TW202113250A - Eccentric oscillating speed reducer - Google Patents
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Abstract
Description
本發明與減速裝置有關,係以雙圓弧偏心凸輪使嚙合殼體內齒輪的雙圓弧偏心外齒輪偏心擺動。 The present invention is related to a deceleration device. A double-arc eccentric cam is used to eccentrically swing the double-arc eccentric external gear meshing with the internal gear of the housing.
先前偏心擺動減速裝置的技術,已為大眾熟知,請參閱二、第四圖,包括:殼體209內壁環列一盤圓柱狀銷29形成的殼體內齒輪208,內接以多個凹槽外齒281環列於外周形成的擺動齒輪102,外齒齒數略少於內齒齒數二個;複數個偏心曲軸200,其插入於各凸輪孔101,通過旋轉使擺動齒輪102偏心擺動;及第1、第2旋轉體206、207,其旋轉可能地支撐上述複數個偏心軸體20之二偏心曲軸200,並具有複數個支撐柱體40,該複數個支撐柱體40與第2旋轉體207一體成形,係游隙配合的插入各該凸輪孔101;複數個傳動齒輪32,係分別連結於各該偏心軸體20軸向一端,該偏心軸體20具二偏心曲軸200,其藉由齒輪輸入軸30中心齒輪31的轉動,分別在相同相位旋轉,使嚙合殼體內齒輪208的擺動齒輪102偏心擺動。
The previous technology of the eccentric oscillating speed reducer is well known to the public. Please refer to Figures 2 and 4, including: the inner wall of the
上述的偏心擺動減速裝置,係藉由中心齒輪31嚙合傳動齒輪32,於前段減速後傳達至各偏心軸體20,而使各偏心體軸20的二偏心曲軸200促使擺動齒輪101、102擺動嚙合殼體內齒輪208而產生相對角速度偏移,並可藉由該殼體內齒輪208的殼體209,或第1、第2旋轉體206、207一
體的旋轉而抽出。
The above-mentioned eccentric oscillating deceleration device uses the
然而,先前的技術條件,屬二段式減速比,既要考量軸向長度,減速比的需求,扭矩增加元件耐荷問題,不僅軸向長度無縮減餘地,且動平衡至少需二盤齒輪,這是本發明希冀克服的問題。 However, the previous technical condition is a two-stage reduction ratio. It is necessary to consider the axial length, the requirements of the reduction ratio, and the load of the torque increase component. Not only does the axial length have no room for reduction, but at least two gears are required for dynamic balance. This is the problem that the present invention hopes to overcome.
為此,本發明提供一種輕薄形的偏心擺動減速裝置,其係藉由減少擺動齒輪的數量,來抑制軸向的長度,利用幾何精度更為精準,加工較簡易的雙圓弧偏心凸輪,嚙合雙圓弧偏心曲線形成的偏心外齒輪達成,並減少偏心外齒輪不同功能貫穿孔數量,以增強其剛性,增加對高減速比高扭矩抗壓需求,例如採用滾珠弧槽取代偏心軸體之設計。 To this end, the present invention provides a thin and light eccentric oscillating deceleration device, which reduces the number of oscillating gears to restrain the length of the axial direction, and uses a double-arc eccentric cam with more precise geometric accuracy and simpler processing. The eccentric external gear formed by the double-arc eccentric curve is achieved, and the number of through holes for the different functions of the eccentric external gear is reduced to enhance its rigidity and increase the demand for high reduction ratio and high torque compression. For example, the design of using ball arc grooves to replace the eccentric shaft body .
本發明具備:一殼體內齒輪;一偏心外齒輪;一偏心凸輪,前述偏心外齒輪和偏心凸輪,都是雙圓弧偏心曲線所形成,具有長軸與短軸的特性,在長軸兩端齒輪嚙合,在短軸兩端齒輪離開,永遠保持著至少兩端的嚙合,且一盤偏心外齒輪就可達成動態的平衡,即使中低減速比仍然適用;及第1、第2旋轉體,其可旋轉地支持前述複數個偏心凸輪,使嚙合殼體內齒輪的偏心外齒輪偏心擺動。 The invention has: a housing internal gear; an eccentric external gear; an eccentric cam. The aforementioned eccentric external gear and the eccentric cam are formed by a double-arc eccentric curve, which has the characteristics of a long shaft and a short shaft, and is located at both ends of the long shaft. Gear meshing, the gears at both ends of the short shaft are separated, and at least the meshing of both ends is always maintained, and a disc of eccentric external gears can achieve dynamic balance, even if the reduction ratio is still low and medium; and the first and second rotating bodies, which The plurality of eccentric cams are rotatably supported, so that the eccentric external gear meshing with the internal gear of the housing oscillates eccentrically.
本發明係一種輕薄形的偏心擺動減速裝置,能提供一種具有長短軸的雙圓弧偏心外齒輪,以抑制齒輪的數量,和一種鋼珠弧槽擺動嚙合輸出機制,以增加偏心外齒輪的抗壓剛性,將於下述詳細說明之。 The present invention is a thin and light eccentric oscillating deceleration device, which can provide a double-arc eccentric external gear with long and short shafts to suppress the number of gears, and a steel ball arc groove oscillating meshing output mechanism to increase the compression resistance of the eccentric external gear The rigidity will be explained in detail below.
10‧‧‧偏心外齒輪 10‧‧‧Eccentric external gear
20‧‧‧偏心軸體 20‧‧‧Eccentric shaft
21‧‧‧圓椎滾子軸承 21‧‧‧Cylinder Roller Bearing
23‧‧‧小螺栓 23‧‧‧Small bolt
29‧‧‧圓柱狀銷 29‧‧‧Cylindrical pin
30‧‧‧齒輪輸入軸 30‧‧‧Gear input shaft
31‧‧‧中心齒輪 31‧‧‧Sun gear
32‧‧‧被動齒輪 32‧‧‧Passive gear
39‧‧‧軸套 39‧‧‧Shaft sleeve
40‧‧‧支撐柱體 40‧‧‧Support column
100‧‧‧外齒 100‧‧‧External gear
101‧‧‧凸輪孔 101‧‧‧Cam hole
102‧‧‧擺動齒輪 102‧‧‧Swing gear
103‧‧‧內齒 103‧‧‧Internal teeth
104‧‧‧輸入軸孔 104‧‧‧Input shaft hole
105‧‧‧偏心軸孔 105‧‧‧Eccentric shaft hole
106‧‧‧柱通孔 106‧‧‧Column through hole
107‧‧‧鋼珠穴孔 107‧‧‧Steel ball hole
200‧‧‧偏心曲軸 200‧‧‧Eccentric crankshaft
201‧‧‧偏心凸輪 201‧‧‧Eccentric Cam
202‧‧‧滾針 202‧‧‧Needle roller
203‧‧‧滾針內環 203‧‧‧Needle roller inner ring
204‧‧‧斜角向心滾珠軸承 204‧‧‧Angle radial ball bearing
205‧‧‧油封 205‧‧‧Oil Seal
206‧‧‧第1旋轉體 206‧‧‧The first rotating body
207‧‧‧第2旋轉體 207‧‧‧Second Rotating Body
208‧‧‧殼體內齒輪 208‧‧‧Internal gear of housing
209‧‧‧殼體 209‧‧‧Shell
210‧‧‧間隙A 210‧‧‧Gap A
211‧‧‧滾珠軸承 211‧‧‧Ball Bearing
212‧‧‧孔用扣環 212‧‧‧Hole buckle
213‧‧‧插件 213‧‧‧Plugin
281‧‧‧凹槽外齒 281‧‧‧ Groove external tooth
282‧‧‧雙圓弧偏心曲線軌跡 282‧‧‧Double arc eccentric curve track
283‧‧‧間隔環 283‧‧‧Spacer ring
287‧‧‧滾柱軸承 287‧‧‧Roller bearing
288‧‧‧軸用扣環 288‧‧‧Shaft buckle
289‧‧‧凸輪輸入軸 289‧‧‧Cam input shaft
300‧‧‧鋼珠 300‧‧‧Steel Ball
301‧‧‧鋼珠弧槽 301‧‧‧Steel Ball Arc Groove
e‧‧‧偏心距 e‧‧‧Eccentricity
pcd‧‧‧節圓直徑 pcd‧‧‧Pitch circle diameter
第一圖 係本發明偏心擺動減速裝置縱剖面圖之一。 The first figure is one of the longitudinal sectional views of the eccentric oscillating speed reducer of the present invention.
第二圖 係先前技術偏心擺動減速裝置的縱剖面圖。 The second figure is a longitudinal cross-sectional view of the prior art eccentric oscillating speed reducer.
第三圖 係本發明沿著第一圖中X-X箭號位置的剖面示意圖。 The third figure is a schematic cross-sectional view of the present invention along the X-X arrow position in the first figure.
第四圖 係本發明沿著第二圖中Y-Y箭號位置的剖面示意圖。 The fourth figure is a schematic cross-sectional view of the present invention along the Y-Y arrow position in the second figure.
第五圖 係本發明沿著第三圖中A箭號位置的詳細示意圖。 The fifth figure is a detailed schematic diagram of the present invention along the position of the A arrow in the third figure.
第六圖 係本發明偏心外齒輪形成的剖面示意圖。 The sixth figure is a schematic cross-sectional view of the eccentric external gear of the present invention.
第七圖 係本發明偏心擺動減速裝置縱剖面圖之二。 The seventh figure is the second longitudinal cross-sectional view of the eccentric oscillating speed reducer of the present invention.
第八圖 係本發明沿著第七圖中Z-Z箭號位置的剖面示意圖。 The eighth figure is a schematic cross-sectional view of the present invention along the position of the Z-Z arrow in the seventh figure.
以下是依據第一、第三圖,說明本發明實施例1之實施型態,其可使用於機器人等之偏心擺動減速裝置,係利用圓筒狀殼體209,並於其內壁軸向等距環列多個內齒103,分別以內圓圓弧連結此等內齒103延伸於軸方向的殼體內齒輪208,其中,該內齒103齒數比外齒100齒數略多,至少2齒,是多枚齒差剛性傳動。
The following is based on the first and third figures to illustrate the implementation of the first embodiment of the present invention, which can be used in an eccentric swing speed reducer for robots, etc., using a
實施例1之內齒103所能配置的數量最高150齒,由於下述偏心外齒輪10與殼體內齒輪208嚙合之前段,設置有平齒輪減速機,減速比為1~7,若兩段組合時,可獲得極高的減速比,減速比越大,偏心距越小,衝擊振動更小,相對的容許扭矩變大,零組件耗損也大,因此剛性傳動是本實施例重點選項之一,適用於高減速比傳動的偏心擺動減速裝置。
The number of
上述,偏心外齒輪10,是主要的傳動零件,係基於剛性傳動,而以雙圓弧偏心曲線外周分別銑製外齒100,並分別以內圓圓弧連結此等外齒100形成剛性體,請參閱第六圖,該雙圓弧偏心曲線282,是兩個相距2e的半個圓弧,分別以直線連接二半個圓弧形成,其中,e為偏心距,因此
偏心方向之軸為長軸,直線方向之軸為短軸,長軸與短軸相差2個偏心距,該雙圓弧偏心外齒輪,以下簡稱為偏心外齒輪10,圖示中的外齒齒數共12齒,每個圓弧分佔6齒,表示此等偏心外齒輪10,係由先前技術的二盤擺動齒輪102構成,具有二盤擺動齒輪102對稱嚙合的特性,本發明以此等偏心外齒輪10取代先前技術使用的二盤擺動齒輪102,軸向長度可大幅縮小,類似橢圓曲線嚙合樣態,請參閱第三圖,圖示在偏心方向長軸兩端,齒輪同時嚙合,而在直線方向短軸兩端,齒輪同時離開,因是剛性傳動,非諧波撓性傳動,其比橢圓曲線有更好的幾何精度,更好的剛性強度,其可與上述殼體內齒輪208嚙合。
As mentioned above, the eccentric
上述,偏心外齒輪10於圓周半徑方向上至少形成二個,圖示為三個軸方向貫通之凸輪孔101,此等複數個凸輪孔101於偏心外齒輪10圓周半徑方向等距環列;而複數個柱通孔106,形成於偏心外齒齒輪10之數量與凸輪孔101相同,此等柱通孔106與凸輪孔101於圓周半徑方向上交錯配置,並沿圓周方向等距離間隔配置,其分佈係數以不超1.25為原則,避免貫穿孔所帶來的變形擴孔,影響壽命周期;前述複數個柱通孔106可供支撐柱體40穿越,複數個凸輪孔可供插入偏心軸體20。
As mentioned above, at least two eccentric
其中,該第1、第2旋轉體206、207,係遊隙插入於殼體209內,此等第1、第2旋轉體206、207具備一對配置於偏心外齒輪10軸向兩端的環狀端板,該第1、第2旋轉體206、207內面軸向遊隙插入複數個支撐柱體40,數量與柱通孔106相同,對應前述支撐柱體40之第1、第2旋轉體206、207內面有凹槽部,可供此等支撐柱體40定位間隔使用,支撐柱體40與柱通孔106不接觸,並在第1旋轉體206端部設有沉頭螺孔,通過複數個螺栓23之
裝卸可能地連結於第2旋轉體207而形成一體,此等旋轉體可安裝於無圖示之固定機器人部件。
Among them, the first and second
上述,第1、第2旋轉體206、207,具體為環狀端板外周與殼體209軸方向兩端內周之間,藉由斜角向心滾珠軸承軸承204,殼體209旋轉可能一體地支持於第1、第2旋轉體206、207。其中,此等偏心軸體20,圖示為三個,等距環列數量與凸輪孔101相同,此等複數個偏心軸體20,係插入於第1、第2旋轉體206、207之兩個環狀端板內,藉由外插於其軸方向一端之錐形滾子軸承21,以及外插於其軸方向他端之錐形滾子軸承21,旋轉可能地支持於第1、第2旋轉體206、207之環狀端版內,並在第1旋轉體206端部內孔,以孔用扣環212防止軸承外移。
As mentioned above, the first and second
上述,複數個偏心軸體20於其軸方向之中央,具有一個偏心凸輪201,此等偏心凸輪201於運轉時之相位相同,係依上述之雙圓弧偏心曲線282銑製形成,此等偏心凸輪201與偏心外齒輪10,具有相同的偏心距,不同的節圓直徑。此處,前述偏心軸體20之偏心凸輪201,係分別遊隙插入於偏心外齒輪10之凸輪孔101內,並於此等之間設有滾針軸承,使上述偏心外齒輪10與偏心軸體20可相對旋轉。並於各個偏心軸體20軸方向一端固定有傳動齒輪32,該等傳動齒輪40分別可與齒輪輸入軸30一體成形的中心齒輪31嚙合,其設置支撐於無圖示之馬達輸出軸。
As mentioned above, a plurality of
上述,複數個滾針軸承,是以偏心外齒輪10圓周半徑方向環列的凸輪孔101作為滾針的外環,並以滾針軸承內環203與偏心凸輪201接觸,此等偏心凸輪201外周因有長軸與短軸之區別,並非真正的真圓,滾針內環203是必配組件,滾針有內環依持,運轉纔能平順,且本發明適用於高
減速比傳動,其偏心距小,間隙A不大,且為直線方向之短軸,並非齒輪嚙合區,因此,此等偏心凸輪201於該處並未受力,不影響傳動精度,請參閱第五圖。
As mentioned above, the plural needle roller bearings use the cam holes 101 arranged in the circumferential radial direction of the eccentric
本發明另一實施例2之實施型態,請參閱第七、第八圖,其係利用圓筒狀殼體209,並於其內壁軸向等距環列多個內齒103,分別以內圓圓弧連結此等內齒103延伸於軸方向的殼體內齒輪208,其中,該內齒103齒數比外齒100齒數略多,至少2齒,是多枚齒差剛性傳動,架構簡單,軸向長度更短,適用於減速比150比以下,其容許扭矩也較小,且前段無平齒輪減速機,適用於中減速比傳動的偏心擺動減速裝置。
For the implementation mode of another embodiment 2 of the present invention, please refer to the seventh and eighth figures, which utilizes a
上述,偏心外齒輪10,係於雙圓弧偏心曲線外周分別銑製外齒100,並以內圓圓弧分別連結此等外齒100形成,請參閱第六圖,該雙圓弧偏心曲線282,是兩個相距2e的半個圓弧,分別以直線連接形成,前述e為偏心距,因此偏心方向之軸為長軸,直線方向之軸為短軸,長軸與短軸相差2個偏心距,該雙圓弧偏心外齒輪,以下簡稱為偏心外齒輪;請參閱第三圖,圖示在偏心方向長軸兩端,齒輪同時嚙合,而在直線方向短軸兩端,齒輪同時離開,因是剛性傳動,非諧波撓性傳動,其比橢圓曲線有更好的幾何精度,更好的剛性強度,其可與上述殼體內齒輪208嚙合。
As mentioned above, the eccentric
上述,一盤偏心外齒輪10於圓周半徑方向游隙地插入複數個鋼珠300於鋼珠穴孔107內,此等鋼珠穴孔107深度略小於鋼珠半徑,孔徑略大於鋼珠直徑,鋼珠可在鋼珠穴孔107內轉動,圖示為6個鋼珠300,請參閱第八圖,此等鋼珠穴孔107於偏心外齒輪10兩側面各自對稱配置嵌入,與貫穿的柱通孔106均勻分佈環列於偏心外齒輪10圓周半徑方向。
As mentioned above, a disc of eccentric
上述,第1、第2旋轉體206、207,其係遊隙配合插入於殼體209內,此等第1、第2旋轉體206、207具備一對配置於偏心外齒輪10軸向兩個環狀端板,並於第1、第2旋轉體二內面軸向遊隙插入複數個支撐柱體40,數量與柱通孔106相同,此等第1、第2旋轉體206、207二內面有凹槽部,可供該支撐柱體40定位間隔使用,支撐柱體40外設有軸套39,可與柱通孔106接觸旋轉,除間隔使用功能外,其可增加偏心擺動嚙合數1個,類似多一組鋼珠300嚙合樣態,而可分擔些容許扭矩,但貫穿柱通孔106不能太多,以免剛性強度減弱,約略所佔比率,以不超過鋼珠弧槽301與支撐柱體40總數30%為原則,並述於第1旋轉體206端部設有沉頭孔,通過多個螺栓23裝卸可能地連結於第2旋轉體207而形成一體,其中,柱通孔106至少略大於兩倍偏心距,此等旋轉體可安裝於無圖示之固定機器人部件。
As mentioned above, the first and second
上述,第1、第2旋轉體206、207,具體為端板外周與殼體209軸方向兩端內周之間,藉由斜角向心滾珠軸承204,使殼體209旋轉可能一體地支持於第1、第2旋轉體206、207。偏心外齒輪10圓周半徑方向之複數個鋼珠300,對應於第1、第2旋轉體二內面設有複數個鋼珠弧槽301,圖示為6個,此等鋼珠弧槽301,深度略少於鋼珠半徑,長度略大於兩倍偏心距,弧徑略大於鋼珠300直徑,此等鋼珠300可於鋼珠弧槽301內相對旋轉,並於圓周半徑方向推動此等鋼珠弧槽301,使連結形成一體的第1、第2旋轉體206、207旋轉,鋼珠數量越多,相對應力分擔越小,壽命會更長。
As mentioned above, the first and second
其中,凸輪輸入軸289,其於軸方向之中央,具有一體形成的偏心凸輪201,係依雙圓弧偏心曲線282銑製形成,因此與上述雙偏心外齒輪10,具有相同的偏心距,不同的節圓直徑。此處,偏心凸輪201與一盤
偏心外齒輪10之間,設有滾柱軸承287,其於軸方向一端車削行成階梯部,及軸方向他端設置有一插件213,可防止軸承移動,凸輪輸入軸289軸向入口端與軸向出口端分別以滾珠軸承211支撐於第1、第2旋轉體206、207二個環狀端板內,軸向入口端滾珠軸承211外設有防漏油封205。
Among them, the
本發明可在精密領域中導入使用,更可在中高減速比發揮其功效,可進一步降低成本,提升傳動精度等級,縮短軸向長度,是一種薄形的偏心擺動減速裝置。 The invention can be introduced and used in the precision field, and can exert its effects in medium and high reduction ratios, can further reduce costs, improve transmission accuracy grade, and shorten the axial length. It is a thin eccentric swing reduction device.
10‧‧‧偏心外齒輪 10‧‧‧Eccentric external gear
20‧‧‧偏心軸體 20‧‧‧Eccentric shaft
21‧‧‧圓椎滾子軸承 21‧‧‧Cylinder Roller Bearing
23‧‧‧小螺栓 23‧‧‧Small bolt
30‧‧‧齒輪輸入軸 30‧‧‧Gear input shaft
31‧‧‧中心齒輪 31‧‧‧Sun gear
32‧‧‧傳動齒輪 32‧‧‧Transmission gear
40‧‧‧支撐柱體 40‧‧‧Support column
100‧‧‧外齒 100‧‧‧External gear
101‧‧‧軸通孔 101‧‧‧Shaft through hole
103‧‧‧內齒 103‧‧‧Internal teeth
104‧‧‧貫穿孔 104‧‧‧through hole
105‧‧‧偏心軸孔 105‧‧‧Eccentric shaft hole
106‧‧‧柱通孔 106‧‧‧Column through hole
201‧‧‧偏心凸輪 201‧‧‧Eccentric Cam
202‧‧‧滾針 202‧‧‧Needle roller
203‧‧‧滾針內環 203‧‧‧Needle roller inner ring
204‧‧‧斜角向心滾珠軸承 204‧‧‧Angle radial ball bearing
205‧‧‧油封 205‧‧‧Oil Seal
206‧‧‧第1旋轉體 206‧‧‧The first rotating body
207‧‧‧第2旋轉體 207‧‧‧Second Rotating Body
208‧‧‧殼體內齒輪 208‧‧‧Internal gear of housing
209‧‧‧殼體 209‧‧‧Shell
212‧‧‧孔用扣環 212‧‧‧Hole buckle
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW108133499A TW202113250A (en) | 2019-09-16 | 2019-09-16 | Eccentric oscillating speed reducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW108133499A TW202113250A (en) | 2019-09-16 | 2019-09-16 | Eccentric oscillating speed reducer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202113250A true TW202113250A (en) | 2021-04-01 |
Family
ID=76604196
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TW108133499A TW202113250A (en) | 2019-09-16 | 2019-09-16 | Eccentric oscillating speed reducer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TW202113250A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11486469B2 (en) | 2020-11-05 | 2022-11-01 | Delta Electronics, Inc. | Cycloid speed reducer |
-
2019
- 2019-09-16 TW TW108133499A patent/TW202113250A/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11486469B2 (en) | 2020-11-05 | 2022-11-01 | Delta Electronics, Inc. | Cycloid speed reducer |
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