TWI814439B - 減速機 - Google Patents

Abstract

減速機，包含:輸入軸、輸入齒輪、固定齒輪及輸出齒倫。輸入軸包含偏心結構；輸入齒輪設置於偏心結構上，且包含複數個第一齒，每一第一齒包含第一接觸部及第二接觸部；固定齒輪對應輸入齒輪固設，且包含複數個第二齒，第二齒與第一接觸部接觸；輸出齒輪對應輸入齒輪設置，且包含複數個第三齒，第三齒與第二接觸部接觸；其中第一齒及第二齒具有的第一齒數差相異於第一齒及第三齒具有的第二齒數差。

Description

減速機

本案關於一種減速機，尤指一種包含單一輸入齒輪由固定齒輪及輸出齒輪共用的減速機。

一般而言，馬達包含高轉速時扭力小之特性，因此不易驅動大型的負載，故當馬達欲使用於推動重物時，便須利用減速機來進行減速，藉此提高扭力。

為了達到高減速比，減速機的結構通常較為複雜。因此如何有效的改善減速機的空間利用率，且在減少減速機的結構元件的數目和體積的同時，又能維持高減速比為目前研發的重點。

傳統的減速機通常具有兩個獨立的輸入齒輪，以藉由兩個輸入齒輪與減速機的其他部件的配合而使減速機可實現高減速比。然而，由於採用了兩個輸入齒輪，使得傳統的減速機存在元件較多、成本較高、體積較大及結構強度差等缺點。

因此，如何發展一種減速機來解決現有技術所面臨的問題，實為本領域急需面對的課題。

本案之目的為提供一種減速機，由於該減速機具有共用單一輸入齒輪，使得減速機具有高減速比、元件較少、體積較小、成本較低及結構強度強等優點。

為達上述之目的，本案之一較佳實施例為提供一種減速機，包含：外圈式或中心式的輸入軸，輸入軸包含偏心結構；輸入齒輪，設置於輸入軸的偏心結構上，且被輸入軸帶動以相對於輸入軸的軸心進行偏心轉動，其中輸入齒輪包含複數個第一齒，每一第一齒包含在軸向方向上並排佈置的第一接觸部及第二接觸部；固定齒輪，對應輸入齒輪固設且與輸入齒輪形成第一齒輪對，其中固定齒輪包含複數個第二齒，每一第二齒與第一齒對應的第一接觸部接觸；以及輸出齒輪，對應輸入齒輪設置且鄰近於固定齒輪，輸出齒輪與輸入齒輪形成第二齒輪對，其中輸出齒輪包含複數個第三齒，每一第三齒與第一齒對應的第二接觸部接觸，當輸入齒輪隨著輸入軸轉動時，第一齒推動對應的第三齒，使得輸出齒輪對應轉動；其中第一齒及第二齒具有第一齒數差，第一齒及第三齒具有第二齒數差，且第一齒數差相異於第二齒數差。

本案的有益效果係達到具有高減速比的減速機，且因使用共用的單一輸入齒輪而具有較少元件、較低成本、較小體積及結構強度強等優點。此外，因為減速機包含固定齒輪，使得減速機的輸入齒輪不需要像傳統減速機那樣設計固定孔或分度孔，因此，減速機沿徑向的體積可減小。

1、1a:減速機

10、10a:輸入軸

11、11a:輸入齒輪

12、12a:固定齒輪

13、13a:輸出齒輪

100:環型內壁

101:環型外壁

110、110a:第一齒

120、120a:第二齒

130、130a:第三齒

131:輸出軸

14:殼體

15a:第一固定座

16a、16e:第一滾珠軸承

17a:第一墊片

16b、16f:第二滾珠軸承

16c、16g:第三滾珠軸承

18、18a:滾針軸承

16d:第四滾珠軸承

17b:第二墊片

15b:第二固定座

10b:偏心結構

15c:固定座

15d:輸出盤

第1圖為本案第一較佳實施例的減速機的爆炸結構示意圖；第2圖為第1圖所示之減速機組合後且於第一視角下的剖面結構示意圖；第3圖為第1圖所示之減速機組合後且於第二視角下的剖面結構示意圖； 第4圖為第1圖所示之減速機組合後的前視結構示意圖；第5圖為本案第二較佳實施例的減速機的爆炸結構示意圖；第6圖為第5圖所示之減速機組合後且於第一視角下的剖面結構示意圖；第7圖為第5圖所示之減速機組合後且於第二視角下的剖面結構示意圖；第8圖為第5圖所示之減速機組合後的前視結構示意圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上系當作說明使用，而非用於限制本案。

請參閱第1圖、第2圖、第3圖及第4圖，於本實施例中，減速機1為二階式減速機，且包含一輸入軸10、一輸入齒輪11、一固定齒輪12及一輸出齒輪13。輸入軸10按輸入方式定義為外圈式，即輸入軸10位於減速機1整體的相對外側，如第2圖及第3圖所示。輸入軸10為環型且包含一第一中空結構，此外，輸入軸10更包含一環型內壁100及一環型外壁101，環型內壁100及環型外壁101之間的厚度並不相同，使得輸入軸10之環型內壁100的圓心與環型外壁101之圓心之間存在一偏心量。更甚者，因環型內壁100之圓心與環型外壁101之圓心之間存在偏心量，故輸入軸10實包含由環型內壁100和環型外壁101形成的一偏心結構。

輸入齒輪11容置於輸入軸10的一第一中空結構中並設置於輸入軸10的偏心結構上，當輸入軸10轉動時，輸入齒輪11便被輸入軸10帶動以相對於輸入軸10之環型外壁101的軸心進行偏心轉動。輸入齒輪11包含一第二中空結構及複數個第一齒110。每一第一齒110環繞且凸設於輸入齒輪11的環型內壁上，且每一第一齒110包含有在軸向上並排佈置的一第一接觸部及一第二接觸部， 而如第2圖及第3圖所示，對應為外圈式的輸入軸10，第一齒110會於輸入齒輪11的環型內壁上形成內環齒。

固定齒輪12對應輸入齒輪11設置，更甚者，固定齒輪12容置於輸入齒輪11的第二中空結構中且設置於輸入齒輪11的環型內壁上，且固定齒輪12為固定設置而不轉動。固定齒輪12包含複數個第二齒120，每一第二齒120自固定齒輪12的外周朝輸入齒輪11環繞且凸設於固定齒輪12的外周，並與第一齒110對應的第一接觸部接觸，此外，固定齒輪12會與輸入齒輪11形成一第一齒輪對。

輸出齒輪13對應輸入齒輪11設置且鄰近於固定齒輪12，更甚者，輸出齒輪13容置於輸入齒輪11的第二中空結構中且設置於輸入齒輪11的環型內壁上，並於軸向上對應固定齒輪12設置。輸出齒輪13包含複數個第三齒130，每一第三齒130自輸出齒輪13的外周朝輸入齒輪11環繞且凸設於輸出齒輪13的外周，並與第一齒110對應的第二接觸部接觸。當輸入齒輪11隨著輸入軸10轉動時，第一齒110會推動對應的第三齒130，藉此，輸出齒輪13便對應隨著輸入齒輪11轉動。此外，輸出齒輪13會與輸入齒輪11形成一第二齒輪對。更甚者，第一齒110及第二齒120具有一第一齒數差，第一齒110及第三齒130具有一第二齒數差，且第一齒數差相異於第二齒數差。

依據前述揭露之內容可知，減速機1之固定齒輪12和輸出齒輪13共用單一輸入齒輪11，因此相比於具有兩個獨立的輸入齒輪之傳統減速機，本實施例之減速機1不但具有高減速比，更因使用共用的單一輸入齒輪11而具有較少元件、較低成本、較小體積及結構強度強等優點。此外，減速機1由於使用了共用的單一輸入齒輪11，故可以避免內環齒加工複雜的問題。更甚者，因為減速機1包含固定齒輪12，使得減速機1的輸入齒輪11不需要像傳統減速機那樣設計固定孔或分度孔，因此，減速機1沿徑向的體積可減小。

在本實施例中，輸入軸10為減速機1的動力輸入端，其中輸入軸10的轉速可定義為減速機1的輸入速度。輸出齒輪13為減速機1的動力輸出端，其中輸出齒輪13的轉速可定義為減速機1的輸出速度。此外，減速機1的減速比等於較大齒輪的齒數除以較小齒輪的齒數所得的比，且可表示為下式：

其中S _out 為減速機1的輸出速度，S _in 為減速機1的輸入速度，TA為第二齒120的齒數，TB為第三齒130的齒數，TC為第一齒110的齒數，TCA為第一齒數差，TCB為第二齒數差。另外，第一齒110、第二齒120及第三齒130中的任意兩者的齒數差為一齒到二齒，例如第一齒數差為一齒，第二齒數差為二齒。

在一實施例中，第二齒120的齒數(TA)為31齒，第三齒130的齒數(TB)為30齒，第一齒110的齒數(TC)為32齒，帶入上述減速比式子可得如下：TA1=31/1=31；TB1=30/2=15；TC1=32/1=32；TC2=32/2=16；

其中負號代表輸入軸10及輸出齒輪13的轉動方向相反。

於一些實施例中，第一齒110、第二齒120及第三齒130中的任意兩者的齒數差可為二齒到四齒，例如第一齒數差為二齒，第二齒數差為四齒。在一實施例中，第二齒120的齒數(TA)為70齒，第三齒130的齒數(TB)為68齒，第一齒110的齒數(TC)為72齒，第一齒數差為二齒，第二齒數差為四齒，則帶入上述減速比式子可得如下：TA1=70/2=35；TB1=68/4=17； TC1=72/2=36；TC2=72/4=18；

其中負號代表輸入軸10及輸出齒輪13的轉動方向相反。

於一些實施例中，輸出齒輪13更包含一輸出軸131，輸出軸131從輸出齒輪13的圓心延伸至相對兩外側，在輸出齒輪13轉動時，輸出軸131隨著輸出齒輪13一起轉動。

於一些實施例中，減速機1更包含一殼體14、一第一固定座15a、一第一滾珠軸承16a、一第一墊片17a、一第二滾珠軸承16b、一第三滾珠軸承16c、一滾針軸承18、一第四滾珠軸承16d、一第二墊片17b及一第二固定座15b。第一固定座15a及第二固定座15b位於減速機1軸向的兩相對外側，其中固定齒輪12固接於第二固定座15b。第一固定座15a包含一第三中空結構，第二固定座15b包含一第四中空結構，輸出軸131的一部分穿設第一固定座15a的第三中空結構，輸出軸131的另一部分穿設第二固定座15b的第四中空結構。殼體14設置於第一固定座15a的外表面，以覆蓋第三中空結構的一側。第一滾珠軸承16a設置於第一固定座15a的第三中空結構內，且位於第一固定座15a及輸出軸131之間。第四滾珠軸承16d設置於第二固定座15b的第四中空結構內，且位於第二固定座15b及輸出軸131之間。輸出軸131通過第一滾珠軸承16a和第四滾珠軸承16d而在第一固定座15a的第三中空結構和第二固定座15b的第四中空結構內轉動。第二滾珠軸承16b設置於輸入軸10的第一中空結構內，並位於第一固定座15a與輸入軸10之間。第三滾珠軸承16c設置於輸入軸10的第一中空結構內，並位於第二固定座15b與輸入軸10之間。第一墊片17a設置在第一固定座15a和輸入齒輪11之間。第二墊片17b設置在第二固定座15b和輸入齒輪11之間。滾 針軸承18設置於輸入軸10的第一中空結構內，並位於輸入齒輪11與輸入軸10之間。輸入軸10通過第二滾珠軸承16b、第三滾珠軸承16c及滾針軸承18而轉動。

請參閱第5圖、第6圖、第7圖及第8圖，本實施例的減速機1a包含一輸入軸10a、一輸入齒輪11a、一固定齒輪12a及一輸出齒輪13a。輸入軸10a按輸入方式定義為中心式，即輸入軸10a位於減速機1a整體的相對中心處。輸入軸10a包含一偏心結構10b，偏心結構10b偏心地固設於輸入軸10a上，當輸入軸10a轉動時，偏心結構10b隨著輸入軸10a轉動，並以輸入軸10a的軸心為軸而進行偏心轉動。

輸入齒輪11a包含一第一中空結構、一環型內壁、一環型外壁及複數個第一齒110a。偏心結構10b設置於第一中空結構內，藉此，當偏心結構10b隨著輸入軸10a轉動時，輸入齒輪11a會隨著偏心結構10b轉動。複數個第一齒110a自輸入齒輪11a的還型外壁環繞且凸設於輸入齒輪11a的環型外壁，且每一第一齒110a包含有在軸向上並排佈置的一第一接觸部及一第二接觸部，此外，對應為中心式的輸入軸10a，第一齒110a會於輸入齒輪11a的環型外壁上形成外齒。

固定齒輪12a對應輸入齒輪11a設置，且包含一第二中空結構，更甚者，固定齒輪12a設置於輸入齒輪11a的環型外壁上，使得輸入齒輪11a的一部分容置於固定齒輪12a的第二中空結構內，且固定齒輪12a為固定設置而不可轉動。固定齒輪12a包含複數個第二齒120a，每一第二齒120a自固定齒輪12a的內周朝輸入齒輪11a環繞且凸設於固定齒輪12a的內周，並與第一齒110a對應的第一接觸部接觸。此外，固定齒輪12a會與輸入齒輪11a形成一第一齒輪對。

輸出齒輪13a對應輸入齒輪11a設置且鄰近於固定齒輪12a，又輸出齒輪13a包含一第三中空結構，更甚者，輸出齒輪13a設置於輸入齒輪11a的環型外壁上，使得輸入齒輪11a的另一部分容置於輸出齒輪13a的第三中空結構內。 輸出齒輪13a包含複數個第三齒130a，每一第三齒130a自輸出齒輪13a的內周朝輸入齒輪11a環繞且凸設於輸出齒輪13a的內周，並與第一齒110a對應的第二接觸部接觸。當輸入齒輪11a隨著輸入軸10a轉動時，第一齒110a會推動對應的第三齒130a，藉此輸出齒輪13a便對應隨著輸入齒輪11a轉動。此外，輸出齒輪13a會與輸入齒輪11a形成一第二齒輪對。更甚者，第一齒110a及第二齒120a具有一第一齒數差，第一齒110a及第三齒130a具有一第二齒數差，且第一齒數差相異於第二齒數差。

依據前述揭露之內容可知，減速機1a之固定齒輪12a和輸出齒輪13a共用單一輸入齒輪11a，因此相比於具有兩個獨立的輸入齒輪之傳統減速機，本實施例之減速機1a不但具有高減速比，更因使用共用的單一輸入齒輪11a而具有較少元件、較低成本、較小體積及結構強度強等優點。此外，因為減速機1a包含固定齒輪12a及輸入齒輪11a，使得減速機1a不需要像傳統減速機那樣設計固定孔或分度孔，因此，減速機1a沿徑向的體積可減小。

在本實施例中，輸入軸10a為減速機1a的動力輸入端，輸出齒輪13a為減速機1a的動力輸出端，其中輸入軸10a的轉速可定義為減速機1a的輸入速度，輸出齒輪13a的轉速可定義為減速機1a的輸出速度。此外，減速機1a的減速比可表示為下式：

其中S _out 為減速機1a的輸出速度，S _in 為減速機1a的輸入速度，TA為第二齒120a的齒數，TB為第三齒130a的齒數，TC為第一齒110a的齒數，TCA為第一齒數差，TCB為第二齒數差。另外，第一齒110a、第二齒120a及第三齒130a中任意兩者的齒數差為一齒到二齒，例如第一齒數差為一齒，第二齒數差為二齒。

在一實施例中，第二齒120a的齒數(TA)為31齒，第三齒130a的齒數(TB)為32齒，第一齒110a的齒數(TC)為30齒，帶入上述減速比式子可得如下：TA1=31/1=31；TB1=32/2=16；TC1=30/1=30；TC2=30/2=15；

於一些實施例中，第一齒110a、第二齒120a及第三齒130a中的任意兩者的齒數差可為二齒到四齒，例如第一齒數差為二齒，第二齒數差為四齒。在一實施例中，第二齒120a的齒數(TA)為68齒，第三齒130a的齒數(TB)為70齒，第一齒110a的齒數(TC)為72齒，而帶入上述減速比式子可得如下：TA1=68/4=17；TB1=70/2=35；TC1=72/4=18；TC2=72/2=36；

於一些實施例中，減速機1a更包含一固定座15c、一第一滾珠軸承16e、一第二滾珠軸承16f、一第三滾珠軸承16g、一滾針軸承18a及一輸出盤15d。固定座15c及輸出盤15d位於減速機1a軸向的兩相對外側，其中固定齒輪12a固接於固定座15c。輸出齒輪13a與輸出盤15d連接，當輸出齒輪13a轉動時，輸出盤15d隨著輸出齒輪13a轉動。固定座15c包含一第四中空結構，輸出盤15d包含一第五中空結構，其中輸入軸10a的一部分穿設固定座15c的第四中空結構，輸入軸10a的另一部分穿設輸出盤15d的第五中空結構。第一滾珠軸承16e設置於固定座15c的第四中空結構內，且位於固定座15c及輸入軸10a之間。第二滾 珠軸承16f設置於輸出盤15d的第五中空結構內，且位於輸出盤15d及輸入軸10a之間。輸入軸10a通過第一滾珠軸承16e和第二滾珠軸承16f而在固定座15c的第四中空結構和輸出盤15d的第五中空結構內轉動。第三滾珠軸承16g位於固定座15c與輸出盤15d之間，且輸出盤15d通過第三滾珠軸承16g而轉動。滾針軸承18a設置於輸入齒輪11a的第一中空結構內，並位於輸入齒輪11a與偏心結構10b之間，且輸入齒輪11a通過滾針軸承18a而轉動。

綜上所述，本案提供一種減速機，其中固定齒輪和輸出齒輪共用單一輸入齒輪，因此相比於具有兩個獨立的輸入齒輪之傳統減速機，本案之減速機不但具有高減速比，且更因使用共用的單一輸入齒輪而具有較少元件、較低成本、較小體積及結構強度強等優點。此外，因為減速機包含固定齒輪，使得減速機的輸入齒輪不需要像傳統減速機那樣設計固定孔或分度孔，因此，減速機沿徑向的體積可減小。

本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1:減速機

10:輸入軸

11:輸入齒輪

12:固定齒輪

120:第二齒

13:輸出齒輪

130:第三齒

131:輸出軸

14:殼體

15a:第一固定座

15b:第二固定座

16a:第一滾珠軸承

16b:第二滾珠軸承

16c:第三滾珠軸承

16d:第四滾珠軸承

17a:第一墊片

17b:第二墊片

18:滾針軸承

Claims (14)

1. 一種減速機，包含: 一外圈式或一中心式輸入軸，該輸入軸包含一偏心結構； 一輸入齒輪，設置於該輸入軸的該偏心結構上且被該輸入軸帶動以相對於該輸入軸的一軸心進行偏心轉動，其中該輸入齒輪包含複數個第一齒，每一該第一齒包含在一軸向上並排佈置的一第一接觸部及一第二接觸部； 一固定齒輪，對應該輸入齒輪固設且與該輸入齒輪形成一第一齒輪對，其中該固定齒輪包含複數個第二齒，每一該第二齒與該第一齒對應的該第一接觸部接觸；以及 一輸出齒輪，對應該輸入齒輪設置且鄰近於該固定齒輪，該輸出齒輪與該輸入齒輪形成一第二齒輪對，其中該輸出齒輪包含複數個第三齒，每一該第三齒與該第一齒對應的該第二接觸部接觸，當該輸入齒輪隨著該輸入軸轉動時，該第一齒推動對應的該第三齒，使得該輸出齒輪對應轉動； 其中該第一齒及該第二齒具有一第一齒數差，該第一齒及該第三齒具有一第二齒數差，且該第一齒數差相異於該第二齒數差。
2. 如請求項1所述之減速機，其中該第一齒、該第二齒及該第三齒中的任意兩者的齒數差為一齒到二齒，或為二齒到四齒。
3. 如請求項2所述之減速機，其中該輸入軸為外圈式，該複數個第一齒形成內環齒，該減速機的減速比為如下: ； ； 其中 為該減速機的輸出速度， 為該減速機的輸入速度， 為該第二齒的齒數， 為該第三齒的齒數， 為該第一齒的齒數， 為該第一齒數差， 為該第二齒數差。
4. 如請求項3所述之減速機，其中該第一齒數差為一齒或二齒，該第二齒數差為二齒或四齒。
5. 如請求項3所述之減速機，其中該輸入軸包含一環型內壁及一環型外壁，該環型內壁與該環型外壁之間存在一偏心量，以構成該偏心結構。
6. 如請求項5所述之減速機，其中該輸入齒輪容置於該輸入軸內，每一該第一齒環繞且凸設於該輸入齒輪的一環型內壁上。
7. 如請求項6所述之減速機，其中該固定齒輪容置於該輸入齒輪內且設置於該輸入齒輪的該環型內壁上，每一該第二齒環繞且凸設於該固定齒輪的外周。
8. 如請求項7所述之減速機，其中該輸出齒輪容置於該輸入齒輪內且設置於該輸入齒輪的該環型內壁上，每一該第三齒環繞且凸設於該輸出齒輪的外周。
9. 如請求項2所述之減速機，其中該輸入軸為中心式，該複數個第一齒形成外齒，該減速機的減速比為如下: ； ； 其中 為該減速機的輸出速度， 為該減速機的輸入速度， 為該第二齒的齒數， 為該第三齒的齒數， 為該第一齒的齒數， 為該第一齒數差， 為該第二齒數差。
10. 如請求項9所述之減速機，其中該第一齒數差為一齒或二齒，該第二齒數差為二齒或四齒。
11. 如請求項9所述之減速機，其中該偏心結構偏心地固設於該輸入軸上且隨著該輸入軸轉動，該偏心結構以該輸入軸的軸心進行偏心轉動。
12. 如請求項11所述之減速機，其中該輸入齒輪包含一環型外壁，該偏心結構設置於該輸入齒輪內，該複數個第一齒環繞且凸設於該輸入齒輪的該環型外壁。
13. 如請求項12所述之減速機，其中該固定齒輪設置於該輸入齒輪的該環型外壁上，使得該輸入齒輪容置於該固定齒輪內，每一該第二齒環繞且凸設於該固定齒輪的內周。
14. 如請求項13所述之減速機，其中該輸出齒輪設置於該輸入齒輪的該環型外壁上，使得該輸入齒輪容置於該輸出齒輪內，每一該第三齒環繞且凸設於該輸出齒輪的內周。

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