行星齒輪變速裝置的製作方法
2023-10-11 01:57:59 2
專利名稱：行星齒輪變速裝置的製作方法
所屬領域本發明涉及結構極其簡單，能夠生成大的變速比的行星齒輪變速裝置。
背景技術：
歷來，使行星輪外嚙合於太陽輪，使該行星輪內嚙合於內齒輪的行星齒輪變速裝置，因為是比較小型的，而且能夠生成大的變速比，故在各種用途中廣泛地實用化。
但是，歷來的行星齒輪變速裝置，因為使用多個齒輪，而且需要連接齒輪的連接臂、連接架等，故結構複雜，組裝也不容易。此外成本也不得不提高。
此外，在比較小型、結構簡單的行星齒輪變速裝置中，變速比充其量達到1/100左右，無法生成大的變速比。
發明內容
本發明是為解決這種歷來的問題而作成的，其目的在於提供一種極力減少使用的齒輪數，也不需要連接臂、連接架等，結構簡單，組裝也可以容易，此外，成本也低廉，能夠生成極大的變速比的行星齒輪變速裝置。
為了實現上述目的，本發明的特徵在於，由對輸入軸部偏心，與輸入軸部一體旋轉的偏心軸部，製成與偏心軸部同軸狀，旋轉自如地裝在偏心軸部上的轉動構件，在轉動構件上形成的兩個齒輪部，嚙合於轉動構件一方的齒輪部，固定於殼體的齒輪部，嚙合於轉動構件另一方的齒輪部，與輸出軸部一體旋轉的齒輪部來構成行星齒輪變速裝置。
也可以把在前述轉動構件上形成的兩個齒輪部製成外齒輪，把固定於前述殼體的齒輪部和與前述輸出軸部一體旋轉的齒輪部製成內齒輪。
此外，也可以把前述各齒輪部製成傘齒輪。
把前述殼體製成把兩個殼體配合而成者，最好是如果使殼體的配合部位於固定於前述殼體的齒輪部和與前述輸出軸部一體旋轉的齒輪部之間則組裝變得極其容易。
此外，為了防止慣性力不平衡引起的振動，最好是在前述偏心軸部上裝有平衡塊。
圖1是本發明的行星齒輪變速裝置的一個實施例的縱剖視圖。
圖2是圖1的行星齒輪變速裝置的II-II線截取的剖視圖。
圖3是圖1的行星齒輪變速裝置的III-III線截取的剖視圖。
圖4是表示圖1的行星齒輪變速裝置的組裝方法的說明圖。
圖5是用來計算外齒輪部5A的轉速的說明圖。
圖6是用來計算外齒輪部5B的假想轉速的說明圖。
圖7是用來計算輸出軸部7a的轉速的說明圖。
圖8是本發明的行星齒輪變速裝置的另一個實施例的縱剖視圖。
圖9是本發明的行星齒輪變速裝置的另一個實施例的縱剖視圖。
圖10是本發明的行星齒輪變速裝置的另一個實施例的縱剖視圖。
圖11是平衡塊的主視圖。
圖12是平衡塊的主視圖。
圖13是用來確定平衡塊的質量、形狀的說明圖。
圖14是表示圖10的行星齒輪變速裝置的組裝方法的說明圖。
標號說明
1 行星齒輪變速裝置2 殼體3 殼體2b配合部3b配合部4a輸入軸部4b偏心軸部5 轉動構件5A外齒輪部5B外齒輪部6A內齒輪部7A內齒輪部7a輸出軸部51行星齒輪變速裝置52平衡塊53平衡塊具體實施方式
下面參照附圖就本發明的行星齒輪變速裝置的最佳實施例進行說明。
本發明的行星齒輪變速裝置1，如圖1中所示，使兩個殼體2、3配合，在殼體2、3內設置行星齒輪機構。
輸入側構件4由輸出軸部4a、偏心軸部4b以及支承軸部4c來組成，輸入軸部4a和支承軸部4c製成同軸狀，偏心軸部4b對輸入軸部4a按α偏心。
輸入軸部4a穿過在殼體2上形成的通孔2a。由鑲嵌於殼體2的球軸承11旋轉自如地支承。
偏心軸部4b經由滾針軸承12把轉動構件5旋轉自如地裝在外周面上，偏心軸部4b與轉動構件5製成同軸狀。
在轉動構件5上，在輸入軸4a一側形成齒數ZA的外齒輪部5A，在輸出軸一側形成齒數ZB的外齒輪部5B。
外齒輪部5A內嚙合於在圓盤構件6上形成的齒數Z6的內齒輪部6A，圓盤構件6配合、固定於殼體2的內表面。
輸出側構件7由輸出軸部7a和旋轉體部7b組成，輸出軸部7a和旋轉體部7b製成同軸狀。
輸出軸部7a穿過在殼體3上形成的通孔3a，靠鑲嵌在殼體3上的球軸承13旋轉自如地支承。
支承軸部4c靠鑲嵌在旋轉體部7b上的球軸承14旋轉自如地支承，支承軸部4c和輸出軸部7a支承同軸狀。
使外齒輪部5B內嚙合於在旋轉體部7b上形成的齒數Z7的內齒輪部7A，旋轉體部7b經由滾針軸承15在外周面上旋轉自如地接觸於殼體3。
殼體2、3的配合部2b、3b位於圓盤構件6與旋轉體部7b之間。
下面參照圖4就本發明的行星齒輪變速裝置1的組裝方法進行說明。
經由滾針軸承12把轉動構件5旋轉自如地裝在輸入側構件4的偏心軸4b上，把圓盤構件6配合、固定於殼體2的內表面，一邊把輸入軸部4a穿過殼體2的通孔2a，一邊使外齒輪部5A內嚙合於內齒輪部6A而構成輸入側組裝體21。
另一方面，把滾針軸承14裝在輸出側構件7的旋轉體部7b外周面，把輸出軸部7a穿過殼體3的通孔3a，使旋轉體部7b配合於殼體3的內表面而構成輸出側組裝體22。
接著，使輸入側組裝體21與輸出側組裝體22對峙，把支承軸部4c配合、支承於旋轉體部7b的球軸承14，使外齒輪部5B內嚙合於內齒輪部7A，把殼體2、3的配合部2b、3b彼此配合，完成行星齒輪變速裝置1。
像以上這樣，因為使殼體2、3的配合部2b、3b位於圓盤構件6與旋轉體部7b之間，所以分別構成包括圓盤構件6在內的輸入側組裝體21和包括旋轉體部7b在內的輸出側組裝體22，僅靠把它們組合起來就可以極其容易地構成本發明的行星齒輪變速裝置1。
下面，參照附圖就本發明的行星齒輪變速裝置1的作用、效果進行說明。外齒輪部5A的轉速如圖5(A)中所示，如果使輸入側構件4的輸入軸部4a逆時針(用+來表示)旋轉一轉，則成為一體的偏心軸部4b也沿逆時針方向(+)旋轉一轉。此時，由於圓盤構件6固定於殼體2，所以如圖5(B)中所示，轉動構件5的外齒輪部5A的齒沿逆時針方向(+)依次嚙合於內齒輪部6A的齒，轉動構件5轉動。
由此，如果輸入軸部4a沿逆時針方向(+)旋轉，則如圖5(C)中所示，外齒輪部5A的基準點05按內齒輪部6A的齒數Z6與外齒輪部5A的齒數ZA之差沿順時針方向(用-來表示)旋轉。
因而，外齒輪部5A的轉速NA可以表達成NA=-Z6-ZAZA----(1)]]>外齒輪部5B的假想轉速實際上，輸出側構件7的旋轉體部7b是旋轉自如的，雖然外齒輪部5A與外齒輪部5B一體旋轉，但是假想地考慮旋轉體部7b固定，外齒輪部5A與外齒輪部5B能夠分別旋轉的場合。
如圖6(A)中所示，如果使輸入軸部4a沿逆時針方向(+)旋轉，則如圖6(B)中所示，外齒輪部5B的齒沿逆時針方向(+)依次嚙合於旋轉體部7b的內齒輪部7A的齒，轉動構件5轉動。
由此，如果輸入軸部4a沿逆時針方向(+)旋轉一轉，則如圖6(C)中所示，外齒輪部5B的基準點0』5按內齒輪部7A的齒數Z7與外齒輪部5B的齒數ZB之差沿順時針方向(用-來表示)旋轉。
因而，外齒輪部5B的假想轉速NB可以表達成，NB=-Z7-ZBZB----(2)]]>輸出軸部7a的轉速(減速比)實際上，因為外齒輪部5A與外齒輪部5B一體旋轉，所以當然輸入軸部4a沿逆時針方向(+)旋轉一轉之後的外齒輪部5A的基準點05與外齒輪部5B的基準點0』5必定相一致。
也就是說，如圖7(A)中所示，使外齒輪部5B旋轉外齒輪部5A的基準點05與外齒輪部5B的基準點0』5的角度差θ，與此相對應，如圖7(B)中所示，如果使外齒輪部5A一邊嚙合於外齒輪部5B一邊旋轉，則得知內齒輪部7A的實際轉速。
而且，因為旋轉體部7b與輸出軸部7a成為一體，所以內齒輪部7A的轉速成為輸出軸部7a的轉速。
因而，輸出軸部7a的轉速，也就是減速比可以表達成，N7=-[Z6-ZAZA-Z7-ZBZB]ZBZ7----(3)]]>具體例子在行星齒輪變速裝置1中，令外齒輪部5A的齒數ZA為99，內齒輪部6A的齒數Z6為100，外齒輪部5B的齒數ZB為100，內齒輪部7A的齒數Z7為101，如果使輸入軸部4a沿逆時針方向(+)旋轉，則輸出軸部7a的轉速，也就是減速比為，N7=-[100-9999-101-100100]100101=-19999---(4)]]>這樣一來，本發明的行星齒輪變速裝置1，因為齒輪數減少，而且不使用連接臂、連接架等，結構極其簡單，可以非常小型化，並且可以生成歷來沒有的大的減速比(變速比)，所以可望在各種用途中廣泛地實用化。
雖然在上述實施例中，使外齒輪部5A的齒數ZA少於外齒輪部5B的齒數ZB，但是也可以使外齒輪部5A的齒數ZA多於外齒輪部5B的齒數ZB。
此外，也可以如圖8中所示，代替平齒輪而把外齒輪部5A、內齒輪部6A、外齒輪部5B、內齒輪部7A製成傘齒輪。
也可以如圖9中所示，把外齒輪部5A、外齒輪部5B變更成內齒輪，把內齒輪部6A、內齒輪部7A變更成外齒輪。
此外，也可以外齒輪部5A、內齒輪部6A原封不動，把外齒輪部5B變更成內齒輪，把內齒輪部7A變更成外齒輪。
進而，也可以除了外齒輪部5A、內齒輪部6A原封不動，把外齒輪部5B變更成內齒輪，把內齒輪部7A變更成外齒輪之外，還同列狀配置各齒輪部。
在圖1中所示的行星齒輪變速裝置1中，因為使輸入側構件4的偏心軸部4b對於輸入軸部4a、支承軸部4c偏心α，所以存在著因慣性力不平衡使輸入側構件4在工作時振動，產生使耐久性降低等不良影響的危險。
因此，為了防止慣性力不平衡引起的輸入側構件4的振動，也可以構成如圖10中所示的行星齒輪變速裝置51。行星齒輪變速裝置51除了在偏心軸部4b的兩側部裝上圓盤狀的平衡塊52、53這一點之外，是與行星齒輪變速裝置1同樣的構成。
平衡塊52如圖11中所示，形成插裝孔52a和配合凹部52b，把輸入側構件4的輸入軸部4a插裝於插裝孔52a，使偏心軸部4b的一端部配合於配合凹部52b。
平衡塊53也是，如圖12中所示，形成插裝孔53a和配合凹部53b，把輸入側構件4的支承軸部4c插裝於插裝孔53a，使偏心軸部4b的另一端部配合於配合凹部53b。
在平衡塊52、53中，與偏心軸部4b的偏心方向部分的質量相比，加大其相反方向部分的質量，藉此可以消除慣性力的不平衡。平衡塊52、53的質量、形狀平衡塊52、53的質量、形狀，如果參照圖13，則可以由力和力矩的平衡式mβω2＋mβω2＝Mαω2(5)mβω2h1＋mβω2h2＝Mαω2k(6)來確定。
式中，M是偏心軸部的未裝平衡塊部分的質量，m是裝有平衡塊部分的質量，α是偏心軸部4b的偏心量，β是平衡塊52、53的偏心量，h1、h2、k是從球軸承14到平衡塊53、平衡塊52、偏心軸部4b的各重心的距離，ω是角速度。
偏心軸部的未裝平衡塊部分的質量M，裝有平衡塊部分的質量m為，M＝πR2(a－b) (7)m＝πr2b(8)式中，R是偏心軸部4b的半徑，r是平衡塊52、53的半徑，a是偏心軸部4b的長度，b是平衡塊52、53的厚度。
此外，從球軸承14到平衡塊53的重心的距離h1，到平衡塊52的重心的距離h2為，h1＝u＋b/2 (9)h2＝k＋a/2 (10)式中，u是從球軸承14到平衡塊53的側面的距離。
由上述式5至式10，可以算出M、m、r、β、h1、h2的數值，由此可以確定平衡塊52、53的質量、形狀。
平衡塊53、52的質量m1、m2為，m1＝πr2b－(πR2＋πR12)b/2(11)m2＝πr2b－(πR2＋πR22)b/2(12)式中，R1是支承軸部4c的半徑，R2是輸入軸部4a的半徑。
行星齒輪變速裝置51的組裝方法，除了在構成輸入側組裝體61時把平衡塊52、53裝在偏心軸部4b的兩側部這一點以外，也與行星齒輪變速裝置1的組裝方法相同。
如圖14中所示，首先，經由滾針軸承12把轉動構件5旋轉自如地裝在輸入側構件4的偏心軸部4b上。接著把輸入側構件4的輸入軸部4a插裝於平衡塊52的插裝孔52a，同時使偏心軸部4b的一端部配合於配合凹部52b，此外，把支承軸部4c插裝於平衡塊53的插裝孔53a，同時使偏心軸部4b的另一端部配合於配合凹部53b，把平衡塊52、53裝在偏心軸部4b的兩側部。
而且，在把圓盤構件6配合、固定於殼體2的內表面之後，把輸入軸部4a穿過殼體2的通孔2a，使平衡塊52的側面接觸於殼體2的內表面，使外齒輪部5A內嚙合於內齒輪部6A，藉此構成輸入側組裝體61。
另一方面，把滾針軸承15裝在輸出側構件7的旋轉體部7b外周面上，一邊把輸出軸部7a穿過殼體3的通孔3a，一邊使旋轉體部7b配合於殼體3的內表面而構成輸出側組裝體62。
而且，使輸入側組裝體61與輸出側組裝體62對峙，把支承軸部4c配合、支承於旋轉體部7b的球軸承14，使外齒輪部5B內嚙合於內齒輪部7A，把殼體2、3的配合部2b、3b彼此配合，完成行星齒輪變速裝置51。再者，與行星齒輪變速裝置51中的同樣，也可以把平衡塊裝在圖8、圖9中所示的行星齒輪變速裝置上。
權利要求
1.一種行星齒輪變速裝置，是把行星齒輪機構配置在殼體中的行星齒輪變速裝置，其特徵在於，由對輸入軸部偏心，與輸入軸部一體旋轉的偏心軸部，製成與偏心軸部同軸狀，旋轉自如地裝在偏心軸部上的轉動構件，在轉動構件上形成的兩個齒輪部，嚙合於轉動構件一方的齒輪部，固定於殼體的齒輪部，嚙合於轉動構件另一方的齒輪部，與輸出軸部一體旋轉的齒輪部來構成。
2.根據權利要求1中所述的行星齒輪變速裝置，其特徵在於，其中在前述轉動構件上形成的兩個齒輪部是外齒輪，固定於前述殼體的齒輪部和與前述輸出軸部一體旋轉的齒輪部是內齒輪。
3.根據權利要求1或2中所述的行星齒輪變速裝置，其特徵在於，其中前述各齒輪部是傘齒輪。
4.根據權利要求1至3中所述的行星齒輪變速裝置，其特徵在於，其中前述殼體是兩個殼體配合而成，殼體的配合部位於固定於前述殼體的齒輪部和與前述輸出軸部一體旋轉的齒輪部之間。
5.權利要求1至4中所述的行星齒輪變速裝置，其特徵在於，其中前述偏心軸部上裝有平衡塊。
全文摘要
提供一種結構簡單,組裝也可以容易,此外,成本也低廉,能夠生成極大的變速比的行星齒輪變速裝置。由對輸入軸部4a偏心,與輸入軸部4a一體旋轉的偏心軸部4b,製成與偏心軸部4b同軸狀,旋轉自如地裝在偏心軸部4b上的轉動構件5,在轉動構件5上形成的兩個齒輪部5A、5B,嚙合於轉動構件5一方的齒輪部5A,固定於殼體2的齒輪部6A,嚙合於轉動構件5另一方的齒輪部5B,與輸出軸部7a一體旋轉的齒輪部7A來構成行星齒輪變速裝置1。
文檔編號F16H1/32GK1333439SQ0112016
公開日2002年1月30日 申請日期2001年7月9日 優先權日2000年7月17日
發明者辻岡年明 申請人:辻岡年明