減速傳動軸承的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種減速傳動軸承，其包括相互套接的第一外環(huán)與第二外環(huán)，第一外環(huán)與第二外環(huán)之間設有滾動件，防止第一外環(huán)與第二外環(huán)軸向或徑向分離，且第一外環(huán)與第二外環(huán)的內(nèi)環(huán)面設有不同齒數(shù)的內(nèi)齒。還包括一轉動地設置在第一與第二外環(huán)中的內(nèi)環(huán)，內(nèi)環(huán)的外環(huán)面設有外齒。還包括一轉動地設置在內(nèi)環(huán)中的諧波器，諧波器轉動時能推動內(nèi)環(huán)，使內(nèi)環(huán)的至少一部位的外齒嚙合在第一外環(huán)與第二外環(huán)的內(nèi)齒，如此能利用齒數(shù)差的轉動，達到高減速比傳動作用。本實用新型通過第一外環(huán)與第二外環(huán)套接在一起的構造，降低第一外環(huán)與第二外環(huán)相互轉動的摩擦力，并增進彼此套接的穩(wěn)固性，有效防止第一外環(huán)與第二外環(huán)軸向脫離，能達到體積縮小及結構精簡的目的。
【專利說明】減速傳動軸承
【技術領域】
[0001]本實用新型有關一種減速傳動軸承，尤指一種可供傳動機構穩(wěn)固地支承并兼有變速傳動作用的傳動組件設計。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的軸承作為轉軸的轉動組件，能提供轉軸的徑向及軸向支撐，用來保持軸的中心位置，并增進轉軸的滑動性及降低摩擦力，除此之外，一般的軸承就不具有其他功能。因此當軸承應用在減速傳動的機構中，例如馬達若要減速帶動一傳動軸轉動時，不能利用上述軸承達到兼具有減速的功能；一般作法只能利用一變速裝置(例如變速箱)連接在馬達與傳動軸之間，使馬達轉軸的動力先輸入變速裝置，經(jīng)過變速裝置內(nèi)的多個齒輪減速后，再帶動變速裝置另一端的傳動軸；因此整體傳動機構的體積無法有效地減縮，難以應用在精密機器(例如機械手臂)或安裝空間有限的機具上。
[0003]另外，現(xiàn)今一種諧波傳動裝置(Harmonic drive),舉例如美國專利US4625582、US5662008、US7552664、US4909098等，以及歐洲專利EP0514829等，其主要具有一鋼環(huán)，鋼環(huán)的內(nèi)環(huán)面設有內(nèi)齒；一杯形的柔輪，柔輪的外壁設有外齒，并將柔輪設置在鋼輪之中 '及一諧波器，其包括一凸輪及一套設在凸輪的柔性軸承，通過凸輪撐開柔性軸承，使柔性軸承呈橢圓形抵靠在柔輪的內(nèi)面，進而使柔輪的外齒嚙合在鋼環(huán)的內(nèi)齒。但是這種諧波傳動裝置的杯形柔輪不易加工制造，外齒被撐開時不能完全嚙合在鋼環(huán)的內(nèi)齒，而且整體的軸向長度較大，也不易應用在空間有限的精密機器。
[0004]另外還有一種諧波傳動裝置，則不采用杯形柔輪，例如美國專利公開第US20130081587號，其包括兩個并排的鋼環(huán)，鋼環(huán)的內(nèi)環(huán)面均設有內(nèi)齒；一內(nèi)環(huán)，內(nèi)環(huán)的外壁設有外齒，并將柔輪設置在鋼輪之中；及一諧波器撐開內(nèi)環(huán)，使內(nèi)環(huán)的外齒嚙合在兩鋼環(huán)的內(nèi)齒。然而，其兩個鋼環(huán)為并排的構造，會發(fā)生軸向分離的情況，因此必需加裝其他外殼等構件，防止兩個鋼環(huán)軸向分離，因而導致其整體結構較龐大，制造成本也較高。
[0005]為此,如何將減速裝置與軸承融合為一體,構成一個最簡單的減速傳動軸承，可以直接裝入機械產(chǎn)品中(如機械手臂)，達到軸承兼有減速傳動作用，同時在體積與重量上，均具有極大的改進，為本實用新型所要積極解決的技術問題。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在提供一種減速傳動軸承，其通過兩個相套接的外環(huán)的內(nèi)齒，一內(nèi)環(huán)的外齒哨合于內(nèi)齒，及一驅動內(nèi)環(huán)的諧波器(wave generator)結構設計,進而達到體積縮小、結構精簡、兼具減速傳動與軸承功能的目的。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型提供的減速傳動軸承，包括:
[0008]一第一外環(huán)，其具有一第一外環(huán)面、一第一內(nèi)環(huán)面及一第二內(nèi)環(huán)面，該第一內(nèi)環(huán)面的直徑大于該第二內(nèi)環(huán)面的直徑，該第一內(nèi)環(huán)面凹設有一圈第一滾子溝槽，該第二內(nèi)環(huán)面設有第一內(nèi)齒；[0009]一第二外環(huán)，其轉動地埋設在該第一外環(huán)的第一內(nèi)環(huán)面之中，其具有一第二外環(huán)面及一第三內(nèi)環(huán)面，該第二外環(huán)面凹設有一第二滾子溝槽，該第三內(nèi)環(huán)面設有第二內(nèi)齒，該第二內(nèi)齒與該第一內(nèi)齒的齒數(shù)具有齒數(shù)差；
[0010]多個第一滾動件，該第一滾動件排列設置于該第一外環(huán)的第一滾子溝槽與該第二外環(huán)的第二滾子溝槽之間；
[0011]一內(nèi)環(huán)，其轉動地設置在該第一外環(huán)及該第二外環(huán)內(nèi)，其具有一第三外環(huán)面及一第四內(nèi)環(huán)面，該第三外環(huán)面設有外齒 '及
[0012]一諧波器，其轉動地設置在該內(nèi)環(huán)之中，其支撐在該內(nèi)環(huán)的第四內(nèi)環(huán)面上，推擠該內(nèi)環(huán)至少一P齒合部位的外齒P齒合于該第一內(nèi)齒及該第二內(nèi)齒。
[0013]其中，該內(nèi)環(huán)為能夠彈性變形的金屬環(huán)，該諧波器推擠該內(nèi)環(huán)兩個相對的嚙合部位的外齒嚙合于該第一內(nèi)齒及該第二內(nèi)齒。
[0014]該內(nèi)環(huán)為剛性的金屬環(huán)，該諧波器推擠該內(nèi)環(huán)的一嚙合部位的外齒嚙合于該第一內(nèi)齒及該第二內(nèi)齒。
[0015]該第一滾動件為滾柱或滾珠。
[0016]其中，該諧波器包括一第一凸輪及多個第二滾動件，該第一凸輪的周圍具有一凸輪面，該第二滾動件設置于該凸輪面，并抵靠于該內(nèi)環(huán)的第四內(nèi)環(huán)面。
[0017]其中，該諧波器包括一保持環(huán)，該保持環(huán)套設于該第一凸輪的凸輪面，該第二滾動件設置于該保持環(huán)處。
[0018]其中，該第二滾動件為滾柱或滾珠。
[0019]其中，該諧波器包括一第二凸輪及多個第三滾動件，該第二凸輪的周圍設有多個支軸，該第三滾動件結合于該支軸上，并抵靠于該內(nèi)環(huán)的第四內(nèi)環(huán)面。
[0020]其中，該第三滾動件為軸承。
[0021]本實用新型具有的優(yōu)點在于:
[0022]本實用新型的減速傳動軸承，能夠將動力傳遞至諧波器的凸輪，當諧波器的凸輪轉動時，使第二滾動件或第三滾動件抵靠在內(nèi)環(huán)的第四內(nèi)環(huán)面內(nèi)滾轉，進而使內(nèi)環(huán)的外齒哨合于第一內(nèi)齒及第二內(nèi)齒，由于第一內(nèi)齒及第二內(nèi)齒有齒數(shù)差，當?shù)谝煌猸h(huán)被固定時，將使第二外環(huán)被內(nèi)環(huán)驅動而形成減速轉動，進而達到減速傳動兼具軸承的目的。特別是，本實用新型第一外環(huán)與第二外環(huán)套接在一起的構造，并具有第一滾動件卡住第一外環(huán)與第二外環(huán)，如此能縮短減速傳動軸承的軸向寬度，降低第一外環(huán)與第二外環(huán)相互轉動的摩擦力，并能增進彼此套接的穩(wěn)固性，有效防止第一外環(huán)與第二外環(huán)軸向脫離，因而不需要其他外殼構件，能達到體積縮小及結構精簡的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型第一較佳實施例的第一分解狀態(tài)示意圖。
[0024]圖2為本實用新型第一較佳實施例的第一分解狀態(tài)示意圖。
[0025]圖3為本實用新型第一較佳實施例的組合狀態(tài)剖面示意圖。
[0026]圖4為本實用新型第一較佳實施例的組合狀態(tài)剖面示意圖。
[0027]圖5為本實用新型第一較佳實施例的嚙合狀態(tài)示意圖。
[0028]圖6為本實用新型第一滾動件另一實施例的剖面示意圖。[0029]圖7為本實用新型第一較佳實施例中諧波器另一實施例的剖面示意圖。
[0030]圖8為本實用新型第一較佳實施例中諧波器另一實施例的側視示意圖。
[0031]圖9為本實用新型第一較佳實施例的應用狀態(tài)參圖。
[0032]圖10為本實用新型第一較佳實施例的減速傳動動作示意圖一。
[0033]圖11為本實用新型第一較佳實施例的減速傳動動作示意圖二。
[0034]圖12為本實用新型第二較佳實施例的剖面示意圖。
[0035]圖13為本實用新型第二較佳實施例的側視示意圖。
[0036]圖中:
[0037]I第一外環(huán)；11第一外環(huán)面；
[0038]12第一內(nèi)環(huán)面；第二內(nèi)環(huán)面13;
[0039]14第一滾子溝槽； 第一內(nèi)齒15;
[0040]16連接部； 161螺孔；
[0041]2第二外環(huán)；21第二外環(huán)面；
[0042]22第三內(nèi)環(huán)面；第二滾子溝槽23 ；
[0043]24第二內(nèi)齒；25連接部；
[0044]251 螺孔；3第一滾動件；
[0045]31滾柱； 4內(nèi)環(huán)；
[0046]41第三外環(huán)面；42第四內(nèi)環(huán)面；
[0047]43外齒； 44嚙合部位；
[0048]5諧波器；51、51，凸輪；
[0049]511凸輪面；512支軸；
[0050]513長軸；52第二滾動件；
[0051]521 滾柱；522 滾珠；
[0052]53保持環(huán)； 531定位部；
[0053]10 馬達； 101 轉軸；
[0054]20傳動軸。
【具體實施方式】
[0055]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。
[0056]如圖1、圖2及圖3所示，本實用新型的減速傳動軸承，其第一較佳的實施例包括一第一外環(huán)1、一第二外環(huán)2、多個第一滾動件3、一內(nèi)環(huán)4及一諧波器5 (wavegenerator),其中:
[0057]該第一外環(huán)I為一圓環(huán)體，其具有一第一外環(huán)面11、一第一內(nèi)環(huán)面12及一第二內(nèi)環(huán)面13，第一內(nèi)環(huán)面12的直徑大于第二內(nèi)環(huán)面13的直徑，使第一外環(huán)I形成為階級狀的內(nèi)孔。且第一內(nèi)環(huán)面12凹設有一圈第一滾子溝槽14，而第二內(nèi)環(huán)面13設有第一內(nèi)齒15。另外，第一外環(huán)I還可以設有連接在馬達或其他構件的連接部16，連接部16可以是多個設置于一端面的螺孔161。
[0058]該第二外環(huán)2也為一圓環(huán)體，其轉動地設置在第一外環(huán)I的第一內(nèi)環(huán)面12之中(如圖3及圖4所示)，縮短減速傳動軸承的軸向寬度。第二外環(huán)2具有一第二外環(huán)面21及一第三內(nèi)環(huán)面22，第二外環(huán)面21凹設有一第二滾子溝槽23，第三內(nèi)環(huán)面設有第二內(nèi)齒24，第二內(nèi)齒24與第一內(nèi)齒15的齒數(shù)具有齒數(shù)差,舉例第二內(nèi)齒24的總數(shù)為60齒時,第一內(nèi)齒15的總數(shù)可為62齒,其具有2齒的齒數(shù)差(具體的齒數(shù)差依減速比制造需求而定)。另夕卜，第二外環(huán)2還可以設有連接在傳動軸或其他構件的連接部25，連接部25可以是多個設置于一端面的螺孔251。
[0059]該第一滾動件3排列設置于第一滾子溝槽14與第二滾子溝槽23之間(如圖4所示)，使第一滾動件3作為第一外環(huán)I與第二外環(huán)2的連接與限位的組件，防止其彼此軸向分離，同時也能降低第一外環(huán)I與第二外環(huán)2轉動時彼此的摩擦力。
[0060]該內(nèi)環(huán)4為可彈性變形的金屬環(huán)，其轉動地設置在第一外環(huán)I及第二外環(huán)2之中(如圖3及圖4所示)，其寬度等于第一內(nèi)齒15與第二內(nèi)齒24的總寬度，其具有一第三外環(huán)面41及一第四內(nèi)環(huán)面42，第三外環(huán)面41設有外齒43，外齒43的齒數(shù)與第二內(nèi)齒24的齒數(shù)在第一較佳實施例中是相同的。
[0061]該諧波器5又稱為波形產(chǎn)生器(wave generator)，其轉動地設置在內(nèi)環(huán)4之中(如圖4所示)，在第一較佳實施例中，其支撐在內(nèi)環(huán)4的第四內(nèi)環(huán)面42，推擠內(nèi)環(huán)4至少兩個相對的嚙合部位44的外齒嚙合于第一內(nèi)齒15及第二內(nèi)齒24 (如圖5所示)，因此當諧波器5持續(xù)轉動時，即使第二外環(huán)2作減速轉動。
[0062]如圖1及圖4所示，上述第一滾動件3較佳地為滾柱31或滾珠，第一滾動件3實施為圓柱形的滾柱31時，第一滾子溝槽14與第二滾子溝槽23為V形槽，并使?jié)L柱31呈90度交錯排列在第一滾子溝槽14與第二滾子溝槽23之間(如圖3所示)，因此能對第一外環(huán)I與第二外環(huán)2起到防止軸向脫離，增進彼此套接穩(wěn)固性，同時具有徑向與軸向支撐作用，以及降低第一外環(huán)I與第二外環(huán)2彼此摩擦力等目的。
[0063]如圖1、圖2及圖4所示，上述該諧波器5較佳地包括一凸輪51及多個第二滾動件52。該凸輪51可為一長軸與一短軸的正橢圓形凸輪，于其周圍具有一凸輪面511。而該第二滾動件52較佳地為一排或兩排排列設置于凸輪面511，并使第二滾動件52抵靠在內(nèi)環(huán)4的第四內(nèi)環(huán)面42，因此當凸輪51轉動時，能使第二滾動件52同步滾動，如圖5所示，進而推擠內(nèi)環(huán)4使至少兩個相對的哨合部位44的外齒B齒合于第一內(nèi)齒15及第二內(nèi)齒24。
[0064]再一并如圖1、圖2及圖4所示，上述該諧波器5較佳地還包括一保持環(huán)53，保持環(huán)53兩側具有多個定位部531，將保持環(huán)53套設于凸輪51的凸輪面511，如此就能將第二滾動件52設置在保持環(huán)53的定位部531之間，使第二滾動件52排列設置于凸輪面511。而該第二滾動件52較佳地為滾柱521或滾珠522 (如圖6所示)。
[0065]另外，如圖7及圖8所示，在第一較佳實施例中，該諧波器5較佳的可改為包括一凸輪51及多個第三滾動件54。該凸輪51可為一長軸與一短軸的橢圓形凸輪，在凸輪51的周圍設有多個軸向的支軸512。該第三滾動件54為軸承541，例如滾珠軸承或滾針軸承等，使第三滾動件54結合于支軸512上，并抵靠在內(nèi)環(huán)4的第四內(nèi)環(huán)面42，如此能夠達到相同的功能，推擠內(nèi)環(huán)4至少兩個相對的哨合部位44的外齒B齒合于第一內(nèi)齒15及第二內(nèi)齒24。
[0066]如圖9所示，本實用新型使用時，可將馬達10的轉軸101連接于諧波器5的凸輪51，并使第一外環(huán)I利用其連接部16的螺孔161結合于馬達10的法蘭端部或其他固定構件，使第一外環(huán)I作為不能轉動的固定端。而第二外環(huán)2則可利用其連接部25的螺孔251結合于傳動軸20(出力軸)或其他構件，使第二外環(huán)2作為出力轉動端。再一并如圖10及圖11所示，當諧波器5的凸輪51被馬達10帶動旋轉時，凸輪51的長軸513持續(xù)轉動并推擠使內(nèi)環(huán)4的外齒43的嚙合部位44改變，因而使第二外環(huán)2減速轉動，凸輪51每轉動I圈，因為第一內(nèi)齒15與第二內(nèi)齒24有齒數(shù)差的原理,僅使第二外環(huán)2轉動I個齒距,如此達到很聞的減速比。
[0067]再如圖12所示，為本實用新型第二較佳實施例，其內(nèi)環(huán)4可以改用為剛性的(rigid)金屬環(huán)，并轉動地設置在第一外環(huán)I及第二外環(huán)2內(nèi)。而諧波器5較佳的實施例包括一凸輪51’及多個第三滾動件54，該凸輪51’為一圓形的偏心輪，該第三滾動件54為滾珠，并排列設置在凸輪51’的凸輪面與內(nèi)環(huán)4之間。再一并如圖13，當諧波器5的凸輪51’轉動時，可通過第三滾動件54抵靠在內(nèi)環(huán)4，推擠內(nèi)環(huán)4的一嚙合部位44的外齒43嚙合于第一內(nèi)齒15及第二內(nèi)齒24,同理凸輪51’每轉動I圈，因為第一內(nèi)齒15與第二內(nèi)齒24的齒數(shù)差原理，僅使第二外環(huán)2轉動I個齒距，如此同樣能達到很高的減速比。
[0068]以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護范圍不限于此。本【技術領域】的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。本實用新型的保護范圍以權利要求書為準。
【權利要求】
1.一種減速傳動軸承，其特征在于，包括: 一第一外環(huán)，其具有一第一外環(huán)面、一第一內(nèi)環(huán)面及一第二內(nèi)環(huán)面，該第一內(nèi)環(huán)面的直徑大于該第二內(nèi)環(huán)面的直徑，該第一內(nèi)環(huán)面凹設有一圈第一滾子溝槽，該第二內(nèi)環(huán)面設有第一內(nèi)齒； 一第二外環(huán)，其轉動地埋設在該第一外環(huán)的第一內(nèi)環(huán)面之中，其具有一第二外環(huán)面及一第三內(nèi)環(huán)面，該第二外環(huán)面凹設有一第二滾子溝槽，該第三內(nèi)環(huán)面設有第二內(nèi)齒，該第二內(nèi)齒與該第一內(nèi)齒的齒數(shù)具有齒數(shù)差； 多個第一滾動件，該第一滾動件排列設置于該第一外環(huán)的第一滾子溝槽與該第二外環(huán)的第二滾子溝槽之間； 一內(nèi)環(huán)，其轉動地設置在該第一外環(huán)及該第二外環(huán)內(nèi)，其具有一第三外環(huán)面及一第四內(nèi)環(huán)面，該第三外環(huán)面設有外齒 '及 一諧波器，其轉動地設置在該內(nèi)環(huán)之中，其支撐在該內(nèi)環(huán)的第四內(nèi)環(huán)面上，推擠該內(nèi)環(huán)至少一 P齒合部位的外齒P齒合于該第一內(nèi)齒及該第二內(nèi)齒。
2.根據(jù)權利要求1所述的減速傳動軸承，其特征在于，其中，該內(nèi)環(huán)為能夠彈性變形的金屬環(huán)，該諧波器推擠該內(nèi)環(huán)兩個相對的哨合部位的外齒哨合于該第一內(nèi)齒及該第二內(nèi)齒。
3.根據(jù)權利要求1所述的減速傳動軸承，其特征在于，其中，該內(nèi)環(huán)為剛性的金屬環(huán)，該諧波器推擠該內(nèi)環(huán)的一哨合部位的外齒哨合于該第一內(nèi)齒及該第二內(nèi)齒。
4.根據(jù)權利要求1所述的減速傳動軸承，其特征在于，其中，該第一滾動件為滾柱或滾珠。
5.根據(jù)權利要求1所述的減速傳動軸承，其特征在于，其中，該諧波器包括一第一凸輪及多個第二滾動件，該第一凸輪的周圍具有一凸輪面，該第二滾動件設置于該凸輪面，并抵靠于該內(nèi)環(huán)的第四內(nèi)環(huán)面。
6.根據(jù)權利要求5所述的減速傳動軸承，其特征在于，其中，該諧波器包括一保持環(huán)，該保持環(huán)套設于該第一凸輪的凸輪面，該第二滾動件設置于該保持環(huán)處。
7.根據(jù)權利要求6所述的減速傳動軸承，其特征在于，其中，該第二滾動件為滾柱或滾珠。
8.根據(jù)權利要求1所述的減速傳動軸承，其特征在于，其中，該諧波器包括一第二凸輪及多個第三滾動件，該第二凸輪的周圍設有多個支軸，該第三滾動件結合于該支軸上，并抵靠于該內(nèi)環(huán)的第四內(nèi)環(huán)面。
9.根據(jù)權利要求8所述的減速傳動軸承，其特征在于，其中，該第三滾動件為軸承。
【文檔編號】F16H1/32GK203374738SQ201320466017
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權日:2013年8月1日
【發(fā)明者】李茂碷 申請人:李茂碷