TWI454626B - Zero backlash planetary deceleration mechanism - Google Patents

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TWI454626B TW101103918A TW101103918A TWI454626B TW I454626 B TWI454626 B TW I454626B TW 101103918 A TW101103918 A TW 101103918A TW 101103918 A TW101103918 A TW 101103918A TW I454626 B TWI454626 B TW I454626B
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Szu Hung Chen
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Description

零背隙之行星式減速機構
本發明係有關一種減速機構，特別是指一種可防止背隙產生之零背隙之行星式減速機構。
行星齒輪減速機構常用於降低轉速及提高輸出扭力，種類及構型相當繁多，由於受到加工精度的影響，於組裝後常有背隙過大或過小的情況，且很難進行背隙校正，嚴重影響正、反轉精度與整體效能。
其中中華民國專利公開編號：201022563A1號，其係利用調整斜齒輪對間的相對位移來降低太陽與行星輪及行星輪與內齒輪間之齒輪背隙，如第一圖所示，一殼體50設有一直齒段52以及一行星齒輪組54，行星齒輪組54具有複數個行星齒輪56，各行星齒輪56分別與直齒段52及輸入軸之太陽輪斜齒段58嚙合，利用調整太陽輪斜齒段58與行星輪齒輪之相對位置，以達到調整背隙之功能，但由於個齒輪間加工精度不一，無法同時消除太陽輪60與各行星輪56間之背隙至零背隙，且隨著使用時間增加，齒面產生磨耗增大齒輪對間之背隙，僅能藉由人工進行調整，無法達到自動調整之功能。
美國專利編號：20040089089號，其係如第二圖所示，複合正齒輪由第一直齒齒輪62、第二直齒齒輪64及第三直齒齒輪66所組成，各直齒齒輪間具有一彈性體68使齒輪產生相對轉動，可自動消除上、下嚙合齒輪對間之背隙，彈性體68因受力產生變形使機構輸出轉矩時存在微小時間差，且整體結構之剛性較差不適合運用於大馬力傳遞機構，另外此種設計於組裝時須額外設計置具。
由上述所知，目前行星齒輪機構齒隙調整與消除之機構，無法兼具各齒輪對背隙自動消除、無力矩傳遞時間差、高剛性、適用於各種行星齒輪構形及組裝容易之優點。
有鑑於此，本發明係針對上述之問題，提出一種零背隙之行星式減速機構改良，以有效解決習知之問題。
本發明之主要目的在提供一種零背隙之行星式減速機構，其係當齒輪產生背隙時，能夠消除齒輪之背隙，使行星式減速機構正、反旋轉時皆無背隙。
本發明之另一目的在提供一種零背隙之行星式減速機構，其係具有較佳之剛性，可增加精度、減少震動、降低噪音等優點。
本發明之再一目的在提供一種零背隙之行星式減速機構，其係於組裝時可允許齒輪對間較大的組裝公差，組裝效率高。
為達上述之目的，本發明提供一種零背隙之行星式減速機構，其係具有一行星輪組，其係設於一殼體內，行星輪組包括一具輸出軸的行星臂架所構成，且行星臂架於殼體內設有複數個雙層行星齒輪，其可分為第一行星齒輪以及第二行星齒輪，第一行星齒輪與第二行星齒輪間設有一緩衝機構，且第一行星齒輪與殼體之內緣之至少一內齒輪嚙合，而第二行星齒輪則與至少一太陽輪組嚙合，太陽輪組具有連接驅動馬達之一太陽齒輪。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
請參照第三圖，零背隙之行星式減速機構10包括一殼體12，其係為環狀殼體，且殼體12內緣具有至少一內齒輪14，且殼體12內設有一行星輪組16，其包括一具有輸出軸的行星臂架160，且行星臂架160於殼體12內設有複數個雙層行星齒輪162，其可分為第一行星齒輪1620以及第二行星齒輪1622，而第一行星齒輪1620與第二行星齒輪1622間設有一緩衝機構18，可調整消除齒輪間所產生的背隙，其中第一行星齒輪1620係與內齒輪14嚙合，而第二行星齒輪1622與一太陽輪組20嚙合，其中太陽輪組20具有一連接驅動馬達之一太陽齒輪202。而內齒輪14、第一行星齒輪1620、第二行星齒輪1622以及太陽齒輪202皆可使用錐狀齒輪或鼓形齒輪。
請參照第四圖，本實施例將詳細說明緩衝機構與雙層型齒輪之架構，如圖所示，其中緩衝機構18包括一檔塊182以及一彈性體184，其中檔塊182設置於第一行星齒輪1620以及第二行星齒輪1622間，第一行星齒輪1620具有複數第一溝槽164，而第二行星齒輪1622亦設有與第一溝槽164嚙合之複數第二溝槽166，其中第一溝槽164設有一第一直邊1640以及一第二直邊1642，第二溝槽166設有一第一斜邊1660以及第三直邊1662，而第二溝槽166之第三直邊1662與第一溝槽164之第一直邊1640嚙合，檔塊182則設置於第一溝槽164以及第二溝槽166間，並上設有與第一斜邊溝1660槽嚙合之第二斜邊1820，以及與第二直邊1642嚙合之第四直邊1822，彈性體184則設置於檔塊182與第一行星齒輪1620間。
本發明之第一行星齒輪1620之第一溝槽164與第二行星齒輪1622之第二溝槽166更可如第五圖所示，第一溝槽164更可設有一第三斜邊1644以及一第四斜邊1646，而第二溝槽166設有一第五斜邊1664以及一第六斜邊1666，其中第三斜邊1644與第五斜邊1664嚙合。檔塊182則設有與第四斜邊1646嚙合之第七斜邊1824，以及與第六斜邊1666嚙合之第八斜邊1826，以及彈性體184，亦設置於檔塊182與第一行星齒輪1620間。
鑑此，當齒輪磨耗產生時，彈性體184之彈力作用於擋塊182及第一行星齒輪1620，擋塊182則作用於第二行星齒輪1622，可使第二行星齒輪1622與太陽輪組20間達到無背隙，且彈性體184之彈力使第一溝槽164沿著第二溝槽166之嚙合面及與擋塊182嚙合面外移，使第一行星齒輪往外移，可使第一行星齒輪1620與內齒輪14間達到無背隙，且藉由緩衝機構18可使第一行星齒輪1620及第二行星齒輪1622產生相對位移時，第一行星齒輪1620、第二行星齒輪1622與擋塊182能保持密貼。此緩衝機構18能自動消除行星齒輪機構中所有齒輪對間之間隙，彈性體184作用方向與傳遞轉矩方向不同，彈力可遠小於傳遞轉矩，機構於正、反轉時，第一行星齒輪1620、第二行星齒輪1622與擋塊182三者保持密貼，旋轉角度無傳遞誤差且傳遞轉矩無時間延遲，並具較佳之剛性。
本發明更具有另一實施例，其係如第六圖所示，第一行星齒輪1620及第二行星齒輪1622之第一溝槽164與第二溝槽166兩側更設有一扭轉機構22，此扭轉機構22可使第一行星齒輪1620與第二行星齒1622輪產生相對位移，使第一溝槽164與第二溝槽166緊貼嚙合，當齒輪磨耗產生時，扭轉機構22使第一行星齒輪1620及第二行星齒輪1622產生相對轉動，使第三斜邊1644沿著第五斜邊1664嚙合產生相對位移，消除個別嚙合齒輪對間之間隙，使行星式減速機構於正、反轉時旋轉時能保持齒輪無背隙之狀態。
由上述所知，本發明當齒輪產生背隙時，能夠透過一機構使二行星齒輪產生相對移動，進而消除齒輪之背隙，使行星式減速機構正、反旋轉時皆無背隙，且機構於正、反轉之轉矩傳遞皆為剛體傳遞，具有較佳之剛性，可增加精度、減少震動、降低噪音及具無背隙齒輪組之優點，本發明之設計於組裝時可允許齒輪對間較大的組裝公差，因此組裝效率高。
唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
10‧‧‧零背隙之行星式減速機構
12‧‧‧殼體
14‧‧‧內齒輪
16‧‧‧行星輪組
18‧‧‧緩衝機構
20‧‧‧太陽輪組
22‧‧‧扭轉機構
50‧‧‧殼體
52‧‧‧直齒段
54‧‧‧行星輪組
56‧‧‧行星齒輪
58‧‧‧太陽輪斜齒段
60‧‧‧太陽輪
62‧‧‧第一直齒齒輪
64‧‧‧第二直齒齒輪
66‧‧‧第三直齒齒輪
68‧‧‧彈性體
160‧‧‧行星臂架
162‧‧‧雙層行星齒輪
164‧‧‧第一溝槽
166‧‧‧第二溝槽
182‧‧‧檔塊
184‧‧‧彈性體
1620‧‧‧第一行星齒輪
1622‧‧‧第二行星齒輪
1640‧‧‧第一斜邊
1642‧‧‧第二直邊
1644‧‧‧第三斜邊
1646‧‧‧第四斜邊
1660‧‧‧第一斜邊
1662‧‧‧第三直邊
1664‧‧‧第五斜邊
1666‧‧‧第六斜邊
1820‧‧‧第二斜邊
1822‧‧‧第四直邊
1824‧‧‧第七斜邊
1826‧‧‧第八斜邊
第一圖係為習知行星式減速機構示意圖。
第二圖係為另一習知行星式減速機構元件示意圖。
第三圖係為本發明之剖面示意圖。
第四圖係為本發明之緩衝機構剖面示意圖。
第五圖係為本發明之另一實施例之緩衝機構剖面示意圖。
第六圖係為本發明之扭轉機構剖面示意圖。
10．．．零背隙之行星式減速機構
12．．．殼體
14．．．內齒輪
16．．．行星輪組
18．．．緩衝機構
20．．．太陽輪組
160．．．行星臂架
162．．．雙層行星齒輪
202．．．太陽齒輪
1620．．．第一行星齒輪
1622．．．第二行星齒輪

Claims (9)

  1. 一種零背隙之行星式減速機構，包括：一殼體，該殼體之內緣具有至少一內齒輪；一行星輪組，其係設於該殼體內，該行星輪組包括一具輸出軸的行星臂架，該行星臂架於該殼體內設有複數個雙層行星齒輪，其可分為第一行星齒輪以及第二行星齒輪，其中該第一行星齒輪與該內齒輪嚙合，且該第一行星齒輪與該第二行星齒輪間設有一緩衝機構，其中該第一行星齒輪具有複數第一溝槽以及該第二行星齒輪具有與該第一溝槽嚙合之複數第二溝槽，其中該第一溝槽設有一第一直邊以及一第二直邊，該第二溝槽設有一第一斜邊以及第三直邊，其中該第三直邊與該第一直邊嚙合；以及至少一太陽輪組，其係與該第二行星齒輪嚙合，該太陽輪組具有連接驅動馬達之一太陽齒輪。
  2. 如請求項1所述之零背隙之行星式減速機構，其中該緩衝機構包括一檔塊，其係設置於該第一溝槽與該第二溝槽間，該檔塊具有與第一斜邊溝槽嚙合之第二斜邊，以及與該第二直邊嚙合之第四直邊；以及一彈性體，其係設置於該檔塊與該第一行星齒輪間。
  3. 如請求項1所述之零背隙之行星式減速機構，其中該第一行星齒輪具有複數第一溝槽以及該第二行星齒輪具有與該第一溝槽嚙合之複數第二溝槽，其中該第一溝槽設有一第三斜邊以及一第四斜邊，該第二溝槽設有一第 五斜邊以及一第六斜邊，該第三斜邊與該第五斜邊嚙合。
  4. 如請求項3所述之零背隙之行星式減速機構，其中該緩衝機溝包括一檔塊，其係設置於該第一溝槽與該第二溝槽間，該檔塊具有與該第四斜邊嚙合之第七斜邊，以及與該第六斜邊嚙合之第八斜邊；以及一彈性體，設置於該檔塊與該第一行星齒輪間。
  5. 如請求項3所述之零背隙之行星式減速機構，其中該第一溝槽與該第二溝槽兩側更設有一扭轉機構，該扭轉機構可使該第一行星齒輪與該第二行星齒輪產生相對位移，使該第一溝槽與該第二溝槽緊貼嚙合。
  6. 如請求項1所述之零背隙之行星式減速機構，其中該太陽齒輪可為錐狀齒輪或鼓形齒輪。
  7. 如請求項1所述之零背隙之行星式減速機構，其中該內齒輪可為錐狀齒輪或鼓形齒輪。
  8. 如請求項1所述之零背隙之行星式減速機構，其中該第一行星齒輪與該第二行星齒輪可為錐狀齒輪或鼓形齒輪。
  9. 如請求項1所述之零背隙之行星式減速機構，其中該殼體為環狀體。
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