TWI593900B - Slow down mechanism - Google Patents

Description

減速機構

本發明係有關於一種減速機構，具體而言是指一種齒差減速器，具有良好的減速效果。

傳統的齒差減速器的結構通常相當複雜並且使用了大量的零部件，經常導致後續組裝與校正減速器各零部件的困難，使得其製造成本也變得相對較高，因此一種使用較少量零部件的減速機構非常需要被發明。

有鑑於此，本發明之其中一個目的在於提供一種嶄新的減速機構，其所使用的零部件較少者。

為了達成上述目的，本發明提供了一種減速機構，其包含有一機箱、一固定齒輪、一輸入軸、一轉動齒輪、以及一輸出軸。其中固定齒輪是固設於機箱內並具有一第一嚙合面、以及設於第一嚙合面之一第一環齒，固定齒輪的中央具有一通孔。輸入軸穿過上述通孔並與固定齒輪同軸地設置於機箱，輸入軸的一端設有一軸承套，軸承套的軸心與輸入軸非同軸地設置。轉動齒輪是透過一軸承而同軸地套接上述的軸承套，轉動齒輪的中央具有一橫軸，而且轉動齒輪具有一第二嚙合面、以及設置於第二 嚙合面並嚙合第一環齒之一第二環齒，並且第一環齒與第二環齒的齒數不相等。輸出軸是可轉動地設於機箱，並且輸出軸的一端則設有一銜接部銜接橫軸。

透過上述減速機構的設計，若轉動齒輪的齒數為N齒而固定齒輪的齒數為N-1齒，本發明即可透過使用少量的零部件而達成N倍的減速效果，減速效果良好且成本相對較低。

本發明另提供一減速機構，其包含有一機箱、一固定齒輪、一輸入軸、一轉動齒輪、以及一輸出齒輪。其中固定齒輪是固設於機箱內並具有一第一嚙合面、以及設於第一嚙合面之一第一環齒，固定齒輪具有一通孔。輸入軸是穿過上述通孔並與固定齒輪同軸地設置於機箱。輸入軸的一端固設有一軸承套，軸承套的軸心與輸入軸非同軸地設置。

轉動齒輪是透過一軸承而同軸地套接上述的軸承套，其中轉動齒輪具有相對的一第二嚙合面、一第三嚙合面、以及分別設置於第二嚙合面與第三嚙合面之一第二環齒與一第三環齒，並且第二環齒嚙合上述第一環齒。輸出齒輪是可轉動地設於機箱並與固定齒輪同軸地設置，其中輸出齒輪具有相對的一第四嚙合面與一側面、以及設於第四嚙合面並嚙合第三環齒之一第四環齒，並且輸出齒輪具有一輸出軸同軸地設於上述側面；其中，第一環齒與第二環齒的齒數不相等且第三環齒與第四環齒的齒數不相等，並且當第二環齒與第三環齒的齒數相等時，第一環齒與第四環齒的齒數不相等。

透過上述減速機構的設計，若第一環齒與第三環齒的齒數都是N齒，第二環齒的齒數為N+1齒且第四環齒的齒數為N-1齒，本發明即可 透過使用少量的零部件而達成N*(N+1)倍的減速效果，使減速效果更好。

在其中一個方面，當第二環齒的齒數是大於第一環齒的齒數時，可以讓第三環齒的齒數也大於第四環齒的齒數，使得第一環齒與第二環齒所達成的減速效果和第三環齒與第四環齒所達成的減速效果可以加乘，加強減速效果。類似地，當第二環齒的齒數是小於第一環齒的齒數時，可以讓第三環齒的齒數也小於第四環齒的齒數，如此也可以加強減速效果。

1‧‧‧減速機構

10‧‧‧機箱

12‧‧‧箱體

121‧‧‧容置空間

14‧‧‧端蓋

16‧‧‧孔

20‧‧‧固定齒輪

22‧‧‧第一嚙合面

24‧‧‧第一環齒

26‧‧‧通孔

32‧‧‧輸入軸

34‧‧‧軸承套

341‧‧‧環壁

40‧‧‧軸承

50‧‧‧轉動齒輪

51‧‧‧第二嚙合面

52‧‧‧第二環齒

53‧‧‧橫軸

54‧‧‧第三嚙合面

55‧‧‧第三環齒

56‧‧‧通孔

60‧‧‧輸出軸

62‧‧‧銜接部

70‧‧‧輸出齒輪

71‧‧‧第四嚙合面

72‧‧‧第四環齒

73‧‧‧側面

74‧‧‧輸出軸

A‧‧‧軸心

第1圖為本發明第一實施例齒差減速器的立體分解圖；第2圖為本發明第一實施例齒差減速器的剖視圖；第3圖為本發明第一實施例齒差減速器的另一剖視圖；第4圖為本發明第二實施例齒差減速器的立體分解圖；以及第5圖為本發明第二實施例齒差減速器的結構示意圖。

為了能更瞭解本發明之特點所在，本發明提供了二個實施例並配合圖式說明如下。其中，為了方便說明各實施例的技術內容，以下說明將以輸出軸60(或輸出齒輪70)位於機箱10的左側且輸入軸32位於機箱10的右側作為基準，然而本發明並不以此為限。此外，各實施例中相同的元件將使用相同的元件編號，以方便辨識。

本發明減速機構1的主要元件包含有一機箱10、一固定齒輪20、一輸入軸32、一轉動齒輪50、以及一輸出軸60，茲將本發明的技術內容及其特點與功效詳述如下：請首先參考第1圖與第2圖。機箱10包含有一個箱體12與一個 端蓋14，二者可使用螺絲鎖固為一體。箱體12的內部具有一個容置空間121，用以安裝後續會說明的固定齒輪20、輸入軸32、轉動齒輪50與輸出軸60等零部件，而且箱體12與端蓋14都開設有孔16以供輸入軸32與輸出軸60通過。

固定齒輪20是螺固於機箱10的內壁，其具有一第一嚙合面22背向內壁並且中央具有一通孔26，第一嚙合面22上設有一組第一環齒24，第一環齒24的齒數為N-1(N為大於1的正整數)，並且在本實施例中固定齒輪20為一面齒輪(或零度傘齒輪)。

輸入軸32係與固定齒輪20同軸地設置於機箱10，輸入軸32的右端凸出機箱10外，左端則通過通孔26並凸出固定齒輪20的左側，並且一軸承套34一體地設置於輸入軸32的左端。軸承套34具有虛擬的一軸心A，軸心A和輸入軸32之間形成一夾角，也就是說軸承套34與輸入軸32二者之間為非同軸地設置。此外，軸承套34具有一個呈圓筒狀的環壁341，並且一軸承40同軸地套接於環壁341、且與輸入軸32呈非同軸地設置。在此補充說明的是，軸承40也可以和軸承套34整合為一體，也就是讓軸承套34的環壁341直接作為軸承40的內環使用，可以減少零件數量。

轉動齒輪50套接軸承40，再透過軸承40而同軸地套接軸承套34，使得轉動齒輪50與輸入軸32之間為非同軸地設置。轉動齒輪50具有一第二嚙合面51，其面向第一嚙合面22；第二嚙合面51上設有一組第二環齒52，第二環齒52的齒數為N，而且第二環齒52嚙合第一環齒24；轉動齒輪50的中央具有一橫軸53與一通孔56，橫軸53與通孔56設於轉動齒輪50的軸心，且橫軸53與第二嚙合面51平行而與輸出軸60正交。在本實施例中，轉 動齒輪50為一傘形齒輪，而且橫軸53是設置在傘形齒輪的錐尖點處。

輸出軸60是可轉動地樞設於端蓋14，並且保持與輸入軸32同軸地設置，其左端凸出端蓋14外，並且右端具有一銜接部62；銜接部62呈凹口狀可銜含上述橫軸53，可容許橫軸53在銜接部內62發生位移，並保持輸出軸60與轉動齒輪50同軸且同步轉動。

請參考第2圖與第3圖。使用上，當輸入軸32受驅動而連同軸承套34一起轉動時，軸承套34將因套接軸承40而空轉，但同時軸承套34的端緣也會推抵轉動齒輪50，使轉動齒輪50的軸心繞著輸入軸32作進動(procession)，一種類似於尤拉盤(Euler’s Disc)停止前的轉動方式，使轉動齒輪50滾動嚙合固定齒輪20。由於轉動齒輪50的齒數比固定齒輪20的齒數多一齒，因此當輸入軸32進動一圈時，將使轉動齒輪50多轉的角度，進 而讓輸出軸60在橫軸53的帶動下轉動的角度。換言之，當輸入軸32轉動N圈時，輸出軸60將只轉動一圈，達成N倍的減速效果。

本實施例減速機構1僅使用少量幾個零部件，即可達成良好的減速效果，因此可降低減速機構1整體的製造成本。須說明的是，第一實施例也可以改為讓轉動齒輪50的齒數改為比固定齒輪20的齒數少一齒，如此也可以達成相同的減速效果，但若是轉動齒輪50的齒數是大於固定齒輪20的齒數，可有助於減少轉動時偏心的狀況。另外，轉動齒輪50的齒數也可以改為比固定齒輪20的齒數多二齒(或者是少二齒，其餘齒數可依此類推)，在轉動齒輪50與固定齒輪20的齒數相差為二的狀況下，輸入軸32只要轉動N/2圈即可讓輸出軸60轉一圈，減速效果將變為N/2倍。

基於單一的技術特徵，本發明再提供一第二實施例，請參考 第4至5圖，茲將第二實施例的差異處說明如下，相同處則省略不表： 在第二實施例中，固定齒輪20螺固於機箱10右側的內壁，其具有一第一嚙合面22背向內壁，第一嚙合面22上設有一組第一環齒24，第一環齒24的齒數為N(N為正整數)，而且在第二實施例中固定齒輪20為一面齒輪。

轉動齒輪50套接一軸承40的外緣並透過軸承40而同軸地套接軸承套34，並且轉動齒輪50的軸心A與輸入軸32非同軸地設置。轉動齒輪50具有相對的一第二嚙合面51與一第三嚙合面54、以及分別設於第二嚙合面51與第三嚙合面54之一第二環齒52與一第三環齒55，其中第二嚙合面51面向固定齒輪20而第三嚙合面54背向固定齒輪20，並且第二環齒52嚙合第一環齒24。此外，在第二實施例中，第二環齒52的齒數為N+1，第三環齒55的齒數為N。

輸出齒輪70是可轉動地樞設於端蓋14並與固定齒輪20同軸地設置，輸出齒輪70具有相對的一第四嚙合面71與一側面73、以及一第四環齒72；第四環齒72設於第四嚙合面71並且嚙合第三環齒55。第四環齒72的齒數為N-1，輸出齒輪70具有一輸出軸74同軸地設於側面73並凸出端蓋14之外。

使用上，當輸入軸32受驅動而連同軸承套34一起轉動時，軸承套34將因軸承40而空轉，但同時軸承套34也會推抵轉動齒輪50，使轉動齒輪50的軸心A繞著輸入軸32作進動，並且第二環齒52與第三環齒55同時滾動嚙合固定齒輪20與輸出齒輪70。由於第二環齒52的齒數(N+1齒)比第一環齒24(N齒)的齒數多一齒，因此當輸入軸32以由右向左看的觀點而順時針地 進動一圈時，將使轉動齒輪50多轉的角度。另一方面，也因為第三環齒55的齒數(N齒)比第四環齒72(N-1齒)的齒數多一齒，因此當輸入軸32進動一圈時，由於第二環齒52與第一環齒24是呈卡合的狀況，將導致輸出齒輪70以逆時針的方式轉動的角度，使得最後輸出齒輪70只轉動的角度，也就是的角度，達成(N+1)N倍的減速效果。在第二實施例中，第一嚙合面22與第四嚙合面71為同軸設置，使得輸入軸32與輸出軸74可以保持同軸；而第二嚙合面51與第三嚙合面54共同設於轉動齒輪50的相對側，而與前述第一、第四嚙合面22、71呈非同軸。在第一、第二嚙合面22、51，以及第三、第四嚙合面54、71之間均發生進動，藉此發生兩次減速。

需說明的是，第一環齒24的齒數與第二環齒52的齒數須不相等，並且第三環齒55的齒數與第四環齒72的齒數也須不相等，如此可透過轉動齒輪50的進動而達成減速的效果。但當第二環齒52的齒數(例如N齒)和第三環齒55的齒數(例如N齒)相等時，第一環齒24的齒數(例如N-1齒)不能相等於第二環齒52的齒數(例如N-1齒)，避免輸出軸74停止轉動(亦即減速比為無限大)。

另外，當第二環齒52的齒數是大於第一環齒24的齒數時，可以讓第三環齒55的齒數也大於第四環齒72的齒數，使得第一環齒24與第二環齒52所達成的減速效果和第三環齒55與第四環齒72所達成的減速效果可以加乘，加強減速效果。而且，當第一環齒24與第二環齒52之間的減速比越是接近於第三環齒55與第四環齒72之間的減速比，且二者相對於機箱10 的轉動方向是相反時，減速效果將達到最好。類似地，當第二環齒52的齒數是小於第一環齒24的齒數時，可以讓第三環齒55的齒數也小於第四環齒72的齒數，如此也可以加強減速效果。

最後，嚙合面的設計非以環齒為限，能達成咬合即可。

必須再次說明的是，本發明於前述實施例中所揭露的構成元件僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，舉凡其他等效元件的替代變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

1‧‧‧減速機構

10‧‧‧機箱

12‧‧‧箱體

14‧‧‧端蓋

16‧‧‧孔

20‧‧‧固定齒輪

22‧‧‧第一嚙合面

24‧‧‧第一環齒

26‧‧‧通孔

32‧‧‧輸入軸

34‧‧‧軸承套

40‧‧‧軸承

50‧‧‧轉動齒輪

51‧‧‧第二嚙合面

52‧‧‧第二環齒

53‧‧‧橫軸

56‧‧‧通孔

60‧‧‧輸出軸

62‧‧‧銜接部

A‧‧‧軸心

Claims (10)

1. 一種減速機構，包含有：一機箱；一固定齒輪，固設於該機箱內並具有一第一嚙合面、以及設於該第一嚙合面之一第一環齒；該固定齒輪具有一通孔；一輸入軸，穿過該通孔並與該固定齒輪同軸地設置於該機箱；該輸入軸的一端固設有一軸承套，該軸承套的軸心與該輸入軸呈非同軸地設置；一轉動齒輪，可轉動的同軸地套接該軸承套，該轉動齒輪具有一橫軸，而且該轉動齒輪具有一第二嚙合面、以及設於該第二嚙合面並嚙合該第一環齒之一第二環齒；該第一環齒與該第二環齒的齒數不相等；以及一輸出軸，可轉動地穿設於該機箱並且該輸出軸的一端設有一銜接部銜接該橫軸。
2. 如請求項1所述的減速機構，其中該第一環齒與該第二環齒的齒數相差為一。
3. 如請求項2所述的減速機構，其中該第二環齒的齒數比該第一環齒的齒數多一齒。
4. 如請求項1至3任一項所述的減速機構，其中該轉動齒輪為一傘形齒輪；該橫軸是位於傘形齒輪的一錐尖點處。
5. 如請求項4所述的減速機構，其中該轉動齒輪是透過一軸承套接該軸承 套，且該軸承與該軸承套整合為一體。
6. 一種減速機構，包含有：一機箱；一固定齒輪，固設於該機箱內並具有一第一嚙合面、以及設於該第一嚙合面之一第一環齒；該固定齒輪有具有一通孔；一輸入軸，穿過該通孔並與該固定齒輪同軸地設置於該機箱；該輸入軸的一端固設有一軸承套；該軸承套的軸心與該輸入軸呈非同軸地設置；一轉動齒輪，可轉動的同軸地套接該軸承套，該轉動齒輪具有相對的一第二嚙合面、一第三嚙合面、以及分別設於該第二嚙合面與該第三嚙合面之一第二環齒與一第三環齒，該第二環齒嚙合該第一環齒；以及一輸出齒輪，可轉動地設於該機箱並與該固定齒輪同軸地設置，該輸出齒輪具有相對的一第四嚙合面與一側面、以及設於該第四嚙合面並嚙合該第三環齒之一第四環齒，該輸出齒輪具有一輸出軸同軸設於該側面；其中，該第一環齒與該第二環齒的齒數不相等且該第三環齒與該第四環齒的齒數不相等。
7. 如請求項6所述的減速機構，其中該第二環齒與該第三環齒的齒數相等時，該第一環齒與該第四環齒的齒數不相等。
8. 如請求項6所述的減速機構，其中該第一環齒與該第三環齒的齒數相等，該第二環齒的齒數比該第一環齒的齒數多一齒，並且該第四環齒的齒數比該第三環齒的齒數少一齒。
9. 如請求項6所述的減速機構，其中當該第二環齒的齒數是大於該第一環齒的齒數時，該第三環齒的齒數大於該第四環齒的齒數；當該第二環齒的齒數是小於該第一環齒的齒數時，該第三環齒的齒數小於該第四環齒的齒數。
10. 如請求項7至9其中任一項所述的減速機構，其中該轉動齒輪是透過一軸承套接該軸承套，且該軸承與該軸承套整合為一體。