CN102011836B - 简单行星齿轮减速机系列 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种简单行星齿轮减速机系列，在使内齿轮等零件共用化的同时，无需使构成系列的减速机本身大型化，提高输出转矩。在减速比不同的简单行星齿轮减速机(100)的系列中，具备行星齿轮(116)所内啮合的内齿轮(122)、可旋转地支承行星齿轮的行星销(120)、支承行星销而与行星齿轮的公转成分同步的轮架体(124)，其中具有第1副系列，所述第1副系列在轮架体的半径方向上，在行星销的支承位置的外侧具备支承轮架体的轴承(134、138)，轴承(134、138)的内圈与轮架体一体地形成，形成有内齿轮的外壳(142)成为共用，并且恒星齿轮(114)、行星齿轮、及轮架体中的行星销的支承位置根据减速比而变更。

Description

简单行星齿轮减速机系列

技术领域

本申请主张基于2009年9月3日申请的日本专利申请第2009-203783号的优先权。其申请的全部内容通过参照援用在本说明书中。

本发明涉及一种简单行星齿轮减速机系列。

背景技术

简单行星齿轮减速机系列，其减速比不同，并且具备恒星齿轮、啮合于该恒星齿轮的行星齿轮、该行星齿轮所内啮合的内齿轮、可旋转地支承该行星齿轮的行星销、及支承该行星销而与所述行星齿轮的公转成分同步的轮架体，此减速机系列例如在专利文献1中，将内齿轮在系列中设为共用零件。

专利文献1：日本特开2007-64365号公报

然而，将一体形成于外壳的内齿轮设为共用零件时，若由恒星齿轮和内齿轮的齿数规定的减速比变小(低减速比)，则恒星齿轮变大而行星齿轮变小，因此轮架体上的行星销的支承位置逐渐从轮架体的旋转中心远离。即，在低减速比的条件下，在轮架体的圆周方向上连结行星销的中心的圆(下面称之为节圆)的半径变大，因此行星销的支承位置靠近内齿轮。

如专利文献1所示，在行星销的外侧配置支承轮架体的主轴承时，需要确保某种程度的行星销与主轴承之间的轮架体的部分的壁厚，从此关系上由主轴承的内圈内径限制行星销直径。根据行星销直径大小的限制，配置于行星销与行星齿轮之间的行星轴承的大小也受限制。因此，在简单行星齿轮减速机系列中，想在减速比不同的减速机之间使内齿轮等零件共用化时，输出转矩的大小受到限制。并且，若为了确保输出转矩而加大行星销直径，则导致减速机本身大型化。

发明内容

因此，本发明是为了解决上述问题而完成的，其课题在于提供一种使内齿轮等零件共用化的同时，无需使构成系列的减速机本身大型化而即可提高输出转矩的简单行星齿轮减速机系列。

本发明通过如下解决上述课题的，一种减速比不同的简单行星齿轮减速机系列，具备恒星齿轮、啮合于该恒星齿轮的行星齿轮、该行星齿轮所内啮合的内齿轮、可旋转地支承该行星齿轮的行星销、支承该行星销而与所述行星齿轮的公转成分同步的轮架体，其中，具有第1副系列，所述第1副系列在所述轮架体的半径方向上，在所述行星销的支承位置的外侧具备支承该轮架体的主轴承，该主轴承的内圈与该轮架体一体形成，形成有所述内齿轮的外壳为共用，并且所述恒星齿轮、行星齿轮、及所述轮架体上的所述行星销的支承位置根据所述减速比而被变更。

本发明的简单行星齿轮减速机系列在轮架体的半径方向上，在行星销的支承位置的外侧设置主轴承，并将其主轴承的内圈与轮架体一体形成。因此，可以最大限度地增大主轴承，即使在低减速比的情况下，也能够确保行星销与主轴承之间的轮架体部分的壁厚，同时还能够加宽行星销直径。因此，配置于行星齿轮与行星销之间的行星轴承最终也可以增大。因此，无需使减速机本身大型化即可提高输出转矩。同时，由于未将主轴承的内圈设为个别部件，所以能够减少零件件数。此外，作为第1副系列，由于使形成有内齿轮的外壳共用化，所以能够谋求系列中的总零件件数的减少、总库存量的减少及零件成本的减少。

发明效果

根据本发明，使内齿轮等零件共用化的同时，无需使减速机本身大型化即可提高输出转矩。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式所涉及的第1副系列简单行星齿轮减速机的简略剖视图。

图2为同样的第1副系列的其他简单行星齿轮减速机的简略剖视图。

图3是本发明的第2实施方式所涉及的第2副系列简单行星齿轮减速机的简略剖视图。

图4是本发明的第3实施方式所涉及的第1副系列简单行星齿轮减速机的简略剖视图。

图5为同样的第1副系列的其他简单行星齿轮减速机的简略剖视图。

图中：100、200、300、400、500-简单行星齿轮减速机，

110、210、310、410、510-输入轴，

112、134、138、212、234、238、312、334、338、412、434、438、512、534、538-轴承，

114、214、314、414、514-恒星齿轮，

116、216、316、416、516-行星齿轮，

118、218、318、418、518-行星轴承，

120、220、320、420、520-行星销，

122、222、322、422、522-内齿轮，

124、224、324、424、524-轮架体，

126、226、326、426、526-轮架体主体，

128、228、328、428、528-轮架体板，

130、148、230、248、330、348、430、448、530、548-螺栓，

132、232、332、432、532-输出轴，

136、140、236、240、336、340、436、440、536、540-外圈，

142、242、342、442、542-外壳，

144、244、344、444、544-中段罩，

146、246、346、546-前段罩。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的实施方式的一例进行详细说明。

如背景技术中所示，本发明所涉及的简单行星齿轮减速机系列由减速比不同的简单行星齿轮减速机构成。

在本发明的第1实施方式中，利用图1、图2对简单行星齿轮减速机系列中第1副系列的一例进行说明。在第1副系列的简单行星齿轮减速机100(200)中，在轮架体124(224)的半径方向上，在行星销120(220)的支承位置的外侧具备支承该轮架体124(224)的轴承(主轴承)134、138(234、238)，该轴承134、138(234、238)的内圈与该轮架体124(224)一体形成，并在外壳142(242)一体形成有内齿轮122(222)(作为本实施方式的变形例，也可以在外壳分体形成内齿轮。)。而且，在第1副系列中，其特点在于，外壳142和外壳242成为共用，并且恒星齿轮114(214)、行星齿轮116(216)、及轮架体124(224)中的行星销120(220)的支承位置根据所述减速比而变更。

在此，图1、图2中所示的简单行星齿轮减速机100、200，由于仅在机械上减速比分别为约1/4和约1/10而不同，所以对图1的简单行星齿轮减速机100进行详细说明。

简单行星齿轮减速机100，具备恒星齿轮114、啮合于该恒星齿轮114的行星齿轮116、该行星齿轮116所内啮合的内齿轮122、可旋转地支承该行星齿轮116的行星销120、支承该行星销120而与所述行星齿轮116的公转成分同步的轮架体124。另外，外壳142通过轴承134、138可旋转地支承轮架体124。

所述恒星齿轮114压入于输入轴110。输入轴110具有插入未图示的电动机轴的插入孔110A，电动机轴插入于插入孔110A而结合输入轴110和电动机轴。在恒星齿轮114中，例如设置有斜齿轮(也可以是正齿轮)而与行星齿轮116相啮合。

所述行星齿轮116多个配置于恒星齿轮114的外周，绕恒星齿轮114自转的同时公转。行星齿轮116通过行星轴承118支承于行星销120。行星轴承118是在轴向O上将滚针分割成2个而以总滚子状态配置的轴承。因此，在恒星齿轮114和行星齿轮116相啮合时，可以降低滚针的一端接触。另外，滚针由于在没有保持器的总滚子状态下使用，所以能够将大转矩传递至行星销120。

所述内齿轮122包含与行星齿轮116啮合的齿形部而一体形成于外壳142。

所述行星销120支承于轮架体124。行星销120与轮架体124分体形成。因此，行星销120能够以高表面精度(形状或粗糙度等)进行加工，所以能够使行星轴承118长寿命化，并可以减少行星齿轮116的转矩损失。

所述轮架体124成为连结轮架体主体126和轮架体板128的结构。轮架体主体126通过螺栓130连结或固定于轮架体板128。因此，轮架体124与行星齿轮116的公转成分同步，用行星销120取出该公转成分而旋转。另外，在轮架体124形成有压入行星销120的压入孔126B、128B。该压入孔126B、128B的形成位置根据减速比变更。在轮架体主体126的与行星齿轮相反一侧一体设有法兰形状的输出轴132。在其端面设有多个螺栓孔，通过在其输出轴132的螺栓孔连结未图示的螺栓来连接对象机械的被驱动轴。

所述轴承134、138配置于轮架体124的半径方向外侧而作为主轴承，并可旋转地支承轮架体124。轴承134、138为角接触滚珠轴承，分别具备滚珠135、139和外圈136、140，它们的内圈与轮架体124一体形成。因此，与内圈和轮架体分体设置时相比，无需增大外壳142的外形即可确保行星销120与轴承134、138之间的轮架体124的部分126A、128A的壁厚，同时还能够加宽行星销120的直径。

并且，轴承134、138夹着内齿轮122在轴向O上配置。而且，轴承134、138以背对背组合而配置。因此，能够支承高径向荷载和轴向荷载。另外，轴承134、138的外圈136、140与外壳142成为分体结构。因此，即使轴承134、138不同，外壳142也能够在第1副系列中直接以共用使用。轴承134、138的内圈轨道面形成于轮架体124的外周面127、129。

另外，外壳142的外周142A作为与对象机械的未图示的连结外壳相嵌合而安装时成为基准的锁扣部E发挥作用。在外壳142上，在轴向O上用螺栓148连结中段罩144和前段罩146。中段罩144与输入轴110之间设有油封152。并且，在中段罩144的内侧配置有轴承112，中段罩144通过轴承112可旋转地支承输入轴110。轴承112通过中段罩144和前段罩146在轴向O上被放入而固定。另外，图1的标记150是为了密封简单行星齿轮减速机100的内外而配置于外壳142与输出轴132之间的油封。

接着，说明简单行星齿轮减速机100的作用。

例如，利用未图示的电动机的旋转从而通过输入轴110而旋转恒星齿轮114。若这样，恒星齿轮114和行星齿轮116相啮合而行星齿轮116自转的同时，绕恒星齿轮114公转。此时，与行星齿轮116内啮合的内齿轮122处于固定状态，所以从轮架体124取出行星齿轮116的公转成分。轮架体124使安装于输出轴132的对象机械的被驱动轴旋转。

在此，图2所示的简单行星齿轮减速机200也与图1的简单行星齿轮减速机100相同地动作。但是，简单行星齿轮减速机100的减速比为约1/4，相对于此，简单行星齿轮减速机200的减速比成为约1/10。因此，与恒星齿轮114的齿数相比，恒星齿轮214的齿数较少，并且与行星齿轮116的齿数相比行星齿轮216的齿数较多(从大小关系来讲，与恒星齿轮114相比恒星齿轮214较小，并且与行星齿轮116相比行星齿轮216较大)。在第1副系列中，将外壳142、242设为共用，所以连结行星销120、220的中心位置的各个圆(节圆)的半径R1、R2不相等(R1＞R2)，轮架体124也与轮架体224不同。具体而言，行星销120、220各自的压入孔126B(128B)、226B(228B)的形成位置(压入孔的节圆直径)不同。即，根据减速比，例如减速比从约1/4变更为约1/10时，简单行星齿轮减速机100的恒星齿轮114、行星齿轮116、轮架体124分别变更为恒星齿轮214、行星齿轮216、轮架体224。另外，在本实施方式中，虽然行星销120、220也成为共用，但作为本实施方式的变形例，行星销也可为非共用。

本实施方式为如下方式：在轮架体124(224)的半径方向上，在行星销120(220)的支承位置的外侧设置轴承134、138(234、238)的同时，与轮架体124、224一体形成轴承134、138、234、238的内圈。因此，能够最大限度地增大轴承134、138(234、238)，例如即使在简单行星齿轮减速机100为约1/4的低减速比的情况下，也能够确保支承行星销120的轮架体124的部分126A、128A的壁厚，同时还能够加宽行星销120直径。因此，最终能够增大配置于行星齿轮116与行星销120之间的行星轴承118。因此，无需使减速机本身大型化即可提高输出转矩。尤其在本实施方式中，由于将行星销120(220)与轮架体124(224)设为分体，所以能够使行星轴承118长寿命化。同时，未将轴承134、138(234、238)的内圈设为单独部件，所以能够减少零件件数。并且，作为第1副系列，使一体形成内齿轮122(222)的外壳142(242)共用化，所以能够谋求系列中的总零件件数的减少、总库存量的减少及零件成本的减少。

并且，本实施方式中，轴承134、138(234、238)夹着内齿轮122(222)而在轴向O上被使用2个，并且轴承134、138(234、238)成为背对背组合。因此，能够支承高径向荷载和轴向荷载。

并且，本实施方式由于外壳142(242)为共用，所以连接于对象机械的部分即外壳142的外周142A成为相同形状，所以根据对象机械所需求的输出转矩或转速，可容易进行在简单行星齿轮减速机系列内的交换，交换时外壳142的外周142A作为锁扣部E发挥作用，由此能够容易进行轴心对齐。

因此，根据本实施方式，使内齿轮122、222共用化的同时，无需使减速机本身大型化即可提高输出转矩。

接着，在本发明的第2实施方式中，利用图1、图3对简单行星齿轮减速机系列中第2副系列的一例进行说明。

本实施方式中，简单行星齿轮减速机100和简单行星齿轮减速机300构成第2副系列。即，在第2副系列中，简单行星齿轮减速机100(300)在轮架体124(324)的半径方向上，在行星销120(320)的支承位置的外侧具备支承该轮架体124(324)的轴承134、138(334、338)，该轴承134、138(334、338)的内圈与该轮架体124(324)一体形成，并在外壳142(342)上一体形成有内齿轮122(322)(作为本实施方式的变形例，可以在外壳分体形成内齿轮)。而且，在第2副系列中，其特点在于，外壳142(342)根据减速比而变更，并且将行星销120、320的支承位置设为共用，由此轮架体124和轮架体324成为共用。

在此，图1、图3中所示的简单行星齿轮减速机100、300仅在功能上减速比分别为约1/4和约1/3而不同。因此，省略关于简单行星齿轮减速机100、300的构成要件和作用的说明。

简单行星齿轮减速机300的减速比为约1/3，是低于简单行星齿轮减速机100的减速比的低减速比。在此，将外壳342与外壳142设为共用时，节圆的半径R3变得更大于节圆的半径R1，出现无法充分确保行星销与主轴承之间的轮架体的部分的壁厚和行星销的粗细的危险。因此，为了充分确保行星销与主轴承之间的轮架体部分的壁厚和行星销的粗细，简单行星齿轮减速机300与简单行星齿轮减速机100节圆的半径设成相同(R1＝R3)。由此，行星销120、320的支承位置成为共用，能够将轮架体324与轮架体124设为共用。另外，在第2副系列中，行星销120、320成为共用。

即，第2副系列使具有与第1副系列相同的能够增大输出转矩的特征的简单行星齿轮减速机100(300)，共用化轮架体124和轮架体324，而并非内齿轮122(322)，由此减少零件件数而能够实现低成本化。

同时，虽然外壳142(342)不是共用的，但将节圆的半径设为共用(R1＝R3)，所以能够将外壳342的外形与外壳142的外形设为相同。即，由于外壳342连接于对象机械的部分即外壳342的外周342A与外周142A为相同形状，所以根据对象机械所需求的减速比容易进行越过第2副系列的系列中的简单行星齿轮减速机的交换，交换时外壳342的外周342A作为锁扣部E发挥作用，由此可容易进行轴心对齐。即，对于相同的对象机械，第2副系列具有与第1副系列的连接互换性。

并且，可以将轴承134、138和轴承334、338设为相同，并且可以将与支承轴承134、138的外壳142的各个部分142B、142C对应的外壳342的各个部分342B、342C设为同等厚度。因此，即使外壳142(342)不是共用的，也能够对越过第2副系列的系列中的简单行星齿轮减速机确保同等的输出转矩。

而且，通过由第1、第2副系列构成简单行星齿轮减速机系列，可以弥补比仅以第1副系列的减速比更广范围的减速比，并且相对于相同的对象机械，根据减速比可以使第1、第2副系列无缝地对应。

接着，在本发明的第3实施方式中，利用图4、图5对简单行星齿轮减速机系列中第1副系列的另外一例进行说明。

本实施方式是将第1实施方式的简单行星齿轮减速机100(200)的各个轴承134、138(234、238)的角接触滚珠轴承变更为角接触滚子轴承的方式。因此，除了轴承434、438(534、538)的滚子和外圈436、440(536、540)、以及对应于轴承434、438(534、538)的一体形成内圈的(形成有内圈轨道面的)轮架体424(524)不同之外，与第1实施方式相同，所以附加后2位数字相同的标记而省略说明。

在本实施方式中，对主轴承使用滚子，而不使用滚珠，所以能够加大主轴承的耐荷载。因此，与低转矩损失特性优异的第1实施方式的第1副系列相比，可以使简单行星齿轮减速机400、500进一步加大耐荷载，并且可以提高耐久性。在此，轴承434、438(534、538)的外圈436、440(536、540)与外壳442(542)成为分体，所以能够使外壳442(542)共用的同时，容易变更轴承的种类。即，在简单行星齿轮减速机的第1副系列中，可以采用角接触滚珠轴承和角接触滚子轴承来作为主轴承。此时，通过主轴承的外圈与外壳成为分体结构，除了主轴承和与主轴承的种类对应的一体形成内圈的轮架体以外无需变更，即可根据输出转矩或耐久性的要求提供简单行星齿轮减速机。另外，即使将本实施方式应用于第2副系列中，如果主轴承的种类相同，也可以将轮架体设为共用，并且可以获得相应的效果。

对于本发明举出上述实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式。即，可以进行不脱离本发明宗旨的范围内的改进及设计的变更是毋庸置疑的。

例如，在上述实施方式中，输出轴为法兰形状，但本发明不限于此，根据对象机械的被驱动轴的形状容易变更输出轴的形状。例如，也可以在轮架体设置圆柱形状的输出轴而通过键槽与对象机械的被驱动轴连接。另外，这种向所谓的整体类型的输出轴的变更(上述实施方式均称为法兰类型)可容易仅通过在不损害本发明的作用效果的前提下构成输出轴的零件(轮架体和输出轴、或者输出轴的追加)的变更来进行。即，由于可以谋求除构成输出轴的零件以外的共用化，所以能够谋求具备法兰类型或整体类型的输出轴的简单行星齿轮减速机的低成本化和系列中的输出轴的变动的扩张。

并且，在上述实施方式中，以背对背组合使用了2个轴承，但本发明未必一定限于此，也可以是使用1个轴承的情况。例如，也可以仅配置1个交叉滚子轴承而使用，将其外圈与外壳设为分体结构而构成。此时，也可以在对象机械的被驱动轴的轴向O上承受双方向的轴向荷载，并能够获得与使用2个轴承时的同样的作用效果，进而实现简单行星齿轮减速机的向轴向O的缩短。

并且，即使是使用2个轴承时，也可以使用圆锥滚子轴承，其组合也不限于背面，可以是正面组合或并列组合。

并且，在上述实施方式中，虽然将行星销与轮架体设为分体，但本发明不限于此。例如，也可以将行星销一体形成于轮架体。在此时的第1副系列中，准备根据减速比而行星销的形成位置不同的轮架体。在第2副系列中，可以将一体形成行星销的轮架体直接以共用使用。

并且，在上述实施方式中，对于减速比为约1/3、约1/4、约1/10的情况进行了说明，但本发明并不仅限于这些减速比。

并且，在上述实施方式中，外壳被固定而在轮架体设置了输出轴，但本发明未必一定限于此，也可以是轮架体被固定而外壳旋转而获得输出的所谓框旋转类型。

另外，在第1副系列中，根据减速比在轮架体中不同的部分不仅是行星销的支承位置，也可以在其他部分产生。

Claims (7)

1.一种简单行星齿轮减速机组，所述简单行星齿轮减速机组的减速比不同，并且具备恒星齿轮、啮合于该恒星齿轮的行星齿轮、该行星齿轮所内啮合的内齿轮、可旋转地支承该行星齿轮的行星销、以及支承该行星销而与所述行星齿轮的公转成分同步的轮架体，其特征在于，

具有第1副组，所述第1副组在所述轮架体的半径方向上，在所述行星销的支承位置的外侧具备支承该轮架体的主轴承，

该主轴承的内圈与该轮架体一体地形成，

形成有所述内齿轮的外壳为共用，并且

所述恒星齿轮、行星齿轮、及所述轮架体中的所述行星销的支承位置根据所述减速比而被变更。

2.如权利要求1所述的简单行星齿轮减速机组，其特征在于，

还具有第2副组，所述外壳根据所述减速比而被变更，并且

通过将所述行星销的支承位置设为共用而与所述第1副组共用所述轮架体。

3.如权利要求2所述的简单行星齿轮减速机组，其特征在于，

在所述第1副组和第2副组中，所述外壳在连接于对象机械的部分为相同形状。

4.如权利要求1所述的简单行星齿轮减速机组，其特征在于，

作为所述主轴承可以采用多种，使用与该主轴承的种类对应的一体地形成有内圈的轮架体，且该主轴承的外圈与所述外壳为分体结构，由此不论该主轴承的种类如何，所述外壳为共用的。

5.如权利要求2所述的简单行星齿轮减速机组，其特征在于，

作为所述主轴承可以采用多种，使用与该主轴承的种类对应的一体地形成有内圈的轮架体，且该主轴承的外圈与所述外壳为分体结构，由此不论该主轴承的种类如何，所述外壳为共用的。

6.如权利要求3所述的简单行星齿轮减速机组，其特征在于，

作为所述主轴承可以采用多种，使用与该主轴承的种类对应的一体地形成有内圈的轮架体，且该主轴承的外圈与所述外壳为分体结构，由此不论该主轴承的种类如何，所述外壳为共用的。

7.如权利要求1至6中的任一项所述的简单行星齿轮减速机组，其特征在于，

所述主轴承在轴向上夹着所述内齿轮而被使用多个，该主轴承为背对背组合。

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