TWM454479U - 行星齒輪減速機 - Google Patents

Description

行星齒輪減速機

本創作係與傳動裝置有關，特別是指一種行星齒輪減速機。

在與機械相關的應用領域裡，例如工具機、自動化生產設備、車輛載具、電動/氣動手工具，或是家電產品等，通常都會利用動力源與齒輪傳動裝置相互搭配使用，藉以提供高扭矩低轉速的動力特性，讓各類產品可供人們有效地使用與操作。

目前的齒輪傳動裝置，若是減速比的需求約在10以下，常會使用單級平行軸式正齒輪減速機或是行星齒輪式減速機。而當需要較高的減速比，則必須使用多級減速之齒輪減速機。另外亦有具高減速比之齒輪傳動裝置，例如蝸輪蝸桿減速機、諧和驅動器(Harmonic Drive)，或是賽樂式減速機(Cyclo Drive)。其中單級蝸輪蝸桿減速機之減速比約為30~60，但傳動效率不佳(僅約50~60%)。賽樂柱減速機傳動效率雖較佳(僅約70%)，但成本高、減速比亦僅約30~50左右。諧和驅動器則可具有較高的減速比(約100~200)，傳動效率也達60%，然而其成本比賽樂柱減速機高，結構又為撓性機構，無法傳遞較大的動力，一般僅用於機械手臂關節處。

因此，現有可達成高減速比之齒輪傳動裝置，皆會產生構造複雜、製造成本高，以及傳動效率不佳與輸出扭矩小的問題。再者，隨著伺服馬達之轉速越來越高，為了因應使用需求，某些場合必須使用減速比高達200~500以上的減速機，且減速 機的體積必須控制在一定的尺寸內，目前的齒輪傳動裝置亦無法滿足此減速需求，造成設計上的困難與不便。

因此，本創作之主要目的在於提供一種行星齒輪減速機，其可彈性地產生出低、中、高等不同減速比，且整體結構較為穩固，體積較小。

為達成上述目的，本創作所提供之行星齒輪減速機，包含有至少一太陽齒輪、一齒輪架、若干第一齒輪、若干第二齒輪、一第一環齒輪，以及一第二環齒輪；該齒輪架具有一中心孔，以及沿該中心孔平行間隔設置之一第一固定部、一第二固定部與一第三固定部，該太陽齒輪係設於該中心孔內；各該第一齒輪係可旋轉地設於該齒輪架之第一及第二固定部之間，且與該太陽齒輪相互嚙合；各該第二齒輪係可旋轉地設於該齒輪架之第二及第三固定部之間，且與該太陽齒輪相互嚙合；而該二環齒輪係分別嚙合於該等第一齒輪與該等第二齒輪。利用上述技術特徵，本創作所設置之第一及第二齒輪可視使用需求而具有相同或是不同的數量，而且第一及第二環齒輪分別嚙合於第一及第二齒輪，不但可以減少第一及第二齒輪因相位誤差問題造成的裝配困難現象，也能夠消除二環齒輪運轉之干涉問題。再者，齒輪架分別設置第一與第二齒輪，使整體結構更為穩固、緊密與輕量化，有效地縮減體積。

以下將藉由所列舉之實施例配合隨附圖式，詳細說明本創作之技術內容及特徵，其中：第一圖為本創作第一較佳實施例所提供行星齒輪減速機之立體分解圖；第二圖為本創作第一較佳實施例所提供行星齒輪減速機之剖視圖；第三圖為本創作第二較佳實施例所提供行星齒輪減速機之立體分解圖；第四圖為本創作第二較佳實施例所提供行星齒輪減速機之剖視圖；以及第五圖為本創作第三較佳實施例之立體分解圖。

請參閱第一及第二圖所示，本創作第一較佳實施例之行星齒輪減速機10，包含有一太陽齒輪12、一齒輪架20、若干第一齒輪40、若干第二齒輪42、一第一環齒輪50，以及一第二環齒輪52。

該太陽齒輪12藉由一方鍵14定位於一轉軸16，使轉軸16受驅轉時可同步帶動太陽齒輪12旋轉。

該齒輪架20具有一基座22，基座22包括一第二固定部24與一第三固定部26，第二與第三固定部24、26皆為呈環狀之板體，且係以板面相互平行且間隔地設置，二者間並具有四以等角分佈之連結部27，使第二及第三固定部24、26之間形成出四第二容置空間32。第二固定部24相對於第三固定部26之另一板面設有三呈等角分佈之延伸部28，一環狀第一固定部21藉由三螺栓23固定於各延伸部28，使第一、第二及第三固 定部21、24、26之間亦呈相互平行且間隔地設置，第一及第二固定部21、24之間形成出三第一容置空間30，同時於基座22中央形成出一中心孔31，第一及第二容置空間30、32皆環繞於中心孔31。太陽齒輪12設於中心孔31內，轉軸16則沿著中心孔31之中心線延伸。

各第一齒輪40係分別設於齒輪架20之各第一容置空間30，且樞設於穿經第一及第二固定部21、24間之一固定軸41，使第一齒輪40可旋轉地設於齒輪架20，並與太陽齒輪12相互嚙合。各第二齒輪42則設於齒輪架20之各第二容置空間32，且樞設於穿經第二及第三固定部24、26間之固定軸41，同時亦與太陽齒輪12相互嚙合，使太陽齒輪12轉動時可同步帶動齒輪架20之第一及第二齒輪40、42轉動。

該第一及第二環齒輪50、52之內周面分別具有一連續齒形部51、53，二齒形部51、53的齒數可視減速需求而具有1至4齒之齒數差。二環齒輪50、52係套設於齒輪架20，且分別以各齒形部51、53嚙合於第一齒輪40與第二齒輪42。

藉著上述本創作之組成構件，若先使第一環齒輪50固定不轉動，當轉軸16受驅動而使太陽齒輪12轉動時，太陽齒輪12係連同相互嚙合之第一齒輪40與第二齒輪42同步轉動，使第一齒輪40與第二齒輪42分別沿第一環齒輪50及第二環齒輪52之齒形部51、53繞著太陽齒輪12作動。由於第一環齒輪50與第二環齒輪52之齒形部51、53的齒數具有1~4齒數差，且第一環齒輪50為固定狀態，使得第一齒輪40與第二齒輪42利用該齒數差而帶動第二環齒輪52達到一預定之轉動， 再將第二環齒輪52連接至一傳動裝置(圖中未示)，即可達到降低輸出轉速及產生高於轉軸之扭矩之特性。

值得一提的是，本創作可任意使第一環齒輪50或第二環齒輪52其中之一固定不動，若第一環齒輪50固定，即可得到減速比為正之減速效果，第二環齒輪52固定，則可得到減速比為負之減速效果者。

本創作所提供之傳動裝置只需改變太陽齒輪12、第一與第二齒輪40、42，以及第一與第二環齒輪50、52之齒數，即可較為彈性、容易與簡便地達到改變減速比的功效。舉例而言，由於第一齒輪40之數量係為太陽齒輪12之齒數或第一環齒輪50之齒數，以及太陽齒輪12之齒數加上第一環齒輪50之齒數和的公因數。第二齒輪42之數量係為太陽齒輪12之齒數或第二環齒輪52之齒數，以及太陽齒輪12之齒數加上第二環齒輪52之齒數和的公因數。假設太陽齒輪12齒數為24齒，第一環齒輪50之齒數為75齒，第二環齒輪52之齒數為76齒，因而第一齒輪40的數量為三個，第二齒輪42的數量為四個，而每一第一齒輪40與第二齒輪42之齒數皆分別為24齒，再根據相對速度法計算即可得出減速比為312.5。因此，不需變更組成構件，改變第一與第二環齒輪50、52、太陽齒輪12、第一與第二齒輪40、42之齒數，就可以輕易地使本創作達到高減速比。

本創作所設置之第一及第二齒輪40、42可視使用需求而具有相同或是不同的數量，而且第一及第二環齒輪50、52分別嚙合於第一及第二齒輪40、42，不但可以減少第一及第二齒 輪40、42因相位誤差問題造成的裝配困難現象，也能夠消除二環齒輪50、52運轉之干涉問題。再者，齒輪架20利用第二固定部24分別連結第一與第二齒輪40、42，第一及第二齒輪40、42可各自獨立地運轉，使齒輪架20之結構更為穩固、緊密與輕量化，有效地縮減體積。再加上太陽齒輪12、齒輪架20與第一、第二環齒輪50、52皆為同軸設計，動態平衡特性較佳，適用於高減速比與傳遞較大扭矩，運轉噪音也較小。

本創作除了可產生出高減速比之外，亦可依使用需求彈性地變換出其他低、中減速比。如參閱第三及第四圖所示，係為本創作第二較佳實施例所提供之行星齒輪減速機60，其組成構件概同於第一較佳實施例，包含有太陽齒輪61、齒輪架62、若干第一齒輪63、若干第二齒輪64、第一環齒輪65以及第二環齒輪66。特點在於齒輪架62僅具有二環形固定部67，各第一齒輪63與第二齒輪64係同軸且數量一致地設於二固定部67之間，而轉軸68設有二太陽齒輪61。利用上述構件，由於二太陽齒輪61可分別帶動第一及第二齒輪63、64，第一及第二齒輪63、64進而再分別驅轉第一及第二環齒輪65、66。若是其中一太陽齒輪61的齒數為40，另一太陽齒輪61之齒數為36，各第一齒輪63的齒數為18，各第二齒輪64的齒數為22，第一環齒輪65的齒數為76，第二環齒輪66的齒數為80，經由計算可知本實施例之行星齒輪減速機的減速比為20。

再如第五圖所示，係為本創作第三較佳實施例所提供之行星齒輪減速機70，其組成構件概同於第一較佳實施例，特點則在於齒輪架76係具有四呈等角分佈之第一容置空間77，以及 四呈等角分佈之第二容置空間78，第一及第二容置空間77、78之間亦呈錯位狀態。當太陽齒輪73之齒數為36，第一齒輪71之齒數為18，第二齒輪72之齒數為24，第一環齒輪74之齒數為72，第二環齒輪75之齒數為84，第一及第二齒輪71、72之數量則皆為四個，且分設於各第一與第二容置空間77、78。經由計算可知第三實施例中，若是第一環齒輪74固定，第二環齒輪75輸出轉動時，減速比為正21，而若是第二環齒輪75固定，第一環齒輪74輸出轉動時，減速比為負20；因此由上述各實施例可知只要改變各齒輪之齒數，就可彈性地產生出低、中、高等不同減速比，達到本創作之創作目的。

最後，必須再次說明的是，本創作於前揭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，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧行星齒輪減速機

12‧‧‧太陽齒輪

14‧‧‧方鍵

16‧‧‧轉軸

20‧‧‧齒輪架

21‧‧‧第一固定部

22‧‧‧基座

23‧‧‧螺栓

24‧‧‧第二固定部

26‧‧‧第三固定部

27‧‧‧連結部

28‧‧‧延伸部

32‧‧‧第二容置空間

30‧‧‧第一容置空間

31‧‧‧中心孔

40‧‧‧第一齒輪

41‧‧‧固定軸

42‧‧‧第二齒輪

50‧‧‧第一環齒輪

52‧‧‧第二環齒輪

51、53‧‧‧齒形部

60‧‧‧行星齒輪減速機

61‧‧‧太陽齒輪

62‧‧‧齒輪架

63‧‧‧第一齒輪

64‧‧‧第二齒輪

65‧‧‧第一環齒輪

66‧‧‧第二環齒輪

67‧‧‧固定部

68‧‧‧轉軸

70‧‧‧行星齒輪減速機

71‧‧‧第一齒輪

72‧‧‧第二齒輪

73‧‧‧太陽齒輪

74‧‧‧第一環齒輪

75‧‧‧第二環齒輪

76‧‧‧齒輪架

77‧‧‧第一容置空間

78‧‧‧第二容置空間

第一圖為本創作第一較佳實施例所提供行星齒輪減速機之立體分解圖；第二圖為本創作第一較佳實施例所提供行星齒輪減速機之剖視圖；第三圖為本創作第二較佳實施例所提供行星齒輪減速機之立體分解圖；第四圖為本創作第二較佳實施例所提供行星齒輪減速機之剖視圖；以及第五圖為本創作第三較佳實施例之立體分解圖。

10‧‧‧行星齒輪減速機

12‧‧‧太陽齒輪

14‧‧‧方鍵

16‧‧‧轉軸

21‧‧‧第一固定部

22‧‧‧基座

23‧‧‧螺栓

24‧‧‧第二固定部

26‧‧‧第三固定部

27‧‧‧連結部

28‧‧‧延伸部

32‧‧‧第二容置空間

30‧‧‧第一容置空間

31‧‧‧中心孔

40‧‧‧第一齒輪

41‧‧‧固定軸

42‧‧‧第二齒輪

50‧‧‧第一環齒輪

52‧‧‧第二環齒輪

51、53‧‧‧齒形部

Claims (7)

1. 一種行星齒輪減速機，包含有：一太陽齒輪；一齒輪架，具有一中心孔，以及沿該中心孔同軸且相互平行間隔設置之一第一固定部、一第二固定部與一第三固定部，該太陽齒輪係設於該中心孔內；至少二第一齒輪，係可旋轉地設於該齒輪架之第一及第二固定部之間，且與該太陽齒輪相互嚙合；至少二第二齒輪，係可旋轉地設於該齒輪架之第二及第三固定部之間，且與該太陽齒輪相互嚙合；以及一第一及第二環齒輪，係分別嚙合於該等第一齒輪與該等第二齒輪。
2. 如請求項1所述之行星齒輪減速機，其中該第一齒輪之數量係為該太陽齒輪之齒數與該第一環齒輪之齒數和，以及該太陽齒輪齒數或該第一環齒輪齒數之公因數。
3. 如請求項1所述之行星齒輪減速機，其中該第二齒輪之數量係為該太陽齒輪之齒數與該第二環齒輪之齒數和，以及該太陽齒輪齒數或該第二環齒輪齒數之公因數。
4. 如請求項1所述之行星齒輪減速機，其中該第一及第二環齒輪之齒數差大於1。
5. 如請求項1所述之行星齒輪減速機，其中各該第一齒輪係同軸於各該第二齒輪。
6. 如請求項1所述之行星齒輪減速機，其中各該第一齒輪係非同軸於各該第二齒輪。
7. 如請求項1所述之行星齒輪減速機，其中另包括有一轉軸，該轉軸穿設於該太陽齒輪，用以帶動該太陽齒輪旋轉。