圖中：G1-齒輪裝置，10-外殼，20-輪架，20S-軸部件，30-外齒輪(擺動齒輪)，40-曲 軸，40P2-(大徑)中空部，72-外側(cè)軸承，74-內(nèi)側(cè)軸承。

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圖1是表示一例所涉及的偏心擺動型齒輪裝置G1的剖視圖。 該偏心擺動型齒輪裝置G1具備外殼10、相對于該外殼10旋轉(zhuǎn)的輪架20、軸心擺動 的外齒輪(擺動齒輪)30及使該外齒輪30旋轉(zhuǎn)擺動的曲軸40。 齒輪裝置G1的曲軸40形成為筒狀且配置成自身的軸心C40與后述的內(nèi)齒輪50的軸 心C50一致。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3659.html

在曲軸40的軸向上的端部40E形成有螺孔40T。在曲軸40連結(jié)有用于向該曲軸40 輸入來自驅(qū)動源(例如馬達)的動力的動力輸入部件52(本例子中為正齒輪)。動力輸入部件 52是通過將螺栓53擰入所述螺孔40T中而連結(jié)于曲軸40。即，曲軸40構(gòu)成該齒輪裝置G1的輸 入軸。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3659.html

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曲軸40具備用于使外齒輪30擺動的兩個偏心體54。偏心體54的軸心C54相對于曲 軸40的軸心C40偏心。為了使外齒輪30的擺動得到平衡，兩個偏心體54彼此以180°的相位差 偏心。對與曲軸40的支承相關(guān)的結(jié)構(gòu)以后詳述。在偏心體54與外齒輪30之間配置有偏心體軸承56。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3659.html

在該齒輪裝置G1中，偏心體軸 承56由不具有內(nèi)圈及外圈的滾子56C構(gòu)成。滾子56C通過保持架56R而被保持。外齒輪30經(jīng)由 該滾子56C組裝于偏心體54的外周。因此，外齒輪30的軸心C30進行擺動。擺動齒輪(即外齒輪30)與非擺動齒輪(即內(nèi)齒輪50)內(nèi)嚙合。內(nèi)齒輪50的軸心C50 是固定的 (不擺動)。內(nèi)齒輪50具有與外殼10(后述的第1外殼體11)一體化的內(nèi)齒輪主體 50A、沿軸向形成在該內(nèi)齒輪主體50A的內(nèi)周的銷槽50B及旋轉(zhuǎn)自如地組裝在該銷槽50B內(nèi)且 構(gòu)成該內(nèi)齒輪50的內(nèi)齒的圓柱形內(nèi)齒銷50C。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3659.html

內(nèi)齒輪50的內(nèi)齒的數(shù)量(內(nèi)齒銷50C的根數(shù))比 外齒輪30的外齒的數(shù)量稍多(本例子中僅多出1個)。在外齒輪30的軸向上的與動力輸入側(cè)相反的一側(cè)配置有輪架20。輪架20為相對于 外殼10旋轉(zhuǎn)的部件。對外殼10及輪架20的結(jié)構(gòu)以后詳述。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3659.html

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在外殼10與輪架20之間配置有主軸承60。主軸承60為將外殼10及輪架20支承為能 夠相對旋轉(zhuǎn)的軸承，在該齒輪裝置G1中，主軸承60由交叉滾子軸承構(gòu)成。主軸承60由相當(dāng)于 內(nèi)圈的輪架20側(cè)的滾動面60A、相當(dāng)于外圈的外殼10側(cè)的滾動面60B及在該滾動面60A、60B 內(nèi)滾動的滾子60C構(gòu)成。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3659.html

由于主軸承60由交叉滾子軸承構(gòu)成，因此能夠僅用一個軸承即可在 軸向上及徑向上支承輪架20。另一方面，在外齒輪30的從其軸心C30偏移的位置貫穿有多個內(nèi)銷62。在外齒輪30 形成有供內(nèi)銷62貫穿的多個內(nèi)銷孔30A。由于內(nèi)銷62貫穿外齒輪30，因此內(nèi)銷62與該外齒輪 30的自轉(zhuǎn)同步動作。內(nèi)銷62以懸臂狀態(tài)從輪架20突出并且與輪架20形成為一體。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3659.html

在該齒輪裝置G1中，在內(nèi)銷62上外嵌有內(nèi)輥64作為滑動促進部件。內(nèi)輥64的一部 分與外齒輪30的內(nèi)銷孔30A抵接。內(nèi)輥64的外徑小于內(nèi)銷孔30A的內(nèi)徑，在內(nèi)輥64與內(nèi)銷孔30A之間確保有間隙δ30A。外齒輪30的擺動成分通過確保在該內(nèi)輥64與內(nèi)銷孔30A之間的間 隙δ30A而被吸收。 在此，對與曲軸40的支承相關(guān)的結(jié)構(gòu)進行說明。簡略而言，齒輪裝置G1的曲軸40具有大徑中空部40P2。外殼10或輪架20(本例子中 為輪架20)一體地具有插入于該大徑中空部40P2的軸部件20S。齒輪裝置G1具備配置在曲軸 40的外周40A與外殼10或輪架20(本例子中為輪架20)的內(nèi)周20R2之間的外側(cè)軸承72。而且， 齒輪裝置G1還具備配置在曲軸40的內(nèi)周(大徑中空部40P2)與軸部件20S的外周20S1之間的 內(nèi)側(cè)軸承74。

以下，進行更加詳細的說明。本齒輪裝置G1的曲軸40的整體形成為筒狀。但是，曲軸40的外徑及內(nèi)徑 并不恒定。 曲軸40具有：中空直徑D40P1較小的小徑中空部40P1；中空直徑D40P2比該小徑中 空部40P1的中空直徑D40P1大的大徑中空部40P2。小徑中空部40P1形成在曲軸40的軸向上的與動力輸入側(cè)相反的一側(cè)。大徑中空部 40P2形成在曲軸40的軸向上的動力輸入側(cè)。

小徑中空部40P1及大徑中空部40P2形成為均與 曲軸40的軸心C40平行。本齒輪裝置G1的外殼10由與所述內(nèi)齒輪主體50A一體化的第1外殼體11、配置在該 第1外殼體11的軸向上的與動力輸入側(cè)相反的一側(cè)的第2外殼體12及配置在第1外殼體11的 軸向上的動力輸入側(cè)的第3外殼體13構(gòu)成。第1外殼體11位于外齒輪30的徑向外側(cè)，并且如前述兼作內(nèi)齒輪50的內(nèi)齒輪主體 50A。第2外殼體12形成為環(huán)狀且在內(nèi)周形成有所述主軸承60的滾動面60B。

第3外殼體13由 在徑向中央具有開口部13A的大致圓盤狀的部件構(gòu)成且覆蓋齒輪裝置G1的軸向上的動力輸 入側(cè)。在第1外殼體11貫穿形成有連結(jié)用螺孔11T。第1外殼體11與第2外殼體12通過從第 2外殼體12側(cè)插入螺栓15并將其擰入第1外殼體11的連結(jié)用螺孔11T而連結(jié)在一起。第1外殼 體11與第3外殼體13通過從第3外殼體13側(cè)插入螺栓(省略圖示)并將其擰入第1外殼體11的 連結(jié)用螺孔11T而連結(jié)在一起。在第1外殼體11與第2外殼體12之間配置有O型環(huán)70。在第1外 殼體11與第3外殼體13之間配置有O型環(huán)71。

在第2外殼體12與輪架20之間配置有油封17。通過這種結(jié)構(gòu)，外殼10在曲軸40的徑向外側(cè)密封齒輪裝置G1的內(nèi)部。在齒輪裝置 G1的內(nèi)部封入有潤滑劑。本齒輪裝置G1的輪架20具有圓盤狀的法蘭部20F、在該法蘭部20F的外周部向軸向 上的外齒輪30側(cè)突出且與該法蘭部20F形成為一體的環(huán)狀部20R、在法蘭部20F的軸心C20F (＝環(huán)狀部20R的軸心C20R＝曲軸40的軸心C40＝內(nèi)齒輪50的軸心C50)上向軸向上的外齒輪 30側(cè)突出且與該法蘭部20F形成為一體的軸部件20S及在從法蘭部20F的軸心C20F偏移的位 置向軸向上的外齒輪30側(cè)突出且與該法蘭部20F形成為一體的所述多個內(nèi)銷62。

輪架20的環(huán)狀部20R的外周面20R1與第2外殼體12的內(nèi)周在徑向上對置。在環(huán)狀部 20R的外周面20R1形成有所述主軸承60的輪架20側(cè)的滾動面60A。輪架20的軸部件20S插入于曲軸40的大徑中空部40P2。軸部件20S的外周20S1與大 徑中空部40P2對置。另外，符號20T表示用于連結(jié)未圖示的對象部件(被驅(qū)動部件)的螺孔。

在具有上述結(jié)構(gòu)的曲軸40、外殼10及輪架20的齒輪裝置G1中，本齒輪裝置G1的外 側(cè)軸承72配置在曲軸40的軸向上的與動力輸入側(cè)相反的一側(cè)的端部的外周40A與輪架20 (的環(huán)狀部20R)的內(nèi)周20R2之間。外側(cè)軸承72由具有內(nèi)圈72A、外圈72B及滾動體72C的球軸承構(gòu)成。外側(cè)軸承72的外 圈72B與輪架20的法蘭部20F(后述)抵接，由此，外側(cè)軸承72的軸向上的與動力輸入側(cè)相反 的一側(cè)得到定位。外側(cè)軸承72的軸向上的動力輸入側(cè)的定位則由以與偏心體54相鄰的方式 形成的肩部40W1經(jīng)由偏心體軸承56的保持架56R的壓板57來進行。另一方面，本齒輪裝置G1的內(nèi)側(cè)軸承74配置在曲軸40的大徑中空部40P2中，即，配 置在曲軸40的軸向上的動力輸入側(cè)的端部的內(nèi)周與和輪架20一體化的軸部件20S的外周 20S1之間。內(nèi)側(cè)軸承74由具有內(nèi)圈74A、外圈74B及兩組滾子列74C的自動調(diào)心滾子軸承構(gòu)成。 在曲軸40的小徑中空部40P1與大徑中空部40P2的交界處形成有壁面40W2，該壁面40W2由與 軸垂直的面構(gòu)成且形成為環(huán)狀。壁面40W2構(gòu)成內(nèi)側(cè)軸承74的軸向上的與動力輸入側(cè)相反的 一側(cè)的定位面。內(nèi)側(cè)軸承74的軸向上的動力輸入側(cè)的定位則通過嵌入于軸部件20S的擋圈 75來進行。另外，在本齒輪裝置G1中，從徑向觀察時，配置于外齒輪(擺動齒輪)30與曲軸40之 間的偏心體軸承56未與內(nèi)側(cè)軸承74重疊。內(nèi)側(cè)軸承74位于比偏心體軸承56更靠軸向上的動 力輸入側(cè)(與輪架相反的一側(cè))的位置。具體而言，在本齒輪裝置G1中，軸部件20S從外齒輪30的軸向上的一側(cè)(與動力輸 入側(cè)相反的一側(cè))延伸至另一側(cè)(動力輸入側(cè))。內(nèi)側(cè)軸承74配置在該軸部件20S的沿軸向超 越外齒輪30而繼續(xù)延伸的部分。

更具體而言，軸部件20S從齒輪裝置G1的外殼10的軸向上的一側(cè)(與動力輸入側(cè)相 反的一側(cè))延伸至另一側(cè)(動力輸入側(cè))。即，軸部件20S超越齒輪裝置G1的外殼10的軸向上 的端面13E而繼續(xù)延伸至該齒輪裝置G1的外部。內(nèi)側(cè)軸承74配置在該軸部件20S的延伸至齒 輪裝置G1的外部的部分。 并且，如前述，在本齒輪裝置G1中，在曲軸40的動力輸入側(cè)的端部40E連結(jié)有所述 動力輸入部件52(輸入來自驅(qū)動源的動力的部件)。從徑向觀察時，內(nèi)側(cè)軸承74與該動力輸 入部件52重疊。另外，在本實施方式中，整個內(nèi)側(cè)軸承74配置在大徑中空部40P2的內(nèi)側(cè)。但 是，也可以使內(nèi)側(cè)軸承74的一部分配置在動力輸入部件52的內(nèi)周。即，內(nèi)側(cè)軸承74可以同時 配置在大徑中空部40P2的內(nèi)周與動力輸入部件52的內(nèi)周。并且，在本齒輪裝置G1中，將外殼10及輪架20支承為能夠相對旋轉(zhuǎn)的主軸承60配 置在該外殼10與輪架20之間。從徑向觀察時，主軸承60與外側(cè)軸承72重疊。即，在該齒輪裝 置G1中，主軸承60與外側(cè)軸承72配置在大致相同的平面Pc上。如上所述，在本齒輪裝置G1中，軸部件20S與輪架20(不是外殼10)形成為一體。而 且，外側(cè)軸承72配置在曲軸40的外周40A與輪架20的內(nèi)周20R2(不是外殼10的內(nèi)周)之間。 并且，在本齒輪裝置G1中，外側(cè)軸承72配置在比內(nèi)側(cè)軸承74更靠軸向上的與動力 輸入側(cè)相反的一側(cè)。接著，說明本實施方式所涉及的偏心擺動型齒輪裝置G1的作用。首先，從該偏心擺動型齒輪裝置G1的動力傳遞系統(tǒng)的作用開始說明。在曲軸40(輸入軸)的軸向上的端部40E經(jīng)由螺孔40T及螺栓53連結(jié)有動力輸入部件52。曲軸40經(jīng)由該動 力輸入部件52接受來自驅(qū)動源側(cè)的動力而進行旋轉(zhuǎn)。若曲軸40旋轉(zhuǎn)，則與該曲軸40形成為 一體的偏心體54旋轉(zhuǎn)。

若偏心體54旋轉(zhuǎn)，則經(jīng)由偏心體軸承56組裝在該偏心體54的外周的外齒輪30的軸 心C30進行擺動。外齒輪30與內(nèi)齒輪50內(nèi)嚙合。外齒輪30的外齒的齒數(shù)比內(nèi)齒輪50的內(nèi)齒的齒數(shù)(內(nèi)齒銷50C的根數(shù))僅少一個。 由此，曲軸40每旋轉(zhuǎn)一周，外齒輪30的軸心C30擺動一次，外齒輪30的相位相對于所嚙合的 內(nèi)齒輪50偏移相當(dāng)于齒數(shù)差的量(1齒量)，從而進行自轉(zhuǎn)。該自轉(zhuǎn)成分傳遞至貫穿外齒輪30 的內(nèi)輥64及內(nèi)銷62，從而使內(nèi)銷62圍繞內(nèi)齒輪50的軸心C50公轉(zhuǎn)。 通過該內(nèi)銷62的公轉(zhuǎn)，與內(nèi)銷62形成為一體的輪架20繞內(nèi)齒輪50的軸心C50旋轉(zhuǎn) (自轉(zhuǎn))。通過輪架20的旋轉(zhuǎn)，利用螺孔20T與該輪架20連結(jié)在一起的對象部件(被驅(qū)動部件) 被驅(qū)動。在此，在本實施方式所涉及的齒輪裝置G1中，曲軸40具有中空部 (大徑中空部 40P2)，外殼10或輪架20(在本例子中為輪架20)一體地具有插入于該大徑中空部40P2的軸 部件20S。而且，在曲軸40的外周40A與輪架20的內(nèi)周20R2之間配置有外側(cè)軸承72，在曲軸40 的內(nèi)周(大徑中空部40P2)與軸部件20S的外周20S1之間配置有內(nèi)側(cè)軸承74。由于能夠?qū)⑼鈧?cè)軸承72配置在曲軸40的“外周”，因此能夠?qū)⑼鈧?cè)軸承72的外徑設(shè) 為較大。例如，在本齒輪裝置G1中，外側(cè)軸承72的內(nèi)圈72A的內(nèi)徑D72A大于內(nèi)側(cè)軸承74的外 圈74B的外徑d74B。即，外側(cè)軸承72的直徑大到其整體位于比內(nèi)側(cè)軸承74更靠徑向外側(cè)的程 度。其結(jié)果，能夠確保較大的傳遞容量，能夠?qū)⑶S40的支承剛性維持為較高。另外，在本實施方式中，基于該優(yōu)點，由球軸承構(gòu)成外側(cè)軸承72。由此，(與作為曲 軸40的軸承采用例如具有滾子類滾動體的軸承的情況相比)能夠構(gòu)成成本更低且動力損失 更小的齒輪裝置G1。針對動力損失而言，具有軸承直徑越大損失就越大的傾向，因此能夠由 球軸承來構(gòu)成曲軸40的軸承是非常有利的。但是，在外側(cè)軸承72的外徑或內(nèi)徑、內(nèi)側(cè)軸承74的外徑或內(nèi)徑的大小并 未特別限定(外側(cè)軸承72的直徑無需一定大于內(nèi)側(cè)軸承74的直徑)。例如，通過擴大形成曲 軸的配置內(nèi)側(cè)軸承的中空部(上述例子中為大徑中空部40P2)的內(nèi)徑以使其遠遠大于配置 外側(cè)軸承的一側(cè)的外周(上述例子中為與動力輸入側(cè)相反的一側(cè)的外周40A)的外徑，例如 可以將外側(cè)軸承的外徑設(shè)定成小于內(nèi)側(cè)軸承的外徑。

在將這種偏心擺動型齒輪裝置組裝在例如工業(yè)用機械手的關(guān)節(jié)部時，如上述實施方式所例示，受到前后關(guān)節(jié)部件或配置有馬達等的影響，需要從各個方向?qū)X輪裝置輸入 或輸出動力。因此，要求維持較大的傳遞容量或較高的支承剛性并且實現(xiàn)高緊湊性。因此，需要響應(yīng)這些要求而設(shè)計出具有各種外殼結(jié)構(gòu)及輪架結(jié)構(gòu)的齒輪裝置。另 一方面，對于這種偏心擺動型齒輪裝置而言，如上述實施方式所例示，例如只在曲軸的軸向 上的一側(cè)設(shè)置有輪架或只在一側(cè)設(shè)置有動力輸入部件的情況較多，因此徑向上的余量在曲 軸的軸向上的動力輸入側(cè)和與動力輸入側(cè)相反的一側(cè)存在“差異”的情況較多。

在本技術(shù)中，外側(cè)軸承設(shè)置在曲軸的外周，并且內(nèi)側(cè)軸承設(shè)置在曲軸的內(nèi)周，因此對該徑向上的余量 的“差異”具有極高的靈活性，能夠設(shè)計各種形式的偏心擺動型齒輪裝置，并且能夠廣泛適 用于各種工業(yè)用機械手。