CN102829149B - 差动齿轮型减速器 - Google Patents

Abstract

一种结构紧凑的差动齿轮型减速器，通过与输入轴（2）联动地机械地控制差动齿轮装置（10）的旋转制动，能够得到比较大的减速比。输入轴和输出轴（3）通过在齿轮箱（1）内设置的差动齿轮装置而联动连接，在与输入轴平行的调整轴（30）的一端部设有制动器（35），在另一端部设有离合器（36）。被固定于输入轴的一级小齿轮（21）与转动自如地设于调整轴的一级齿轮（22）啮合，一级齿轮以卡合和脱离自如的方式与离合器联动连接。被固定于差动齿轮装置的外壳（11）的二级小齿轮（齿轮）（24）与被固定于调整轴的二级齿轮（小齿轮）（23）啮合，通过制动器和离合器的切换操作，使调整轴与输入轴联动地旋转/停止，从而控制差动齿轮装置的旋转制动。

Description

差动齿轮型减速器

技术领域

本发明涉及使用差动齿轮装置的减速器，具体地讲，涉及利用紧凑的机械构造能够得到较大的减速比的差动齿轮型减速器。

背景技术

过去，关于使用差动齿轮装置的变速器或者减速器，已经知道有这样的差动齿轮型无极变速器，该差动齿轮型无极变速器具有：蜗轮机构，其由设于输入轴的锥齿轮、设于输出轴的锥齿轮、以能够传递动力的方式介于两个锥齿轮之间的差动齿轮装置、与该差动齿轮装置的齿轮支撑体（外壳）连接的蜗轮和与该蜗轮啮合的蜗杆构成；以及通过该蜗轮机构来控制差动齿轮装置的旋转制动的电动马达及其电气控制装置（例如，参照专利文献1、专利文献2）。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开平4－312250号公报

【专利文献2】日本特开2002－327809号公报

上述专利文献1、专利文献2记载的差动齿轮型无极变速器为了控制差动齿轮装置的旋转制动，需要不同于驱动源的电动马达及其电气控制装置。并且，由于使一系列的动作连续地无极地减速或者变速，因而主要被用于各种机械装置的相位调整。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种结构紧凑的差动齿轮型减速器，通过与连接于驱动源的输入轴联动地机械地控制差动齿轮装置的旋转制动，能够得到比较大的减速比。

为了达到上述目的，本发明的特征在于，由齿轮箱轴支撑的输入轴和输出轴通过在所述齿轮箱内设置的差动齿轮装置而联动连接，在由所述齿轮箱轴支撑的与所述输入轴平行的调整轴的一端部设有制动器，在该调整轴的另一端部设有离合器，被固定于所述输入轴的一级小齿轮与转动自如地设置于所述调整轴的一级齿轮啮合，而且所述一级齿轮以卡合和脱离自如的方式与所述离合器联动连接，被固定于所述差动齿轮装置的外壳的二级小齿轮（齿轮）与被固定于所述调整轴的二级齿轮（小齿轮）啮合，通过所述制动器和所述离合器的切换操作，与所述输入轴联动地使所述调整轴旋转/停止，从而控制所述差动齿轮装置的旋转制动。

作为优选的实施例，所述差动齿轮装置是使用了锥齿轮、而且所述输入轴和所述输出轴被同轴配置的减速器。

发明效果

本发明的差动齿轮减速器利用与输入轴联动的两级的齿轮列机械地控制在齿轮箱内设置的差动齿轮装置的旋转制动，因而差动齿轮装置的旋转制动不需要其它的驱动源。而且，能够利用紧凑的构造得到比较大的减速比，因而实现了节能。并且，利用一台减速器不必停止运转即可在低速运转和高速运转这两个阶段之间切换而进行运转。

并且，仅通过改变与输入轴联动的二级齿轮列的组合，齿轮箱、输入轴、输出轴、调整轴以及差动齿轮装置即可直接在比较宽的范围内自由变更减速比。

本发明的差动齿轮减速器不需停止运转即可从低速运转切换为高速运转，因而适合作为各种卷取装置、卷回装置的动力传递单元，也能够用作其它各种产业领域中的动力传递单元。

附图说明

图1是表示本发明的差动齿轮型减速器的一个实施例的纵剖视图。

标号说明

1齿轮箱；2输入轴；3输出轴；8锥齿轮（输入轴2侧）；9锥齿轮（输出轴3侧）；10差动齿轮装置；11外壳；14主轴；17、18锥形惰轮；21一级小齿轮；22一级齿轮；23二级齿轮；24二级小齿轮；25内置轴承；26圆筒状轮毂；27筒状连接轴；30调整轴；35电磁制动器；36电磁离合器；37驱动轴。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的实施方式。

图1表示本发明的差动齿轮型减速器的一个实施例。输入轴2和输出轴3相对置地且呈同轴状态地轴支撑于齿轮箱1。输入轴2在中间部位固定有一级小齿轮21，并由轴承4、中间轴承5旋转自如地轴支撑于齿轮箱1，在输入轴2的内端部固定有锥齿轮8。该锥齿轮8构成后述的差动齿轮装置10的一部分。输出轴3经由轴承6、7旋转自如地轴支撑于齿轮箱1，在内端部固定有锥齿轮9。该锥齿轮9也与输入轴2的锥齿轮8一起构成后述的差动齿轮装置10的一部分，并且与锥齿轮8相对置地配置。

在齿轮箱1内设有使用锥齿轮的差动齿轮装置10。该差动齿轮装置10的外壳11收纳输入轴2的锥齿轮8和输出轴3的锥齿轮9，而且经由轴承12、13旋转自如地支撑于输入轴2和输出轴3。在该外壳11设有与输入轴2和输出轴3正交的主轴14。该主轴14的两端由轴承15、16旋转自如地轴支撑于外壳11。一对锥形惰轮17、18经由轴环19旋转自如地嵌装于主轴14的两端部，两个锥形惰轮17、18与输入轴2的锥齿轮8和输出轴3的锥齿轮9啮合而构成差动齿轮机构。与输入轴2的一级小齿轮21平行地而且呈同轴状态地设置的二级小齿轮24被固定于外壳11的一个侧壁。

在齿轮箱1设有与输入轴2及输出轴3平行的调整轴30。该调整轴30经由轴承31、中间轴承32及轴承33轴支撑于齿轮箱1，在从齿轮箱1突出的一端部安装有电磁制动器35，在另一端部安装有电磁离合器36。并且，在调整轴30设有与一级小齿轮21啮合的一级齿轮22、和与二级小齿轮24啮合的二级齿轮23。一级齿轮22被固定于经由内置轴承25旋转自如地嵌合于调整轴30的圆筒状轮毂（boss）26，该圆筒状轮毂26由轴承33轴支撑于齿轮箱1，并且经由筒状连接轴27以卡合和脱离自如的方式连接于电磁离合器36，筒状连接轴27紧固连接于圆筒状轮毂26。另一方面，二级齿轮23以花键固定的方式被固定于调整轴30，调整轴30的旋转力经由与二级齿轮23啮合的二级小齿轮24传递给差动齿轮装置10的外壳11，使该外壳11围绕输入轴2及输出轴3转动。另外，上述的小齿轮21、24及齿轮22、23都是斜齿轮，并且是在啮合部位不产生间隙和松动的构造。在图中，标号37表示与输入轴2连接并进行旋转驱动的伺服马达（未图示）的驱动轴。

下面，对如上所述构成的本发明的差动齿轮型减速器的运转动作进行说明。

（1）关于运转停止状态

所有电源为断开状态，驱动轴37被未图示的伺服马达的内置制动器锁定，向输入轴2的动力传递停止。并且，电磁制动器35也是断开状态并被锁定，调整轴30停止旋转。电磁离合器36由于电源断开而成为自由状态。

（2）关于减速运转状态

在将电源接通后（接通状态），所述伺服马达的驱动轴37旋转并驱动输入轴2旋转，旋转力传递给一级小齿轮21和一级齿轮22。同时，电磁制动器35由于电源接通而成为释放状态，并且电磁离合器36由于电源接通而成为动作状态，一级齿轮22和调整轴30经由电磁离合器36而连接，调整轴30与一级齿轮22联动地旋转。当调整轴30旋转时，二级齿轮23和二级小齿轮24联动地进行旋转，使差动齿轮装置10的外壳11围绕输入轴2和输出轴3而旋转。当外壳11旋转时，与输入轴2的锥齿轮8及输出轴3的锥齿轮9啮合的惰轮17、18围绕输入轴2和输出轴3的轴线而进行公转，其结果是，与锥齿轮8的旋转联动地经由惰轮17、18而旋转的锥齿轮9的转速减小，输出轴3的转速相对于输入轴2的转速而减速。这样从输入轴2传递给输出轴3的转速的减速比是根据与输入轴2联动的二级齿轮列21、22、23、24的齿数的组合而设定的。具体情况如后述的实施例1所示。

（3）关于等速运转状态

在将电源接通的接通状态下，所述伺服马达的驱动轴37旋转并驱动输入轴2旋转，旋转力传递给一级小齿轮21和一级齿轮22。另一方面，电磁制动器35在电源断开状态下对调整轴30进行制动，并锁定为旋转停止状态，电磁离合器36在电源断开状态下成为自由状态，一级齿轮22与电磁离合器36的连接被切断，与输入轴2的一级小齿轮21啮合的一级齿轮22处于经由内置轴承25围绕调整轴30空转的状态。并且，由于调整轴30被锁定为旋转停止状态，因而旋转力不会从二级齿轮23传递给二级小齿轮24，差动齿轮装置10的外壳11也处于被固定的状态。因此，输入轴2的旋转从锥齿轮8经由惰轮17、18直接传递给锥齿轮9，输出轴3进行与输入轴2等速的旋转。

【实施例1】

根据实施例来具体说明上述的差动齿轮装置10的减速比。

一级小齿轮21的齿数：32个

一级齿轮22的齿数：72个

二级齿轮23的齿数：40个

二级小齿轮24的齿数：36个

输入轴2的转速：600rpm。

差动齿轮装置10的减速比i为

i＝（32/72）×（40/36）＝1/2.025

差动齿轮装置10的外壳11的转速n为

输出轴的转速N为

在上述计算式中将输入轴2的转速600rpm设为1/2，这是因为差动齿轮装置10的惰轮17、18在进行公转，因而输入轴2的锥齿轮8和输出轴3的锥齿轮9进行彼此相反的旋转，从而产生2倍的减速效果。

输出轴3相对于输入轴2的减速比I为

因此，相对于输入轴2旋转81圈，输出轴3旋转1圈，能够得到比较大的减速比。

产业上的可利用性

本发明的差动齿轮型减速器能够利用紧凑的结构得到比较大的减速比，而且能够在运转中马上从减速切换为等速（高速）以及与此相反的切换，因而能够有效地用作各种卷扬装置和卷取设备的动力传递单元。

Claims (2)

1.一种差动齿轮型减速器，其特征在于，

由齿轮箱轴支撑的输入轴和输出轴通过在所述齿轮箱内设置的差动齿轮装置而联动连接，

在由所述齿轮箱轴支撑的与所述输入轴平行的调整轴的一端侧设有电磁式的制动器，在该调整轴的另一端侧设有电磁式的离合器，

在所述差动齿轮型减速器中设有齿轮列，该齿轮列用于将所述输入轴的旋转力减速而传递至所述差动齿轮装置，

所述差动齿轮装置构成为包括：输入锥齿轮，其安装于所述输入轴的内端；输出锥齿轮，其安装于所述输出轴的内端；外壳，其在覆盖所述输入锥齿轮和输出锥齿轮的状态下能够相对旋转地支承于所述输入轴和输出轴；以及两个锥形惰轮，它们在分别与所述输入锥齿轮和输出锥齿轮啮合的状态下旋转自如地支承于所述外壳内，

所述齿轮列构成为包括：被固定于所述输入轴的一级小齿轮；输入侧齿轮列，其由转动自如地支承于所述调整轴且与所述一级小齿轮啮合的一级齿轮构成；一体旋转地固定于所述调整轴的二级齿轮；以及输出侧齿轮列，其由二级小齿轮构成，该二级小齿轮一体旋转地被固定于所述差动齿轮装置的外壳且与所述二级齿轮啮合，

所述制动器根据电源的接通、断开而使所述调整轴成为旋转自如的释放状态或旋转停止的制动状态，

所述离合器根据电源的接通、断开而使所述一级齿轮相对于所述调整轴成为一体旋转的连接状态或能够相对旋转的自由状态，

在驱动所述输入轴旋转的状态下，在使所述制动器处于释放状态、使所述离合器处于连接状态的情况下，成为所述输入轴的旋转力经由所述输入侧齿轮列、所述输出侧齿轮列和所述差动齿轮装置减速而传递至所述输出轴的减速运转状态，

在使所述制动器处于制动状态、使所述离合器处于自由状态的情况下，成为所述输入轴的旋转力不输入至所述输出侧齿轮列而是经由所述差动齿轮装置等速地传递至所述输出轴的等速运转状态。

2.根据权利要求1所述的差动齿轮型减速器，其特征在于，

所述输入轴与伺服马达连接。