TWI395894B - 行星減速機 - Google Patents

Description

行星減速機

本發明係有關於一種行星減速機，尤指一種將其出力端與入力端處之軸承外圈一體成型於其殼體內壁上，並藉以達到縮小體積、提高組裝同心度之行星減速機。

一般的馬達皆具有較高之轉速，如過直接用來驅動被動元件，會有轉動過快的現象，不但無法提供較大之扭矩，亦有可能會影響被動元件的強度與使用壽命，同時更會影響到操作的便利性，因此，一般均會於馬達輸出軸上設置減速機，以降低轉速，並藉以輸出較大之扭矩。然而，減速機的種類繁多，除了傳統透過大、小齒輪搭配的方式來達到減速之目的外，目前最常見的即為行星式齒輪減速機，如我國專利公告第463892號、公告582461號及美國專利第5,687,480號等，其最大優點在於可克服傳統減速機結構複雜、運轉噪音與震動的問題，故被廣泛的運用於各種不同的場合。

而行星式齒輪減速機主要構成在於一具內齒紋的殼體內設有一行星齒輪組，具輸出軸的行星齒輪組係由複數個具螺旋齒的行星齒輪組成，各行星齒輪並與殼體之內齒紋嚙合，且行星齒輪組內並設有一連接馬達的太陽齒輪組，如此當馬達轉動時，可作動行星齒輪組的行星齒輪相對殼體轉動，進而達到降低輸出軸轉速的目的。

然，由於行星齒輪組必須相對於殼體轉動，因此，其入力端與出力端通與殼體間分別都裝設有一軸承，來降低行星齒輪組與殼體間之運轉應力與摩擦。請參閱如第四圖所示，不論其為何種形式之軸承，勢必必須於殼體之內壁上形成若干供安裝軸承之L形軸承座，由於軸承與殼體間必須採緊配合之方式安裝，因此，軸承座之側壁必須有相當之強度才能承受安裝時之徑向應力，而不致變形或破裂，所以其厚度有一定之限制，無形之間就增加了減速機之整體直徑(h2)；又為了軸性定位軸承，軸承座必須自殼體之內壁徑向伸設有一擋緣，如此以來，就延伸了減速機之軸向長度(w2)。由於軸向與徑向之尺寸都增加，令減速機之重量與材積都跟著加大，相當不方便包裝運輸與安裝。且在多次加工與組裝之過程中，容易造成公差之累計，影響減速機入力端與出力端之同軸對應關係，若在不同心之狀況下長期運轉，容易造成金屬的疲勞，降低減速機之使用壽命。

有鑑於此，本發明人乃藉由多年從事相關產業的研發與製造經驗，針對上述齒輪減速機所面臨的問題深入探討，並積極尋求解決之方案，經長期努力之研究與試作，終於成功的開發設計出本發明。

本發明之主要目的，在於解決上述的問題而提供一種將其出力端與入力端處之軸承外圈一體成型於其殼體內壁上，並藉以達到縮小體積、提高組裝同心度之行星減速機。

為達上述目的，本發明主要係包括一殼體，該殼體中係同軸裝設有一可相對於殼體旋轉之行星齒輪組，該行星齒輪組具有一行星臂架以及複數環狀樞設於行星臂架中之行星齒輪，該行星臂架之出力端係同軸伸設有一貫穿殼體之出力軸，該出力軸係供輸出減速後之扭矩；該行星臂架之出力端與入力端係分別利用套設之第一軸承與第二軸承而樞設於殼體中；又殼體之內壁上行形成有與行星齒輪周緣齒部嚙合之內齒紋，且行星齒輪組行星臂架之入力端內部係利用一第三軸承軸向樞設有一連接馬達的太陽齒輪組，該太陽齒輪組係同軸伸設有一可同步作用於各行星齒輪之太陽齒輪；其中，該第一軸承與第二軸承係分別具有一一體成型於殼體內壁上之外環；如此，不僅節省材料亦同時令減速機之重量與材積都跟著下降，方便包裝運輸與安裝。第一、二軸承之外環係於同一加工程序中完成，因此同心度佳不會有累計公差的情形產生，相對地不會影響減速機入力端與出力端之同軸對應關係，可大幅延長減速機之使用壽命。

本發明之上述及其他目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入了解。

當然，本發明在某些另件上，或另件之安排上容許有所不同，但所選用之實施例，則於本說明書中，予以詳細說明，並於附圖中展示其構造。

本發明係有關於一種將其出力端與入力端處之軸承外圈一體成型於其殼體內壁上，並藉以達到縮小體積、提高組裝同心度之行星減速機，請參閱如第一至第三圖所示，其主要係包括一殼體(10)，該殼體(10)中係同軸裝設有一可相對於殼體(10)旋轉之行星齒輪組(2)，該行星齒輪組(2)具有一行星臂架(20)以及複數環狀樞設於行星臂架(20)中之行星齒輪(25)，該行星臂架(20)之出力端係同軸伸設有一貫穿殼體(10)之出力軸(21)，該出力軸(21)係供輸出減速後之扭矩。該行星臂架(20)之出力端與入力端係分別利用套設之第一軸承(11)與第二軸承(12)而樞設於殼體(10)中。又殼體(10)殼體之內壁上行形成有與行星齒輪(25)周緣齒部嚙合之內齒紋(15)，且行星齒輪組(2)行星臂架(20)之入力端內部係利用一第三軸承(13)軸向樞設有一連接馬達(圖中未示)的太陽齒輪組(3)，該太陽齒輪組(3)係同軸伸設有一可同步作用於各行星齒輪(25)之太陽齒輪(圖中未示)，藉此當馬達驅動太陽齒輪組(3)後可透過太陽齒輪同時轉動各行星齒輪(25)，透過行星齒輪組(2)之減速作用，令出力軸(21)輸出之轉速小於馬達之圓使轉速，而其減速比則依行星齒輪(25)之尺寸與內齒紋(15)所圍成之直徑而定。以上所述及動作原理與現有之行星齒輪減速機構大同小異，且非本發明之特徵所在，容不再贅述。

關於本發明之技術手段，結構特徵與優點茲詳述如下。

一般滾動軸承之基本型態，不論其型式通常都包含有滾柱、滾針或滾珠等滾動元件；以及一內環、一外環以及一夾設於內、外環間之用以定位滾動元件之扣環(cage)。習用之減速機通常於其殼體中設一供安裝軸承之軸承座，由於軸承與殼體間必須採緊配合之方式安裝，因此，軸承座之側壁必須有相當之強度才能承受安裝時之徑向應力，而不致變形或破裂，所以其厚度有一定之限制，無形之間就增加了減速機之整體直徑；有為了軸性定位軸承，軸承座必須自殼體之內壁徑向伸設有一擋緣，如此以來，就延伸了減速機之軸向長度。由於軸向與徑向之尺寸都增加，令減速機之重量與材積都跟著加大，相當不方便包裝運輸與安裝。且在多次加工與組裝之過程中，容易造成公差之累計，影響減速機入力端與出力端之同軸對應關係，若在不同心之狀況下長期運轉，容易造成金屬的疲勞，降低減速機之使用壽命。

本發明之主要特徵，即是將前述第一軸承(11)與第二軸承(12)之外環(111、121)一體成型於殼體(10)之內壁上。如此一來，習用減速機之軸承座對於本發明而言，即為一多餘之結構，在不需要軸承座之情況下，該殼體(10)對應於軸承(11、12)處之厚度可大幅縮減，請同時參閱如第三圖與第四圖所示，其中，h1<h2；且因無須限位軸承安裝位置之環形擋緣，是以殼體(10)之軸向尺寸亦可達到縮減之目的，請同時參閱如第三圖與第四圖所示，其中，w1<w2不僅節省材料亦同時令減速機之重量與材積都跟著下降，方便包裝運輸與安裝。第一、二軸承(11、12)之外環可於同一加工程序中完成，因此同心度佳不會有累計公差的情形產生，相對地不會影響減速機入力端與出力端之同軸對應關係，可大幅延長減速機之使用壽命。

本創作之較佳實施例中，該第二軸承(12)係為一滾珠軸承，因此，其外環(121)內壁上形成有一供容置部分滾珠之環槽(122)。

以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值之變更或等效元件之置換仍應隸屬本發明之範疇。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述目的，並且在同類製程或產品中均未見有類似之發表，實已符合專利法之規定，爰依法俱文提出專利申請。

10．．．殼體

11．．．第一軸承

111．．．外環

12．．．第二軸承

121．．．外環

122．．．環槽

13．．．第三軸承

15．．．內齒紋

2．．．行星齒輪組

20．．．行星臂架

21．．．出力軸

25．．．行星齒輪

3．．．太陽齒輪組

第一圖係本發明之立體剖視圖。

第二圖係本發明之立體分解圖。

第三圖係本發明之剖視圖。

第四圖係習用減速機之剖視圖。

10‧‧‧殼體

11‧‧‧第一軸承

12‧‧‧第二軸承

13‧‧‧第三軸承

2‧‧‧行星齒輪組

20‧‧‧行星臂架

21‧‧‧出力軸

25‧‧‧行星齒輪

3‧‧‧太陽齒輪組

Claims (2)

1. 一種行星減速機，主要係包含一殼體，該殼體中係同軸裝設有一可相對於殼體旋轉之行星齒輪組，該行星齒輪組具有一行星臂架以及複數環狀樞設於行星臂架中之行星齒輪，該行星臂架之出力端係同軸伸設有一貫穿殼體之出力軸，該出力軸係供輸出減速後之扭矩；該行星臂架之出力端與入力端係分別利用套設之第一軸承與第二軸承而樞設於殼體中；又殼體之內壁上行形成有與行星齒輪周緣齒部嚙合之內齒紋，且行星齒輪組行星臂架之入力端內部係利用一第三軸承軸向樞設有一連接馬達的太陽齒輪組，該太陽齒輪組係同軸伸設有一可同步作用於各行星齒輪之太陽齒輪；其特徵在於：該第一軸承與第二軸承之外環係分別一體成型於殼體內壁相對之位置上；如此，不僅節省材料亦同時令減速機之重量與材積都跟著下降，方便包裝運輸與安裝；第一、二軸承之外環係於同一加工程序中完成，因此同心度佳不會有累計公差的情形產生，相對地不會影響減速機入力端與出力端之同軸對應關係，可大幅延長減速機之使用壽命。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之行星減速機，其中，該第二軸承係為一滾珠軸承，且其外環內壁上形成有一供容置部分滾珠之環槽。