CN1902415B - 偏心摆动型齿轮装置 - Google Patents

Abstract

一种偏心摆动型齿轮装置，其可在外齿轮的齿顶部分被切除时省去销压部件并因此提高设计自由度。该齿轮装置设有内齿轮(15)、托架(11)、一对轴承(19、20)、曲柄轴和外齿轮(13、14)，其中内齿轮(15)在其内周上具有内齿轮销(15a)，托架(11)可相对于内齿轮旋转，所述一对轴承(19、20)具有滚动元件和环形本体，该环形本体用于支撑滚动元件并设置在托架的外周和内齿轮的内周之间，所述曲柄轴被可旋转地支撑在托架上，外齿轮(13、14)在其外周上设有外齿并置于一对轴承之间，其中该外齿具有余摆线齿形且该其齿顶部分被切除，外齿轮的外周与内齿轮销啮合并安装到曲柄轴的曲柄部分上。外齿轮通过曲柄轴的旋转进行偏心摆动运动，以从内齿轮或托架获取旋转输出。在一对轴承的外齿轮侧的端面部分处形成用于接收内齿轮销的端部(23)的接收部分(21)，该内齿轮销由该接收部分支撑，以限制内齿轮销朝向托架侧的移动。

Description

偏心摆动型齿轮装置

技术领域

本发明涉及一种偏心摆动型齿轮装置，其中，外齿轮为余摆线齿形，内齿轮为针轮。

背景技术

例如，偏心摆动型齿轮装置用于减速器中，以驱动机器人的臂部件，该臂部件例如设在工业机器人的接头部分处。下述的专利文件1披露了一种偏心摆动型齿轮装置，其中，外齿轮包括外摆线圆齿形，内齿轮包括针轮。在该偏心摆动型齿轮装置中，如图4(a)、4(b)所示，通过将外齿轮51的每个齿顶51a的尖端部分切除，可防止尖端部分与内齿轮部件的主体的内径部分接触，该内齿轮的主体的内径部分设有圆形凹槽，销52插入该凹槽内，且置于内齿轮53的一侧的销52被迫绕其轴线旋转的时间减少，以由此降低内热的产生，因此，可避免因老化而造成断裂，其中，所述内齿轮的一侧没有对扭矩传递做出贡献。

在如上所述的外齿轮51的齿顶51a的尖端部分被切除时，如图4(a)和4(b)的下部所示，销52沿着偏心方向在180°的相反位置空转，并因此销52易于倾斜或易于从销槽52a掉落。在发生这种情况时，具有外摆线圆齿形的外齿轮51在销52处啮合，因此产生异常噪声或者销槽52a变形。此外，正齿轮传动装置的输出可能被锁住。

为了解决上述问题，如图5、6所示，必须将一销压环55置于外齿轮51、51之间，从而约束销52(抑制销的倾斜)(图5)，或者必须将一销压环56置于外齿轮51和轴承58之间，且另一个销压环57置于外齿轮和轴承59(图6)之间(例如，参见下述的专利文献2)。

然而，在使用如图5、6所示的销压环55至57的销压部件时，部件的数目增加，且使得装置被设计为沿着轴向P很大，因此，损失了设计自由度。

专利文献1：JP-A-02-261943

专利文献2：JP-A-05-180278

发明内容

本发明要解决的问题

本发明鉴于上述现有技术中的问题而提出，且本发明的目的在于提供一种偏心摆动型齿轮装置，其中，在采用外齿轮的齿顶部分被切除的结构时，可以省去销压部件，因此，可以提高设计自由度。

解决问题的方式

为了达到上述目的，根据本发明，一种偏心摆动型齿轮装置包括内齿轮、托架(carrier)、一对轴承、曲柄轴和外齿轮，其中，所述内齿轮在其内周上设有多个内齿轮销，所述托架可相对于内齿轮旋转，所述一对轴承具有滚动元件(或滚动体)和环形本体，该环形本体用于支撑滚动元件并置于托架的外周和内齿轮的内周之间，所述曲柄轴可自由旋转地安装在托架上，该外齿轮在其外周上设有外齿，该外齿具有余摆线齿形，该外齿的齿顶部分被切除，且该外齿轮在其外周上与所述内齿轮销啮合、安装到曲柄轴的曲柄部分上并置于一对轴承之间，该外齿轮通过曲柄轴的旋转进行偏心摆动运动，因此，从内齿轮或托架获取旋转输出，其特征在于，在所述一对轴承的外齿轮侧的端面部分上形成用于接收内齿轮销的端部的接收部分，且内齿轮销由该接收部分支撑，由此控制或限制(regulating)内齿轮销朝向托架侧的移动。

根据该偏心摆动型齿轮装置，内齿轮销由形成于一对轴承的外齿轮侧的端面部分上的接收部分接收和支撑。由此，在采用外齿轮的齿顶部分被切除的结构时，在内齿轮销相对于外齿轮处于空转状态时朝向托架侧的移动被控制。因此，可省去现有技术中所使用的销压部件，并提高了设计自由度。另外，装置在结构上沿轴向缩短了与销压部件相应的量。因此，不必使用专用部件，从而可以降低部件数量，并可节约成本。

在该偏心摆动型齿轮装置中，一对轴承的环形本体设有外座圈和内座圈，并且该接收部分形成于外座圈或内座圈上。

本发明的优点

根据本发明的偏心摆动型齿轮，在采用外齿轮的齿顶部分被切除的结构时，可以省去现有技术中使用的销压部件，因此，部件数目可以降低，且设计自由度得到提高。

具体实施方式

下面将参考附图描述实施本发明的优选实施例。图1是示出根据本发明的一实施例的偏心摆动型齿轮的侧截面视图。图2是图1中的主要部件的侧截面视图。图3是示出设在图2所示的主轴承的外座圈侧表面上的接收部分与销之间的相对位置关系的局部正视图。

图1所示的偏心摆动型齿轮装置10设有内齿轮15、托架11、一对主轴承19、20、多个曲柄轴16和外齿轮13、14，其中，所述内齿轮15具有形成于其内周部分中的多个销槽(参见图4)和置于相应的销槽内的多个销(内齿)15a，所述托架11可相对于内齿轮15旋转，所述一对主轴承19、20由径向球轴承构成，其设置在托架11的外周和内齿轮15的内周之间，所述多个曲柄轴16由托架11可自由旋转地支撑，所述外齿轮13、14中的每一个在其外周上具有外齿，该外齿的形状为余摆线/次摆线(trochoid)型的外摆线圆齿形，其齿顶被切除(参见图4)，所述外齿轮13、14在其外周上与相应的销15a啮合，它们安装到曲柄轴16的曲柄部分16c、16d上并置于一对主轴承19、20之间。

外齿轮13、14由多个曲柄16的曲柄部分16c、16d支撑，以通过滚柱轴承13a、14a偏心地移动到内齿轮15的中心轴线上并进行轨道运动。

托架11设有块体(或滑块)11a、多个支柱部分11b和端部圆板11c，其中，所述支柱部分11b置于外齿轮13、14中的多个圆孔9中，所述端部圆板11c由多个螺栓11d连接到多个支柱部分11b上。

托架11通过主轴承19、20可自由旋转地连接到内齿轮15上，且曲柄轴16的两个端部通过锥形滚动轴承16a、16b由块体11a和端部圆板11c可自由旋转地支撑。锥形滚动轴承16a由定位环16e固定到块体11a上，锥形滚动轴承16b由定位环16f固定到端部圆板11c上。

输入齿轮17由定位环16h固定到多个曲柄轴16中的一个的轴向端部16g上。设置一输入轴(未示出)，其具有通过形成的中空孔12与输入齿轮17的外齿17a啮合的齿轮，从而穿过托架11和外齿轮13、14的大致中心。

旋转力可从外部马达等通过输入齿轮17等传递给曲柄轴16，曲柄轴16被旋转，因此旋转力从外部马达等通过输入轴(参见图9)传递给外齿轮13、14，其中，所述输入轴与输入齿轮17的外齿17a啮合。因而，外齿轮13、14与内齿轮15的销15a啮合，例如，该内齿轮的齿数比外齿轮13、14的齿数多一个，同时该外齿轮13、14进行轨道运动。通过使曲柄轴16旋转，外齿轮13、14在绕其轴线旋转的同时根据每次回转所转过的齿的数目的差值(1)进行偏心摆动运动，由此，图1中的偏心摆动型齿轮装置10作为减速器工作，其可获得与作为外部壳体的内齿轮15或托架11的旋转相关的减速旋转输出。

主轴承19具有球形滚动元件19a和环形本体，该环形本体包括外座圈19b和内座圈19c，以用于支撑滚动元件19a。同样，主轴承20具有球形滚动元件20a和环形本体，该环形本体包括外座圈20b和内座圈20c，以用于支撑滚动元件20a。

主轴承20置于端部圆板11c的阶梯部分处，因此，其内座圈20c与外齿轮14的侧表面接触并由推压件20d按压，且主轴承19置于块体11a的阶梯部分处，因此，其内座圈19c与外齿轮13的侧表面接触。

此外，油封15c置于内齿轮15和主轴承19附近的块体11a之间。内齿轮15构成外部壳体，且例如利用螺栓穿过孔15b被固定到机器人的臂等上。

接下来，将参考图2和3描述通过在主轴承19、20的各端面上设置接收部分以限制或约束销15a的结构。

如图2所示，主轴承19、20的外座圈19b和20b设有突出部分22，该突出部分22与销15a大致平行地稍微突出，以便将销15a保持在外齿轮13、14侧的各端面上的销槽(参见图4)内，且如图3所示，接收部分21由突出部分22形成为凹槽形式。每个销15a的两端23置于并保持在接收部分21内。

在采用外齿轮13、14的齿顶部分被切除的结构时，每个销15a的两个端部23由图2、3中的各接收部分21接收和支撑。因此，即使在销15a相对于外齿轮13、14空转时，销15a朝向托架11侧的移动也可被控制或限制。

因而，根据该实施例的偏心摆动型齿轮装置10，不需要如图5、6所示的现有技术中所要求的销压部件55至57，因此，该装置的设计自由度得到提高，且可使该装置被构造为在轴向P上较短。由于主轴承19、20增加了销压功能，不需要使用专用部件，且可以降低部件的数目，因此可以节省成本。

接下来，将参考图9和10描述根据本发明的另一个实施例的偏心摆动型齿轮装置。图9是示出根据另一个实施例的偏心摆动型齿轮装置的侧截面图。图10是图9中的主要部件的侧截面图。

图9中的偏心摆动型齿轮装置10′具有与图1相同的基本结构，然而，其不同之处在于，用于限制或约束销的接收部分被形成为主轴承的内座圈。相同的部件用同样的附图标记表示，并省去其描述。

如图9所示，与图1相比，内齿轮15的内周部分向着装置10′的中心更加向内突出。置于多个销槽内的多个销15a置于主轴承19、20的外座圈19b、20b的上方，并与内座圈19c、20c相邻。因此，如图9和10所示，内座圈19c、20c设有突出部分22，该突出部分22大致平行于销15a稍微突出，以便将销15a保持在外齿轮13、14一侧的各端面上的销槽内(图4)，且突出部分22形成凹槽形的接收部分21。每个销15a的两个端部23置于接收部分21内并被其支撑。

如上所述，在图9和10中，当采用外齿轮13、14的齿顶部分被切除的结构时，每个销15a的两个端部23由接收部分21接收并支撑，因此，如图4(a)、4(b)所示，即使在销15a相对于外齿轮13、14空转时，销15a朝向托架11一侧的移动也可被控制。

此外，在图9和10中，外齿轮13、14的轴向移动可由主轴承19、20的内座圈19c、20c的突出部分22的端面控制。

输入轴12a置于中空孔12内，且输入轴12a的齿轮齿与输入齿轮17的外齿17a啮合，输入齿轮17通过输入轴12a的旋转而转动。

根据图9和10中的偏心摆动型齿轮装置10′，如图1和2所示的情况一样，不需要图5和6中所示的现有技术中所要求的销压部件55到57，因此，提高了装置的设计自由度，且可将装置设计为沿着轴向P较短。主轴承19、20具有销压功能，并因此不必使用专用部件，因此可降低部件数目并因此节省成本。

已经描述了用于进行本发明的优选实施例。然而，本发明不限于该实施例，且可在本发明的技术概念的范围内作出各种优化。例如，在图1和2中，外齿轮13、14的轴向移动由主轴承19、20的内座圈19c、20c控制。然而，外齿轮13、14的轴向移动也可由外座圈的突出部分22的端面控制。例如，如图11所示，用于接收销15a的接收部分21可由主轴承19、20的外座圈19b、20b的突出部分222构成，且外齿轮13、14在该外齿轮13、14的侧表面上的轴向移动可由突出部分22的端面控制。在图11中，内座圈19c、20c远离外齿轮13、14的侧表面，且其不用来控制外齿轮13、14的轴向移动。

主轴承19、20的每个端面上的接收部分可由如图8所示方式构成。也就是说，一对突出部分22、24设在主轴承19、20的外座圈19b、20b的每个端面上，如图7所示，且接收部分25在突出部分22和24之间成形为凹槽形式，如图8所示，其中，所述突出部分22、24与销15a大致平行地稍微突出，以便将销15a保持在销槽(图4)内。每个销15a的两个端部23设置在接收部分25内并由其支撑。由于每个销15a的两个端部23由接收部分25接收并支撑，因此，即使在销15相对于外齿轮13、14空转时，销15a朝向托架11的移动也可被控制并且可以获得如图2、3所示的相同效果。

此外，在图2和7中，接收部分21、25形成于主轴承19、20的外座圈19b、20b的端面上，然而，该接收部分也可类似地形成于内座圈19c、20c上(参见图9和10)。

工业实用性

本发明涉及一种偏心摆动型齿轮装置，其中，外齿轮具有余摆线齿形，内齿轮由针(齿)轮组成。特别是，本发明适用于工业机器人、机床、电梯的升降机、输送设备、重负载盖子打开/关闭装置等所使用的齿轮装置。

附图说明

图1是示出根据一个实施例的偏心摆动型齿轮装置的侧截面图。

图2是示出图1中的主要部件的侧截面图。

图3是示出接收部分与销之间的相对位置关系的局部正视图，其中该接收部分设置在图2中的主轴承的外座圈的侧表面上。

图4(a)是示出传统偏心摆动型齿轮装置的侧视图，图4(b)是传统偏心摆动型齿轮装置的局部放大图。

图5是示出用于解决图4中的问题的传统结构的主要部件的侧截面图。

图6是示出用于解决图4中的问题的另一传统结构的主要部件的侧截面图。

图7是示出图2的变型的主要部件的侧截面图。

图8是示出接收部分与销之间的相对位置关系的局部正视图，其中该接收部分设在主轴承的外座圈的侧表面上。

图9是示出根据本发明的另一实施例的偏心摆动型齿轮装置的侧截面图。

图10是示出图9中的主要部件的侧截面图。

图11是示出图1、2的另一变型的主要部件的侧截面图。

附图标记的说明

10偏心摆动型齿轮装置

10′偏心摆动型齿轮装置

11托架

13，14外齿轮

15内齿轮

15a销，内齿轮销

16曲柄轴

16c，16c曲柄部分

19主轴承

19a滚动元件

19b外座圈

19c内座圈

20主轴承

20a滚动元件

20b外座圈

20c内座圈

21接收部分

23销的两端(端部)

25接收部分

52a销槽

P轴向

Claims (4)

1.一种偏心摆动型齿轮装置，包括：

内齿轮，该内齿轮在其内周上具有多个内齿轮销；

托架，其可相对于该内齿轮旋转；

一对轴承，其具有滚动元件和环形本体，该环形本体用于支撑该滚动元件并置于该托架的外周和该内齿轮的内周之间；

曲柄轴，其可自由旋转地安装在该托架上；以及

外齿轮，该外齿轮在其外周上设有外齿、在其外周上与所述内齿轮销啮合、安装到该曲柄轴的曲柄部分上并置于所述一对轴承之间，其中所述外齿具有余摆线齿形，且该外齿的齿顶部分被切除，

其中通过该曲柄轴的旋转使得该外齿轮进行偏心摆动运动，因此从该内齿轮或该托架获取旋转输出，

其特征在于，在所述一对轴承的外齿轮侧的端面部分处形成用于接收所述内齿轮销的端部的接收部分，且所述内齿轮销由该接收部分支撑，由此控制所述内齿轮销朝向托架侧的移动。

2.如权利要求1所述的偏心摆动型齿轮装置，其特征在于，所述一对轴承的环形本体设有外座圈和内座圈，且该接收部分形成于该外座圈或该内座圈上。

3.如权利要求1所述的偏心摆动型齿轮装置，其特征在于，在所述一对轴承的外齿轮侧的至少一个端面部分上形成一对突出部分，用于接收内齿轮销的端部的所述接收部分中的一个形成为位于所述一对突出部分之间的凹槽。

4.一种偏心摆动型齿轮装置，包括：

内齿轮，该内齿轮在其内周上具有多个内齿轮销；

托架，其可相对于该内齿轮旋转；

一对轴承，其中每个轴承具有滚动元件和环形本体，该环形本体具有外座圈和内座圈，以用于支撑该滚动元件并置于该托架的外周和该内齿轮的内周之间；

曲柄轴，其可自由旋转地安装在该托架上；以及

外齿轮，该外齿轮在其外周上设有外齿、在其外周上与所述内齿轮销啮合、安装到该曲柄轴的曲柄部分上并置于所述一对轴承之间，

其中通过该曲柄轴的旋转使得该外齿轮进行偏心摆动运动，因此从该内齿轮或该托架获取旋转输出，

其特征在于，所述外座圈的端面支撑所述内齿轮销的一端，以及

所述外座圈的端面控制该外齿轮的轴向移动。

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