專利名稱：減速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用在工業(yè)機(jī)器人或機(jī)床中的減速裝置。具體地說， 本發(fā)明涉及一種減速機(jī)構(gòu)，該減速機(jī)構(gòu)具有將作用于輸入軸的扭矩傳遞 至沿著基本正交于輸入軸的方向延伸的中間軸并轉(zhuǎn)換其旋轉(zhuǎn)方向的單 元，以及利用在內(nèi)齒輪中公轉(zhuǎn)(搖擺)的外齒輪進(jìn)行減速的單元。
背景技術(shù)：
日本專利申請?zhí)亻_昭62-218087號公報(bào)闡述了一種減速機(jī)構(gòu)的基本 結(jié)構(gòu)，其中設(shè)置有具有不同齒數(shù)的內(nèi)齒輪和外齒輪，并利用當(dāng)外齒輪在 內(nèi)齒輪內(nèi)進(jìn)行公轉(zhuǎn)(搖擺)時(shí)自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)具有差異的現(xiàn)象。這種減速機(jī)構(gòu) 利用曲軸。在曲軸上固定有在曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)偏心轉(zhuǎn)動的偏心凸輪，且外齒 輪與該偏心凸輪接合。偏心凸輪在曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)偏心轉(zhuǎn)動，因此與偏心凸 輪接合的外齒輪能進(jìn)行公轉(zhuǎn)(搖擺)。
就這種減速機(jī)構(gòu)而言，當(dāng)外齒輪的自轉(zhuǎn)受限制時(shí)內(nèi)齒輪旋轉(zhuǎn)。這樣， 內(nèi)齒輪繞一承載件旋轉(zhuǎn)。相反，當(dāng)內(nèi)齒輪的旋轉(zhuǎn)受限制時(shí)外齒輪自轉(zhuǎn)。 這樣，外齒輪在進(jìn)行公轉(zhuǎn)的同時(shí)能自轉(zhuǎn)。利用能圍繞外齒輪的公轉(zhuǎn)中心 旋轉(zhuǎn)并能支撐外齒輪從而使外齒輪能自轉(zhuǎn)的部件作為繞外齒輪的公轉(zhuǎn)中 心旋轉(zhuǎn)的輸出軸部分。
在工業(yè)機(jī)器人或機(jī)床中，通常希望電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸以及減速機(jī)構(gòu)的輸 出軸具有正交關(guān)系。使用這種布置通常具有減小其中減速機(jī)構(gòu)已經(jīng)與電 機(jī)結(jié)合在一起的機(jī)構(gòu)的整體長度的優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)與減速機(jī)構(gòu)相結(jié)合時(shí)，通常采用這樣的機(jī)構(gòu)，在該機(jī)構(gòu)中，中間
軸被設(shè)置成與由電機(jī)扭矩操作的輸入軸正交，且該機(jī)構(gòu)通過利用齒輪使 輸入軸和中間軸接合來轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向。通過使一對傘齒輪或一對準(zhǔn)雙曲 面齒輪嚙合，可以將扭矩從設(shè)置成與中間軸正交的輸入軸傳遞至該中間 軸。
日本專利申請?zhí)亻_2004-293640號公報(bào)中教導(dǎo)了一種其中旋轉(zhuǎn)方向 轉(zhuǎn)換部件與減速部件接合在一起的減速裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
當(dāng)采用其中旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換部件和減速部件接合在一起的減速裝置 時(shí)，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸和減速機(jī)構(gòu)的輸出軸可以具有正交關(guān)系。
在這種減速裝置中，期望的是通過將旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換部件和減速部件
單元化并將單元化后的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元和減速單元組裝在一起而獲得
減速裝置。旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元和減速單元的這種單元化使得在該減速裝 置中每一單元的制造過程得以簡化，且因此可預(yù)計(jì)減速裝置的制造過程
得以簡化。
但是，實(shí)際上這是困難的。通過使成對的齒輪嚙合而在旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn) 換單元中轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向。如果輸入軸和中間軸在該接合狀態(tài)下并不處于 相應(yīng)軸向方向上的預(yù)定位置，齒輪就不會平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)，或者噪音以及齒 隙將變大。因此，必須將輸入軸和中間軸固定在相應(yīng)軸向方向上的預(yù)定 位置。另外，會出現(xiàn)這樣的問題，即因傳遞至減速單元側(cè)的曲軸的扭 矩而在徑向方向上產(chǎn)生的載荷以及在推力方向上產(chǎn)生的載荷作用于曲軸 和中間軸，且因此必須增大用于支撐曲軸和中間軸的結(jié)構(gòu)的尺寸。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元和減速單元分開時(shí)，必須接合減速裝置，使得 旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元側(cè)的中間軸與處于減速單元側(cè)的曲軸能傳遞扭矩。在 該接合狀態(tài)下，已事先被調(diào)節(jié)在希望范圍內(nèi)的中間軸壓力在處于減速單 元側(cè)的曲軸沿其軸向方向?qū)μ幱谛D(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元側(cè)的中間軸施加力 時(shí)，可能會偏離該希望范圍。相反，已事先被調(diào)節(jié)在希望范圍內(nèi)的曲軸 壓力在處于旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元側(cè)的中間軸沿其軸向方向?qū)μ幱跍p速單元
側(cè)的曲軸施加力時(shí)，可能會偏離該希望范圍。由于上述問題，仍然沒有 獲得這樣的結(jié)構(gòu)，其中通過將減速裝置分為旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元和減速單 元，分別完成這兩個單元，將完成后的這兩個單元接合在一起來完成該 減速裝置。
解決問題的手段
本發(fā)明的減速裝置分為旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元和減速單元，且通過將這 兩個單元接合在一起來完成所述減速裝置。
所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元包括具有第一平面的第一基座；被可旋轉(zhuǎn) 地支撐在該第一基座中的輸入軸；在與所述輸入軸大致正交的位置被可 旋轉(zhuǎn)地支撐在所述第一基座中的中間軸；與所述輸入軸一體旋轉(zhuǎn)的第一 齒輪；以及與該第一齒輪嚙合并與所述中間軸一體旋轉(zhuǎn)的第二齒輪。
所述減速單元包括第二基座，該第二基座具有與所述第一平面進(jìn) 行面接觸的第二平面；內(nèi)齒輪；容納在所述內(nèi)齒輪中的外齒輪；以及曲 軸，該曲軸被支撐在所述第二基座中，從而能相對于所述第二基座旋轉(zhuǎn) 但不能沿軸向方向移動。所述曲軸包括偏心凸輪，該偏心凸輪與所述外 齒輪接合并通過偏心轉(zhuǎn)動而使該外齒輪在所述內(nèi)齒輪中進(jìn)行公轉(zhuǎn)。
在本發(fā)明的減速裝置中，所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元和所述減速單元在 所述第一平面和所述第二平面處于面接觸的狀態(tài)時(shí)被固定。在該位置關(guān) 系下，所述中間軸和所述曲軸被連接成它們能傳遞扭矩并能沿所述曲軸 的軸向方向移動，且通過所述內(nèi)齒輪或所述外齒輪借助所述輸入軸的旋 轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)被傳遞至輸出部件。
可利用第一基座固定從所述輸入軸經(jīng)由第一齒輪和第二齒輪延伸至 所述中間軸的扭矩傳遞系統(tǒng)的位置，而將所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元完成為 一個單元。
可利用第二基座固定由內(nèi)齒輪、外齒輪、曲軸等構(gòu)成的減速機(jī)構(gòu)的 位置，而將所述減速單元完成為一個單元。
由于在所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元的第一基座中形成第一平面且在所述 減速單元的第二基座中形成第二平面，可通過使所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元 和所述減速單元在所述平面處進(jìn)行面接觸而使這二者保持恒定的位置關(guān)系。
當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元和所述減速單元的位置被固定時(shí)，所述中 間軸和所述曲軸被連接成可以從所述中間軸向所述曲軸進(jìn)行扭矩傳遞且 可以沿所述曲軸的軸向移動?？梢圆捎酶鞣N公知的機(jī)構(gòu)作為用于連接所 述兩個軸的機(jī)構(gòu)，這兩個軸被構(gòu)造成允許扭矩傳遞并允許沿所述曲軸的 軸向方向移動。將這兩個軸連接成使得可以實(shí)現(xiàn)扭矩傳遞以及沿所述曲 軸的軸向方向移動不需要這兩個軸之間具有非常復(fù)雜的位置關(guān)系。僅僅 通過相對于所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元固定所述減速單元的位置，就可將所 述中間軸和所述曲軸連接成允許扭矩傳遞并允許沿所述曲軸的軸向方向 移動。
由于所述中間軸和所述曲軸被連接成能沿軸向方向移動，因而即使 在所述減速單元被組裝到所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元上時(shí)，所述曲軸也不會 沿其軸向方向?qū)λ鲋虚g軸施加力。即使所述減速單元被組裝到所述旋 轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元上，第一齒輪和第二齒輪的嚙合狀態(tài)也不會發(fā)生變化， 所述嚙合狀態(tài)在完成所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元的過程中被預(yù)先調(diào)節(jié)到希望 范圍內(nèi)。同樣，即使所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元與所述減速單元接合，所述 中間軸也不會沿其軸向方向?qū)λ銮S施加力。即使所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換 單元被組裝到所述減速單元上，在完成所述減速單元的過程中被預(yù)先調(diào) 節(jié)到希望范圍內(nèi)的曲軸位置也不會發(fā)生變化。
當(dāng)前實(shí)施方式的減速機(jī)構(gòu)可通過事先分開地完成所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換 單元和所述減速單元然后將這二者組裝在一起而完成。在相應(yīng)單元的完 成過程中事先調(diào)節(jié)過的位置和壓力不會由于將這兩個單元接合在一起而 發(fā)生變化，因此在將這兩個單元接合在一起之后不需要調(diào)節(jié)齒輪的嚙合 狀態(tài)。
因此，可以以簡單的制造過程制造復(fù)雜的減速機(jī)構(gòu)。
優(yōu)選的是，所述中間軸和所述曲軸通過花鍵連接而接合在一起，從 而使扭矩能從所述中間軸傳遞至所述曲軸，且所述中間軸可沿所述曲軸 的軸向方向移動。
如所公知的一樣，花鍵連接是一種簡單的連接方法，用于將兩個軸
連接成可進(jìn)行扭矩傳遞以及沿同軸方向移動。所述中間軸和所述曲軸設(shè) 置在同一軸線上，且可通過沿這兩個軸的軸向方向使它們兩個到一起而 將這兩個軸簡單地連接在一起。尤其優(yōu)選的是，對于其中所述曲軸不進(jìn) 行公轉(zhuǎn)的減速單元釆用花鍵連接。
所述中間軸和所述曲軸可通過繞平行于這兩個軸的軸旋轉(zhuǎn)的平面齒 輪而接合在一起，從而使扭矩能從所述中間軸傳遞至所述曲軸且所述中 間軸能沿所述曲軸的軸向方向移動。
如果所述中間軸和所述曲軸利用繞平行于所述中間軸和所述曲軸的 軸旋轉(zhuǎn)的平面齒輪而接合在一起，則所述中間軸和所述曲軸可被接合成 即使所述中間軸和所述曲軸在其軸向方向上改變位置也能傳遞扭矩，只 要該位置變化在所述平面齒輪的厚度范圍內(nèi)即可。尤其優(yōu)選的是，對于 其中所述曲軸在公轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行自轉(zhuǎn)的減速單元利用所述平面齒輪。
在其中利用平面齒輪的情況下，優(yōu)選的是，在第一平面與第二平面 已經(jīng)面接觸的情況下，在所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元與所述減速單元之間形 成有空間，且接合所述中間軸和所述曲軸的所述平面齒輪被容納在該空 間內(nèi)。
在這種情況下，所述平面齒輪通過第一基座和第二基座與所述減速 裝置的外部隔離。
通過單元化來簡化生產(chǎn)過程的技術(shù)不僅可應(yīng)用于分離的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn) 換單元和減速單元，也可應(yīng)用于與輸入軸相關(guān)的部件的單元化。在這種 技術(shù)中可利用輸入軸單元。
可事先組裝在一起的輸入軸單元可包括輸入軸；與所述輸入軸一
體旋轉(zhuǎn)的第一齒輪；輸入軸殼體；以及位于所述輸入軸和所述輸入軸殼 體之間的一對軸承，該對軸承支撐所述輸入軸，使得該輸入軸能相對于 所述輸入軸殼體旋轉(zhuǎn)但不能沿軸向方向移動。這樣，所述第一齒輪可處 于這樣的位置關(guān)系，其中該第一齒輪在所述輸入軸殼體的前端處從所述 輸入軸殼體露出。
在其中利用所述輸入軸單元的情況下，在第一基座中可形成有孔， 所述輸入軸單元可被插入到該孔中并被固定，從而可實(shí)現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)，
其中所述輸入軸和所述第一齒輪相對于第一基座被支撐成能夠旋轉(zhuǎn)。
同樣，用于簡化生產(chǎn)過程的技術(shù)也可應(yīng)用于使與第二齒輪和所述中 間軸相關(guān)的部件單元化。可事先組裝在一起的中間軸單元包括中間軸; 與所述中間軸一體旋轉(zhuǎn)的第二齒輪；中間軸殼體；以及位于所述中間軸 與所述中間軸殼體之間的一對軸承，該對軸承支撐所述中間軸，使得所 述中間軸能相對于所述中間軸殼體旋轉(zhuǎn)但不能沿軸向方向移動。這樣， 所述第二齒輪可處于這樣的位置關(guān)系，其中該第二齒輪在所述中間軸殼 體的前端處從所述中間軸殼體露出。
在其中利用所述中間軸單元的情況下，在第一基座中可形成有第二 孔，且所述中間軸單元被插入到該第二孔中并被固定，從而可實(shí)現(xiàn)這樣 的結(jié)構(gòu)，其中所述中間軸和所述第二齒輪相對于第一基座被支撐成能夠 旋轉(zhuǎn)。
優(yōu)選的是，所述輸入軸和所述中間軸都被單元化。在這種情況下，
可在第一基座中形成兩個孔。所述輸入軸單元可被插入到其中一個孔中
并被固定，所述中間軸單元可被插入到另一個孔中并被固定，從而使第
一齒輪和第二齒輪可嚙合?？梢酝ㄟ^將所述輸入軸單元插入到前一孔中
并固定該輸入軸單元，并將所述中間軸單元插入到后一孔中并固定該中
間軸單元，來完成所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元的組裝。由于利用公共基座來
固定所述輸入軸單元和所述中間軸單元，可以以精確的位置關(guān)系來布置 這兩個單元。
通過利用分別設(shè)置在所述輸入軸單元和所述中間軸單元中的隔板 (下面將作詳細(xì)說明)可調(diào)節(jié)第一齒輪與第二齒輪的嚙合狀態(tài)。所述隔 板調(diào)節(jié)所述輸入軸單元和所述中間軸單元插入到所述基座中的深度。通 過調(diào)節(jié)上述插入深度，可將第一齒輪和第二齒輪調(diào)節(jié)成在平穩(wěn)轉(zhuǎn)動的狀 態(tài)下嚙合。
即使對第一齒輪和第二齒輪的嚙合狀態(tài)進(jìn)行了調(diào)節(jié)，所述輸入軸與 輸入軸殼體之間沿軸向方向以及徑向方向的運(yùn)動剛性也可以保持不受影 響。這是因?yàn)椋词箤λ鲚斎胼S單元的插入深度進(jìn)行了調(diào)節(jié)，由于支 撐所述輸入軸的軸承的壓力狀態(tài)不會改變，因此所述輸入軸與所述輸入
軸殼體的相互位置關(guān)系不會發(fā)生改變。即使對第一齒輪和第二齒輪的嚙 合狀態(tài)進(jìn)行了調(diào)節(jié)，也不需要重新調(diào)節(jié)所述輸入軸和所述輸入軸殼體的 位置關(guān)系。
同樣，即使對第一齒輪和第二齒輪的嚙合狀態(tài)進(jìn)行了調(diào)節(jié)，所述中 間軸與所述中間軸殼體之間沿軸向方向以及徑向方向的運(yùn)動剛性也可以 保持不受影響。這是因?yàn)?，即使對所述中間軸單元的插入深度進(jìn)行了調(diào) 節(jié)，由于支撐所述中間軸的軸承的壓力狀態(tài)不會改變，因此所述中間軸 與所述中間軸殼體的相互位置關(guān)系不會發(fā)生改變。即使在對第一齒輪和 第二齒輪的嚙合狀態(tài)進(jìn)行了調(diào)節(jié)，也不需要重新調(diào)節(jié)所述中間軸和所述 中間軸殼體的位置關(guān)系。
雖然優(yōu)選的是所述輸入軸和所述中間軸二者都被單元化，但是并不 必需要使兩者都單元化。所述輸入軸可以單元化，而第二齒輪和中間軸 可被組裝到所述基座上。相反，所述中間軸可以單元化，而第一齒輪和 輸入軸可被組裝到所述基座上。即使僅所述輸入軸和中間軸中的一個或 另 一個被單元化，也可以簡化完成所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元的組裝過程。
優(yōu)選的是，使所述輸入軸和所述中間軸中的兩者或任一個單元化的 技術(shù)與使旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元和減速單元單元化的技術(shù)組合使用。但是， 這并不是關(guān)鍵構(gòu)造。在其中通過將輸入軸單元和/或中間軸單元固定到用 于減速機(jī)構(gòu)的基座上來完成所述減速裝置的情況下，通過使輸入軸與中 間軸單元化可獲得足夠的優(yōu)點(diǎn)。使輸入軸和中間軸中的兩者或任一個單 元化的技術(shù)可獨(dú)立于使旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元和減速單元單元化的技術(shù)而應(yīng) 用。
發(fā)明效果
根據(jù)第一方面的減速裝置，所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元和所述減速單元 可被分開組裝。可通過將所述減速單元組裝到所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元來 完成所述減速裝置，所述減速單元和旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元均已事先被分開 完成。在所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元內(nèi)可容易地調(diào)節(jié)第一齒輪與第二齒輪的 嚙合狀態(tài)。此外，在完成所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元的組裝過程中已事先被 調(diào)節(jié)在希望范圍內(nèi)的第一齒輪與第二齒輪的嚙合狀態(tài)不受將所述減速單
元接合至所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元的組裝過程的影響。同樣，在完成所述 減速單元的組裝過程中己事先被調(diào)節(jié)到希望范圍內(nèi)的曲軸位置不受將所 述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元接合至所述減速單元的組裝過程的影響。在接合這 兩個單元之后不需要執(zhí)行調(diào)節(jié)操作，因此可以利用簡單的制造過程制造 出復(fù)雜的減速裝置。
根據(jù)第二方面的減速裝置，不會向施加曲軸軸向方向的力，因此可 以防止減速單元的操作受這種力的影響。
根據(jù)第三方面和第四方面的減速裝置，可利用簡單的構(gòu)造將中間軸 與曲軸連接在一起，從而可進(jìn)行扭矩傳遞以及中間軸和曲軸沿同軸方向 的移動。
根據(jù)第五方面和第六方面的減速裝置，可完成被分開組裝的輸入軸 單元和中間軸單元。可通過將己事先被分開完成的所述輸入軸單元和所 述中間軸單元組裝到第一基座上而完成所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元。此外， 在完成所述輸入軸單元的組裝過程中已事先被調(diào)節(jié)在希望范圍內(nèi)的所述 輸入軸的軸向方向上的位置以及支撐該輸入軸的軸承的壓力不會因所述 輸入軸單元與所述中間軸單元接合而發(fā)生改變。同樣，所述中間軸的位 置以及支撐該中間軸的軸承的狀態(tài)不會發(fā)生變化。在組裝所述兩個單元 之后不需要執(zhí)行調(diào)節(jié)操作，因此可以利用簡單的過程制造出復(fù)雜的旋轉(zhuǎn) 方向轉(zhuǎn)換單元。此外，即使第一齒輪和第二齒輪的直徑很大，也可以不 使用尺寸與這些齒輪相應(yīng)的軸承而將這些齒輪組裝到第一基座上。


圖1示出了第一實(shí)施方式的減速裝置；
圖2示出了第一實(shí)施方式的減速裝置的制造過程;
圖3示出了沿圖1的線III-III剖取的截面圖4示出了第二實(shí)施方式的減速裝置；
圖5示出了沿圖4的線V-V剖取的截面圖6示出了第三實(shí)施方式的減速裝置；
圖7示出了第四實(shí)施方式的減速裝置；
圖8示出了第五實(shí)施方式的減速裝置。
具體實(shí)施例方式
下面將給出這些實(shí)施方式的一些特征。 (特征l)外齒輪受限制而不能相對于第二基座旋轉(zhuǎn)。
(特征2)沿內(nèi)齒輪的軸線延伸的筒體被固定于內(nèi)齒輪上，且這個
筒體穿過在外齒輪中心附近形成在外齒輪上的孔。
(特征3)在具有上述特征2的減速裝置中，線纜等穿過該筒體。 (特征4)內(nèi)齒輪固定于第二基座。曲軸在公轉(zhuǎn)的同時(shí)繞內(nèi)齒輪的
中心自轉(zhuǎn)。外齒輪被支撐成能偏心轉(zhuǎn)動并具有能繞內(nèi)齒輪的中心旋轉(zhuǎn)的
輸出軸。
(特征5)在具有上述特征4的減速裝置中，沿著輸出軸的軸線延 伸的筒體被固定至輸出軸，且線纜等穿過該筒體。
(特征6)第一基座包括第一平面和平行于第一平面的第三平面。 第三平面在被固定于外部件的不可動面時(shí)起作用。
(特征7)在轉(zhuǎn)動的內(nèi)齒輪上固定有覆蓋外齒輪的上部的盤。
(特征8)固定至輸出軸的盤位于內(nèi)齒輪上方。
(特征9)第一基座和第二基座均為機(jī)器人的基部，且機(jī)器人的手 臂被附接至減速裝置的輸出軸。 實(shí)施方式
下面將參照附圖詳細(xì)描述實(shí)施方式。 (第一實(shí)施方式)
圖1示出了當(dāng)前實(shí)施方式的減速裝置10的主要部件的截面圖。通過 將旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元17和減速單元18組裝在一起而形成減速裝置10。 通過將輸入軸單元14和中間軸單元16組裝到第一基座12上而形成旋轉(zhuǎn) 方向轉(zhuǎn)換單元17。
圖2示出了組裝之前的輸入軸單元14、中間軸單元16、減速單元 18和第一基座12，通過將輸入軸單元14、中間軸單元16和減速單元18 接合至第一基座12而完成減速裝置10。通常通過首先將輸入軸單元14
和中間軸單元16接合到第一基座12上來組裝旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元17，然 后將與旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元17分開完成的減速單元18組裝到第一基座12 上，來完成減速裝置IO。
如圖2中所示，第一基座12包括供輸入軸單元14插入其中的第一 孔20、供中間軸單元16插入其中的第二孔22、用于將電源線纜等(例 如，電源線纜、信號線、風(fēng)管、配線等)引導(dǎo)至減速裝置10內(nèi)部的孔26、 以及用于將電源線纜等引導(dǎo)至減速裝置10外部的孔28。此外，第一基座 12具有用于固定減速單元18的位置的第一平面30、以及用于將減速裝 置10固定至采用該減速裝置的部件的不可動面上的第三平面32。
輸入軸單元14包括輸入軸35、與輸入軸35—體旋轉(zhuǎn)的第一齒輪 (傘齒輪)34、輸入軸殼體38和一對角接觸軸承36a和36b，該對軸承 位于輸入軸35與輸入軸殼體38之間并支撐輸入軸35以使輸入軸35能 相對于輸入軸殼體38旋轉(zhuǎn)但不能沿軸向方向移動，所有這些元件事先被 接合在一起。第一齒輪34以這樣的位置關(guān)系被接合在輸入軸單元14中， 使第一齒輪34在輸入軸殼體38的前端處從該輸入軸殼體38露出。第一 齒輪34的直徑小于輸入軸殼體38的直徑，且第一齒輪34能穿過用于固 定輸入軸殼體38的第一孔20。通過從第一齒輪34側(cè)將輸入軸單元14插 入到第一孔20中并緊固螺栓40，而將輸入軸單元14固定于第一基座12。
中間軸單元16包括中間軸66a和66b、與中間軸66a和66b —體旋 轉(zhuǎn)的第二齒輪(傘齒輪)44、中間軸殼體48和一對徑向止推滾珠軸承46a 和46b，該對軸承位于中間軸66a與中間軸殼體48之間并支撐中間軸66a 以使中間軸66a能相對于中間軸殼體48旋轉(zhuǎn)但不能沿軸向方向移動，所 有這些元件事先被接合在一起。第二齒輪44以這樣的位置關(guān)系接合在中 間軸單元16中，使第二齒輪44在中間軸殼體48的前端處從該中間軸殼 體48露出。第二齒輪44的直徑小于中間軸殼體48的凸起部分的直徑D， 且第二齒輪44能穿過用于固定中間殼體48的第二孔22。通過從第二齒 輪44側(cè)將中間軸單元16插入到第二孔22中并緊固螺栓50，而將中間軸 單元16固定于第一基座12。中間軸66a和66b固定成一體，且在中間軸 66b的軸向方向上沿著其內(nèi)周延伸有用于花鍵連接的多個槽(內(nèi)花鍵槽)。
而且，優(yōu)選的是，第一齒輪34和第二齒輪44以正交齒輪組合形式 組合在一起；例如，傘齒輪，準(zhǔn)雙曲面齒輪等等。
當(dāng)輸入軸單元14和中間軸單元16被固定于第一基座12上時(shí)第一齒 輪34和第二齒輪44嚙合。輸入軸35與中間軸66a和66b相互成正交。 通過使第一齒輪34與第二齒輪44相互接合而改變輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向。
由于輸入軸單元14和中間軸單元16被共同地固定于第一基座12 上，因此能精確地調(diào)節(jié)這兩者的位置關(guān)系。第一齒輪34和第二齒輪44 被調(diào)節(jié)為令人滿意的嚙合狀態(tài)，其中由隔板49a和49b保持適當(dāng)?shù)拈g距。
為了將第一齒輪34與第二齒輪44的嚙合狀態(tài)調(diào)節(jié)為適當(dāng)狀態(tài)，可 以根據(jù)需要調(diào)節(jié)輸入軸單元14和中間軸單元16插入到第一基座12中的 深度。即使對輸入軸單元14的插入深度進(jìn)行了調(diào)節(jié)， 一對角接觸軸承36a 和36b相對于輸入軸殼體38對輸入軸35進(jìn)行約束以使輸入軸35不能沿 其軸向方向移動的約束強(qiáng)度也不會發(fā)生變化。這是因?yàn)?，即使對輸入軸 單元14的插入深度進(jìn)行了調(diào)節(jié)，支撐輸入軸35的軸承36a和36b的壓 力也不會發(fā)生變化，從而輸入軸35和輸入軸殼體38的位置關(guān)系不會發(fā) 生變化。同樣，即使對中間軸單元16的插入深度進(jìn)行了調(diào)節(jié)， 一對徑向 止推滾珠軸承46a和46b相對于中間軸殼體48對中間軸66a進(jìn)行約束以 使中間軸66a不能沿其軸向方向移動的約束強(qiáng)度也不會發(fā)生變化。這是 因?yàn)?，即使對中間軸單元16的插入深度進(jìn)行了調(diào)節(jié)，支撐中間軸66a的 軸承46a和46b的壓力也不會發(fā)生變化，從而中間軸66a和中間軸殼體 48的位置關(guān)系不會發(fā)生變化。
通過分別事先完成輸入軸單元14和中間軸單元16，然后將它們接 合到公共的第一基座12上，從而完成旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元17。在輸入軸單 元14和中間軸單元16已接合到第一基座12上之后不需要對它們進(jìn)行重 新調(diào)節(jié)。
減速單元18包括第二基座58、內(nèi)齒輪52、容納在內(nèi)齒輪52中的外 齒輪54a和54b，以及曲軸60a，該曲軸60a相對于第二基座58被支撐 使得該曲軸能旋轉(zhuǎn)但不能沿軸向方向移動。
在第二基座58中形成有與第一基座12的第一平面30進(jìn)行面接觸的
第二平面58a。內(nèi)齒輪52由一對徑向止推滾珠軸承56a和56b支撐，以 使內(nèi)齒輪52能相對于第二基座58旋轉(zhuǎn)。兩個外齒輪54a和54b容納在 內(nèi)齒輪52中。這兩個外齒輪54a和54b在上下方向上疊置。
圖3示出了沿圖1的線III-III剖取的截面圖。如圖3中所示，在 外齒輪54a中沿圓周方向形成有總共12個孔55a至551。在第二基座(承 載件)58中形成有9個支柱58b至58d、 58f至58h和58j至581 (圖中 為了清楚起見，省略了除58g以外的支柱的附圖標(biāo)記)，并將它們插入到 外齒輪54a的相應(yīng)孔55b至55d、 55f至55h和55 j至551中。
外齒輪54a的直徑小于內(nèi)齒輪52，且外齒輪54a的齒數(shù)少于內(nèi)齒輪 52的齒數(shù)。當(dāng)外齒輪54a經(jīng)由內(nèi)銷92與內(nèi)齒輪52成嚙合狀態(tài)時(shí)，外齒 輪54a能如箭頭57所示繞中心59進(jìn)行公轉(zhuǎn)。在外齒輪54a的孔55b至 55d、 55f至55h和55j至551與第二基座58的支柱58b至58d、 58f至 58h和58j至581之間保持足以使外齒輪54a進(jìn)行公轉(zhuǎn)57的間隙。當(dāng)外 齒輪54a以公轉(zhuǎn)57進(jìn)行轉(zhuǎn)動且同時(shí)該外齒輪54a的自轉(zhuǎn)受限制時(shí)，由于 外齒輪54a的齒數(shù)少于內(nèi)齒輪52的齒數(shù)而使內(nèi)齒輪52旋轉(zhuǎn)。在當(dāng)前實(shí) 施方式的情況下，外齒輪54a的齒數(shù)少于內(nèi)齒輪52的齒數(shù)，且由于內(nèi)齒 輪52具有60個齒，當(dāng)外齒輪54a進(jìn)行一次公轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)齒輪52轉(zhuǎn)過1/60 圈。
附圖標(biāo)記60a表示曲軸，該曲軸60a相對于第二基座58被支撐成能 繞中心60x旋轉(zhuǎn)。附圖標(biāo)記61a表示形成有曲軸60a的偏心凸輪，該偏 心凸輪61a的外形為圓形，該圓形的中心61x偏離曲軸60a的旋轉(zhuǎn)中心 60x。在圖3所示的狀態(tài)中，偏心凸輪61的中心61x從曲軸60a的旋轉(zhuǎn) 中心60x向左偏移。偏心凸輪61a經(jīng)由滾針軸承90與外齒輪54a的孔55a 接合。當(dāng)曲軸60a繞旋轉(zhuǎn)中心60x旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏心凸輪61a的中心61x如 箭頭63所示繞曲軸60a的旋轉(zhuǎn)中心60x進(jìn)行公轉(zhuǎn)。當(dāng)偏心凸輪61a的中 心61x如箭頭63所示進(jìn)行公轉(zhuǎn)時(shí)，外齒輪54a如箭頭57所示公轉(zhuǎn)。公 轉(zhuǎn)63的軌跡和公轉(zhuǎn)57的軌跡相同。
附圖標(biāo)記60e和60i表示曲軸，它們相對于第二基座58被可旋轉(zhuǎn)地 支撐。附圖標(biāo)記61e和61i表示形成有曲軸60e和60i的偏心凸輪，這
些偏心凸輪61e和61i的外形為圓形，且該圓形的中心偏離曲軸60e和 60i的旋轉(zhuǎn)中心。在圖3所示的狀態(tài)中，偏心凸輪61e和61i的中心從曲 軸60e和60i的旋轉(zhuǎn)中心向左偏移。偏心凸輪61e和61i經(jīng)由滾針軸承 90e和90i分別與外齒輪54a的孔55e和55i接合。當(dāng)曲軸60a旋轉(zhuǎn)時(shí)， 偏心凸輪61e和61i的中心分別繞曲軸60e和60i的旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行公轉(zhuǎn)， 且外齒輪54a如箭頭57所示進(jìn)行公轉(zhuǎn)。 在外齒輪54的中心部分中形成孔63。
上面的說明也適用于外齒輪54b。但是，凸輪的偏置方向相反。在 圖3的狀態(tài)中，用于外齒輪54b的偏心凸輪的中心從曲軸60a的旋轉(zhuǎn)中 心60x向右偏移。用于外齒輪54a的偏心凸輪的中心以及用于外齒輪54b 的偏心凸輪的中心總是相對于處于對稱中心的曲軸60a的旋轉(zhuǎn)中心60x 對稱地定位。也就是說，在圖3中，如果外齒輪54a向左偏移，則外齒 輪54b就向右偏移；如果外齒輪54a向上偏移，則外齒輪54b就向下偏 移；如果外齒輪54a向右偏移，則外齒輪54b就向左偏移；如果外齒輪 54a向下偏移，則外齒輪54b就向上偏移。也就是說，就外齒輪54a、外 齒輪54b和曲軸60a整體而言，外齒輪54a和外齒輪54b相對于曲軸60a 的旋轉(zhuǎn)中心對稱地定位，從而實(shí)現(xiàn)保持旋轉(zhuǎn)平衡的關(guān)系。
如圖1中所示，曲軸60a由一對圓錐滾子軸承65a和65b相對于第 二基座58被支撐，使得曲軸60a能旋轉(zhuǎn)但不能沿軸向方向移動。由于預(yù) 定的壓力作用于該對圓錐滾子軸承65a和65b，曲軸60a不能沿軸向方向 相對于第二基座58移動。
當(dāng)致使第二平面58a與第一平面30進(jìn)行面接觸，從而減速單元18 在第一基座12中被固定在適當(dāng)位置時(shí)，曲軸60a和中間軸66b被設(shè)置成 處于同軸定位的關(guān)系。如前文所述，在中間軸66b的內(nèi)表面上形成有沿 同軸方向延伸的多個槽。在曲軸60a的外表面上形成有與這多個槽相對 應(yīng)的沿曲軸60a的軸向方向延伸的多個突脊(花鍵)。當(dāng)曲軸60a被插入 到中間軸66b中時(shí)，沿同軸方向延伸的槽和突脊互鎖，從而實(shí)現(xiàn)曲軸60a 與中間軸66b的花鍵連接。也就是說，扭矩從中間軸66b傳遞至曲軸60a， 但是不在中間軸66b和曲軸60a之間施加沿同軸方向的力。
通過一對圓錐滾子軸承65a和65b從第二基座58施加于曲軸60a的 壓縮力(壓力)不會由于減速單元18與旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元17的組裝而 變化。同樣，第一齒輪34與第二齒輪44的接合狀態(tài)不會由于減速單元 18和旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元17的組裝而變化。當(dāng)減速單元18和旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn) 換單元17均被分別完成時(shí)，在將這兩者接合在一起之后不需要重新調(diào)節(jié) 壓力或接合狀態(tài)。
如上所述，內(nèi)齒輪52繞圖3的中心59相對于第二基座58旋轉(zhuǎn)。板 62通過螺栓64被固定于內(nèi)齒輪52，且筒體63被固定于板62的中心部。 電源線纜等能從孔26穿過筒體63的內(nèi)部。
當(dāng)?shù)诙矫?8a和第一平面30進(jìn)行面接觸時(shí)，減速單元18的第二 基座58通過螺栓51被固定于旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元17的第一基座12上。 通過固定旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元17和減速單元18完成減速裝置10。
下面將描述當(dāng)前實(shí)施方式的減速裝置10的制造方法。圖2表示減速 裝置10的主要部件的截面圖，示出了第一基座12、輸入軸單元14、中 間軸單元16和減速單元18處于拆卸狀態(tài)。第一基座12、輸入軸單元14、 中間軸單元16和減速單元18如下所述被分開形成。
第一基座12設(shè)置有供輸入軸單元14插入其中的第一孔20、供中間 軸單元16插入其中的第二孔22、用于將電源線纜等引入旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單 元17的孔26、用于將電源線纜等引入減速裝置10的孔28、用于固定減 速單元18的位置的第一平面30，以及用于固定減速裝置10的第三平面 32。
輸入軸單元14在插入到第一基座12中之前被組裝。中間軸單元16 也在插入到第一基座12中之前被組裝。減速單元18也在固定于第一基 座12上之前被組裝。在該接合狀態(tài)下，通過向一對軸承65a和65b施加 壓力，防止曲軸60a相對于第二基座58沿軸向方向移動。
接著，將輸入軸單元14插入到第一基座12的第一孔20中，將中間 軸單元16插入到第一基座12的第二孔22中。對第一齒輪34與第二齒 輪44的嚙合進(jìn)行調(diào)節(jié)，并將輸入軸單元14和中間軸單元16固定于第一 基座12。在該接合狀態(tài)下，不需要對作用于輸入軸單元14的軸承36a和
36b的壓力或者作用于中間軸單元16的軸承46a和46b的壓力進(jìn)行重新 調(diào)節(jié)。在該步驟中，組裝了旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元17。接著，使減速單元18 的第二平面58a與旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元17的第一平面30進(jìn)行面接觸，從 而使減速單元18和旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元17成希望的位置關(guān)系，并通過螺 栓51固定第二基座58和第一基座12。在該接合狀態(tài)下，曲軸60a被插 入到中間軸66b中，從而實(shí)現(xiàn)曲軸60a與中間軸66b的花鍵連接。通過 如上所述的制造方法來制造減速裝置10。由于曲軸60a和中間軸66b具 有花鍵連接且在曲軸60a和中間軸66b之間不會作用沿它們的同軸方向 的力，因此在將減速單元18和旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元17接合在一起之后， 不需要對作用于減速單元18的曲軸60a的壓力、作用于輸入軸單元14 的輸入軸35的壓力，或者作用于中間軸單元14的中間軸66a的壓力進(jìn) 行重新調(diào)節(jié)。僅僅通過調(diào)節(jié)隔板49a和49b的厚度就能對第一齒輪34和 第二齒輪44的接合進(jìn)行調(diào)節(jié)。
下面將描述當(dāng)前實(shí)施方式的減速裝置10的操作。在將旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換 單元17的第一基座12的第三平面32固定于基板或其他類似物的不可動 表面上后，使用該減速裝置。將電機(jī)42固定于第一基座12上。在該接 合狀態(tài)下，電機(jī)42的輸出軸42a被連接至輸入軸35，從而可進(jìn)行扭矩傳 遞。此外，工件固定夾具(未示出)被固定于板62上。被固定于工件固 定夾具的工件繞圖3的中心59旋轉(zhuǎn)。在輸入軸35和輸入軸殼體38之間 設(shè)置油封37。由于電機(jī)42的輸出軸42a已被插入到輸入軸35中，因此 即使在電機(jī)42從安裝于第一基座12上的基部43上拆下時(shí)，也可以防止 減速裝置10中的油流出到外部。
圖中的X和Y表示坐標(biāo)軸。電機(jī)42的輸出軸42a沿X軸方向延伸， 并繞X軸轉(zhuǎn)動。結(jié)果，第一齒輪34也繞X軸轉(zhuǎn)動。因此，與第一齒輪34 接合的第二齒輪44繞Y軸轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)方向因此通過第一齒輪34和第二 齒輪44而改變。在改變旋轉(zhuǎn)方向的同時(shí)可以通過調(diào)節(jié)第一齒輪34和第 二齒輪44的齒數(shù)來改變減速比。
第二齒輪的轉(zhuǎn)速R2由下面的公式表示
R2二—R1XZ1/Z2 (1)
在上述公式中，Rl是電機(jī)42和第一齒輪34的轉(zhuǎn)速，Zl是第一齒輪 34的齒數(shù)，Z2是第二齒輪44的齒數(shù)。
傳遞至第二齒輪44的旋轉(zhuǎn)被傳遞至與中間軸66b花鍵連接的曲軸 60a。如上所述，當(dāng)曲軸60a繞中心60x旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏心凸輪61a和61b繞 中心60x進(jìn)行公轉(zhuǎn)。結(jié)果，外齒輪54a和54b如箭頭57所示公轉(zhuǎn)。也就 是說，外齒輪54a和54b在與內(nèi)齒輪52嚙合的狀態(tài)下在內(nèi)齒輪52的內(nèi) 側(cè)搖擺。外齒輪54a和54b的自轉(zhuǎn)受到限制。當(dāng)自轉(zhuǎn)受限制的外齒輪54a 和54b在與內(nèi)齒輪52嚙合的狀態(tài)下?lián)u擺時(shí)，由于外齒輪54a和54b的齒 數(shù)不同于內(nèi)齒輪52的齒數(shù)，因此內(nèi)齒輪52旋轉(zhuǎn)。外齒輪54a和54b在 保持其中公轉(zhuǎn)中心59位于二者之間的對稱關(guān)系的同時(shí)進(jìn)行公轉(zhuǎn)，且曲軸 60a、以及外齒輪54a和54b整體在確保轉(zhuǎn)動平衡的狀態(tài)下平穩(wěn)轉(zhuǎn)動。外 齒輪54a和54b隨著曲軸60e和60i的旋轉(zhuǎn)而公轉(zhuǎn)。
內(nèi)齒輪52的轉(zhuǎn)速R由下面的公式表示
R=R3X (Z4-Z3) /Z4 (2)
在上述的公式中，R3是曲軸60的轉(zhuǎn)速，Z4是內(nèi)齒輪52的齒數(shù)，Z3 是外齒輪54的齒數(shù)。
此外，由于第二齒輪44和曲軸60以相同的速度旋轉(zhuǎn)，得到了下面 的公式
R2二R3 (3) 由上述的公式(1)、 (2)和(3)，得到 R=—(R1XZ1X (Z4—Z3) / (Z2XZ4) ) (4) 當(dāng)前實(shí)施方式的減速裝置10能將電機(jī)42的轉(zhuǎn)速Rl變成由公式(4) 表示的轉(zhuǎn)速R。
(第二實(shí)施方式)
圖4表示第二實(shí)施方式的減速裝置10的主要部件的截面圖。圖5表 示沿圖4的線V-V剖取的截面圖。這里，僅描述與第一實(shí)施方式不同的 部件。用相同的附圖標(biāo)記或最后兩位相同的附圖標(biāo)記表示與第一實(shí)施方 式相同的部件，且可省略對它們的重復(fù)說明。
在第一實(shí)施方式中，圖3中示出的曲軸60e和60i隨著外齒輪54a
和54b的搖擺(公轉(zhuǎn))而旋轉(zhuǎn)。曲軸60e和60i是被動的，從而不能阻 止外齒輪54a和54b搖擺(公轉(zhuǎn))。
在第二實(shí)施方式中，通過中間軸166b使曲軸160e和160i旋轉(zhuǎn)，且 通過曲軸160e和160i將用于使外齒輪154a和154b搖擺(公轉(zhuǎn))的驅(qū) 動力傳遞至這些外齒輪154a和154b。在第二實(shí)施方式中，增加了齒輪 168a、 168e、 168i和170，用于將中間軸166b的旋轉(zhuǎn)傳遞至曲軸160e 和160i。齒輪168e和168i未示出。
平面齒輪168a被固定于曲軸160a并隨著曲軸160a的旋轉(zhuǎn)而一體旋 轉(zhuǎn)。平面齒輪170經(jīng)由軸承171相對于第二基座158被支撐，從而使平 面齒輪170能繞與內(nèi)齒輪152的中心相同的中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。齒輪168e被 固定于曲軸160e，且齒輪168i被固定于曲軸160i。齒輪168e和168i 與平面齒輪170接合。結(jié)果，當(dāng)中間軸166b旋轉(zhuǎn)時(shí)，平面齒輪170旋轉(zhuǎn)， 從而曲軸160a、 160e和160i旋轉(zhuǎn)。
結(jié)果，所有的曲軸160a、 160e和160i各自旋轉(zhuǎn)，從而使得外齒輪 154a和154b搖擺(公轉(zhuǎn))。
在將減速單元118和旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元117接合在一起之后不需要 對施加于減速單元118的曲軸160a、 160e和160i的壓力進(jìn)行重新調(diào)節(jié)。 (第三實(shí)施方式)
圖6示出了第三實(shí)施方式的減速裝置410的主要部件的截面圖。減 速裝置410是第一實(shí)施方式的減速裝置10的變型。在減速裝置410中， 輸入軸435和第一齒輪434沒有單元化。輸入軸435和第一齒輪434經(jīng) 由一對角接觸軸承36a和36b被直接固定于第一基座412上。在其中第 一齒輪434的外徑小于輸入軸435的外徑的情況下，輸入軸435和第一 齒輪434由于經(jīng)由一對角接觸軸承36a和36b直接固定于第一基座412 上，因此并不需要輸入殼體。
即使轉(zhuǎn)動部件的一部分被直接接合到第一基座412上，也可以在不 使所有部件單元化的情況下以簡單的方式制造出高質(zhì)量的部件，只要提 供了其中減速機(jī)構(gòu)被單元化并被接合到第一基座上的結(jié)構(gòu)即可。 (第四實(shí)施方式)
圖7示出了工件支撐裝置510。工件支撐裝置510包括夾具80，其 將工件(被加工物)固定到第一實(shí)施方式的減速裝置10的板62上。
電源線纜82等從減速裝置10的底部穿到其頂部。電源線纜82等穿 過第一基座12的孔26、第二基座12的孔28并穿過減速單元18的筒體 63的內(nèi)部。當(dāng)前實(shí)施方式將第一實(shí)施方式的減速裝置10用作定位器(工 件支撐裝置)的轉(zhuǎn)動裝置。 (第五實(shí)施方式)
在第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式中，外齒輪54a和54b或外齒輪154a 和154b的自轉(zhuǎn)受限制，且利用這樣的現(xiàn)象來實(shí)現(xiàn)減速，即，當(dāng)外齒輪54a 和54b或者外齒輪154a和154b在內(nèi)齒輪52或內(nèi)齒輪152內(nèi)公轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi) 齒輪52或內(nèi)齒輪152旋轉(zhuǎn)。在第五實(shí)施方式中，內(nèi)齒輪的旋轉(zhuǎn)受限制。 當(dāng)外齒輪在旋轉(zhuǎn)受限制的內(nèi)齒輪內(nèi)進(jìn)行公轉(zhuǎn)時(shí)，出現(xiàn)了其中外齒輪自轉(zhuǎn) 的現(xiàn)象。在第五實(shí)施方式中，利用該現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)減速。在第五實(shí)施方式中， 由于外齒輪在公轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行自轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)繞固定點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)，且因此 使用承載件。在第五實(shí)施方式中，承載件為輸出軸。而且，在當(dāng)前實(shí)施 方式中，內(nèi)齒輪252形成第二基座。
圖8示出了第五實(shí)施方式的減速裝置210的主要部件的截面圖。這 里，僅描述不同于第一實(shí)施方式的部件。用相同的附圖標(biāo)記或最后兩位 相同的附圖標(biāo)記表示與第一實(shí)施方式相同的部件，并可省略對它們的重 復(fù)說明。
內(nèi)齒輪252被固定于第一基座212，因此內(nèi)齒輪252的旋轉(zhuǎn)受限制。 相反，承載件259相對于第一基座212和內(nèi)齒輪252由軸承256a和256b 支撐，使得承載件259能旋轉(zhuǎn)。承載件259具有固定于其上的筒體263 并能繞內(nèi)齒輪252的中心線CL旋轉(zhuǎn)。
三個曲軸260由承載件259支撐，從而能旋轉(zhuǎn)。三個曲軸260處于 沿圓周方向分開120度的位置處，且圖8中僅示出了一個曲軸260。
曲軸260與第二實(shí)施方式中的相同，且它們與外齒輪254a和254b 的關(guān)系也與第二實(shí)施方式中的相同。
平面齒輪268被固定于每個曲軸260的下端部。平面齒輪268在齒
輪270的上側(cè)與小直徑齒部相接合。繞筒體263和中心線CL旋轉(zhuǎn)的齒輪 270設(shè)置在筒體263的外周處，并與該筒體263分開。齒輪270由一對軸 承299a和29%支撐，從而能相對于第一基座212和承載件259旋轉(zhuǎn)。 齒輪274被固定于齒輪270的下側(cè)，并與固定于中間軸266的第三齒輪 272接合。
當(dāng)電機(jī)42轉(zhuǎn)動時(shí)，輸入軸235和第一齒輪234旋轉(zhuǎn)，第二齒輪244、 中間軸266和第三齒輪272旋轉(zhuǎn)，齒輪270旋轉(zhuǎn)，三個平面齒輪268中 的每一個旋轉(zhuǎn)，三個曲軸260中的每一個旋轉(zhuǎn)，外齒輪254a和254b公 轉(zhuǎn)，且因此外齒輪254a和254b自轉(zhuǎn)，三個曲軸260公轉(zhuǎn)，并且承載件 259繞中心線CL旋轉(zhuǎn)。
在減速裝置210中，輸入軸235、第一齒輪234、第二齒輪244、中 間軸266和第三齒輪272在第一基座212中被固定在適當(dāng)位置，且由此 形成旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元217。此外，齒輪270、三個平面齒輪268、三個 曲軸260、承載件259、外齒輪254a和254b等等在與內(nèi)齒輪252成一體 的第二基座258中被固定在適當(dāng)位置，且由此形成減速單元218。旋轉(zhuǎn)方 向轉(zhuǎn)換單元217和減速單元218通過螺栓251等固定。
下面將描述減速裝置210的操作。傳遞至第二齒輪244的旋轉(zhuǎn)被傳 遞至與該第二齒輪接合的第三齒輪272。傳遞至第三齒輪272的旋轉(zhuǎn)通過 齒輪274被傳遞至齒輪270。傳遞至齒輪270的旋轉(zhuǎn)通過三個平面齒輪 268被傳遞至三個曲軸260。曲軸260的旋轉(zhuǎn)被傳遞至外齒輪254a和254b， 從而使這些外齒輪254a和254b搖擺(公轉(zhuǎn))。由于內(nèi)齒輪252被螺栓251 固定于第一基座212，內(nèi)齒輪252不旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，從曲軸260傳遞至外齒 輪254a和254b的搖擺運(yùn)動使得承載件259繞中心線CL旋轉(zhuǎn)。
下面將描述制造減速裝置210的方法。
將第一基座212、輸入軸單元214、中間軸單元216和減速單元218 均分開完成。它們中的每一個的制造方法基本上與第一實(shí)施方式的相同， 因此可省略相應(yīng)的說明。接著，將輸入軸單元214插入第一基座212的 第一孔220，并將中間軸單元216插入第一基座212的第二孔222。對第 一齒輪234和第二齒輪244的接合進(jìn)行調(diào)節(jié)，并將輸入軸單元214和中
間軸單元216固定至第一基座212。
接著，將減速單元218插入到第一基座212中。于是，齒輪274與 第三齒輪272嚙合。在該狀態(tài)下，將減速單元218固定至第一基座212。
連接中間軸266和曲軸260的齒輪270和齒輪274被容納于旋轉(zhuǎn)方 向轉(zhuǎn)換單元和減速單元之間所保持的空間中。中間軸266和曲軸260通 過平面齒輪270、 274和268連接。平面齒輪270、 274和268在軸向方 向上的位置關(guān)系不要求有很高的精度。此外，平面齒輪270、 274和268 不會在中間軸266和曲軸260之間作用沿軸向方向的力。
上面己經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是這些實(shí)施例僅為說 明性的并不對專利權(quán)利要求的范圍構(gòu)成限制。專利權(quán)利要求中所述的技 術(shù)還包括上述具體實(shí)施例的各種變化和改進(jìn)。
在第四實(shí)施方式中，第一實(shí)施方式的減速裝置的第一齒輪未單元化。 但是，也可以代之以不使第二齒輪單元化，或者第一齒輪和第二齒輪均 不單元化。此外，在第二實(shí)施方式的減速裝置中第一齒輪和/或第二齒輪 可以不單元化。此外，在第三實(shí)施方式的減速裝置中第一齒輪和/或第二 齒輪可以不單元化。
在第五實(shí)施方式中，夾具被固定于第一實(shí)施方式的減速裝置上。但 是，夾具可以被固定在第二實(shí)施方式、第三實(shí)施方式或第四實(shí)施方式的 減速裝置上。
在上述實(shí)施方式中，將用于支撐工件的夾具固定于輸出軸上。但是， 同樣可將設(shè)置有夾具的轉(zhuǎn)臺固定于輸出軸上。
此外，覆蓋減速裝置的支撐部件的平板可固定于內(nèi)齒輪或外齒輪上。 而且，用于支撐工件的夾具或設(shè)置有夾具的轉(zhuǎn)臺可被固定于該平板上。
在上述實(shí)施方式中，所述減速裝置可應(yīng)用于機(jī)器人旋轉(zhuǎn)裝置中。在 這種情況下，第一基座為機(jī)器人的基部，且機(jī)器人旋轉(zhuǎn)臂附接于減速裝 置的輸出軸上?？墒箼C(jī)器人旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動，且可根據(jù)需要調(diào)節(jié)機(jī)器人手臂 的轉(zhuǎn)速。
此外，上述實(shí)施方式中所述的減速裝置可用作定位器的轉(zhuǎn)動裝置。 這樣，第一基座可用作底面上的安裝件。
而且，在本說明書和附圖中說明的技術(shù)元件以單獨(dú)或各種組合的形 式提供技術(shù)價(jià)值和實(shí)用性。本發(fā)明并不限于提交時(shí)權(quán)利要求中所記載的 組合形式。此外，本說明書和附圖所示的實(shí)施例的目的在于同時(shí)滿足多 重目的，而滿足這些目的中的任一 目的也是本發(fā)明的技術(shù)價(jià)值和示意性。
權(quán)利要求
1.一種減速裝置，該減速裝置包括旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元，該旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元包括具有第一平面的第一基座；被可旋轉(zhuǎn)地支撐在該第一基座中的輸入軸；在與所述輸入軸大致正交的位置被可旋轉(zhuǎn)地支撐在所述第一基座中的中間軸；與所述輸入軸一體旋轉(zhuǎn)的第一齒輪；以及與該第一齒輪嚙合并與所述中間軸一體旋轉(zhuǎn)的第二齒輪；和減速單元，該減速單元包括第二基座，該第二基座具有與所述第一平面進(jìn)行面接觸的第二平面；內(nèi)齒輪；容納在所述內(nèi)齒輪中的外齒輪；以及被支撐在所述第二基座中的曲軸，該曲軸被構(gòu)造成相對于所述第二基座旋轉(zhuǎn)但不能沿軸向方向移動，該曲軸具有偏心凸輪，該偏心凸輪與所述外齒輪接合并通過偏心地轉(zhuǎn)動而使該外齒輪在所述內(nèi)齒輪中進(jìn)行公轉(zhuǎn)；其中所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元和所述減速單元通過在所述第一平面與所述第二平面處于面接觸的狀態(tài)時(shí)被固定而接合在一起，且在該位置關(guān)系下，所述中間軸和所述曲軸被連接以使得它們被構(gòu)造成傳遞扭矩，且所述中間軸被構(gòu)造成沿所述曲軸的軸向方向移動，并且由所述內(nèi)齒輪或所述外齒輪借助所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)被傳遞至輸出旋轉(zhuǎn)部件。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的減速裝置，其中所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元的中間軸和所述減速單元的曲軸通過花鍵連 接而接合在一起。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的減速裝置，其中所述旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元的中間軸和所述減速單元的曲軸通過繞平行 于所述中間軸和所述曲軸的軸線旋轉(zhuǎn)的平面齒輪而接合在一起，從而使 所述中間軸和所述曲軸被構(gòu)造成傳遞扭矩。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的減速裝置，其中在所述第一平面與所述第二平面已經(jīng)面接觸的情況下，在所述旋轉(zhuǎn) 方向轉(zhuǎn)換單元與所述減速單元之間形成有空間，并且將所述中間軸和所 述曲軸接合在一起的所述平面齒輪被容納在該空間內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的減速裝置，其中 一輸入軸單元包括輸入軸、與所述輸入軸一體旋轉(zhuǎn)的第一齒輪、輸入軸殼體、以及位于所述輸入軸和所述輸入軸殼體之間的一對軸承，該 對軸承支撐所述輸入軸以使該輸入軸能相對于所述輸入軸殼體旋轉(zhuǎn)但不 能沿軸向方向移動，該輸入軸單元被事先組裝成處于其中所述第一齒輪 在所述輸入軸殼體的前端處露出的位置關(guān)系，并且被插入并固定于形成 在所述第一基座中的一孔中。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的減速裝置，其中 一中間軸單元包括中間軸、與所述中間軸一體旋轉(zhuǎn)的第二齒輪、中間軸殼體、以及位于所述中間軸與所述中間軸殼體之間的一對軸承，該 對軸承支撐所述中間軸以使所述中間軸能相對于所述中間軸殼體旋轉(zhuǎn)但 不能沿軸向方向移動，該中間軸單元被事先組裝成處于其中第二齒輪在 所述中間軸殼體的前端處露出的位置關(guān)系，并且被插入并固定于形成在 所述第一基座中的一孔中。
全文摘要
一種減速裝置，其是通過組合各自單元化的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換部分和減速部分而制成的。因此，可簡化減速裝置的制造過程。旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元包括具有第一平面的第一基座、支撐在第一基座中的輸入軸、與輸入軸大致垂直的中間軸、與輸入軸一體旋轉(zhuǎn)的第一齒輪、以及與第一齒輪嚙合并與中間軸一體旋轉(zhuǎn)的第二齒輪。減速單元包括具有第二平面的第二基座、內(nèi)齒輪、接收在內(nèi)齒輪中的外齒輪、以及與外齒輪接合的曲軸，該曲軸偏心地轉(zhuǎn)動而使外齒輪在內(nèi)齒輪中公轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換單元和減速單元在第一平面和第二平面處于面接觸的狀態(tài)下固定在一起。
文檔編號F16H1/32GK101375083SQ200780003631
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者竹內(nèi)謙一 申請人:納博特斯克株式會社