减速装置及其制造方法

专利名称：减速装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种在工业机器人或机床中采用的减速装置。本发明具 体涉及这样一种减速装置，该减速装置具有改变施加至输入轴的转矩的 方向并将该转矩传递给沿与输入轴大致正交的方向延伸的中间轴的机 构，以及利用在内齿轮内公转的外齿轮进行减速的减速单元。
背景技术：
在紧凑的同时具有大减速比的减速单元处于开发当中。在日本专利
申请公报特开昭62-218087和日本专利申请公报特开2004-293640中阐 述了这种减速单元的实施例。这种类型的减速单元称为内啮合行星齿轮 减速机构，并包括曲轴、外齿轮和内齿轮，通过曲轴的旋转使偏心凸轮 偏心旋转，外齿轮在与偏心凸轮接合的同时进行公转，内齿轮环绕外齿 轮同时与外齿轮啮合，并且齿数与外齿轮的齿数不同r
在内啮合行星齿轮减速机构中，在内齿轮自转受到限制时外齿轮自 转，在外齿轮自转受到限制时内齿轮自转。与曲轴的转数相比，可以大 大地减少外齿轮或内齿轮的自转转数。
通常理想的是，在工业机器人或机床中，马达的旋转轴和减速单元 的输出轴具有大致正交关系。在这种情况下，中间轴布置成处于与输入 轴大致正交的姿势，马达的转矩输入至该输入轴。在工业机器人或机床 中，将减速单元和用于改变旋转方向的机构接合在一起，该机构通过齿 轮将输入轴和中间轴相连。通过一对锥齿轮或一对准双曲面齿轮的啮合， 可以从沿与中间轴大致正交的方向布置的输入轴向中间轴传递转矩。
在日本专利申请公报特开2004-293640中阐述了一种减速装置，在 该减速装置中，将旋转方向变换齿轮机构和减速单元接合在一起。

发明内容
本发明要解决的问题
为了使其中将旋转方向变换齿轮机构和减速单元接合在一起的减速 装置实现期望的减速比(下面，减速装置的减速比也称为"总减速比")， 可以将减速单元的减速比或旋转方向变换齿轮机构的减速比调整为合适 的值。
可以通过选择减速单元的内齿轮或外齿轮的齿数来调整减速单元的 减速比。可以通过选择构成旋转方向变换齿轮机构的一对锥齿轮或一对 准双曲面齿轮的齿数比，来调整旋转方向变换齿轮机构的减速比。
如果对减速单元的减速比或旋转方向变换齿轮机构的减速比进行了 调整，则不需要专用于调整减速比的机构，因而可以保持减速装置紧凑。
由于可以通过调整减速单元的减速比或旋转方向变换齿轮机构的减 速比而保持减速装置紧凑，因此未采用附接专用于调整减速比的机构这 样的方法。但是，在传统方法中仍存在问题。
在为了实现具有期望的总减速比的减速装置而调整减速单元的减速 比的情况下，为此选择内齿轮或外齿轮的齿数以使其具有合适的值。例 如，在内齿轮的齿数为四十个而外齿轮的齿数为三十九个的情况下，获
得减速比1/40。通过使内齿轮的齿数仍为四十个而使外齿轮的齿数为三 十八个，获得减速比1/20。也可以通过使内齿轮的齿数为二十个而使外 齿轮的齿数为十九个，获得减速比1/20。但是，通过复杂的处理来制造 内齿轮和外齿轮，如果针对各期望的总减速比制造内齿轮和外齿轮，则 必须提供多种内齿轮和外齿轮，从而使制造成本非常高。
在为了实现具有期望的总减速比的减速装置而调整旋转方向变换齿 轮机构的减速比的情况下，改变所述一对锥齿轮或所述一对准双曲面齿 轮的齿数比。但是，如果所述一对齿轮的齿数改变，则齿轮的直径通常 改变，因而在改变齿数时有必要改变输入轴与中间轴之间的位置关系。 另外，根据输入轴与中间轴之间位置关系的改变，还有必要改变容纳所 述一对齿轮的基座壳体的形状。
例如，在开发出减速比为1/2的旋转方向变换齿轮机构并且开发出减速比为1/50的减速单元的情形下，可能会出现这样的情况，其中出现
对于总减速比为1/150的减速装置的新需求。在这种情况下，有必要新 开发减速比为1/3的旋转方向变换齿轮机构或者新开发减速比为1/75的 减速单元。在任一情况下，都需要对减速装置的构造进行大量改动。
本发明提出了用于实现一种减速装置的技术，在该减速装置中，可 以将总减速比调整为期望值，而无需对旋转方向变换齿轮机构或减速单 元进行任何改动。
解决问题的手段
本发明的减速装置包括旋转方向变换齿轮机构、减速比调整齿轮机
构和减速单元。
所述旋转方向变换齿轮机构包括基座、由所述基座可旋转地支撑的 输入轴以及以与所述输入轴大致正交的姿势由所述基座可旋转地支撑的 中间轴。与所述输入轴一起旋转的输入齿轮固定于所述输入轴。与所述 输入齿轮啮合且与所述中间轴一起旋转的中间齿轮固定于所述中间轴。
所述减速比调整齿轮机构包括与所述中间齿轮一起旋转的第一正齿 轮、与所述第一正齿轮啮合的第二正齿轮以及与所述第二正齿轮啮合的 第三正齿轮。所述第二正齿轮具有第二上正齿轮、轴部和第二下正齿轮。 所述第二上正齿轮、轴部和第二下正齿轮一起旋转。在所述第二上正齿 轮和所述第三正齿轮啮合的同时，所述第一正齿轮和所述第二下正齿轮 啮合。
所述减速单元包括与所述第三正齿轮一起旋转的曲轴、在与所述偏 心凸轮接合的同时进行公转的外齿轮、以及在与所述外齿轮啮合的同时 环绕所述外齿轮的内齿轮，所述曲轴使偏心凸轮随着所述曲轴的旋转而 偏心旋转，所述内齿轮的齿数与所述外齿轮的齿数不同。
上面公开的减速装置通过将减速比调整齿轮机构的第一正齿轮、第 二正齿轮和第三正齿轮中的至少一个改变为具有不同齿数的另一齿轮， 而能够在不对旋转方向变换齿轮机构或减速单元进行任何改变的情况 下，改变总减速比。
与公知常识不同，在木发明的减速装a中，在旋转方向变换齿轮机构与减速单元之间设置有专用于调整减速比的机构(即，减速比调整齿 轮机构)。也就是说，为了实现具有期望的总减速比的减速装置，本发明 在减速装置中结合了一机构，如果己将旋转方向变换齿轮机构的减速比 或减速单元的减速比调整为合适的值，则该机构不是必需的。该技术对 于紧凑的减速装置并不是有利的，由此是传统上并未采用的方法。
但是，当与传统的公知常识相背地采用专用于调整减速比的该机构 时，可以在不对旋转方向变换齿轮机构或减速单元的构造进行任何修改 的情况下，实现将总减速比调整为期望值。当然，为了实现期望的总减 速比，必须将减速比调整齿轮机构的减速比调整为合适的值。但是，该 减速比调整齿轮机构是专用于调整减速比的机构，其构造是一列正齿轮； 可以容易地将减速比调整为期望值。与传统的公知常识相背地采用专用 于调整减速比的该机构的优点在于无需对旋转方向变换齿轮机构和减 速单元进行改进，而仅需要对调整简单的减速比调整齿轮机构进行调整。 该显著的优点超过了由于采用该减速比调整齿轮机构而使减速装置尺寸 变大的不利。
对于本发明的减速装置的减速单元，优选这样的减速单元，该减速 单元设有随所述外齿轮的自转而绕所述内齿轮的轴线旋转的托架；并且 该托架与所述减速装置的输出轴一起旋转。
也就是说，优选的是，所述减速单元包括可旋转地支撑所述曲轴的 托架，该托架随所述外齿轮的自转而绕所述内齿轮的轴线旋转。在这种 情况下，所述第三正齿轮构造成绕所述第二正齿轮公转。
在具有旋转托架的减速单元中，有必要使曲轴在旋转的同时进行公 转。在这种情况下，采用这样的构造，其中通过马达转矩使正齿轮绕 托架的轴线旋转，并且在所述曲轴上固定有在绕所述正齿轮公转的同时 自转的正齿轮。
与上述类型的减速装置相比，本发明的减速装置仅增设了第一正齿 轮。因而，能够通过增设最少数量的部件而调整总减速比。
优选的是，所述减速装置构造成，使所述旋转方向变换齿轮机构和
所述减速单元由所述基座支撑。在这种情况下，优选的是，所述第二正齿轮绕所述托架的轴线被可旋转地支撑。
在这种情况下，第一正齿轮可以固定于所述旋转方向变换齿轮机构 的中间轴，并且第三正齿轮可以固定于减速单元的曲轴。当第二正齿轮 由减速单元的托架支撑时，通过将旋转方向变换齿轮机构和减速单元固 定于基座而可以构成减速装置。
在本发明的减速装置中，优选的是，所述外齿轮、所述托架和所述 第二正齿轮均具有沿着所述减速装置的轴线延伸的通孔，而且所述通孔 形成在相应的中心处。
根据该减速装置，缆线、配线等可以穿过通孔的内部。因而对缆线、 配线等的处理变得容易，从而可以防止其中出现诸如线断裂等麻烦。
本发明提供了一种减速装置的新颖制造方法，该减速装置包括旋转 方向变换齿轮机构、减速比调整齿轮机构和减速单元。该方法包括如下 步骤通过将固定有输入齿轮的输入轴以及固定有中间齿轮和第一正齿 轮的中间轴可旋转地支撑在基座上，而组装固定有所述第一正齿轮的所 述旋转方向变换齿轮机构；组装所述减速单元，该减速单元包括使偏心 凸轮随着其旋转而偏心旋转的曲轴、在与所述偏心凸轮接合的问时进行 公转的外齿轮、在与所述外齿轮啮合的同时环绕所述外齿轮并且齿数与 所述外齿轮的齿数不同的内齿轮、可旋转地支撑所述曲轴并随所述外齿 轮的自转而绕所述内齿轮的轴线旋转的托架、以及固定于所述曲轴的第 三正齿轮；以可旋转的方式将第二正齿轮支撑在所述托架上；以及将布 置有所述第二正齿轮和所述第三正齿轮的所述减速单元的内齿轮安装在 所述基座上。
根据上述制造方法，单独地组装固定有第一正齿轮的所述旋转方向 变换齿轮机构以及布置有第二正齿轮和第三正齿轮的所述减速单元，然 后通过固定上述两个部件而完成所述减速装置的组装。由此能以相对简 单的方式组装可将总减速比调整为期望值的减速装置。另外，可以在减 速单元的组装过程中将第三正齿轮固定于曲轴，或者可以在完成减速单 元之后将第三正齿轮固定于曲轴。


图1表示第一实施方式的减速装置。 图2A表示输入轴单元。
图2B表示中间轴单元。 图2C表示减速单元。 图2D表示基座。
图3表示沿图1的线III-III的剖视图。
图4表示被图3中的虚线包围的区域A的放大图。
具体实施例方式
下面将对实施方式的一些特征进行描述。 (特征1)旋转方向变换齿轮机构的中间轴和减速单元的曲轴可以 通过一列正齿轮相接合。
(特征2)可以在容纳中间轴的基座的一部分中形成比中间齿轮大的孔。
(特征3)第一正齿轮的外径可以小于中间齿轮的外径。
(特征4)可以在减速装置的中心部分处形成通孔，配线等可以穿
过该通孔的内部。
下面将参照附图对实施方式进行详细描述。另外，在下面的实施方
式中，为了使附图清楚，可以省略表示剖面的一部分阴影。 (第一实施方式)
图1表示当前实施方式的减速装置10的主要部分的剖视图。减速装 置10包括旋转方向变换齿轮机构16、减速单元15和减速比调整齿轮机 构32。
图2A表示在附接于基座52之前的输入轴单元62。图2B表示在附 接于基座52之前的中间轴单元44。图2C表示在附接于基座52之前的减 速单元15。图2D表示基座52。减速比调整齿轮机构32的第一正齿轮42 固定于中间轴单元44的中间轴46。减速比调整齿轮机构32的第二正齿 轮27的轴部24被轴承26a可旋转地支搾在减速单元15的托架12b上。减速比调整齿轮机构32的第三正齿轮28固定于减速单元15的曲轴72 上。当将输入轴单元62和中间轴单元44固定于基座52时，就完成了固 定有第一正齿轮42的旋转方向变换齿轮机构16。当将附接有第二正齿轮 27和第三正齿轮28的减速单元15固定于基座52时，就完成了减速装置 10。当将中间轴单元44和减速单元15固定于基座52时，就完成了减速 比调整齿轮机构32。此外，对于输入轴单元62、中间轴单元44和减速 单元15接合到基座52上的顺序没有具体限制。
第一正齿轮42通过螺栓67而固定到中间轴46上。第二正齿轮27 具有第二上正齿轮29、轴部24和通过螺栓31固定于轴部24的第二下正 齿轮30。第二正齿轮27被轴承26a支撑从而能够相对于托架12b旋转， 但不能沿托架12b的轴线方向运动。第三正齿轮28固定于曲轴72的端 部。
在当前实施方式中，将第一正齿轮42固定于中间轴单元44，将第 二正齿轮27和第三正齿轮28附接于减速单元15，然后将输入轴单元62、 中间轴单元44和减速单元15接合到基座52上。但是，中间轴单元44 和第一正齿轮42也可以单独地接合到基座52上。问样，第二正齿轮27 第三正齿轮28和减速单元15可以单独地接合到基座52上。这里重要的 是，中间轴46通过由正齿轮42、 30、 29和28构成的减速比调整齿轮机 构32而与减速单元15的曲轴72接合。
如图2D所示，在基座52中形成有如下构件用于容纳输入轴单元 62的第一孔65，用于容纳中间轴单元44的第二孔38，用于将配线等引 向减速装置10的孔18，以及用于将配线等引向减速装置10外部的孔22。 此外，基座52包括轴承69，该轴承用于承受在第一正齿轮42传递转 矩时出现的径向负载；轴承26b，该轴承支撑第二正齿轮27，使得第二 正齿轮27能够旋转但是不能沿自身轴线运动；以及用于防止从减速单元 15漏油的油封23。另外，形成有用于相对于基座52固定减速单元15的 位置的第一平面17、以及用于将减速装置10固定于固定表面的第二平面 20。
输入轴单元62包括输入轴58、与输入轴58 —休地一起旋转的输入齿轮63以及输入轴壳体66。 一对角接触滚珠轴承54a和54b设置在输入 轴58与输入轴壳体66之间，并预先组装在输入轴58与输入轴壳体66 之间，这对角接触滚珠轴承相对于输入轴壳体66支撑输入轴58，使得输 入轴58能够旋转但是不能沿其轴线运动。输入齿轮63以如下的位置关 系在输入轴壳体66的前端处组装在输入轴单元62中，使得该输入齿轮 63从输入轴壳体66露出。输入齿轮63的直径小于输入轴壳体66的直径； 输入齿轮63可以穿过用于固定输入轴壳体66的第一孔65。在输入轴58 与输入轴壳体66之间插入油封61，这样防止了减速装置内的油流出。在 输入轴58的前端处的中空部分上安装有密封盖73 (参见图1)，这样即 使从输入轴58拆下马达60的输出轴60a，也会防止减速装置10内的油 流出。从输入齿轮63侧将输入轴单元62插入第一孔65中，并且通过紧 固螺栓64将输入轴单元62固定于基座52。可以通过改变间隔件34a的 厚度来调整输入轴单元62插入基座52中的深度。
中间轴单元44包括中间轴46、与中间轴46 —体地一起旋转的中间 齿轮40以及中间轴壳体50。 一对角接触滚珠轴承48a和48b设置在中，: 轴46与中间轴壳体50之间，并预先组装在中间轴46与中间轴壳体)C. 之间，这对角接触滚珠轴承相对于中间轴壳体50支撑中间轴46，使得中 间轴46能够旋转但是不能沿其轴线方向运动。中间齿轮40以如下的位 置关系在中间轴壳体50的前端处组装在中间轴单元44中，使得该中间 齿轮40从中间轴壳体50露出。
减速比调整齿轮机构32的第一正齿轮42通过螺栓67而固定于中间 轴46。也就是说，第一正齿轮42与中间齿轮40—体地一起旋转。另外， 中间齿轮40的直径小于中间轴壳体50的直径；中间齿轮40可以穿过用 于固定中间轴壳体50的第二孔38。从中间齿轮40侧将中间轴单元44插 入第二孔38中，并且通过紧固螺栓36将中间轴单元44固定于基座52。 可以通过改变间隔件34b的厚度来调整中间轴单元44插入基座52中的 深度。
在当前实施方式中，第一正齿轮42通过螺栓67而固定于中间轴46。 第一正齿轮42在中间轴46固定之处的相反侧被轴承69可旋转地支撑在基座52上。
当将输入轴单元62和中间轴单元44固定于基座52上时，输入齿轮 63和中间齿轮40相啮合。输入轴58和中间轴46彼此正交。通过因而相 啮合的输入齿轮63和中间齿轮40来转换输入轴的旋转方向。
由于输入轴单元62和中间轴单元44固定于同一个基座52上，因此 可以精确地调整二者的位置关系，由此可以适当地调整输入齿轮63和中 间齿轮40的啮合状态。
通过预先独立地完成输入轴单元62和中间轴单元44，然后将它们 固定于共用的基座52，而完成旋转方向变换齿轮机构16。通过改变间隔 件34a和34b的厚度来调整输入齿轮63和中间齿轮40的啮合状态。在 当前实施方式中，完成了旋转方向变换齿轮机构16以及减速比调整齿轮 机构32的第一正齿轮42。
减速单元15包括曲轴72，在该曲轴中形成有偏心凸轮74a和74b; 外齿轮70a和70b，它们与偏心凸轮74a和74b接合并随曲轴72的旋转 而绕曲轴72公转；以及内销，这些内销环绕外齿轮70a和70b，并与外 齿轮70a和70b的外齿相啮合。内销的齿数与各外齿轮70a和70b的外 齿的齿数均不同。
第三正齿轮28固定于曲轴72并与曲轴72 —体地一起旋转。另外， 曲轴72通过一对圆锥滚柱轴承71a和71b而支撑在托架12a和12b上， 从而能够旋转但不能沿其轴线方向运动。当曲轴72旋转时，偏心凸轮74a 和74b偏心地旋转。当偏心凸轮74a和74b偏心地旋转时，外齿轮70a 和70b绕曲轴72公转。
托架12a和12b布置成将外齿轮70a和70b夹在二者之间，并用螺 栓14进行固定。托架12a和12b通过一对角接触滚珠轴承14a和14b而 支撑在内齿轮8上，从而能够旋转但不能沿其相应的轴线方向运动。托 架12a的柱形部13穿过形成在外齿轮70a和70b中的通孔。托架12a和 12b不能相对于外齿轮70a和70b旋转，当外齿轮70a和70b自转时，托 架12a和12b也旋转。
图3表示沿图1的线HI-HI的剖视图。如图3所示，在外齿轮70a中沿周向共形成有十二个通孔80a至801。
在托架12a中形成有九个柱形部13b至13d、 13f至13h以及13j至 131 (为了简化附图，图中省略了除了柱形部13g之外的其它柱形部的附 图标记)。将这九个柱形部插入外齿轮70a的相应通孔80b至80d、 80f 至80h以及80j至801。
图4表示被图3中的虚线包围的区域A的放大图。图中的附图标记 74a表示布置在曲轴72a中的偏心凸轮。偏心凸轮74a的外部形状为圆形， 并且偏心凸轮74a的中心74x从曲轴72a的轴线72x偏离。偏心凸轮74a 通过滚针轴承76a与外齿轮70a的通孔80a接合。当曲轴72a绕轴线72x 旋转时，偏心凸轮74a的中心74x如箭头90所示绕曲轴72a的轴线72x 公转。由于外齿轮70a与偏心凸轮74a接合，当该曲轴72a绕其轴线72x 旋转时，外齿轮70a绕曲轴72a的轴线72x公转。另外，当偏心凸轮74a 的中心74x如箭头90所示进行公转时，外齿轮70a如箭头88 (参见图3) 所示绕内齿轮8的轴线82公转。箭头90和88的公转半径显示为比它们 的实际公转半径大，实际公转半径等于偏心凸轮74a的中心74x与曲轴 72a的轴线72x之间的偏离距离。
图3所示的附图标记74e和741表示偏心凸轮，由于它们的操作和 效果与偏心凸轮74a相同，因此省略对其的说明。
外齿轮70a的外齿数比内销的齿数少一个。外齿轮70a的各通孔80b 至80d、 80f至80h以及80j至801与托架12a的相应柱形部13b至13d、 13f至13h以及13 j至131之间的空间足以使外齿轮70a进行公转88。
当外齿轮70a的周向的一些外齿处于与内齿轮8的周向的一些内销 86啮合的状态时，外齿轮70a能够如箭头88所示绕内齿轮8的轴线82 进行公转。内销86不固定于内齿轮8，而是布置在形成于内齿轮8的槽 8a(参见图4)中，并能够绕内销86的中心86x自转。内销86与内齿轮
8之间的关系对于所有六十个内销均如此。
在当前实施方式中，内齿轮8通过螺栓68固定于基座52(参见图1)。 结果，当曲轴72a旋转时，外齿轮70a在绕轴线82公转的同时进行自转， 当外齿轮70a自转时，托架12a禾n 12b也随外齿轮70a的自转而旋转。为五十九个而内齿轮8的齿数为六十个，外齿轮 70a每公转六十周就自转一周。也就是说，曲轴72a每旋转六十周，外齿 轮70a就自转一周。
在外齿轮70a的中心部分形成有通孔84，柱形体79穿过通孔84的 内部。在柱形体79中形成有通孔78，缆线、配线等可以穿过通孔78的 内部。
除了偏离方向为相反方向之外，上述同样适用于外齿轮70b。在图3 和图4的状态下，用于外齿轮70a的偏心凸轮74a的中心74x从曲轴72a 的轴线72x偏离。用于外齿轮70a的偏心凸轮74a的中心74x以及用于 外齿轮70b的偏心凸轮74b的中心总是处于对称位置，其中曲轴72a的 轴线72x介于二者之间。也就是说，在图3中，如果外齿轮70a向左偏 移，则外齿轮70b向右偏移；如果外齿轮70a向上偏移，则外齿轮70b 向下偏移；如果外齿轮70a向右偏移，则外齿轮70b向左偏移；而如果 外齿轮70a向下偏移，则外齿轮70b向上偏移。也就是说，如果整体观 察外齿轮70a、外齿轮70b和曲轴72a，则外齿轮70a和外齿轮70b相对 于曲轴72a的轴线72x对称地定位因而实现了保持旋转平衡的关系。
如图1所示，通过组装旋转方向变换齿轮机构16和减速单元]5， 在旋转方向变换齿轮机构16和减速单元15之间形成减速比调整齿轮机 构32。减速比调整齿轮机构32能够改变旋转方向变换齿轮机构16的中 间轴46的转速，并能够将该转速传递给减速单元15的曲轴72。
下面将描述当前实施方式的减速装置10的制造方法。图2A至图2D 是在组装之前的减速装置10的主要部分的剖视图，示出了输入轴单元62、 中间轴单元44、减速单元15和基座52。减速比调整齿轮机构32以构成 该减速比调整齿轮机构32的齿轮单元的形式固定于中间轴单元44或减 速单元15。第一正齿轮42固定于中间轴单元44。第二正齿轮27和第三 正齿轮28固定于减速单元15。
在基座52中形成有如下构件供插入输入轴单元62的第一孔65， 供插入中间轴单元44的第二孔38，供配线等进出旋转方向变换齿轮机构 16的孔18，供配线等进出减速龟元15的孔22，用于固定减速单元15的位置的第一平面17，以及用于固定减速装置10的第二平面20。在当前
实施方式中，除了上述构造之外，还形成有如下构件轴承69;可旋转
地支撑第二正齿轮27的轴承26b;以及用于防止减速单元15内的油泄漏 到减速装置10的下部的油封23。
输入轴单元62在附接于基座52之前进行组装。当要组装输入轴单 元62时，通过一对轴承54a和54b将输入轴58附接于输入轴壳体66， 使其能够旋转但不能沿输入轴58的轴线方向运动。在形成输入轴58的 输入齿轮63之处的相反侧在输入轴58与输入轴壳体66之间形成有油封 61。油封61防止减速装置10内的油朝向马达60流出。
中间轴单元44也在附接于基座52之前进行组装。当要组装中间轴 单元44时，通过一对轴承48a和48b将中间轴46附接于中间轴壳体50， 使其能够旋转但不能沿中间轴46的轴线方向运动。另外，减速比调整齿 轮机构32的第一正齿轮42通过螺栓67而固定于中间轴46的上表面。
减速单元15也在附接于基座52之前进行组装。当要组装减速单元 15时，通过一对轴承14a和14b预先向托架12a和12b施加压力，使其 能够相对于内齿轮8旋转但不能沿托架12a和12b的轴线方向运动。另 外，也通过一对圆锥滚柱轴承71a和71b预先向曲轴72施加压力，使其 能够相对于托架12a和12b旋转但不能沿曲轴72的轴线方向运动。
接着，将输入轴单元62插入基座52的第一孔65中，将中间轴单元 44插入基座52的第二孔38中。通过间隔件34a和34b来调整输入齿轮 63和中间齿轮40的啮合状态，然后将输入轴单元62和中间轴单元44固 定于基座52。接着，使减速单元15的内齿轮8的下表面与旋转方向变换 齿轮机构16的第一平面17接触，从而使二者具有期望的位置关系，然 后通过螺栓68将内齿轮8固定于基座52。当将减速单元15固定于基座 52时，可以借助第一正齿轮42与第二正齿轮27的啮合而在减速比调整 齿轮机构32的齿轮之间传递转矩。
下面将描述当前实施方式的减速装置10的操作。在减速装置10中， 形成在旋转方向变换齿轮机构16的基座52上的第二平面20用于固定基 板等的不可动表面。将附接于固定基座56的马达60固定到基座52。当将马达60固定到基座52时，马达60的输出轴60a和输入轴58的齿轮 等通过接合部件而相接合，从而能够传递转矩。
当马达60的输出轴60a旋转时，输入轴58与输出轴60a —体地一 起旋转。输入轴58的旋转传递给与输入齿轮63啮合的中间齿轮40。当 输入轴58的旋转从输入齿轮63传递给中间齿轮40时，通过输入齿轮63 和中间齿轮40变换旋转方向。通过调整输入齿轮63的齿数和中间齿轮 40的齿数，可以与旋转方向的变换同时地改变马达60的转速。
传递给中间齿轮40的旋转在由减速比调整齿轮机构32改变速度之 后传递给曲轴72a、 72e和72i (参见图3)。曲轴72a绕轴线72x (参见 图4)旋转，使得偏心凸轮74a和74b (参见图1)绕轴线72x进行公转。 曲轴72e和72i以相同的方式进行操作。当偏心凸轮74a和74b进行公 转时，外齿轮70a和70b在通过内销86与内齿轮8啮合的状态下，如箭 头88所示绕轴线82公转。在当前实施方式中，内齿轮8通过螺栓68固 定于基座52。也就是说，内齿轮8的旋转受到限制，而允许外齿轮70a 和70b旋转。当外齿轮70a和70b在与内齿轮8啮合的状态下进行公转 时，外齿轮70a和70b由于外齿轮70a和70b与内齿轮8具有不同的齿 数而自转，从而托架12a和12b绕轴线82旋转。也就是说.托架12a和 12b变为转矩输出部。
当前实施方式的减速装置10能够降低马达60的旋转速度并输出该 旋转。也就是说，可以通过将第一正齿轮42、第二下正齿轮30、第二上 正齿轮29和第三正齿轮28 (这些齿轮是布置在旋转方向变换齿轮机构 16与减速单元15之间的减速比调整齿轮机构32的齿轮)当中的至少一 个齿轮变为具有不同齿数的另一齿轮，而改变减速装置10的减速比。在 这种情况下，也通过使所述齿轮当中的至少一个齿轮具有预定齿数，而 使另一侧的相应齿轮的齿数不同。
当前实施方式的减速装置10能够通过在不改变旋转方向变换齿轮 机构16或减速单元15的情况下改变减速比调整齿轮机构32的减速比， 而改变其总减速比。
十.面对木发明的具体实施例进行了详述。但是，这仅是示例性的，并不限制权利要求书的范围。上面例举的具体实施例包括落在权利要求 书当前范围所公开的技术内的各种修改和变动。
例如，在上述实施方式中，同时采用了输入齿轮和中间齿轮。但是， 也可以仅采用输入齿轮和中间齿轮之一 ，或者可以既不采用输入齿轮也 不采用中间齿轮。输入齿轮和/或中间齿轮可以直接附接于基座上。
另外，在上述实施方式中，随外齿轮的自转而旋转的托架是转矩输 出部。但是，内齿轮也可以是转矩输出部。在这种情况下，当将托架的 一部分固定于基座上时，在外齿轮被内齿轮环绕的状态下，通过外齿轮 绕内齿轮的轴线公转而使内齿轮自转。
在上述实施方式中，基座的第二平面固定于基板等的不可动表面上。 当前实施方式的减速装置通过固定于基板等的不可动表面上，而能够被 用作在焊接机器人中使用的焊接定位器。此外，减速装置也能够被用作 工业机器人的旋转驱动装置。
另外，在本说明书或附图中所述的技术构件或者单独或者以各种组 合表现出技术实用件，而在应用时并不限于权利要求书所公开的组合。 另外，本说明书或附图中例举的技术可以同时实现多个目的，并且通过 实现其中一个目的而具有技术实用性。
本申请要求于2006年4月28日提交的日本专利申请 No. 2006-126203的优先权，据此通过引用将其内容结合到本说明书中。
权利要求
1、一种减速装置，该减速装置包括旋转方向变换齿轮机构，该旋转方向变换齿轮机构包括基座、由所述基座可旋转地支撑的输入轴、与所述输入轴一起旋转的输入齿轮、以与所述输入轴大致正交的姿势由所述基座可旋转地支撑的中间轴、以及与所述中间轴一起旋转并与所述输入齿轮啮合的中间齿轮；减速比调整齿轮机构，该减速比调整齿轮机构包括与所述中间齿轮一起旋转的第一正齿轮、与所述第一正齿轮啮合的第二正齿轮以及与所述第二正齿轮啮合的第三正齿轮；以及减速单元，该减速单元包括与所述第三正齿轮一起旋转的曲轴、在与所述偏心凸轮接合的同时进行公转的外齿轮、以及在与所述外齿轮啮合的同时环绕所述外齿轮的内齿轮，所述曲轴使偏心凸轮随着所述曲轴的旋转而偏心旋转，所述内齿轮的齿数与所述外齿轮的齿数不同。
2、 根据权利要求l所述的减速装置，其中所述减速单元还包括可旋转地支撑所述曲轴的托架，该托架随所述 外齿轮的自转而绕所述内齿轮的轴线旋转，并且 所述第三正齿轮绕所述第二正齿轮公转。
3、 根据权利要求2所述的减速装置，其中所述旋转方向变换齿轮机构和所述减速单元由所述基座支撑，并且 所述第二正齿轮绕所述托架的轴线被可旋转地支撑。
4、 根据权利要求3所述的减速装置，其中，所述外齿轮、所述托架 和所述第二正齿轮均在相应的中心处具有沿着所述减速装置的轴线延伸 的通孔。
5、 一种减速装置的制造方法，该减速装置包括旋转方向变换齿轮机构、减速比调整齿轮机构和减速单元，该方法包括如下步骤通过将固定有输入齿轮的输入轴以及固定有中间齿轮和第一正齿轮 的中间轴支撑在基座上，而组装固定有所述第一正齿轮的所述旋转方向变换fA，轮机构；组装所述减速单元，该减速单元包括使偏心凸轮随着其旋转而偏心 旋转的曲轴、在与所述偏心凸轮接合的同时进行公转的外齿轮、在与所 述外齿轮啮合的同时环绕所述外齿轮并且齿数与所述外齿轮的齿数不同 的内齿轮、可旋转地支撑所述曲轴并随所述外齿轮的自转而绕所述内齿 轮的轴线旋转的托架、以及固定于所述曲轴的第三正齿轮；以可旋转的方式将第二正齿轮支撑在所述托架上；以及 将布置有所述第二正齿轮和所述第三正齿轮的所述减速单元的内齿 轮安装在所述基座上。
全文摘要
实现了一种减速装置，在该减速装置中，无需改变旋转方向变换齿轮机构和减速单元而将总减速比调整为期望值。所述旋转方向变换齿轮机构包括与输入轴一体旋转的输入齿轮以及大致正交地与输入齿轮啮合的中间齿轮。减速比调整齿轮机构包括与中间齿轮一体旋转的第一正齿轮、与第一正齿轮啮合的第二正齿轮以及与第二正齿轮啮合的第三正齿轮。所述减速单元包括与第三正齿轮一体旋转并使偏心凸轮偏心地旋转的曲轴、以与偏心凸轮接合的方式旋转的外齿轮、环绕外齿轮并与其啮合的内齿轮，内齿轮的齿数与外齿轮的齿数不同。该减速装置能够通过将第一正齿轮、第二正齿轮和第三正齿轮中的至少一个替换为具有不同齿数的另一齿轮而改变其总减速比。
文档编号F16H1/14GK101432547SQ200780015408
公开日2009年5月13日 申请日期2007年4月20日 优先权日2006年4月28日
发明者竹内谦一 申请人:纳博特斯克株式会社