本發(fā)明涉及減速軸承（reduction bearing），其設(shè)有至少三個(gè)同心圈，所述至少三個(gè)同心圈包含內(nèi)圈、中間圈（center ring）和外圈，以及滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)同心圈或帶有滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)同心圈，其中，所述內(nèi)圈和所述中間圈配置成滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)同心圈中的或帶有滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)同心圈中的內(nèi)圈的軸承座圈，并且所述中間圈和所述外圈配置成滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)同心圈中的或帶有滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)同心圈中的外圈的軸承座圈。本發(fā)明還涉及一種電動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

通常使用同心圈與滾動(dòng)元件的同心圈或帶有滾動(dòng)元件的同心圈交叉的徑向軸承來承受徑向力，同時(shí)允許與軸承的內(nèi)圈連接的旋轉(zhuǎn)部分圍繞同心圈的共同中心軸線旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。

已知用于旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的變速箱，用這些變速箱將施加于變速箱的輸入端的旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速降低成變速箱輸出端處的較慢的旋轉(zhuǎn)。這在本申請(qǐng)中稱為減速動(dòng)作（reduction action或reducing action）。

眾所周知的變速箱本身不能或者不適合承受徑向力，因此通常要配合外部或附加徑向軸承使用。許多技術(shù)應(yīng)用要求減速動(dòng)作，但是面臨一個(gè)問題，也即，眾所周知的配合軸承使用的變速箱體積太大，不適合使用。一個(gè)這樣的技術(shù)領(lǐng)域是機(jī)器人技術(shù)，機(jī)器人技術(shù)尤其強(qiáng)烈需要小型化，并且轉(zhuǎn)速的降低要穩(wěn)固且精確。另一個(gè)可以使用本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域是汽車技術(shù)，尤其是電動(dòng)車和電動(dòng)輪。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供可靠的且可微調(diào)的小型裝置，用于降低滾動(dòng)元件的轉(zhuǎn)速，這種裝置另外還可以特別適合用于機(jī)器人技術(shù)或者電動(dòng)車或電動(dòng)輪領(lǐng)域。

這個(gè)目的可以通過一種減速軸承實(shí)現(xiàn)，所述減速軸承設(shè)有至少三個(gè)同心圈，所述至少三個(gè)同心圈包含內(nèi)圈、中間圈和外圈，以及滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)同心圈或帶有滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)同心圈，其中，所述內(nèi)圈和所述中間圈配置成滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)同心圈中的或帶有滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)同心圈中的內(nèi)圈的軸承座圈，并且所述中間圈和所述外圈配置成滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)同心圈中的或帶有滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)同心圈中的外圈的軸承座圈，其中，所述減速軸承具有至少一個(gè)減速級(jí)，其中，所述內(nèi)圈、所述中間圈和所述外圈分別具有內(nèi)圈延伸部、中間圈延伸部和外圈延伸部，其在減速軸承的軸向方向上延伸并且安放在共同的減速級(jí)平面中，其中，所述中間圈延伸部配置成在所述內(nèi)圈延伸部與所述外圈延伸部之間傳輸波浪型減速動(dòng)作。

在一個(gè)有利實(shí)施例中，所述內(nèi)圈延伸部是盤狀的，帶有或不帶有中心開口，并且具有帶有一個(gè)或更多個(gè)峰部的外圓周表面，并且所述外圈延伸部具有帶有鋸齒或溝槽的內(nèi)圓周表面，或者所述內(nèi)圈延伸部是盤狀的，帶有或不帶有中心開口，并且具有帶有鋸齒或溝槽的外圓周表面，并且所述外圈延伸部具有帶有一個(gè)或更多個(gè)峰部的內(nèi)圓周表面。

在一個(gè)有利實(shí)施例中，所述內(nèi)圈具有至少一個(gè)軸承座圈，其中特別地，所述內(nèi)圈延伸部具有至少一個(gè)輪廓軸承座圈，或者具有至少一個(gè)，優(yōu)選兩個(gè)偏心軸承座圈，其中特別地，所述中間圈具有位于軸承部分中的至少兩個(gè)軸承座圈，并且所述中間圈延伸部具有帶有一個(gè)或更多個(gè)徑向移動(dòng)元件的至少一個(gè)徑向通道。

與沒有徑向軸承能力的徑向軸承與變速箱的已知組合相比，本發(fā)明的減速軸承是結(jié)構(gòu)上的帶有附加減速功能性的徑向軸承，其附加減速功能性的形式是波浪型減速動(dòng)作的至少一個(gè)減速級(jí)，其建構(gòu)到軸承的至少三個(gè)同心圈的延伸部中。波浪型減速級(jí)這樣整合到軸承中，相對(duì)于早期的解決方案能實(shí)現(xiàn)明顯小型化。在軸向方向上，本發(fā)明的減速軸承可以比軸承與變速箱甚至波浪型或諧波驅(qū)動(dòng)型變速箱的已知組合短兩倍或更多倍。

這是通過使用至少三個(gè)同心圈實(shí)現(xiàn)，所述至少三個(gè)同心圈配置成滾動(dòng)元件的兩個(gè)同心圈或帶有滾動(dòng)元件的兩個(gè)同心圈的軸承座圈，從而使得所述三個(gè)同心圈能抵著彼此自由旋轉(zhuǎn)，同時(shí)承受徑向力，結(jié)合將波浪型減速級(jí)整合到至少三個(gè)同心圈的延伸部中，這是基于已知的波浪型減速原理，已知在所謂的諧波驅(qū)動(dòng)或所謂的嵌套式速度轉(zhuǎn)換變速器之類的系統(tǒng)中實(shí)施這個(gè)原理。

波浪型減速動(dòng)作的操作原理是通過徑向地柔性的插置圓形結(jié)構(gòu)將外圓周表面上具有一個(gè)或更多個(gè)峰部的最內(nèi)的盤狀元件的快速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成外圈的緩慢旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或者相反轉(zhuǎn)換。這個(gè)插置的圓形結(jié)構(gòu)不隨最內(nèi)的盤狀元件一起旋轉(zhuǎn)，而是在最內(nèi)元件旋轉(zhuǎn)時(shí)采用其形狀。徑向柔性結(jié)構(gòu)具有多個(gè)齒部或有規(guī)律地隔開的向外突出的元件，而外圈在其面向柔性結(jié)構(gòu)的鋸齒或突出元件的內(nèi)圓周表面上具有溝槽或鋸齒。柔性結(jié)構(gòu)和外圈的齒部或溝槽的數(shù)目不相匹配。因此，盤狀最內(nèi)元件的旋轉(zhuǎn)將在徑向柔性結(jié)構(gòu)（其可以是一件式的元件或多個(gè)元件）中引起波浪狀運(yùn)動(dòng)，并且隨著每次經(jīng)過最內(nèi)盤狀元件的峰部，使得齒部或突出元件滑動(dòng)到外圈鋸齒或溝槽結(jié)構(gòu)中的一系列鄰近溝槽中，從而傳輸減速動(dòng)作。所述減速動(dòng)作也可以從內(nèi)圓周表面內(nèi)具有一個(gè)或更多個(gè)峰部的外圈傳輸?shù)酵鈭A周表面上具有鋸齒或溝槽的最內(nèi)盤狀元件。

減速級(jí)因此可以例如包括徑向柔性元件連同徑向柔性滾柱軸承，類似于諧波驅(qū)動(dòng)器，或徑向通道和在徑向通道內(nèi)線性移動(dòng)的元件，從而產(chǎn)生徑向柔性結(jié)構(gòu)。這個(gè)減速級(jí)固定本發(fā)明的減速軸承的三個(gè)同心圈之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。通常，這三個(gè)圈中的一個(gè)將附接到支撐結(jié)構(gòu)。在大部分情況下（但不是必然的），這是中間圈或外圈。輸入端可以是內(nèi)圈并且輸出端可以是中間圈或外圈中不附接到支撐結(jié)構(gòu)的任一個(gè)。輸入端和輸出端可以反過來。

輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速和方向之間的減速比取決于內(nèi)圈的延伸部的外表面上的峰部數(shù)目、中間圈中的徑向通道或齒部的數(shù)目，以及外圈延伸部?jī)?nèi)側(cè)上的溝槽或齒部數(shù)目。輸出方向取決于中間圈延伸部之中或之上的通道或齒部數(shù)目是大于還是小于外圈延伸部中的溝槽數(shù)目。

通過非限制性示例，內(nèi)圈延伸部可以在相互對(duì)置的位置上具有兩個(gè)峰部。此外，在外圈延伸部上可能有100個(gè)溝槽而在中間圈延伸部有98個(gè)帶徑向移動(dòng)元件的通道或齒部，減速級(jí)將具有從內(nèi)圈輸入到外圈輸出的50:1的速比，同時(shí)旋轉(zhuǎn)方向在輸出端和輸入端是相同的。如果，在相同情況下，外圈附接，并且中間圈用作輸出，則中間圈的旋轉(zhuǎn)方向?qū)⑾鄬?duì)于輸入的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)。此外，減速比將略小。

在一個(gè)有利的實(shí)施例中，中間圈延伸部具有限定容納徑向移動(dòng)元件的徑向通道的結(jié)構(gòu)，所述徑向移動(dòng)元件接觸外圈延伸部的內(nèi)表面和內(nèi)圈延伸部的外圓周表面，其中，尤其是外圈延伸部的內(nèi)圓周表面中的溝槽數(shù)目或內(nèi)圈延伸部的外圓周表面中的溝槽數(shù)目大于或小于中間圈延伸部的徑向通道的數(shù)目，其中，尤其是限定徑向通道的中間圈的結(jié)構(gòu)是可互換的或者與中間圈是一件式的。這構(gòu)成了一個(gè)實(shí)施例，其中帶有徑向移動(dòng)元件的上述多部分的徑向柔性結(jié)構(gòu)包括突出元件，其能夠在盤狀內(nèi)圈延伸部在中間圈內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)，用峰部跟隨并且復(fù)制盤狀內(nèi)圈延伸部的形狀。這種解決方案機(jī)械上穩(wěn)定并且具有成本效益。

在限定徑向通道的中間圈的結(jié)構(gòu)可互換的情況下，容易修理減速軸承。而且，減速軸承的配置于是有靈活性。另一方面，具有與中間圈是一件式的結(jié)構(gòu)的中間圈提供了另外的穩(wěn)定性。

在有利的實(shí)施例中，中間圈延伸部的徑向通道位于至少基本上平行于共同的減速級(jí)平面布置的至少一行中。為了增加減速軸承或變速箱的能力，有兩行或更多行徑向通道至少基本上平行于共同的減速級(jí)平面布置。

優(yōu)選地，尤其是外圈延伸部的內(nèi)圓周表面中的溝槽的徑向深度等于或大于尤其是內(nèi)圈延伸部的外圓周表面上的所述一個(gè)或更多個(gè)峰部的徑向方向上的高度。通過這種辦法，可以有效地避免減速軸承可能阻擋其移動(dòng)的情況。尤其是內(nèi)圈延伸部的外圓周表面上的峰部的形狀有利地反映了尤其是外圈延伸部上的溝槽的形狀的顛倒形式。通過這一點(diǎn)，徑向通道中的線性移動(dòng)元件將沒有游隙或者只有很小的游隙，因而減少了所涉及的所有部件的撕裂和磨損。

徑向移動(dòng)元件優(yōu)選地包括一行或更多行滑動(dòng)或滾動(dòng)元件，尤其是滾針、滾珠或圓柱。這個(gè)辦法能減少滾動(dòng)元件的磨損和撕裂，因?yàn)榛瑒?dòng)或滾動(dòng)元件數(shù)目的加倍或多倍可以減少其中每一個(gè)受到的應(yīng)力。

有利地，具有一個(gè)或更多個(gè)峰部的圓周表面由具有軸承座圈的一個(gè)或更多個(gè)偏心圓周或圓形表面代替或形成。該實(shí)施例使得減速軸承具有非常低的摩擦。如果使用在上面承載所述滾動(dòng)元件的兩個(gè)偏心圈或兩個(gè)偏心圓周或圓形表面，則在減速級(jí)處，波浪型減速動(dòng)作是非常復(fù)雜的。有利地橫截面為圓形的所述圓周表面優(yōu)選地位于所述減速級(jí)處。

有利地，徑向柔性滾柱軸承插置在內(nèi)圈延伸部的外圓周表面與中間圈延伸部之間。徑向柔性滾柱軸承具有盤狀內(nèi)圈延伸部的形狀，并且將這個(gè)形狀傳輸?shù)綇较蛞苿?dòng)元件。徑向柔性滾柱軸承的外部軸承座圈不相對(duì)于中間圈延伸部旋轉(zhuǎn)，從而在徑向柔性滾柱軸承與徑向移動(dòng)元件之間存在低摩擦。總體上，摩擦大幅減小，而且效率得到提高。

在替代的有利實(shí)施例中，中間圈延伸部是徑向地柔性的，并且通過柔性滾柱軸承配合在內(nèi)圈延伸部周圍，以便具有內(nèi)圈延伸部的外部形狀，同時(shí)圍繞內(nèi)圈延伸部自由地旋轉(zhuǎn)，其中，徑向柔性中間圈延伸部的外圓周表面具有鋸齒，其中，徑向柔性中間圈延伸部的外圓周表面上的齒部數(shù)目小于或大于外圈延伸部的內(nèi)圓周表面上的齒部數(shù)目。這個(gè)替代實(shí)施例相對(duì)于上述實(shí)施例能減少摩擦，因?yàn)樗簧婕熬€性移動(dòng)元件與內(nèi)圈延伸部和外圈延伸部之間的容易產(chǎn)生摩擦的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

在另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述滾動(dòng)軸承為所述內(nèi)圈延伸部和/或所述外圈延伸部的整體部分。作為所述內(nèi)圈延伸部和/或所述外圈延伸部的整體部分，所述滾動(dòng)軸承能夠被非常精確地制造。因此，所述可旋轉(zhuǎn)元件還有所述滾動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)非常精確。在所述領(lǐng)域中，滾動(dòng)軸承通常為外加圈，其被配合和擠壓在開口中。這種制造導(dǎo)致滾動(dòng)軸承無法被非常精確地安裝在所述外圈和/或所述內(nèi)圈延伸部中。

為了實(shí)現(xiàn)高度的空間節(jié)省和小型化，至少三個(gè)同心圈和滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)同心圈或帶有滾動(dòng)元件的至少兩個(gè)同心圈優(yōu)選地布置在軸承平面中。軸承平面還有另外的益處，即能在一個(gè)平面中用盡可能短的路徑傳輸徑向力，即不會(huì)引入懸臂力。

有利地，在內(nèi)圈延伸部的外圓周表面或外圈延伸部的內(nèi)圓周表面上存在偶數(shù)個(gè)峰部或替代地存在至少三個(gè)的奇數(shù)個(gè)峰部。這個(gè)特征有助于消除減速軸承中的徑向力，因?yàn)槊總€(gè)峰部引入到軸承中的徑向力都被來自相反峰部的相反徑向力抵消。使用具有至少三個(gè)峰部和相等間距的奇數(shù)個(gè)峰部，同樣能通過向量添加徑向力來平衡任何所得的徑向力。

齒部和/或溝槽尤其是外圈和中間圈上的齒部和/或溝槽的數(shù)目應(yīng)當(dāng)比峰部的數(shù)目多4倍或更多倍，優(yōu)選地10倍或更多倍，以便確保平滑的操作。

有利地，內(nèi)圈和/或中間圈和/或外圈具有通孔以便附接到外部支撐結(jié)構(gòu)。用這種辦法，可以將本發(fā)明的減速軸承固定到外部支撐結(jié)構(gòu)并且根據(jù)需要選擇減速軸承的輸入和輸出。

另一有利實(shí)施例的特征在于，分隔元件在徑向上位于第一和另一滾動(dòng)元件之間。所述滾動(dòng)元件隨后有利地為滾珠或?yàn)榍蛐?。另外，所述分隔元件能夠具有將與所述滾動(dòng)元件接觸的圓形溝槽。還能夠存在用于相鄰滾動(dòng)元件或相鄰滾珠的兩個(gè)圓形溝槽。有利地，所述分隔元件能夠部分地或完全地包含摩擦減速材料的表面，例如，像如聚四氟乙烯（例如，由Chemours生產(chǎn)的Teflon^?）。所述分隔元件能夠完全由摩擦減速材料制成。對(duì)于該實(shí)施例，摩擦被減小。在該實(shí)施例中，第一滾動(dòng)元件可以與一個(gè)圈的溝槽具有接觸，并且另一滾動(dòng)元件將與在相對(duì)圈上具有一個(gè)或更多個(gè)峰部的表面接觸。如果所述滾動(dòng)元件成形為滾珠或圓柱，則滾動(dòng)元件的旋轉(zhuǎn)借助于它們之間定位的所述分隔元件而脫離，并且在該實(shí)施例中，每一個(gè)滾動(dòng)元件可以按照由其接觸的所述減速級(jí)的相應(yīng)表面的運(yùn)動(dòng)所驅(qū)動(dòng)的其自身速度旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的減速軸承的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，本發(fā)明的減速軸承可以具有大的中心開口，其尺寸在常規(guī)的變速箱中是無法實(shí)現(xiàn)的。為此目的，減速軸承有利地具有軸向中心開口，其直徑高達(dá)外圈外直徑的90%，尤其大于外圈外直徑的35%，尤其大于外圈外直徑的50%或60%或70%。軸向中心開口的數(shù)量尤其取決于外圈外直徑和減速軸承的減速比。類似類型的已知變速箱可以具有中心開口，然而其直徑不超過裝置的外直徑的30%。本發(fā)明的大中心開口的特征尤其在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域是有利的，在這個(gè)領(lǐng)域，許多應(yīng)用中必須饋通成束的電纜，例如在機(jī)器人手臂關(guān)節(jié)，在常規(guī)的變速箱中這里可能沒有足夠的空間饋通，或者在電動(dòng)車或電動(dòng)輪領(lǐng)域也是有利的。

在有利的進(jìn)一步的改進(jìn)方案中，減速軸承具有兩個(gè)或更多個(gè)減速級(jí)，其配置成使得至少一個(gè)第一減速級(jí)驅(qū)動(dòng)式連接至至少一個(gè)第二減速級(jí)，其中，減速級(jí)相互軸向地對(duì)準(zhǔn)和/或相互同心地定位。本發(fā)明的減速軸承具有另外的益處，即它可以包括兩個(gè)或更多個(gè)減速級(jí)，每一個(gè)減速級(jí)設(shè)有同心三圈軸承布置，這些圈可以并聯(lián)或依次聯(lián)接。通過這個(gè)組合，可以實(shí)現(xiàn)非常高的減速比。例如，減速因子各為100:1的兩個(gè)減速軸承級(jí)的組合將用非常少的零件得到10000:1的減速因子以實(shí)現(xiàn)這個(gè)減速因子。

可以用所謂的串聯(lián)配置或所謂的并聯(lián)配置有利地實(shí)現(xiàn)所述組合。在串聯(lián)配置中，第一減速級(jí)和第二減速級(jí)軸向地對(duì)準(zhǔn)，其中，第一減速級(jí)的內(nèi)圈、中間圈和外圈中的一個(gè)尤其是通過花鍵連接與第二減速級(jí)的內(nèi)圈、中間圈和外圈中的一個(gè)連接。即使兩級(jí)相互軸向地對(duì)準(zhǔn)，減速軸承的總的軸向尺寸仍然小于常規(guī)單級(jí)變速箱的軸向尺寸。串聯(lián)配置還可以用于串聯(lián)軸向關(guān)系的三個(gè)或更多個(gè)減速級(jí)。每一級(jí)可以具有其自身的輸出，使得多級(jí)減速軸承可以有利地提供多個(gè)減速比，這些減速比可以交替使用或同時(shí)使用。

替代的并聯(lián)配置還可以有利地也與串聯(lián)組合相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)三個(gè)或更多個(gè)減速級(jí)，第一減速級(jí)和第二減速級(jí)相互同心地定位，其中，第二減速級(jí)同心地布置在第一減速級(jí)周圍，其中，第一減速級(jí)的外圈與第二減速級(jí)的內(nèi)圈是一件式的。

這種配置實(shí)際上是同心五圈布置，其中滾動(dòng)元件的四個(gè)插置圈或帶有滾動(dòng)元件的四個(gè)插置圈構(gòu)成徑向軸承，其中，五個(gè)同心圈中的第三圈同時(shí)是這兩個(gè)減速級(jí)的一部分。軸承的第二、第三和第四圈具有內(nèi)部和外部軸承座圈，最內(nèi)圈具有外部軸承座圈，最外圈具有內(nèi)部軸承座圈。

在這種情況下，有利地第一減速級(jí)的內(nèi)圈和中間圈中的一個(gè)和第二減速級(jí)的中間圈和外圈中的一個(gè)附接到或者可附接到支撐結(jié)構(gòu)。第一級(jí)和第二級(jí)共用的圈不應(yīng)附接，因?yàn)檫@樣會(huì)使兩個(gè)減速級(jí)分離。

并聯(lián)配置的減速軸承優(yōu)選地具有不同減速級(jí)和不同減速值的兩個(gè)輸出。這樣能增加具有兩級(jí)或更多級(jí)的減速軸承的通用性，其中，不同減速值的輸出可以交替或同時(shí)使用。

本發(fā)明的目的也可以用電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，其具有根據(jù)上述本發(fā)明的與電動(dòng)機(jī)整合或者整合到電動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)減速軸承，其中，電動(dòng)機(jī)的殼體形成減速軸承的支撐結(jié)構(gòu)，并且電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子與減速軸承的輸入圈驅(qū)動(dòng)式連接或者與其成整體。這樣的具有整合減速軸承的電動(dòng)機(jī)可以有利地用于機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用及其它應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，電動(dòng)機(jī)與本發(fā)明的整合式減速軸承的組合的小尺寸尤其是有用的。

通過根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的說明配合權(quán)利要求書和附圖，將容易明白本發(fā)明的其它特性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)特性或幾個(gè)特性的組合。

附圖說明

下文基于示例性實(shí)施例說明本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的總體目的，其中，關(guān)于正文未更詳細(xì)地解釋的根據(jù)本發(fā)明的所有細(xì)節(jié)的公開，明確地參照附圖。圖中：

圖1為本發(fā)明的限制軸承的示意性橫截面表示，

圖2為圖1的減速軸承的示意性透視表示，

圖3a到圖3c為本發(fā)明的減速軸承的內(nèi)圈的示意性表示，

圖3d到圖3f為本發(fā)明的減速軸承的實(shí)施例的內(nèi)圈的示意性表示，其中在減速級(jí)處使用兩個(gè)偏心圈，

圖4a到圖4c為本發(fā)明的減速軸承的中間圈的示意性表示，

圖4d為另一個(gè)實(shí)施例中的本發(fā)明的減速軸承的中間圈的示意性表示，

圖5a到圖5c為本發(fā)明的減速軸承的外圈的示意性表示，

圖6a到圖6d為根據(jù)本發(fā)明的減速軸承的減速級(jí)的示意性表示，

圖7a到圖7e為本發(fā)明的減速軸承的另一個(gè)實(shí)施例的示意性表示，

圖7f到圖7h為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的減速軸承的減速級(jí)的示意性表示，其中在減速級(jí)處存在兩個(gè)偏心圈，

圖8a到圖8d為并聯(lián)配置的本發(fā)明的兩級(jí)減速軸承的示意性表示，

圖9a到圖9d為串聯(lián)配置的本發(fā)明的兩級(jí)減速軸承的示意性表示，

圖10a、圖10b為根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的示意性表示，并且

圖10c為根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例的示意性表示。

圖中用相同附圖標(biāo)記表示相同或相似類型的元件或相應(yīng)對(duì)應(yīng)部分，以免需要重新介紹該物件。

附圖標(biāo)記列表

2、2'、2'' 電動(dòng)機(jī)

5 減速軸承

6 中心軸線

7 減速級(jí)

10 內(nèi)圈

11 軸承座圈

12 圓周表面

13 中心開口

14、14' 峰部

15、15' 谷部

16 內(nèi)圈延伸部

17、17' 軸承座圈

18 輸入連接

19、19' 偏心圓周表面

20 中間圈

21 軸承座圈

22 軸承座圈

23 分隔件

24 徑向通道

26 中間圈延伸部

28 輸出連接

29 開口

30 外圈

31 軸承座圈

32 溝槽

36 外圈延伸部

38 通孔

40、40' 徑向移動(dòng)元件

41 軸承平面

42 減速級(jí)平面

43 分隔元件

50、50' 滾動(dòng)元件

51、51' 滾動(dòng)元件

52、53 滾動(dòng)元件罩殼

60 徑向柔性滾柱軸承

61、61' 滾動(dòng)元件

62 內(nèi)部軸承座圈

63、63' 外部軸承座圈

70 電機(jī)軸承

71 轉(zhuǎn)子

72 殼體

73 定子

74 轉(zhuǎn)子線圈

75 花鍵連接

76 殼體連接

105 減速軸承

107 第一減速級(jí)

109 第二減速級(jí)

110 內(nèi)圈

111 軸承座圈

120 中間圈

121軸承座圈

122軸承座圈

123 分隔件

124 附加的徑向通道

130 外圈

171 轉(zhuǎn)子

172 殼體

173 定子

205 減速軸承

207 第一減速級(jí)

209 第二減速級(jí)

210 內(nèi)圈

211軸承座圈

212 驅(qū)動(dòng)連接

220 中間圈

221軸承座圈

222軸承座圈

225 輸出連接

230 外圈。

具體實(shí)施方式

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的減速軸承5的示例性實(shí)施例的橫截面。減速軸承5包括三個(gè)同心圈，即內(nèi)圈10、中間圈20和外圈30。在左邊部分上，標(biāo)出了軸承平面41，其包括三個(gè)同心圈10、20和30以及滾動(dòng)元件50、51的兩個(gè)同心圈或帶有滾動(dòng)元件50、51的兩個(gè)同心圈的一些部分，滾動(dòng)元件50、51的兩個(gè)同心圈分別放置在內(nèi)圈10與中間圈20之間和中間圈20與外圈30之間。因此，軸承平面41中的元件構(gòu)成了具有三個(gè)可旋轉(zhuǎn)圈10、20、30的徑向滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)元件50、51例如是圓柱（cylinder），但是也可以使用軸承中使用的任何其他種類的滾動(dòng)元件或帶有滾動(dòng)元件的任何其他種類，諸如滾珠、滾針等等。

所述三個(gè)圈10、20、30分別具有延伸部16、26、36，其從圈10、20、30軸向地延伸，并且處于共同減速級(jí)平面42中。這些圈構(gòu)成減速級(jí)7，減速級(jí)7由盤狀內(nèi)圈延伸部16以及外圈延伸部36組成，內(nèi)圈延伸部16的外圓周與徑向移動(dòng)元件40（其遮罩在中間圈延伸部26內(nèi)部的徑向取向的、通道內(nèi)部）接觸，外圈延伸部36的內(nèi)圓周表面接觸徑向移動(dòng)元件40。將結(jié)合圖3、圖5和圖6論述內(nèi)圈延伸部16的圓周表面12和外圈延伸部36的結(jié)構(gòu)。

圖2示出了根據(jù)圖1的減速軸承5的示意性透視圖?？梢钥闯?，軸承部分的滾動(dòng)元件50、51遮罩在滾動(dòng)元件罩殼52、53中。還示出，減速軸承5具有中心開口13，其構(gòu)成減速軸承5的總直徑的重要部分。另外，在中間圈20和外圈30中示出了用于附接和連接到輸入和輸出裝置的三個(gè)孔，也即，內(nèi)圈延伸部16中的輸入連接18、中間圈20中的輸出連接28和外圈30中用于附接到支撐結(jié)構(gòu)的通孔38。

圖3a、圖3b、圖3c、圖3d、圖3e和圖3f中示出了內(nèi)圈10的詳細(xì)視圖。圖3a示出了內(nèi)圈10的透視圖，內(nèi)圈10具有大的中心開口13和配置成圓形軸承座圈11的軸承部分。這個(gè)軸承座圈11支撐著圖1和圖2示出的滾動(dòng)元件50的內(nèi)圓或帶有滾動(dòng)元件50的內(nèi)圓。在軸向方向上，示出了盤狀內(nèi)圈延伸部16，其具有非圓形的外圓周表面12。如圖3a所示，參考標(biāo)號(hào)16旁邊的部分配置成直徑最小的谷部15，而在這個(gè)部分的上方和下方，圓周表面12顯示出兩個(gè)淺的峰部14、14'，從而給總的圓周表面12提供了橢圓形狀。另一個(gè)谷部的位置與谷部15相反。表面12也可以具有三個(gè)或更多個(gè)峰部。

圖3b示出了內(nèi)圈10的更詳細(xì)的橫截面圖，內(nèi)圈10的部分C在圖3c中用放大版本示出。圓周表面12具有比其邊界略高的中央部分，標(biāo)記為峰部14。這個(gè)升高中央部分將在兩個(gè)峰部14、14'之間的中間的谷部15的位置消失。圖3c中谷部位置處的表面用虛線表示。這個(gè)高度變化使得圖1和圖2所示的線性移動(dòng)元件40在中間圈延伸部26中的相應(yīng)徑向通道中執(zhí)行徑向移動(dòng)。

圖3d、圖3e和圖3f示出了內(nèi)圈10的示意性表示。圖3d為橫截面圖，圖3e為圖3d的部分B的放大圖，且圖3f為內(nèi)圈10的立體圖。示出的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在減速級(jí)處，使用圓形形狀的兩個(gè)偏心圈19、19'，而不是具有兩個(gè)峰部的一個(gè)盤。兩個(gè)偏心圈19、19'的圓周表面由相對(duì)于彼此且還相對(duì)于內(nèi)圈的共同軸線徑向偏移的兩個(gè)圈形成。通過這一措施，在內(nèi)圈的延伸部上產(chǎn)生兩個(gè)峰部14、14'和兩個(gè)谷部15、15'。谷部15與谷部15'相對(duì)，且峰部14與峰部14'相對(duì)。兩個(gè)圈19、19'的軸承座圈17、17'帶有輪廓（profiled）且為內(nèi)圈延伸部的整體部分。對(duì)于這一實(shí)施例，優(yōu)選地使用滾珠作為滾動(dòng)元件。由于軸承座圈17、17'整合在內(nèi)圈延伸部中，因此軸承座圈17、17'被非常精確地形成。

在圖4a、圖4b、圖4c中，更具體地示意性描繪了中間圈20。如圖4a中的透視圖所示，中間圈20由軸承部分組成，軸承部分的外側(cè)設(shè)有圓形軸承座圈21，內(nèi)側(cè)設(shè)有圓形軸承座圈22，軸承座圈21、22分別與圖1和圖2的滾動(dòng)元件50和51接觸。

軸向中間圈延伸部26包括罩殼，罩殼具有徑向通道24，用于導(dǎo)引圖1和圖2所示的徑向移動(dòng)元件40的線性移動(dòng)。中間圈延伸部26本身是圓柱形的。它的內(nèi)徑略大于峰部直徑14、14'處的內(nèi)圈延伸部16的外直徑。

圖4d中示出了中間圈延伸部26進(jìn)一步伸長(zhǎng)，并且添加了附加的徑向通道124，其也可以是溝槽。由于這個(gè)實(shí)施例，減速軸承的承載能力得到增強(qiáng)。徑向通道24和124布置成兩行。

圖5a、圖5b、圖5c示出了圖1和圖2的本發(fā)明的減速軸承5的外圈30的示意性表示。外圈30具有內(nèi)圓周軸承表面，其配置成軸承座圈31，軸承座圈31接觸圖1和圖2所示的滾動(dòng)元件的外圈或帶有滾動(dòng)元件的外圈的滾動(dòng)元件51。在軸向方向上，外圈延伸部36具有內(nèi)圓周表面，其直徑小于軸承座圈31的直徑并且具有溝槽32，溝槽32的深度大概與內(nèi)圈延伸部16上的峰部的峰部高度14、14'與谷部高度15、15'之間的差值匹配。溝槽32的徑向高度隨內(nèi)圈延伸部10的圓周表面12的變化而改變，這個(gè)徑向高度通過減速級(jí)的減速比在圓周方向上縮短。

溝槽32的數(shù)目與中間圈延伸部26中的徑向通道24、124的數(shù)目相差極少，通常相差2個(gè)，尤其是在有2個(gè)峰部的情況下。

圖6a、圖6b和圖6c示出了在穿過減速級(jí)平面42的橫截面中的根據(jù)本發(fā)明的單級(jí)減速軸承5的另外的示例性實(shí)施例，其具有內(nèi)圈10、中間圈20和外圈30。構(gòu)造成分隔件23的中間圈延伸部26具有圓形的形狀。內(nèi)圈延伸部16的外圓周表面12在頂部和底部位置中與分隔件23的內(nèi)徑匹配，同時(shí)在圖6a示出的左側(cè)和右側(cè)位置上給分隔件23的內(nèi)表面留下狹窄的間隙。這意味著，內(nèi)圈分隔件16的外圓周表面12不是圓形的，而是帶有兩個(gè)峰部，圖中示出在頂部和底部位置。相比之下，外圈延伸部36的內(nèi)圓周表面具有多個(gè)溝槽32，溝槽32比位于分隔件23的徑向通道24內(nèi)部的徑向移動(dòng)元件40略寬。

為了在保持減速軸承的極小直徑的同時(shí)增加減速軸承的承載能力，可以在帶有徑向溝槽24的罩殼中在兩行或更多行中放置更多滾動(dòng)元件40。例如參見圖6b。

為了進(jìn)一步提高減速軸承的承載能力，可以去掉分隔件中的每隔一個(gè)溝槽，并且增大壁分隔件23的厚度，同時(shí)將保持減速比。導(dǎo)引開口29可以在中間圈20上的軸向方向上穿過增大的壁分隔件23。例如可以將螺釘旋擰到導(dǎo)引開口29中。

在圖4d中可以看出，通過伸長(zhǎng)中間圈延伸部26，并且添加附加的溝槽124和滾動(dòng)元件（在徑向方向上偏移一個(gè)齒），可以實(shí)現(xiàn)減速軸承的承載能力的進(jìn)一步增強(qiáng)。

旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈10將使得徑向移動(dòng)元件40在分隔件23中聯(lián)合轉(zhuǎn)動(dòng)波浪型運(yùn)動(dòng)。因?yàn)闇喜鄣臄?shù)目比徑向通道24的數(shù)目多2個(gè)，所以內(nèi)圈10旋轉(zhuǎn)作為本發(fā)明的減速軸承5的輸入，將使得在峰部14、14'通過時(shí)，徑向移動(dòng)元件40被推到外圈延伸部36的相應(yīng)溝槽32中，從溝槽32的中心外到溝槽32的中心，從而使得內(nèi)圈延伸部16的外圓周表面12上的峰部14、14'每次通過時(shí)（也即，內(nèi)圈10每轉(zhuǎn)半圈），中間圈20和外圈30相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)一個(gè)溝槽32的量。

圖6b和圖6c分別示出了圖6a中的放大的摘錄部分F和G，即在峰部高度14和谷部高度15。在峰部高度14，如圖6b所示，在中心描繪的徑向移動(dòng)元件40在最大程度上被推到對(duì)置溝槽32中。在谷部高度15，如圖6c所示，線性移動(dòng)元件40的對(duì)面是兩個(gè)鄰近溝槽32之間的邊緣。內(nèi)圈10進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，將使分隔件23根據(jù)內(nèi)圈10的旋轉(zhuǎn)方向而在順時(shí)針或逆時(shí)針方向上稍微旋轉(zhuǎn)，從而使得當(dāng)內(nèi)圈延伸部16的外圓周表面12上的下一個(gè)峰部14到達(dá)時(shí)，線性移動(dòng)元件40將被推到下一個(gè)鄰近溝槽32中。

圖1中可以看出，這可以用非常緊湊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)確保減速動(dòng)作和徑向承載能力。

另外有利的是，如圖6d所示，通過分隔元件43在徑向上使移動(dòng)元件40分隔開，該分隔元件43位于第一和另外的（在此情況下為兩個(gè)）移動(dòng)元件40之間，并且能夠與移動(dòng)元件40一起徑向移動(dòng)。該分隔元件43優(yōu)選地具有低摩擦表面，或者整體由低摩擦材料制成，并且使?jié)L動(dòng)元件40的旋轉(zhuǎn)彼此脫離，由此降低了滾動(dòng)元件40的摩擦和磨損。

圖7a到圖7e示出了根據(jù)本發(fā)明的減速軸承5的另一個(gè)實(shí)施例。圖7a以半敞開透視圖示出的減速軸承5的結(jié)構(gòu)與圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)幾乎完全相同，區(qū)別僅在于，徑向柔性滾柱軸承60插置在內(nèi)圈延伸部16的外圓周表面12與帶有徑向移動(dòng)元件40的分隔件23之間。在圖7e中可以最好地看出，徑向柔性滾柱軸承60包括滾動(dòng)元件61，其位于內(nèi)部軸承座圈62與外部軸承座圈63之間。圖7b、圖7c和圖7d中分別用橫截面以透視方式示出了更多細(xì)節(jié)。使用徑向柔性滾柱軸承60可以減少摩擦并且提高減速軸承5的壽命和效率。徑向柔性滾柱軸承60本身不需要經(jīng)受大的徑向力，徑向力會(huì)被軸承平面41中的滾動(dòng)元件50、51所吸收。

在圖7f、圖7g和圖7h所示的優(yōu)選實(shí)施例中，軸承圈62能夠由內(nèi)圈12的帶輪廓的延伸部代替，該內(nèi)圈12能夠充當(dāng)軸承座圈。圖7f示出了根據(jù)本發(fā)明的減速軸承的示意性橫截面圖，其中兩個(gè)偏心圈19、19'用作圖3d、圖3e和圖3f中所示的內(nèi)圈10的延伸部，并用作圖4d中的中間圈的延伸部。

圖7g是以示意圖示出的圖7f中的部段K的放大圖。圖7h以示意性三維圖示出了實(shí)施例。另外示出的是，軸承座圈17、17'被整合到圈19和19'內(nèi)，或者是圈19和19'的表面的一部分。另外，能夠用自標(biāo)準(zhǔn)軸承的滾動(dòng)元件60、61和40、40'以及圈63和63'被插入。兩個(gè)偏心圈19、19'的軸是偏心的。在該實(shí)施例中不存在柔性滾柱軸承或滾柱座圈。與使用具有兩個(gè)峰部和兩個(gè)谷部而不是兩個(gè)偏心圈19、19'的橢球體的實(shí)施例相比，該實(shí)施例更容易以高精度進(jìn)行生產(chǎn)。在橢球體的情況下，一個(gè)滾柱座圈或一個(gè)軸承圈有利地是柔性的。

圖8a到圖8d示出了本發(fā)明的減速軸承105的另一個(gè)示例性實(shí)施例，其具有兩個(gè)減速級(jí)107、109，同心地布置在彼此內(nèi)側(cè)。圖8a示出的第一減速級(jí)107包括內(nèi)圈10、中間圈20和外圈30。第二減速級(jí)109包括內(nèi)圈110、中間圈120和外圈130。第一減速級(jí)107的外圈30與第二減速級(jí)109的內(nèi)圈110相同。圖8示出的平行的即同心的兩級(jí)配置的這個(gè)中間圈30/110在軸承平面41中具有兩個(gè)軸承座圈，即一個(gè)在內(nèi)側(cè)，一個(gè)在外側(cè)。因此，圖8的平行配置的兩級(jí)減速軸承105在軸承平面中具有滾動(dòng)元件50、51的四個(gè)同心圓。

五個(gè)圈10、20、30/110、120、130中的每一個(gè)具有自身的軸向延伸部，這些軸向延伸部原則上構(gòu)造與前面的圖中描繪的軸向延伸部的構(gòu)造相同。

圖8b示出了從一側(cè)看的兩級(jí)減速軸承105，其中有三個(gè)區(qū)域敞開以示出減速軸承105內(nèi)部的不同部分。通過右上方的敞開區(qū)域能看到軸承平面41里面，其中有圈10、20、30/110、120、130和滾動(dòng)元件50、51、50'、51'，構(gòu)成減速軸承105的徑向軸承功能性。

最下面的敞開區(qū)域A在圖8d中放大示出?？梢郧宄乜闯?，最內(nèi)側(cè)的第一級(jí)107的配置方式與例如圖6的單極實(shí)施例相同。圖8c示出了區(qū)域B的放大圖。圖8c和圖8d分別對(duì)應(yīng)于圖6b和圖6c中的視圖。

在包括區(qū)域B的內(nèi)部視圖中，可以大概看到第二減速級(jí)109的減速級(jí)平面42的內(nèi)部，其中示出了第二減速級(jí)109中的徑向移動(dòng)元件40大于例如圖8b中的區(qū)域B中示出的第一減速級(jí)107中的徑向移動(dòng)元件40。第二減速級(jí)109中的作用原理與第一減速級(jí)107中的相同。

通過這種平行同心配置，可以將兩個(gè)減速級(jí)組合成一個(gè)減速動(dòng)作，這個(gè)減速動(dòng)作具有非常大的減速因子，這個(gè)減速因子是計(jì)算為第一減速級(jí)107的減速因子與第二減速級(jí)109的減速因子的乘積。因此可以實(shí)現(xiàn)10000和更大的減速因子。

因?yàn)楸景l(fā)明的減速軸承5、105的軸承平面41中的軸承部分受到徑向力，所以減速級(jí)平面42中的結(jié)構(gòu)中結(jié)合的減速動(dòng)作大部分不受徑向力，因此，徑向力導(dǎo)致的阻擋得到有效地消除。

圖9a到圖9d示出了本發(fā)明的減速軸承205的另一個(gè)示例性實(shí)施例。減速軸承205是串聯(lián)配置的兩級(jí)元件，也即，兩個(gè)級(jí)207、209沿著減速軸承205的中心軸線6軸向地對(duì)準(zhǔn)，減速軸承205同樣具有基本上圓形的形狀，如圖9b所示。兩個(gè)減速級(jí)207和209中的每一個(gè)分別包括三個(gè)同心圈10、20、30和210、220、230，其主要構(gòu)造與前面圖中所示的相同。

在圖9a示出的配置中，第一減速級(jí)207的內(nèi)圈10受到輸入連接18的驅(qū)動(dòng)。外圈30可以通過通孔38附接到支撐結(jié)構(gòu)（未示出）。內(nèi)圈10旋轉(zhuǎn)將使得第一減速級(jí)207的中間圈20更慢地旋轉(zhuǎn)。

第一減速級(jí)207的中間圈20經(jīng)由驅(qū)動(dòng)連接212而連接到第二減速級(jí)209的內(nèi)圈210，驅(qū)動(dòng)連接212構(gòu)造成花鍵連接?；ㄦI連接（圖9d中用放大視圖示出）具有圓周鋸齒，圖9c中用放大視圖示出。

中間圈220具有輸出連接225。外圈230同樣具有通孔238，用于連接到支撐結(jié)構(gòu)。因此，第一減速級(jí)207的內(nèi)圈10的輸入端18處的旋轉(zhuǎn)使得第二減速級(jí)209的中間圈220中的輸出端225非常慢地旋轉(zhuǎn)。

減速級(jí)207、209可以用模塊化的方式建構(gòu)，從而使得可以用期望的減速比來選擇減速級(jí)，并且用圖9a所示的方式組合減速級(jí)，以便達(dá)到可自由選擇的高減速比。

與圖8d的并聯(lián)配置中的減速軸承105的情況一樣，可以分別且并行地使用兩個(gè)減速級(jí)207和209的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)一步提高本發(fā)明的減速軸承205的通用性。兩個(gè)級(jí)207、209可以用相同方式取向，如同圖9a中示出的本示例中，或者可以具有背對(duì)背的軸承平面或減速平面，這取決于期望的配置。

圖10a、圖10b中示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)2、2'的兩個(gè)示例性實(shí)施例。

圖10a示出的電動(dòng)機(jī)2包括殼體72，其遮罩著定子73，定子73布置在具有轉(zhuǎn)子線圈74的轉(zhuǎn)子71周圍，其中，轉(zhuǎn)子71通過線圈74每一側(cè)處的電機(jī)軸承70在軸向方向上支撐在殼體72上。根據(jù)本發(fā)明的減速軸承5通過殼體連接76附接到殼體72。轉(zhuǎn)子71通過花鍵連接75驅(qū)動(dòng)式連接至減速軸承5的內(nèi)圈10。中間圈20具有輸出連接28，其相對(duì)于轉(zhuǎn)子71減速旋轉(zhuǎn)。這里，減速軸承5通過連接75和76與電動(dòng)機(jī)2整合。

圖10b示出的電動(dòng)機(jī)2'的替代實(shí)施例與圖10a示出的電動(dòng)機(jī)的區(qū)別在于，減速軸承5是完全整合的。殼體72與外圈30成整體，轉(zhuǎn)子71與減速軸承5的內(nèi)圈10成整體。只有一個(gè)電機(jī)軸承70，因?yàn)榱硪粋?cè)上的徑向力由減速軸承承受，尤其是布置在軸承平面41中的軸承部分。

在圖10c示出的電動(dòng)機(jī)2、2'的另一實(shí)施例中，執(zhí)行更高的整合。圖10c中示出了薄間隙型電動(dòng)機(jī)2、2'。減速軸承5完全整合。殼體172與中間圈20成整體。轉(zhuǎn)子171與減速軸承5的內(nèi)圈10成整體。定子173離轉(zhuǎn)子171有小的間隙。因此，可以使用尺寸構(gòu)建非常小的電動(dòng)機(jī)2、2'。

這兩個(gè)示例性實(shí)施例構(gòu)成了電動(dòng)機(jī)2、2'的非常高效且緊湊的設(shè)計(jì)，這在機(jī)器人技術(shù)和其它要求緊湊的電動(dòng)機(jī)減速動(dòng)作的技術(shù)領(lǐng)域中非常有用。

所有帶名稱的特性，包含圖中獲得的特征本身，以及與其它特性組合公開的各個(gè)特性，其本身以及組合地被視為對(duì)于本發(fā)明是重要的。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以通過各個(gè)特性或幾個(gè)特性的組合來實(shí)現(xiàn)。與“尤其是”或“特別是”這樣的措詞組合的特征應(yīng)視為優(yōu)選實(shí)施例。