TWI750491B - 諧波減速裝置 - Google Patents
諧波減速裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI750491B TWI750491B TW108126287A TW108126287A TWI750491B TW I750491 B TWI750491 B TW I750491B TW 108126287 A TW108126287 A TW 108126287A TW 108126287 A TW108126287 A TW 108126287A TW I750491 B TWI750491 B TW I750491B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- rigid
- ring
- double
- cycloid
- teeth
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Retarders (AREA)
Abstract
一種諧波減速裝置,係剛性的傳動,與撓性傳動的技術不同,沒有柔輪、沒有撓性軸承、更沒有橢圓凸輪。本發明係由激波器、剛性杯環及剛性環輪等三項基本零件構成;該激波器,係由一雙圓弧偏心凸輪與鋼性滾珠軸承組成;該剛性杯環,係在開口端外環凸起部銑製形成一雙擺線行星齒輪,杯底的凸緣環列複數鋼珠弧槽,通常以鋼珠與輸出軸連結;該剛性環輪,係在內周銑製形成一太陽齒輪,兩側可與外殼連結固定。本發明目的在改善撓性諧波減速裝置的缺陷,使製造簡單,成本更進一步降低,產品更實用普及。
Description
本發明與諧波減速裝置有關,尤其一種剛性的諧波減速裝置。
請參閱第一圖,先前技術的諧波減速機,係一種應用金屬彈性力學的減速裝置,僅由波產生器01、彈性杯環02、剛性環輪03等三項基本零件構成。其中,該波產生器01,係由橢圓凸輪01-3與外環的撓性滾珠軸承01-1構成,軸承的內環固定於橢圓凸輪01-3上,利用滾珠介於其中之故,產生外環彈性變形;該彈性杯環02,係一杯狀薄壁的金屬彈性體,在外周開口端局部形成漸開線外齒輪02-1,杯底凸緣02-2用來連結輸出軸;該剛性環輪03,在其內周形成漸開線內齒輪03-1,內齒數比外齒數多2齒,該剛性環輪03,可與外殼連結固定;請參閱第二圖,該波產生器01利用凸輪的撓曲,使彈性杯環02跟隨撓曲,使在長軸位置與剛性環輪03的內齒輪嚙合,但在短軸位置的齒輪處於脫離狀態;當波產生器01轉一圈,彈性杯環02反向轉兩圈,構造簡單,但僅適用於高減速比傳動,背隙小,廣泛用於精密機器,例如機器人第4、第5關節及輕負荷機械手臂等。
然而,彈性杯環02及撓性滾珠軸承01-1材料的選擇,及成形技術難度頗高,且需模組化量產,損益纔能平衡,成本高就較難普及推
廣,而薄型滾珠軸承、彈性杯環,嚙合時的反覆擠壓,總是容易金屬疲勞,或在彈力不均下,且該撓性外齒輪韌度比鋼性內齒輪差,極易磨損,尤其在油脂潤滑的高速運轉更甚,使用壽命縮短,且高減速比傳動齒輪小,但容許扭矩相對需要較大,反其道而行,加速齒輪崩損,且適用減速比範圍,僅能高減速比使用;因此,需要一可適量生產,製造簡單,成本低,又可改善該撓形傳動瑕疵的諧波減速裝置。
基於上述,本發明提供一種諧波減速裝置,是以剛性傳動取代撓性傳動,以擺線齒輪取代漸開線齒輪,以雙圓弧偏心凸輪取代橢圓凸輪,捨棄彈性杯環、撓性滾珠軸承、以及橢圓凸輪等撓性傳動的基本零件,請參閱第三圖,包括:一激波器04,係由雙圓弧偏心凸輪04-6與剛性滾珠軸承04-7構成;一剛性環輪03,於內周銑製一羣擺線內齒03-3形成的太陽齒輪04-13,通常與外殼連結固定;一剛性杯環04-10、係杯形環狀金屬體,在開口端外周凸起部銑製一羣擺線外齒04-1形成的雙擺線行星齒輪04-12,該剛性滾珠軸承04-7連同雙圓弧偏心凸輪04-6,套設在剛性杯環04-內的階梯部04-11,杯底凸緣02-2設有複數鋼珠弧槽04-3,係以剛珠04-5與輸出軸連結。
前述雙圓弧偏心凸輪04-12,加工方便且精準,可獲得極高的幾何精度,且比橢圓凸輪01-3嚙合區更大,運轉更圓滑順暢,而該雙擺線行星齒輪04-12,係一羣擺線外齒04-1,依雙圓弧偏心凸輪04-12的外廓銑成,其與外環太陽齒輪04-13的擺線內齒03-3嚙合,極類似橢圓凸輪01-3撓曲漸開線外齒輪02-1與外環漸開線內齒輪03-1嚙合的樣態。
依此,本發明沒有材料選擇,沒有成型技術的困擾,沒有彈性疲勞,容易崩損等撓性傳動的缺陷,少量多樣或多樣少量生產,隨心所欲,製造成本當然可進一步的降低,且無論高或低減速比都可適用,減速比傳動範圍廣泛,而且鋼性的擺線齒型,齒腹短重心低,所以耐衝擊,耐磨耗,不易崩損,承受扭矩自然增加,壽命長,背隙小,小型化。
01:波產生器
01-1:撓性滾珠軸承
01-2:入力軸套
01-3:橢圓凸輪
01-5:軸用扣環
01-6:迫緊插件
02:彈性杯環
02-1:漸開線外齒輪
02-2:凸緣
02-3:凸緣螺孔
03:剛性環輪
03-1:漸開線內齒輪
03-2:環輪螺孔
03-3:擺線內齒
04:激波器
04-1:擺線外齒
04-2:圓板墊片
04-3:鋼珠弧槽
04-4:凸輪軸套
04-5:鋼珠
04-6:雙圓弧偏心凸輪
04-7:剛性滾珠軸承
04-8:鍵槽
04-13‧‧‧太陽齒輪
L‧‧‧杯環深度
261‧‧‧第一滾珠軸承
262‧‧‧第二滾珠軸承
27‧‧‧機壁
251‧‧‧第一行星齒輪
252‧‧‧第二行星齒
291‧‧‧第一軸銷孔
292‧‧‧第二軸銷孔
293‧‧‧輸出軸
294‧‧‧間隔環
295‧‧‧油封軸套
296‧‧‧馬達蓋板
297‧‧‧出力軸殼
298‧‧‧馬達
299‧‧‧六角承窩螺栓
300‧‧‧油封
301‧‧‧孔用扣環
e‧‧‧偏心距
第一圖係先前技術諧波減速裝置三構件的傳動示意圖。
第二圖係第一圖先前技術諧波減速裝置在B-B位置的剖面示意圖。
第三圖係本發明諧波減速裝置三構件的傳動示意圖。
第四圖係本發明第三圖諧波減速裝置在A-A位置的剖面意圖。
第五圖係習用的擺線行星齒輪傳動示意圖。
第六圖係本發明根據第五圖建構形成的雙擺線行星齒輪示意圖。
第七圖係本發明出力軸型諧波減速裝置的實施例。
以下依所附圖示,詳細說明本發明實施例其中一例,三項基本零件,的實施型態。
請參閱第三圖,一種諧波減速裝置,包括:一激波器04,一剛性杯環04-10,及一剛性環輪03等三項基本零件構成;其中,該激波器04,係由雙圓弧偏心凸輪04-6與剛性滾珠軸承04-7構成,套設在剛性杯環04-10開口端內的階梯部04-11;一剛性杯環04-10,係杯狀環型剛性金屬體,在開口端外周凸起部,銑製一羣擺線外齒04-1形成的雙擺線行星齒輪04
-12,底部凸緣02-2,環列複數鋼珠弧槽04-3,該鋼珠弧槽04-3深度略少於鋼珠半徑,外徑略大於鋼珠直徑加兩倍偏心距,係以剛珠與輸出軸連結;一剛性環輪03,該剛性環輪03兩側通常與外殼連結固定,其在內周銑製一羣擺線內齒03-3形成的太陽齒輪04-13,環列在雙擺線行星齒輪04-12外環,其中,該擺線內齒03-3與擺線外齒04-1的齒徑相同,且內齒數比外齒數略多,在高減比傳動為2齒,在低減速比傳動至少2齒以上,該太陽齒輪04-13寬度略大於雙擺線行星齒輪04-12寬度,而且都是剛性的齒輪。
請參閱第四圖,其中,該激波器04,係利用雙圓弧偏心凸輪04-6的激動,使剛性杯環04-10外周凸起部雙擺線行星齒輪04-12的擺線外齒04-1,嚙合外環剛性環輪03內周太陽齒輪04-13的擺線內齒03-3,進行多齒差傳動,使該剛性杯環03反向產生擺動旋轉,在A和C區範圍內,該擺線外齒04-1與擺線內齒03-3接觸嚙合,而於B和D區範圍內,該擺線外齒04-1與擺線內齒03-3則處於脫離狀態,嚙合狀態極似橢圓凸輪01-3,使漸開線外齒輪02-1撓曲嚙合該漸開線外齒輪03-1之樣態;在高減速比傳動,擺線內齒多於擺線外齒2齒,當激波器04轉1圈,鋼性杯環04-10反向轉2圈,在低減速比傳動,設若擺線內齒大於擺線外齒3齒,當激波器04轉1圈,該剛性杯環04-10反向轉3圈,依此類推,構造精簡。
請參閱第五圖,係習用二擺線行星齒輪251、252的傳動示意圖,該二擺線行星齒輪251、252同時擺動旋轉,各自在對稱嚙合區與外環擺線內齒03-3接觸嚙合,但二擺線行星齒輪251、252所占軸向空間大,且同心度容或有些落差,不若單一的雙擺線行星齒輪04-12精準,例如第六圖的雙擺線行星齒輪04-12,係擺線外齒04-1,依雙圓弧偏心凸輪04-6的外廓對
稱排列銑成,雙圓弧即為該二擺線行星齒輪的節圓直徑,請參閱第六圖,將二排行星齒輪251;252轉換形成一排04-12,可保持原有二排行星齒輪對稱嚙合的傳動效果,具有相同的中心、節徑、偏心距、功能等,所形成的雙擺線行星齒輪04-12自然精確,且軸向長度約略可縮短一半,是一種新式的雙擺線行星齒輪04-12,同樣可應用在他種減速傳動裝置。
請參閱第四圖,該雙圓弧偏心凸輪,外周套設一凸輪軸套,係利用該凸輪軸套04-4外周為真圓狀,可被套設進雙圓弧偏心凸輪04-6外周形成一體;該雙圓弧偏心凸輪04-6,外周銑有雙圓弧偏心凸輪04-6外廓,而配套的凸輪軸套04-4,在其內周也銑有相同的雙圓弧偏心凸輪04-6外廓,使該凸輪軸套04-4能配合套進行成一體,該凸輪中心為貫穿孔附有鍵槽04-8,用來承接馬達輸出軸驅動使用;由於該剛性滾珠軸承04-7內環是真圓形狀,且為剛性體,而雙圓弧偏心凸輪外廓,並非真圓形狀,設若直接套進鋼性滾珠軸承04-7內環,外圓將無法完全接觸鋼性滾珠軸承04-7內環,將使凸輪無法完成確切動作,為此,本發明特將該雙圓弧偏心凸輪04-6外廓,套設該凸輪軸套,並不影響傳動精度。
請參閱第三圖,其中,該剛性杯環04-10,不具彈性金屬特性,隸屬普通金屬材質,選材單純,可藉熱鍛粗坯成形後加工,若少量多樣生產,則可直接車削成型,製造簡單,打樣容易,儲料方便,成本自然會降低,而且杯環深度L可根據需要伸縮,軸向長度可更短,且該嚙合的擺線齒型均具短幅圓弧狀,齒腹短重心低,不易崩毀,耐衝擊耐磨耗,而在高減速比傳動之齒徑小,尤其二齒差傳動更小,銑製有困難時,可逕行採用線切割成形,省卻硬化後的研磨處理,精準快速,價位也合理。
請參閱第七圖,下述說明係利用前述,三項基本零件,衍生出的商品實施例其中一例,出力軸型諧波減速裝置,的實施形態。
本實施例的組裝過程如下:該出力軸殼297先壓進第一滾珠軸承261,置放間隔環294後,壓進第二滾珠軸承262,並在第二滾珠軸承262外環置入孔用扣環301,然後將該輸出軸293壓進該第二滾珠軸承262內,當壓進第二滾珠軸承262時,應將間隔環294對準輸出軸293,通常該間隔環294是鬆動配合容易套進,然後再壓進到底,完成輸出軸段工作,本說明在安裝時應以直立方式進行,接著將複數剛珠04-5置放入在輸出軸293凸緣上環列的剛珠孔內,使剛性杯環04-10凸緣的鋼珠弧槽04-3對準前述複數鋼珠04-5,並將圓板墊片04-2套進輸出軸293右端貫穿凸緣02-2內孔突出部分,對準螺絲孔02-3,以六角承窩螺栓299鎖緊連結輸出軸293與該圓板墊片04-2,該圓板墊片04-2與凸緣02-2內面並未接觸,且鎖緊的六角承窩螺栓299也未與凸緣螺孔02-3接觸,僅作為該複數鋼珠04-5齒隙調整使用,使輸出軸293與圓板墊片04-2可同步旋轉,而凸緣02-2僅在兩者間擺動低速旋轉,然後依序套進剛性環輪03、馬達蓋板296、馬達或其他動力系統,再以六角承窩螺栓299連結固定,最後從該輸出軸293左端,壓進油封301及油封軸套295,完成該,出力軸型諧波減速裝置,的組裝工作。
上述該,出力軸型諧波減速裝置,之動態說明如下:首先,啟動馬達使輸出軸轉動,激動該雙圓弧偏心凸輪04-6,驅動剛性杯環04-10外周雙擺線行星齒輪04-12的擺線外齒04-1嚙合太陽齒輪04-13的擺線03-3,使該剛性杯環04-10反向擺動旋轉,擺動凸緣02-2鋼珠弧槽04-3嚙合輸出軸293凸緣部環列的複數鋼珠04-5,並對鋼珠中心,進行偏心旋轉,無齒隙的
傳輸減速後的相對位移及其扭矩。
本發明係利用雙圓弧偏心凸輪,來激動外環雙擺線行星齒輪嚙合太陽齒輪,進行剛性傳動的諧波減速裝置,容許扭矩大,耐衝擊耐磨耗,減速比範圍廣,製造簡單,成本低,適用需要高精度精密減速裝置的自動化設備。
01-6‧‧‧迫緊插件
02-2‧‧‧凸緣
02-3‧‧‧凸緣螺孔
03‧‧‧剛性環輪
03-2‧‧‧環輪螺孔
04‧‧‧激波器
04-3‧‧‧鋼珠弧槽
04-4‧‧‧凸輪軸套
04-6‧‧‧雙圓弧偏心凸輪
04-7‧‧‧滾珠軸承
04-8‧‧‧鍵槽
04-9‧‧‧軸用扣環
04-10‧‧‧剛性杯環
04-11‧‧‧階梯部
04-12‧‧‧雙擺線行星齒輪
04-13‧‧‧太陽齒輪
L‧‧‧杯環深度
Claims (8)
- 一種諧波減速裝置,包括:一剛性杯環,係杯狀環型剛性金屬體,在開口端外周凸起部,銑製一羣擺線外齒形成的雙擺線行星齒輪,底部凸緣,環列複數鋼珠弧槽,係以鋼珠與輸出軸連結;一激波器,係由雙圓弧偏心凸輪與剛性滾珠軸承構成;套設在剛性杯環開口端內的階梯部;一剛性環輪,該剛性環輪兩側可與外殼連結固定,其在內周銑製一羣擺線內齒形成的太陽齒輪,環列在所述雙擺線行星齒輪外環;其中,該激波器,係利用該雙圓弧偏心凸輪的激動,使該剛性杯環外周凸起部所述雙擺線行星齒輪的該擺線外齒,嚙合外環該剛性環輪內周所述太陽齒輪的該擺線內齒,進行多齒差傳動,使該剛性杯環反向產生擺動旋轉。
- 如申請專利範圍第1項所述之諧波減速裝置,其中,該雙圓弧偏心凸輪,外周套設一凸輪軸套,係利用該凸輪軸套外周為真圓狀,可被套設進該雙圓弧偏心凸輪外周形成一體。
- 如申請專利範圍第1項所述之諧波減速裝置,其中,內齒數比外齒齒數略多,在高減比傳動為2齒,在低減速比傳動至少2齒以上。
- 如申請專利範圍第1項所述之諧波減速裝置,其中,該擺線內齒與擺線外齒的齒徑相同。
- 如申請專利範圍第1項所述之諧波減速裝置,其中,該雙擺線行星齒輪的行成,係擺線外齒,依雙圓弧偏心凸輪的外廓對稱排列銑成,雙圓弧即為該二擺線行星齒輪的節圓直徑。
- 如申請專利範圍第2項所述之諧波減速裝置,其中,該雙圓弧偏心凸輪,外周銑有雙圓弧偏心凸輪外廓,而配套的凸輪軸套,在內周也銑有相同的雙圓弧偏心凸輪外廓。
- 如申請專利範圍第1項所述之諧波減速裝置,其中,該太陽齒輪寬度略大於雙擺線行星齒輪寬度,而且都是剛性的齒輪。
- 如申請專利範圍第1項所述之諧波減速裝置,其中,該剛性杯環,不具性金屬特性,隸屬普通金屬材質,而且杯環深度L可根據需要伸縮,軸向長度可更短。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW108126287A TWI750491B (zh) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 諧波減速裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW108126287A TWI750491B (zh) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 諧波減速裝置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202104772A TW202104772A (zh) | 2021-02-01 |
TWI750491B true TWI750491B (zh) | 2021-12-21 |
Family
ID=75745106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW108126287A TWI750491B (zh) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 諧波減速裝置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TWI750491B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101029676A (zh) * | 2006-03-01 | 2007-09-05 | 本田技研工业株式会社 | 谐波齿轮装置 |
CN101070898A (zh) * | 2006-05-12 | 2007-11-14 | 本田技研工业株式会社 | 波动齿轮装置 |
CN102072282A (zh) * | 2007-05-08 | 2011-05-25 | 徐定红 | 行星轮齿传动 |
-
2019
- 2019-07-23 TW TW108126287A patent/TWI750491B/zh active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101029676A (zh) * | 2006-03-01 | 2007-09-05 | 本田技研工业株式会社 | 谐波齿轮装置 |
CN101070898A (zh) * | 2006-05-12 | 2007-11-14 | 本田技研工业株式会社 | 波动齿轮装置 |
CN102072282A (zh) * | 2007-05-08 | 2011-05-25 | 徐定红 | 行星轮齿传动 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202104772A (zh) | 2021-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107588177B (zh) | 一种摆线针轮谐波传动装置 | |
US5701671A (en) | Method for machining a reduction or step-up gear | |
US4850247A (en) | Y type planetary gearing | |
US10415672B2 (en) | Drives with partial cycloid teeth profile | |
CN111022608B (zh) | 一种双级正弦锤形滚柱活齿减速器 | |
CN103883683A (zh) | 单级硬齿面摆线钢球行星减速机 | |
JP5844628B2 (ja) | 遊星歯車装置および遊星歯車装置の製造方法 | |
CN110259890B (zh) | 一种轴向激波活齿减速器 | |
WO2011093743A1 (ru) | Эксцентриково-циклоидальное зацепление зубчатых профилей (варианты) | |
TWI750491B (zh) | 諧波減速裝置 | |
KR102336717B1 (ko) | 이중 편심 구조의 감속기 | |
KR102154787B1 (ko) | 이중 편심 구조의 감속기 | |
CN109780163B (zh) | 一种往复式圆柱正弦端面活齿减速器 | |
US3857152A (en) | Toothed coupling for rotatable members | |
US8651992B2 (en) | Speed reducer, robot hand and robot | |
US8613143B2 (en) | Beveloid planetary gear drive for transfer case or transmission | |
CN112065950A (zh) | 一种高重合度内啮合齿轮及以其为传动核心的rv减速机 | |
CN108533695B (zh) | 一种可调式变齿厚摆线针轮传动装置 | |
CN111043275A (zh) | 一种小型双级锤形滚柱活齿减速器 | |
CN211501500U (zh) | 差动摆线针轮变速装置 | |
US3803872A (en) | Toothed coupling for rotatable members | |
JP2000097295A (ja) | 内接式遊星歯車減速機 | |
CN110657222A (zh) | 一种少齿差行星齿轮传动结构 | |
CN103883693A (zh) | 二级硬齿面摆线钢球行星减速机 | |
TWM579232U (zh) | 複差動減速器 |