TWM580638U - 一種內齒柔輪減速機 - Google Patents

Abstract

本創作公開了一種內齒柔輪減速機，其包括：行星輪組，所述行星輪組上設置有第一嚙合部和第二嚙合部；內齒圈，所述內齒圈與行星輪組的第一嚙合部連接；柔輪，所述柔輪內壁上設置有內齒部，所述內齒部與行星輪組的第二嚙合部連接；以及外殼，所述外殼內設置有容置空間，所述行星輪組、內齒圈和柔輪設置在容置空間內。本創作具有較高的嚙合強度，可以降低零件加工精度要求同時達成高精度輸出，製備成本低，並且齒輪磨損較小，可逆性較佳

Description

一種內齒柔輪減速機

本創作涉及減速機領域，具體涉及一種內齒柔輪減速機

減速機在原動機和工作機或執行機構之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用，是一種相對精密的機械。使用它的目的是降低轉速，增加轉矩。它的種類繁多，型號各異，不同種類有不同的用途，其中行星減速機和諧波減速機為常用的種類。

行星減速機由一個內齒環緊密結合於齒箱殼體上，環齒中心有一個自外部動力所驅動的太陽齒輪，介於兩者之間有一組由多顆齒輪組合於行星架上的行星齒輪組，行星架上設置有輸出軸，當動力驅動太陽齒時，可帶動行星齒輪自轉，並循著內齒環的軌跡沿中心公轉，行星齒輪的旋轉帶動輸出軸輸出動力；特別是一種齒差行星減速機，可以做到比普通行星減速機更大的減速比，其具有兩層內齒圈，行星輪數量為A，此時A為>=2的任意整數，行星輪同時咬合此兩層內齒，其中一個內齒圈是標準齒型，其齒數假設為N，另一個內齒圈則為變異齒型，其齒數為N+A或N-A，兩個內齒圈因為有齒差，從而形成輸出；但是其具有不可避免的缺陷存在：1.嚙合強度較弱：其中變異齒型的內齒圈，與行星輪嚙合時，齒型無法完整嚙合，為局部接觸，且嚙合的齒數較少，因此導致嚙合強度不足，承載扭力下降；2.背隙較大：由於變異齒型的內齒圈無法與行星輪完整嚙合，也容易產生較大的齒背隙，若要改善背隙，則需要更高的加工精度； 3.齒輪磨損較大：變異齒型的內齒圈與行星輪嚙合傳動時，同時有滾動摩擦與滑動摩擦，導致齒輪容易磨損。

諧波減速機有一層內齒圈，其齒數為N，一個波發生器，其波數為A，且A為>=2的任意整數，一個外齒柔輪，其齒數為N-A，使用時波發生器將外齒柔輪頂出，使柔輪尖點位置的外齒與內齒圈咬合，因兩者之間有齒差，從而形成輸出，諧波齒輪減速器具有高精度、高承載力等優點，和普通減速器相比，由於使用的材料要少50%，其體積及重量至少減少1/3；但是其具有不可避免的缺陷存在：1.加工精度要求極高，允許零件公差小：其背隙由內齒圈與柔輪外齒的嚙合緊密度決定，因此對於內齒圈，波發生器，柔輪外齒的尺寸要求極高，使之達到緊密嚙合的效果；2.啟動轉矩較大，須增加形變軸承的成本：在波發生器與柔輪內壁之間，需要加裝一個可形變軸承來減少波發生器與柔輪內壁的摩擦，因此在啟動瞬間，需要同時使形變軸承及柔輪產生型變，導致啟動轉矩偏大，而形變軸承的存在也增加了成本；3.可逆性較差：在某些需要輸出端逆向輸入時，由於較高的啟動轉矩成為較高的握緊力，因此需要更高的逆向輸入扭力才能運轉，容易傷害齒輪，導致使用條件受限。

本創作要解決的技術問題是提供一種內齒柔輪減速機，具有較高的嚙合強度，可以降低零件加工精度要求同時達成高精度輸出，製備成本低，並且齒輪磨損較小，可逆性較佳。

為了解決上述技術問題，本創作提供了一種內齒柔輪2減速機，其包括：行星輪組1，所述行星輪組1上設置有第一嚙合部11和第二嚙合部12；內齒圈13，所述內齒圈13與行星輪組1的第一嚙合部11連接； 柔輪2，所述柔輪2內壁上設置有內齒部21，所述內齒部21與行星輪組1的第二嚙合部12連接；以及外殼3，所述外殼3內設置有容置空間，所述容置空間設有所述內行星輪組1和柔輪2。

進一步的，所述行星輪組1包括至少兩個行星動力輪14，所述行星動力輪14與柔輪2的內齒部21嚙合連接，所述柔輪2在行星動力輪14的嚙合支撐下發生形變。

進一步的，所述行星輪組1還包括支撐輪15，所述支撐輪15的數量與行星動力輪14的數量一致，所述支撐輪15設置在相鄰的兩個行星動力輪14之間，所述支撐輪15抵接設置在柔輪2的內齒部21上。

進一步的，所述行星動力輪14表面設置有第一齒牙部141和第二齒牙部142，多個所述行星動力輪14的第一齒牙部141配合形成第一嚙合部11，多個所述行星動力輪14的第二齒牙部142配合形成第二嚙合部，所述第一齒牙部141的齒牙數量與第二齒牙部142的齒牙數量一致或者第一齒牙部141的齒牙數量大於第二齒牙部142的齒牙數量或者第一齒牙部141的齒牙數量小於第二齒牙部142的齒牙數量。

進一步的，所述支撐輪15表面設置有第三齒牙部151，所述第三齒牙部151與柔輪2的內齒部21嚙合連接。

進一步的，所述支撐輪15表面還設置有第四齒牙部152，所述第四齒牙部152與內齒圈13嚙合連接。

進一步的，所述行星輪組1中間設置有陽輪4，所述陽輪4與第一動力端5連接，所述柔輪2上設置有第二動力端6，所述第一動力端5和第二動力端6分別設置為動力輸入元件和動力輸出元件。

進一步的，所述行星輪組1的行星架16與第一動力端5連接，所述柔輪2上設置有第二動力端6，所述第一動力端5和第二動力端6分別設置為動力輸入元件和動力輸出元件。

本創作的有益效果：1.提高嚙合強度，可形變的柔輪2的內齒部21齒型可以保持標準齒型，與行星輪組1嚙合時，可以完整嚙合，提高了嚙合強度，增加承載扭力；2.背隙較小，允許較低的加工精度，由於柔輪2可形變，其在材料的彈性應力作用下，會自然向內收束嚙合，因此可以吸收行星輪組1尺寸公差，又因為柔輪2只與設置在內部的行星輪組1嚙合，因此不存在柔輪2外齒與內齒圈13嚙合的位置精度問題，可以降低零件加工精度要求，同時保證良好的輸出精度；3.齒輪磨損較小，可形變的柔輪2與行星輪組1嚙合傳動時，可視為正常的內齒圈13與外齒輪嚙合，維持滾動摩擦狀態，減少齒輪磨損；4.啟動轉矩較小，且減少形變軸承的成本，由行星動力輪14來頂出內齒柔輪2，啟動時不需要使軸承形變，因此啟動轉矩較小，同時不需要形變軸承來降低摩擦，因此可降低成本；5.可逆性較佳，由於啟動轉矩較小，也就是握緊力較小，因此不需要太高的逆向輸入扭力就能運轉，可逆性提高。

圖中標號說明：

1‧‧‧行星輪組

11‧‧‧第一嚙合部

12‧‧‧第二嚙合部

13‧‧‧內齒圈

14‧‧‧行星動力輪

141‧‧‧第一齒牙部

142‧‧‧第二齒牙部

15‧‧‧支撐輪

151‧‧‧第三齒牙部

152‧‧‧第四齒牙部

16‧‧‧行星架

2‧‧‧柔輪

21‧‧‧內齒部

3‧‧‧外殼

4‧‧‧陽輪

5‧‧‧第一動力端

6‧‧‧第二動力端

A‧‧‧內齒圈設置位置

B‧‧‧柔輪設置位置

為了更清楚地說明本創作實施例技術中的技術方案，下面將對實施例技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。 第1圖是本創作實施例一的行星輪與柔輪配合示意圖；第2圖是本創作實施例二的行星架驅動的截面結構示意圖；第3圖是本創作實施例三陽輪驅動的截面結構示意圖；第4圖是本創作實施例三的爆炸結構示意圖；第5圖是本創作實施例四具有支撐輪的傳動示意圖；第6圖是本創作實施例四具有單層齒牙的支撐輪的傳動示意圖；第7圖是本創作實施例四具有雙層齒牙的支撐輪的傳動示意圖；第8圖是本創作實施例五同齒數行星動力輪示意圖；第9圖是本創作實施例五第一種異齒數行星動力輪示意圖；第10圖是本創作實施例五第二種異齒數行星動力輪示意圖。

下面結合附圖和具體實施例對本創作作進一步說明，以使本領域的技術入員可以更好地理解本創作並能予以實施，但所舉實施例不作為對本創作的限定。

【實施例一】

參照第1圖所示，本創作的內齒柔輪減速機的一實施例，具有行星輪組1和柔輪2，行星輪組1上設置有第一嚙合部11和第二嚙合部12，第一嚙合部11與行星輪組1的內齒圈13連接，行星輪組1在內齒圈13內嚙合轉動；柔輪2內壁上設置有內齒部21，內齒部21與第二嚙合部12連接，柔輪2在行星輪組1外周上嚙合轉動；此時行星輪組1與內齒圈13之間形成第一層減速，即行星減速，而柔輪2與行星輪組1之間形成第二層減速，由於柔輪2內齒部21的齒數與內齒圈13的齒數不相同，因此即為齒差減速，而行星輪組1、內齒圈13與柔輪2配合後形成一個合併減速效果；通過在柔輪2內壁進行設置內齒部21後，內齒部21直接與行星輪組1嚙合，從而使得內齒部21的齒型可以保持標準齒型，與行星輪組1嚙合時，可以完整嚙合，提高了嚙合強度，增加承載扭力；而在完整嚙合的狀態下轉動時，可視為正常的齒圈與齒輪嚙合，維持滾動摩擦狀態，減少齒輪磨損；並且在柔輪2可以變形的彈性基礎上，內壁設置的內齒部21會自然向內收束嚙合，因此可以吸收行星輪組1尺寸公差，又因為柔輪2只與設置在內部的行星輪組1嚙合，因此不存在柔輪2外齒與內齒圈13嚙合的位置精度問題，可以降低零件加工精度要求，同時保證良好的輸出精度，達到背隙小、允許較低的加工精度的效果。

其中，行星輪組1包括至少兩個行星動力輪14，柔輪2的形變通過行星動力輪14的支撐得到，此時行星動力輪14處於柔輪2形變後的長軸上，並且行星動力輪14的外齒牙與柔輪2的內齒部21嚙合連接，當行星動力輪14轉動時，即可帶動柔輪2實現轉動；因此啟動時只需要使柔輪2形變，啟動轉矩較小，同時不需要形變軸承來降低摩擦， 可降低成本；並且由於啟動轉矩較小，也就是握緊力較小，因此不需要太高的逆向輸入扭力就能運轉，可逆性提高，可逆性較佳。

上述的行星輪組1、內齒圈13和柔輪2可以設置在外殼3內的容置空間內，形成有效的相對位置固定，此處的外殼3也可以為支架等。

【實施例二】

在一實施例中，參照第2圖所示，還可以取消陽輪4，將行星輪組1的行星架16與第一動力端5連接，柔輪2上設置有第二動力端6，第一動力端5可以為動力輸入元件，即一輸入軸，該輸入軸直接與行星架16固定連接，輸入軸轉動行星架16轉動，，第二動力端6為動力輸出元件，動力輸入元件輸入動力後，行星架16帶動行星動力輪14進行公轉，在公轉的同時行星動力輪14與內齒圈13嚙合進行自轉，行星動力輪14自轉後即帶動柔輪2進行轉動；在該實施例中，由於沒有陽輪4的存在，因此能夠減少一層嚙合帶來的齒牙加工精度和齒牙磨損問題，可以有效降低零件加工精度要求，同時保證良好的輸出精度。當上述結構無陽輪4時，其減速比=柔輪的內齒部齒數/柔輪的內齒部齒數與內齒圈齒數之差。

【實施例三】

在一實施中，參照第3圖，第4圖所示，行星輪組1中間設置有陽輪4，陽輪4與第一動力端5連接，柔輪2上設置有第二動力端6，第一動力端5可以為動力輸入元件，第二動力端6為動力輸出元件，動力輸入元件輸入動力後，陽輪4轉動，即與行星輪組1、內齒圈13和柔輪2配合形成有效的齒差行星減速，柔輪2通過動力輸出元件輸出；上述行星減速比=(內齒圈齒數/陽輪齒數)+1齒差減速比=(柔輪的內齒部齒數/柔輪的內齒部齒數與內齒圈齒數之差)而合併減速比=行星減速比*齒差減速比以內齒圈13齒數為80、行星輪齒數為30、陽輪4齒數為20以及柔輪2的內齒部21齒數為78為例： 上述行星減速比=(80/20)+1=5

齒差減速比=78/(78-80)=-39，負號表示反向旋轉

合併減速比=5*-39=-195，負號表示反向旋轉

【實施例四】

在一實施例中，參照第5圖所示，行星輪組1還包括支撐輪15，支撐輪15的數量與行星動力輪14的數量一致，支撐輪15設置在相鄰的兩個行星動力輪14之間，支撐輪15抵接設置在柔輪2的內齒部21上，圖中的A表示內齒圈設置位置，B表示柔輪設置位置；通過支撐輪15能夠保持柔輪2被抵緊，齒牙嚙合度高，不存在脫齒現象；此支撐輪15設置在行星架16上，與行星架16一併轉動，即公轉運動，而支撐輪15由於與柔輪2抵緊，在柔輪2的轉動下，支撐輪15摩擦轉動，形成自轉。

其中，參照第6圖所示，支撐輪15表面還可以設置第三齒牙部151，第三齒牙部151與柔輪2的內齒部21嚙合連接，通過齒牙嚙合的方式連接後，支撐輪15與柔輪2之間的摩擦力大大降低，柔輪2轉動更加順暢。

參照第7圖所示，上述的支撐輪15表面還可以設置第四齒牙部152，第四齒牙部152與內齒圈13嚙合連接，在運行時，支撐輪15同時與內齒圈13和柔輪2內齒部21嚙合，具有良好的運行修正功能，並且轉動時穩定性更高。

【實施例五】

在一實施例中，行星動力輪14表面設置有第一齒牙部141和第二齒牙部142，多個行星動力輪14的第一齒牙部141配合形成第一嚙合部11，多個行星動力輪14的第二齒牙部142配合形成第二嚙合部12；其中，參照第8圖所示，第一齒牙部141的齒牙數量可以與第二齒牙部142的齒牙數量一致，因此第一嚙合部11對應的內齒圈13齒數(即第一層內齒圈13齒數)與第二嚙合部12對應的內齒圈13齒數相同(即第二層內齒圈13齒數，由於本申請採用柔輪2，因此第二層內齒圈13是一個模擬部件)；參照圖第9圖所示，第一齒牙部141的齒牙數量可以大於第 二齒牙部142的齒牙數量；其齒差減速比能夠具有更多的變化範圍；參照第10圖所示，第一齒牙部141的齒牙數量可以小於第二齒牙部142的齒牙數量；其齒差減速比能夠具有更多的變化範圍；上述的行星動力輪14能夠根據陽輪4的變化而變化，製備隨意性增加，適用範圍也大大提高。並且採用本申請所述的結構製備時，由於內齒設置的柔輪2設計，減速機的裝配零部件減少，且可以由純塑膠件組裝而成，大大降低製備成本。

以上實施例僅是為充分說明本創作而所舉的較佳的實例，本創作的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本創作基礎上所作的等同替代或變換，均在本創作的保護範圍之內。本創作的保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

Claims (8)

1. 一種內齒柔輪減速機，其特徵在於，其包括：行星輪組(1)所述行星輪組(1)上設置有第一嚙合部(11)和第二嚙合部(12)；內齒圈(13)，所述內齒圈(13)與行星輪組(1)的第一嚙合部(11)連接；柔輪(2)，所述柔輪(2)內壁上設置有內齒部(21)，所述內齒部(21)與行星輪組(1)的第二嚙合部(12)連接；以及外殼(3)，所述外殼(3)內設置有容置空間，所述行星輪組(1)和柔輪(2)設置在容置空間內。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之內齒柔輪減速機，其特徵在於，述行星輪組(1)包括至少兩個行星動力輪(14)，所述行星動力輪(14)與柔輪(2)的內齒部(21)嚙合連接，所述柔輪(2)在行星動力輪(14)的嚙合支撐下發生形變。
3. 根據申請專利範圍第2項所述之內齒柔輪減速機，其特徵在於，所述行星輪組(1)還包括支撐輪(15)，所述支撐輪(15)的數量與行星動力輪(14)的數量一致，所述支撐輪(15)設置在相鄰的兩個行星動力輪(14)之間，所述支撐輪(15)抵接設置在柔輪(2)的內齒部(21)上。
4. 根據申請專利範圍第2項所述之內齒柔輪減速機，其特徵在於，所述行星動力輪(14)表面設置有第一齒牙部(141)和第二齒牙部(142)，多個所述行星動力輪(14)的第一齒牙部(141)配合形成第一嚙合部(11)，多個所述行星動力輪(14)的第二齒牙部(142)配合形成第二嚙合部(12)，所述第一齒牙部(141)的齒牙數量與第二齒牙部(142)的齒牙數量一致或者第一齒牙部(141)的齒牙數量大於第二齒牙部(142)的齒牙數量或者第一齒牙部(141)的齒牙數量小於第二齒牙部(142)的齒牙數量。
5. 根據申請專利範圍第3項所述之內齒柔輪減速機，其特徵在於，所述支撐輪(15)表面設置有第三齒牙部(151)，所述第三齒牙部(151)與柔輪(2)的內齒部(21)嚙合連接。
6. 根據申請專利範圍第5項所述之內齒柔輪減速機，其特徵在於，所述 支撐輪(15)表面還設置有第四齒牙部(152)，所述第四齒牙部(152)與內齒圈(13)嚙合連接。
7. 根據申請專利範圍第1-6項任意一項所述之內齒柔輪減速機，其特徵在於，所述行星輪組(1)中間設置有陽輪(4)，所述陽輪(4)與第一動力端(5)連接，所述柔輪(2)上設置有第二動力端(6)，所述第一動力端(5)和第二動力端(6)分別設置為動力輸入元件和動力輸出元件。
8. 根據申請專利範圍第1-6項任意一項所述之內齒柔輪減速機，其特徵在於，所述行星輪組(1)的行星架(16)與第一動力端(5)連接，所述柔輪(2)上設置有第二動力端(6)，所述第一動力端(5)和第二動力端(6)分別設置為動力輸入元件和動力輸出元件。