SE504653C2 - Kompaktkuggväxel med stort utväxlingsförhållande - Google Patents

Description

l5 20 25 30 35 504 655 2 slaget uppvisar de i kravets kännetecknande del angivna särdragen.

Genom att in- och utgående axlar är parallella och drivmässigt förbundna på det angivna sättet blir växeln enkel att montera, dess hus kräver bearbetning från endast en sida, den blir driftsäker samt medger ett mycket kompakt utför- ande. Ändring av utväxlingsförhållandet kan åstadkommas med relativt enkla modifieringsåtgärder. Dessutom tar växeln ej i anspråk något av utrymmet inuti hålaxeln, vilket som ovan nämnts är en betydelsefull fördel.

Fördelaktigt är att låta ingående axels drivkugg- hjul direkt driva ena kronhjulet och det andra kronhjulet via excenteraxeln, vilket ökar möjligheten till ett kompakt och lätt monterat utförande.

Vid ytterligare en föredragen utföringsform är växelhuset förbundet med en robotarm och utgående axel med ett stativ, eller vice versa, vilket innebär en tillämpning av uppfinningen där dess fördelar är av stor betydelse.

Dessa och andra fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen anges i underkraven.

Uppfinningen förklaras närmare genom efterföljande detaljerade beskrivning av en föredragen utföringsform av densamma under hänvisning till medföljande ritningar, av vilka fig. 1 är ett snitt genom en kompaktkuggväxel enligt uppfinningen, fig. 2 är en schematisk sidovy av en industrirobot försedd med en växel enligt uppfinningen, och fig. 3 är en schematisk ändvy av industriroboten i fig. 1.

I fig. 1 visas den utgående axeln 1 roterbart lagrad i ett växelhus 2 medelst lager 3. Axeln är ihålig med en genomgående cylindrisk hålighet 4, som kan utnyttjas för passage av elledningar, media eller andra drivaxlar. Den ut- gående axeln 1 är i ett normalplan försedd med ett antal radiellt utåtriktade tappar Sa, Sb, i det visade exemplet två stycken, vilka är utförda i ett stycke med axeln 1. Kring 10 15 20 25 30 35 504 653 3 vardera tapp 5a, 5b är ett koniskt kugghjul 6 roterbart lagrat i lager 7, som stöds av ett på tappen Sa anbringat lagersäte 8 fasthållet med hjälp av en bricka 9. Brickan 9 är fäst vid tappen med en radíell skruv 10. Samtliga de på tapparna 5a, 5b lagrade koniska kugghjulen 6 har samma dia- meter och kuggantal. I och för sig är det tillräckligt med endast en tapp 5a, med tillhörande kugghjul 6, men vid större moment ger två tappar större driftsäkerhet, och vid vissa tillämpningar kan tre eller fyra behövas. På vardera sida om det normalplan i vilket tapparna 5a, 5b är anordnade är ett kronhjul 11,12 roterbart lagrat kring den utgående axeln 1 i varsitt lager 13 och 14, vardera fixerat i axialled genom en spärring 15 resp. 16. De båda kronhjulen 11, 12 uppvisar var- dera en konisk kuggkrans 17 resp. 18 och en cylindrisk kugg- krans 19 resp. 20. Kronhjulen 11, 12 är identiskt utförda och står vart och ett genom sin koniska kuggkrans 17 resp. 18 i ingrepp med de båda koniska kugghjulen 6.

Parallellt med den utgående axeln 1 är en ihålig excenteraxel 21 anordnad roterbart lagrad i lager 22, 23 på en vid växelhuset 2 fixerad axel 24. Excenteraxeln 21 har vid vardera ände en cylindrisk kuggkrans 25 resp. 26, med olika kuggantal, där i den visade utföringsformen den i figuren till vänster belägna kransen 25 har flera kuggar än den andra 26. Den till vänster belägna kuggkransen 25 är i ingrepp med det vänstra kronhjulets 11 cylindriska kuggkrans 19 medan excenteraxelns högra kuggkrans 26 är i ingrepp med ett pinionhjul 27 på den med en motor 30 förbundna ingående axeln 28. Pinionhjulet 27 är även i ingrepp med det högra kronhjulets 12 cylindriska kuggkrans 20.

Växeln fungerar på följande sätt. Pinionhjulet driver direkt det högra kronhjulet 12 genom ingreppet i dess cylindriska kuggkrans 20 och det vänstra kronhjulet 11 via excenteraxelns 21 båda kuggkransar 26 och 25. Eftersom excenteraxelns vänstra kuggkrans 25 har fler kuggar än dess högra 26 så kommer det vänstra kronhjulet 11 att roteras med en något högre hastighet än det högra kronhjulet. Om zl = pinionhjulets kuggantal, 22 = kuggantalet hos excenteraxelns 10 15 20 25 30 35 504 653 4 högra kuggkrans, z3 = kuggantalet hos excenteraxelns vänstra kuggkrans och z4 = kuggantalet på vardera kronhjuls 11, 12 cylindriska kuggkrans 19 resp. 20 erhålles om ni betecknar ingående axels 28 varvtal - det högra kronhjulet 12 roterar med hastigheten: 21 nh = ni x Z4 21 - excenteraxeln med hastigheten: ne = ni x 22 - det vänstra kronhjulet med hastigheten 23 Zl 23 24 22 Z4 Hastighetsskillnaden mellan de båda kronhjulen 11, 12 blir då n - nh = n- x -- - 1 , varvid de V J.

Z4 22 båda hjulen roterar åt olika håll.

De båda kronhjulen 11, 12 med sina respektive koniska kuggkransar 17, 18 är i ingrepp med det koniska kugg- hjulet 6 kommer tappen Sa på vilket det koniska kugghjulet 6 är lagrat att på grund av denna hastighetsskillnad tvingas att rotera kring den utgående axelns 1 centrumaxel. Då tappen Sa (och Sb) är fast förbunden med den utgående axeln l dras denna med i rotationen. Rotationshastigheten blir halva hastighetsskillnaden mellan kronhjulens 11, 12 hastigheter, dvs. utgående axeln 1 roterar med hastigheten: l Zl 23 2 24 zz 10 15 20 25 30 35 504 653 5 Utväxlingsförhållandet blir således: n Zl 23-23 Med lämplig kombination av kuggkransarnas kuggantal kan utväxlingsförhållanden i storleksordningen 100:l till 400:1 lätt erhållas. Med exempelvis zl = 20, z2 = 33, z3 = 36 och 24 är 150 blir utväxlingsförhållandet n- 15o 33 = 2 x --- x ---- = 165:1 n 20 36-33 I fig. 2 och 3 visas hur kompaktväxeln enligt upp- finningen kan utnyttjas i en industrirobot, där den i det visade exemplet är anordnad på ett flertal ställen. En första kompaktväxel är anordnad med sin utgående axel la förbunden med robotens fot 34 och med sitt hus 2a förbundet med stativet 32 för åstadkommande av svängningsrörelse av detta kring foten 34, och drives av motorn 30a. På liknande sätt är robotens underarm 31 genom den av motorn 30b drivna kompakt- växeln vridbar relativt stativet 32.

En tredje kompaktväxel driven av motorn 30c är an- ordnad för att vrida robotens överarm 33. Dess utgående axel lc är förbunden med överarmen 33 och dess hus 2c med en vid underarmens 31 övre ände vridbart anordnad hävarm 35. Genom ett parallellstag 36 vrides hävarmen 35 kring sin upphäng- ningsaxel i underarmen 31, vilket stag manövreras genom en av motorn 30d driven fjärde kompaktväxel.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 504 ess 6 PATENTKRAV

1. Kompaktkuggväxel med stort utväxlingsförhållande innefattande ett växelhus (2), en ingående axel (28), en i nämnda växelhus (2) lagrad utgående axel (1) och kugghjuls- organ som drivmässigt förbinder nämnda ingående (28) och ut- gående (1) axlar, k ä n n e t e c k n a d - nämnda utgående axel (1) är parallell med nämnda ingående axel (28) - nämnda utgående axel (1) i ett normalplan uppvisar minst en med densamma fast förbunden radiellt utåtriktad tapp (Sa), varvid på vardera tapp (Sa) ett koniskt kugghjul (6) är roterbart lagrat, - första (1) och andra (12) kronhjul är roterbart lagrade på nämnda utgående axel (1) på var sin sida om nämnda tapp (Sa) eller tappar, vart och ett uppvisande en konisk kuggkrans (17, 18) och en cylindrisk kuggkrans (19, 20), vilken koniska kuggkrans (17, 18) är i ingrepp med vardera nämnda koniska av att kugghjul (6) och - en med nämnda utgående axel (1) parallell och av nämnda ingående axel (28) driven excenteraxel (21) är försedd med första och andra kuggkransar (25, 26), vilken första kugg- krans (25) samverkar med nämnda första kronhjuls (11) cylindriska kuggkrans (19) med ett första utväxlingsför- hållande och vilken andra kuggkrans (26) samverkar med nämnda andra kronhjuls (12) cylindriska kuggkrans (20) med ett andra utväxlingsförhållande, vilket andra utväxlingsförhållande skiljer sig från nämnda första utväxlingsförhållande.

2. Kompaktkuggväxel enligt patentkrav 1, vid vilken nämnda utgående axel (1) är ihålig med en obruten hålighet (4) för möjliggörande av passage av elkablar, medialedningar och andra drivaxlar.

3. Kompaktkuggväxel enligt patentkrav 1 eller 2, vid vilken nämnda utgående axel (1) är försedd med två stycken nämnda radiellt utåtriktade tappar (Sa, 5b).

4. Kompaktkuggväxel enligt patentkrav 1 eller 2, vid vilken nämnda ingående axel (28) är drivförbunden med nämnda 10 15 20 25 30 35 504 653 7 excenteraxel (21) genom ett med den ingående axeln (28) fast förbundet kugghjul (27) i ingrepp med nämnda andra kuggkrans (26), vilket kugghjul (27) även är i ingrepp med nämnda andra kronhjuls (12) cylindriska kuggkrans (20).

5. Kompaktkuggväxel enligt något av patentkraven 1 till 4, vid vilken nämnda första (25) och andra (26) kugg- kransar har olika kuggantal, nämnda första (11) och andra kronhjuls (12) cylindriska kuggkransar (19, 20) har samma kuggantal och nämnda första (11) och andra (12) kronhjuls koniska kuggkransar (17, 18) har samma kuggantal.

6. Kompaktkuggväxel enligt något av patentkraven 1 till 5, vid vilken nämnda excenteraxel (21) är ihålig och via inre lager (22, 23) roterbart lagrad på en bäraxel (24), vilken bäraxel (24) är fast förbunden med nämnda växelhus (2).

7. Kompaktkuggväxel enligt något av patentkraven 1 till 6, vid vilken endera av nämnda utgående axel (lb) och nämnda växelhus (2b) är förbunden med ett robotstativ (32) och den andra med en robotarm (31).

8. Kompaktkuggväxel enligt något av patentkraven 1 till 6, vid vilken endera av nämnda utgående axel (lc) och nämnda växelhus (2c) är förbunden med en första robotarm (33) och den andra med en på en andra robotarm (31) vridbart anordnad och med ett manövreringsstag (36) försedd hävarm (35) .