周方向彼此相隔预定角度，第一行星齿轮与输入轴的第一恒星齿轮啮合；以及多个第二行星齿轮，它们分别可旋转地环绕着多个第二连接件装配，第二连接件以这样的方式紧固在第一和第二托架件上，即每个第二连接件分别沿圆周方向布置在两个第一行星齿轮之间，第二行星齿轮与输入轴的第二恒星齿轮啮合。

附图简述

在结合附图阅读了下面的详细描述后，本发明的上述目的以及其他特征和优点可以更清楚地展现出来，在附图中：

图1是传统减速装置的剖视图；

图2是根据本发明的一个实施例的减速装置的分解透视图；

图3是根据本发明实施例的减速装置的示意性俯视图；

图4是沿着图3中的线A-A所作的剖视图，以显示根据本发明实施例的减速装置；

图5是用于解释根据本发明实施例的减速装置的操作的剖视图；

图6是根据本发明另一个实施例的减速装置的剖视图。

本发明的最佳实施模式

下面参照附图中显示的实例而更详细地描述本发明。只要可能，就会在所有的附图和描述中以相同的附图标记表示相同或相似的部件。

图2是根据本发明的一个实施例的减速装置的分解透视图；图3是根据本发明实施例的减速装置的示意性俯视图；图4是沿着图3中的线A-A所作的剖视图，以显示根据本发明实施例的减速装置。

如图2至4所示，根据本发明的一个实施例的减速装置包含一个输入轴150，驱动力从驱动装置(未示出)传输到该输入轴上；一对第一行星齿轮160和一对第二行星齿轮170，它们被传输到输入轴150上的旋转力驱动；一个固定环形齿轮120，其与第一行星齿轮160啮合；一个输出件130，其与第二行星齿轮170啮合；一个托架140，其可旋转地支承着第一和第二行星齿轮160和170；以及一个壳体1 10，其包围着上述元件。

壳体110实际上由一对圆柱形件构成，二者彼此可拆卸地连接着，从而在内部确定出一个接收空间。换言之，壳体110具有第一壳部112和第二壳部114。第一壳部112被安置得与驱动装置相连并且设有第一中心孔112a，输入轴150通过该中心孔插入壳体110中。第一壳部112还毗邻其外圆周边缘设有多个第一锁孔112b。第二壳部114连接着第一壳部112，从而与第一壳部112面对着。第二壳部114在其中部设有第二中心孔114a，并毗邻其外圆周边缘设有与多个第一锁孔112b相对应的多个第二锁孔114b。

固定环形齿轮120叠加在第一和第二壳部112和114之间，并且通过多个第一锁栓116连接着第一和第二壳部112和114。固定环形齿轮120拥有环形结构，以使齿形成在固定环形齿轮120的圆周内表面上。虽然优选将固定环形齿轮120制成单独零件并内置于第一和第二壳部112和114之间，如图2所示，但本领域的普通技术人员容易理解，固定环形齿轮120也可以整体形成在第一壳部112的内圆周表面上。

输出件130拥有大致圆柱形结构。输出件130可旋转地容纳在壳体110的接收空间内，并且具有一个输出环形齿轮132和一个输出轴134。输出环形齿轮132以这样的方式形成在输出件130的内圆周表面上，即输出环形齿轮132的内径与固定环形齿轮120相等，但齿数比和模数与固定环形齿轮120不同。输出轴134整体形成在输出件130的外表面上，以从壳体110中伸出。

一个轴承B1装配在第二壳部114的第二中心孔114a中，以可旋转地支承着输出轴134，从而防止输出件130前行和偏心。尽管优选将输出环形齿轮132整体形成在输出件130的内圆周表面上，如图2所示，但容易理解，输出环形齿轮132可以设置为单独的元件，并紧密装配在输出件130的内圆周表面上。

托架140具有第一托架件142和第二托架件144。第一托架件142拥有圆板形结构，并且具有一个导块142a和一个输入轴导槽142b。导块142a形成在第一托架件142的外表面中部上，从而可旋转地支承在输出件130的内表面上。输入轴导槽142b设置在第一托架件142的内表面中部上。第二托架件144以预定间距布置在第一托架件142相反侧，并在第一和第二托架件142和144之间确定出一个容纳空间。第二托架件144具有一个设定在其中部的输入轴插孔144a。第二托架件144也拥有圆板形结构。

托架140被轴承B2和B3以及轴承B6可旋转地支承着，轴承B2和B3分别装配在一个形成于输出件130内表面中部的槽136和第二托架件144的输入轴插孔144a中，轴承B6装配在第二托架件144的外圆周表面与第一壳部112的内圆周表面之间，这样可以防止托架140前行和偏心。

第一托架件142和第二托架件144通过多个沿圆周方向彼此相隔预定角度的第一和第二连接件146而彼此相连。为此，第一和第二托架件142和144上分别设有多个第三和第四锁孔142c和144b。每个第一和第二连接件146分别包括一个导杆146b，其在两端插入第一和第二托架件142和144的第三和第四锁孔142c和144b中，以及一个第二锁栓146a，其插入导杆146b中，从而锁定在第一托架件142和第二托架件144上。在这方面，第一和第二连接件146的锁栓146a和导杆146b分别从彼此相反的方向装配和插入。导杆146b拥有圆杆形结构，并且大致在其中央形成一个台阶部分。

输入轴150具有一个轴部152，其在一端可旋转地支承在第一托架件142的输入轴导槽142b中，并且在其另一端通过第二托架件144的输入轴插孔144a而从壳体110中伸出。输入轴150还具有第一恒星齿轮154和第二恒星齿轮156，它们以这样的方式形成在轴部152的外圆周表面上，即第一和第二恒星齿轮154和156安置在第一和第二托架件142和144之间，而且在第一和第二恒星齿轮154和156之间设有一个间隙。

输入轴150被轴承B4和B5可旋转地支承着，轴承B4装配在第一托架件142的输入轴导槽142b中，而轴承B5装配在第一壳部112的第一中心孔112a中，这样可以防止输入轴150前行和偏心。

第一行星齿轮160分别环绕着第一连接件146可旋转地装配着，第一连接件以这样的方式紧固在第一和第二托架件142和144上，即第一连接件146沿圆周方向彼此相隔预定角度。第一行星齿轮160与输入轴150的第一恒星齿轮154啮合。

第二行星齿轮170分别环绕着第二连接件146可旋转地装配着，第二连接件以这样的方式紧固在第一和第二托架件142和144上，即每个第二连接件146分别沿圆周方向布置在一对第一行星齿轮160之间。第二行星齿轮170与输入轴150的第二恒星齿轮156啮合。

轴承B7分别环绕着导杆146b装配，以使第一和第二行星齿轮160和170能够光滑地旋转。

第一和第二行星齿轮160和170以这样的方式形成，即它们具有不同的模数。此时，第二行星齿轮170的模数比第一行星齿轮160大一个很小的量值，该量值小于1，从而可以获得高精度减速比。

另一方面，在本发明的减速装置中，尽管被解释得设有两对第一和第二行星齿轮160和170，但本领域的普通技术人员可以认识到，可以设置三对或更多对行星齿轮，这些均不脱离本发明的范围。

根据本发明，第一行星齿轮160、固定环形齿轮120和第一恒星齿轮154具有相同的模数，第二行星齿轮170、输出环形齿轮132和第二恒星齿轮156具有相同的模数。

下面详细描述如上所述构造的本发明的实施例的减速装置的操作。

从图2至4中容易看出，如果有动力从外侧驱动装置施加到输入轴150上而使之旋转，则与输入轴150的第一恒星齿轮154啮合着的第一行星齿轮160将分别绕着它们自己的轴线旋转，并且与此同时在这样的状态下绕着第一恒星齿轮154公转，即第一行星齿轮160与固定环形齿轮120啮合。

这样，由于与第二恒星齿轮156啮合着的第二行星齿轮170也与输出环形齿轮132啮合着，因此包含输出轴134的输出件130也会旋转。此时，被外侧驱动装置(未示出)带动着旋转的输入轴150的旋转速度会因为第一和第二行星齿轮部分160和170之间或固定环形齿轮120与输出环形齿轮132之间的齿数或模数差异而被减小，从而将减小了的旋转速度以输出轴134的旋转速度的形式呈现出来。

此外，在包含输出轴134的输出件130沿着与输入轴150相同的向前和向后旋转方向以减小了的速度旋转而获得预定的减速比时，如果没有负载从驱动装置传输到输入轴150上，则会因输出轴134产生的反向负载而形成用于反向旋转输入轴150的力。此时，即使反向负载通过输出件130的输出环形齿轮132传输到第二行星齿轮170上，但由于齿数或模数与第二行星齿轮170不同的第一行星齿轮160咬合着固定环形齿轮120，因此反向负载会被阻止而不能传输到输入轴150上，因此，不必使用单独的结构就能实现反转防止功能。

与此同时，从上述的叙述中容易理解，由于可以为第一和第二行星齿轮分别配置单独的旋转轴，以使第一和第二行星齿轮具有不同的模数，因此本发明可以实现大且高精度的减速比，下面将比照传统减速装置更详细地描述本发明。

图5是用于解释根据本发明实施例的减速装置的操作的剖视图。图5a中示意性显示了传统减速装置，其中第一和第二行星齿轮g2和g5整体连接在同一旋转轴上，图5b中示意性显示了根据本发明的减速装置，其中第一和第二行星齿轮G2和G5连接在不同的旋转轴上。

作为示例，首先，在图5a所示的传统减速装置中，第一和第二行星齿轮g2和g5整体连接在同一旋转轴上。如果假定恒星齿轮g1和g4具有相同的齿数10，第一和第二行星齿轮g2和g5具有相同的齿数30，齿轮g1、g2和g3的模数为1.1，而齿轮g4、g5和g6的模数为1.5，也就是说，在只通过上部齿轮g1、g2和g3与下部齿轮g4、g5和g6之间的不同模数而获得减速的情况下，利用一个计算方程d＝Z^*m，其中d是节圆直径，Z是齿数，m为模数，则可以计算出齿轮g1的节圆直径为11(d＝10^*1.1)，齿轮g2的节圆直径为33(d＝30^*1.1)，因此可以计算出第一旋转轴s1与第二旋转轴s2的中心线之间的距离x为22(x＝(11+33)/2)。

利用相同方法，可以理解，能够计算出齿轮g4的节圆直径为15(d＝10^*1.5)，齿轮g5的节圆直径为45(d＝30^*1.5)，因此可以计算出第一旋转轴s1与第二旋转轴s2的中心线之间的距离x′为30(x＝(15+45)/2)。

也就是说，由于上部齿轮和下部齿轮的中心线距离x和x′彼此不同，因此第一和第二齿轮g2和g5不能被适宜地布置。即使齿轮以这样的方式形成，即距离x和x′彼此相同，但由于输出环形齿轮g6的齿数不能为整数(表示为Z＝d/m＝77/1.5＝51.33)，因此在第一和第二齿轮g2和g5整体形成在同一旋转轴上的情况下，不能获得不同的模数，因而不可能实现由不同模数而获得的高精度减速比。

相反，在图5b所示的减速装置中，第一和第二行星齿轮G2和G5分别安装在不同的旋转轴S2和S3上。如果假定恒星齿轮G1和G4具有相同的齿数10，第一和第二行星齿轮G2和G5具有相同的齿数30，齿轮G1、G2和G3的模数为1.1，而齿轮G4、G5和G6的模数为1.5，也就是说，在只通过上部齿轮G1、G2和G3与下部齿轮G4、G5和G6之间的不同模数而获得减速的情况下，利用一个计算方程d＝Z^*m，其中d是节圆直径，Z是齿数，m为模数，则可以计算出齿轮G1的节圆直径为11，齿轮G2的节圆直径为33，因此可以计算出第一旋转轴S1与第二旋转轴S2的中心线之间的距离X为22。利用相同方法，可以理解，能够计算出齿轮G4的节圆直径为15，齿轮G5的节圆直径为45，因此可以计算出第一旋转轴S1与第二旋转轴S2的中心线之间的距离X′为30。尽管上部齿轮和下部齿轮的中心线距离X和X′也像传统减速装置中那样彼此不同，但在本发明中，由于连接着下部齿轮G5的单独的第三轴S3被设置为独立的轴，因此可以将第三轴S3移向托架C。其结果是，在本发明中，即使上部和下部齿轮的模数彼此不同，也能够构成减速装置。

因此，在本发明的结构中，其中第一和第二行星齿轮160和170连接着它们自己的旋转轴，可以使第一和第二行星齿轮160和170获得不同模数。这样，由于减速功能不但能够通过不同齿数实现，还能够通过不同模数实现，因此可以获得高精度的减速比。例如，通过以模数差小于1的方式加工齿轮，可以获得高精度的减速比。

另一方面，图6是根据本发明另一个实施例的减速装置的剖视图。本图是沿着与图3中相同的线横剖根据本发明另一个实施例的减速装置而获得的。

在前面描述的本发明的实施例中，由于第一恒星齿轮154和第二恒星齿轮156必须分开形成在尺寸相对较小的输入轴150上，或者必须将单独制作的第一恒星齿轮154和第二恒星齿轮156固定在输入轴150上，因此难以加工输入轴150的齿，所以需要高度的技巧，而且组装和加工程序的数量会增多。为了解决这个问题，在本发明的另一个实施例中，如图6所示，单一的恒星齿轮150a形成在输入轴150上，以同时用作第一个实施例中的第一和第二恒星齿轮。

也就是说，由于输入轴150的第一和第二恒星齿轮彼此组合在一起，因此可以获得相同的模数，从而使得与第一和第二恒星齿轮啮合着的第一和第二行星齿轮160和170以及与第一和第二行星齿轮160和170啮合着的固定环形齿轮120和输出环形齿轮132具有相同的模数。

通过本发明的这个实施例，用与成形输入轴上的齿的过程得到简化，而且不需要高度的技巧，从而可以以方便和容易的方式加工和组装输入轴150。此外，由于第一和第二行星齿轮160和170连接着它们自己的旋转轴，因此尽管各个齿轮具有相同的模数，但也可以以各种不同的方式改变齿数，因此可以获得高精度的减速比。

工业应用性

其结果是，根据本发明的减速装置可以提供这样的优点，即可以通过第一和第二行星齿轮的不同齿数而获得大减速比，而且不需要使用单独的结构就能够实现反转防止功能。具体地讲，由于为每个第一和第二行星齿轮的旋转轴分别提供了一个单独的连接件，因此可以通过行星齿轮的不同模数或行星齿轮的相同模数获得高精度减速比。

Claims

1.一种减速装置，包括：

一个圆柱形壳体，其具有一对壳部，上述壳部彼此可拆卸地组装在一起而确定出一个接收空间；

一个固定环形齿轮，其叠加上述一对壳体之间并连接它们上，并且具有形成在其内圆周表面上的齿；

一个输出件，其可旋转地容纳在壳体的接收空间中，并且具有一个输出环形齿轮和一个输出轴，输出环形齿轮以这样的方式形成在输出件的内圆周表面上，即输出环形齿轮的内径与固定环形齿轮相等，而齿数比和模数分别与固定环形齿轮不同，输出轴整体形成在输出件的外表面上，以从壳体中伸出；

一个托架，其具有第一托架件和第二托架件，第一托架件拥有圆盘形结构，并且具有一个导块和一个输入轴导槽，导块形成在第一托架件的外表面中部上，从而可旋转地支承在输出件的内表面上，输入轴导槽形成在第一托架件的内表面中部上，第二托架件以预定间距布置在第一托架件相反侧，并在第一和第二托架件之间确定出一个容纳空间，第二托架件具有一个形成在其中部的输入轴插孔；

一个输入轴，其具有一个轴部，该轴部在其一端可旋转地支承在第一托架件的输入轴导槽中，并且在其另一端通过第二托架件的输入轴插孔而从壳体中伸出，输入轴还具有第一恒星齿轮和第二恒星齿轮，它们以这样的方式形成在轴部的外圆周表面上，即第一和第二恒星齿轮安置在第一和第二托架件之间，而且在上述恒星齿轮之间设有一个间隙；

多个第一行星齿轮，它们分别可旋转地环绕着多个第一连接件装配，第一连接件以这样的方式紧固在第一和第二托架件上，即第一连接件沿圆周方向彼此相隔预定角度，第一行星齿轮与输入轴的第一恒星齿轮啮合；以及

多个第二行星齿轮，它们分别可旋转地环绕着多个第二连接件装配，第二连接件以这样的方式紧固在第一和第二托架件上，即每个第二连接件分别沿圆周方向布置在两个第一行星齿轮之间，第二行星齿轮与输入轴的第二恒星齿轮啮合。

2.如权利要求1所述的减速装置，其特征在于，第二行星齿轮的模数比第一行星齿轮大一个很小的量值，该量值小于一。

3.如权利要求1所述的减速装置，其特征在于，与第一行星齿轮啮合着的恒星齿轮以这样的方式整体形成在输入轴上，即恒星齿轮的齿的模数与第一和第二恒星齿轮相同，而分别与第一和第二恒星齿轮啮合着的固定环形齿轮和输出环形齿轮被成形得具有相同的模数。