專利名稱：齒輪減速機(jī)構(gòu)及具此齒輪減速機(jī)構(gòu)的輪圈馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齒輪減速機(jī)構(gòu)，特別是指能以多段式減速，提高輸出扭力的齒輪減速機(jī)構(gòu)及具此齒輪減速機(jī)構(gòu)的輪圈馬達(dá)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)今工業(yè)社會(huì)中，無論是人們的生活起居或是各種產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，機(jī)械裝置早已成為不可或缺的一部分。而其中，部分以馬達(dá)或引擎為動(dòng)力源，并需要高扭力輸出的機(jī)械裝置，例如切削機(jī)、沖壓機(jī)、運(yùn)輸系統(tǒng)等等，都會(huì)使用減速機(jī)構(gòu)來提高馬達(dá)輸出時(shí)的扭力矩。
而在各式減速機(jī)構(gòu)中，常利用行星齒輪系來提高馬達(dá)的輸出扭力，如圖1所示，為行星齒輪系10的示意圖。主要包括太陽齒輪101、行星齒輪組102、第一托架103、第一環(huán)齒輪104。其中若第一環(huán)齒輪104為固定狀態(tài)，則當(dāng)太陽齒輪101在受動(dòng)力驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，將帶動(dòng)行星齒輪組102轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第一托架103旋轉(zhuǎn)，而以第一托架103為輸出扭力，通過此行星齒輪系的減速過程，增加輸出扭力。
然而，在需要極高減速比的機(jī)械裝置中，此行星齒輪系10卻無法滿足需求，因若欲增加減速比以提高輸出扭力，勢(shì)必須增大其環(huán)齒輪的直徑。然而在實(shí)際制作過程中，隨著環(huán)齒輪直徑增加時(shí)，環(huán)齒輪的真圓度往往較差，而使其內(nèi)緣的齒形在嚙合時(shí)可能發(fā)生干涉或過切等各項(xiàng)干擾。因此，使得此行星齒輪系的運(yùn)用上受到極大限制。
于是，為解決此行星齒輪系無法達(dá)到高減速比的問題，在常知的齒輪減速機(jī)構(gòu)中，另揭露有兩段式減速的齒輪減速機(jī)構(gòu)，運(yùn)用在一輪圈馬達(dá)中。如圖2所示，為一具兩段式減速的輪圈馬達(dá)的示意圖。其主要包括有馬達(dá)本體11、中心齒輪12、固定盤13、第一齒輪14、第二齒輪15、殼蓋16、輸出齒輪17以及殼座18。
馬達(dá)本體11中心處具有第一輸出軸110，中心齒輪12套設(shè)在第一輸出軸110外。固定盤13一側(cè)固定有第一齒輪14，而在另一側(cè)固定有第二齒輪15，兩者為同軸齒輪，具有相同中心線，且第一齒輪14的齒數(shù)N1多于中心齒輪12的齒數(shù)Ncen以及第二齒輪15的齒數(shù)N2，以第一齒輪14與中心齒輪12相嚙合。
殼蓋16中心具有開孔并設(shè)有軸承，使第一輸出軸110可穿過軸承，并于殼蓋16內(nèi)側(cè)設(shè)有輸出齒輪17，輸出齒輪17的齒數(shù)Nout多于第二齒輪15的齒數(shù)N2，并與第二齒輪15相嚙合。
殼座18中具有容納上述組件的空間，而以殼蓋16鎖固在殼座18外。
當(dāng)馬達(dá)本體11開始動(dòng)作而使中心齒輪12亦開始轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)第一齒輪14旋轉(zhuǎn)，此時(shí)減速比為中心齒輪12與第一齒輪14兩者間的齒數(shù)比Ncen∶N1。
同時(shí)，第二齒輪15與輸出齒輪17相嚙合。當(dāng)?shù)诙X輪15轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)輸出齒輪17旋轉(zhuǎn)，而帶動(dòng)殼蓋16及輪座18旋轉(zhuǎn)。而此時(shí)減速比為第二齒輪15與輸出齒輪17兩者間的齒數(shù)比N2∶Nout。
故最后可得知中心齒輪12與輸出齒輪17的減速比系為(N1/Ncen)×(Nout/N2)。并如之前所述的齒數(shù)關(guān)系，使此值為大于1的值，此亦即馬達(dá)最終所輸出的扭力所放大的倍率。與此相似的技術(shù)，如申請(qǐng)?zhí)枮?5214173、公告號(hào)為300682的臺(tái)灣專利所述。
然而，如圖2的局部放大圖所示，在此類齒輪減速機(jī)構(gòu)中，第一齒輪14與第二齒輪15利用固定盤13上的固定柱131而提供定位固定。顯而易見的，若當(dāng)中心齒輪12與第一齒輪14相互嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第一齒輪14的單側(cè)固定區(qū)域位置將不斷受到兩者之間切線方向所產(chǎn)生的作用力影響，在此種單側(cè)持續(xù)受力情況下，持續(xù)以較小的齒輪去帶動(dòng)較大的齒輪，除了易使較小齒輪損毀外，同時(shí)固定柱131下端也會(huì)不斷受到剪應(yīng)力的不良影響。
當(dāng)系統(tǒng)處于高扭力輸出時(shí)，這些剪應(yīng)力會(huì)隨著被放大，極易使固定柱撓曲變形，尤其是當(dāng)實(shí)際上，馬達(dá)所輸出的動(dòng)力常無法保持恒定值，而使固定柱所受到的剪力大小會(huì)反復(fù)變動(dòng)，更易產(chǎn)生變形。而即使是較小的變形，都會(huì)加大齒輪的振動(dòng)與噪音，甚至可能使齒輪卡死。
此外，此種設(shè)計(jì)極為笨重繁復(fù)，整個(gè)減速機(jī)構(gòu)需占據(jù)更多的空間以并列設(shè)置大小不同的齒輪，在為了達(dá)到高減速比的情況下，甚至?xí)袦p速機(jī)構(gòu)體積大于馬達(dá)本身體積的情況發(fā)生。
于是，如何通過改良齒輪減速機(jī)構(gòu)，而能有效提升旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源所輸出的扭力，是熟悉此項(xiàng)技藝者所致力的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種齒輪減速機(jī)構(gòu)，可以進(jìn)行多段減速，達(dá)成極高的減速比，而有效提升旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源所輸出的扭力。
本發(fā)明另一目的在于提供一種輪圈馬達(dá)，其具有一齒輪減速機(jī)構(gòu)，可以高扭力輸出動(dòng)力。
為達(dá)以上的目的，本發(fā)明揭露一齒輪減速機(jī)構(gòu)，可用在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源(如馬達(dá)、引擎)輸出軸的動(dòng)力輸出調(diào)整。其聯(lián)結(jié)多個(gè)齒輪總成，并在該等齒輪總成的外圍，配置至少一個(gè)環(huán)齒輪，以利于該齒輪總成的轉(zhuǎn)動(dòng)。通過多層齒輪總成的傳動(dòng)而可達(dá)到多段減速的目的。
本發(fā)明的齒輪減速機(jī)構(gòu)中，包括一個(gè)或一個(gè)以上的環(huán)齒輪、第二托架、第一齒輪總成、第三托架、第二齒輪總成。
環(huán)齒輪內(nèi)緣的齒形可依不同的傳動(dòng)需求、設(shè)計(jì)為各式齒形，如正齒形、螺旋齒形、人字齒形或擺線齒形等等。
第二托架，可依不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考量，設(shè)計(jì)為圓盤狀、圓柱狀、環(huán)狀、懸臂或與其等效的結(jié)構(gòu)，且其中心具有第一凸軸。
第一齒輪總成，其位于第二托架的一側(cè)，與第二環(huán)齒輪相嚙合，且與旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源的輸出軸相連動(dòng)。
第三托架，同樣可依不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考量，設(shè)計(jì)為圓盤狀、圓柱狀、環(huán)狀、懸臂或與其等效的結(jié)構(gòu)。
第二齒輪總成，其位于第三托架的一側(cè)，與第三環(huán)齒輪相嚙合，并迭置在第二托架上，與第二托架的第一凸軸相連動(dòng)。
其中當(dāng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源的輸出軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)第一齒輪總成，并通過第一齒輪總成帶動(dòng)第二托架旋轉(zhuǎn)，以第二托架輸出動(dòng)力，此為第一次減速及提高扭力。并通過第二托架的第一凸軸旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)動(dòng)第二齒輪總成，進(jìn)而使第三環(huán)齒輪與第三托架之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而輸出動(dòng)力，此為第二次減速及提高扭力。
本發(fā)明中，可因齒輪減速機(jī)構(gòu)所應(yīng)用的裝置不同，而使第二托架及第三托架依不同動(dòng)力輸出形式，而利用各種加工制造方法使第二托架的第一凸軸為所需的形狀如中空偏心軸或齒形凸軸等；或使第三托架具有第二凸軸、止回爪或其它設(shè)計(jì)，此加工制造方法為該項(xiàng)技藝者所熟知，故在此不予贅述。
當(dāng)本發(fā)明的齒輪減速機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)環(huán)齒輪時(shí)，此兩個(gè)環(huán)齒輪為第二環(huán)齒輪及第三環(huán)齒輪。則位于第二托架一側(cè)的第一齒輪總成，與第二環(huán)齒輪相嚙合，且與旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源的輸出軸相連動(dòng)。第三環(huán)齒輪相鄰在第二環(huán)齒輪的一側(cè)，位于第三托架一側(cè)的第二齒輪總成，與第三環(huán)齒輪相嚙合，且與第二托架的第一凸軸相連動(dòng)。
其中，第二環(huán)齒輪及第三環(huán)齒輪更可具有相同或不同的齒數(shù)，而使此兩次減速具有相同或不同的減速比，第二環(huán)齒輪及第三環(huán)齒輪其內(nèi)緣亦可分別具有不同的齒形，使此齒輪減速機(jī)構(gòu)應(yīng)用在機(jī)械裝置時(shí)，得以具有更多設(shè)計(jì)彈性。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，更可在第二托架中心或第三托架中心分別設(shè)置第四軸承及第五軸承，以供固定軸插入，提供第二托架及第三托架更穩(wěn)定的定位。
而在本發(fā)明的齒輪減速機(jī)構(gòu)的一實(shí)施例中，是運(yùn)用在一輪圈馬達(dá)中，通過此齒輪減速機(jī)構(gòu)與輪圈馬達(dá)的結(jié)合，可直接以環(huán)齒輪或第三托架鎖固在輪圈馬達(dá)的輪圈殼組，而帶動(dòng)輪圈殼組旋轉(zhuǎn)，以提高輪圈馬達(dá)的扭力輸出，而提升此輪圈馬達(dá)在爬坡與荷重能力上的表現(xiàn)。或更可利用一單向轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(如滾珠連動(dòng)機(jī)構(gòu)、單向棘輪、棘齒等等)與第三托架連動(dòng)，而在本發(fā)明的一較佳實(shí)施例中是以滾珠連動(dòng)機(jī)構(gòu)為單向轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之用，使輪圈殼組轉(zhuǎn)動(dòng)速度高于馬達(dá)轉(zhuǎn)速時(shí)，輪圈殼組不會(huì)與此齒輪減速機(jī)構(gòu)連動(dòng)。
為使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及精神能更進(jìn)一步的被揭示，茲配合圖式作一詳細(xì)說明如后。
本發(fā)明包括以下的優(yōu)點(diǎn)整個(gè)齒輪減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)更為簡單小巧，不須增加環(huán)齒輪的直徑，僅略增些許厚度，即可提供極高的減速比，更可依設(shè)計(jì)需求進(jìn)行二次以上的減速，較極適合用于徑向空間較小，又需要高扭力輸出的裝置中。
更因行星齒輪系不斷的繞行在太陽齒輪而公轉(zhuǎn)，其可不斷改變其軸心處的受力方向，并可通過多個(gè)行星齒輪的設(shè)計(jì)，使得作用力更均勻的分散，減低了軸心處的負(fù)載，亦可使齒輪更不易毀損。而若欲獲得更高的減速比，更可采用擺線齒輪的設(shè)計(jì)而達(dá)到目的。


圖1為一常知的齒輪減速機(jī)構(gòu)示意圖；圖2為另一常知的齒輪減速機(jī)構(gòu)的示意圖；圖3為本發(fā)明齒輪減速機(jī)構(gòu)一較佳實(shí)施例的示意圖；圖4為本發(fā)明齒輪減速機(jī)構(gòu)另一實(shí)施例的示意圖；圖5A為圖4所示的齒輪減速機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)過程示意圖之一；圖5B為圖4所示的齒輪減速機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)過程示意圖之二；圖5C為圖4所示的齒輪減速機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)過程示意圖之三；圖6為本發(fā)明齒輪減速機(jī)構(gòu)再一實(shí)施例的示意圖；圖7A為本發(fā)明具有齒輪減速機(jī)構(gòu)的輪圈馬達(dá)一較佳實(shí)施例的示意圖；圖7B為圖7A所示的具有齒輪減速機(jī)構(gòu)的輪圈馬達(dá)應(yīng)用于電動(dòng)自行車的示意圖；圖8為本發(fā)明具有齒輪減速機(jī)構(gòu)的輪圈馬達(dá)另一實(shí)施例的示意圖；圖9為本發(fā)明具有齒輪減速機(jī)構(gòu)的輪圈馬達(dá)再一實(shí)施例的示意圖；圖10為本發(fā)明具有齒輪減速機(jī)構(gòu)的輪圈馬達(dá)尚一實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
如圖3所示，為本發(fā)明的齒輪減速機(jī)構(gòu)一較佳實(shí)施例的爆炸圖。
如圖所示，在本實(shí)施例中此齒輪減速機(jī)構(gòu)2，包括殼架20、第二環(huán)齒輪21、第二托架22、第一齒輪總成23、第三環(huán)齒輪24、第三托架25、第二齒輪總成26。
殼架20，呈圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其中心設(shè)有第一軸承201。
第二環(huán)齒輪21，裝設(shè)在殼架20的一側(cè)20b。其內(nèi)緣的齒形在本實(shí)施例中為正齒形。
第二托架22，呈圓盤狀，套設(shè)在第一軸承201中，可在第一軸承201中旋轉(zhuǎn)。因?qū)嶋H中，各項(xiàng)組件(例如齒輪、環(huán)齒輪、旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源的轉(zhuǎn)軸等)皆易有精度上的各種誤差，而使第二托架22在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到影響而產(chǎn)生噪音或振動(dòng)；而在本實(shí)施例中，即可通過第一軸承201所提供的定位固定，而有效降低第二托架22在旋轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的振動(dòng)及噪音，提升第二托架22在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定度。
第二托架22的中心處設(shè)有第二軸承221，第二托架22的一側(cè)面22a向外突出有第一凸軸222，且本實(shí)施例中，第一凸軸222為齒形凸軸。
第一齒輪總成23包括第一行星齒輪230、第二行星齒輪231、第三行星齒輪232及第一蝶形扣片233，雖就運(yùn)動(dòng)學(xué)而言，僅需設(shè)置一個(gè)行星齒輪即可達(dá)到機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)的目的，但為作用力的均勻分配及震動(dòng)上的考量，因此較佳的是，以多個(gè)行星齒輪對(duì)稱于中心線均勻配置。
第一行星齒輪230、第二行星齒輪231、第三行星齒輪232利用第一蝶形扣片233以第二托架22的中心對(duì)稱設(shè)置在第二托架22另一側(cè)面22b，并通過第一蝶形扣片233的固定，減少行星齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的上下振動(dòng)。且第一齒輪總成23位于第二環(huán)齒輪21內(nèi)，與第二環(huán)齒輪21相嚙合。
第三環(huán)齒輪24，其內(nèi)緣的齒形在本實(shí)施例中為正齒形，相對(duì)于第二環(huán)齒輪21，裝設(shè)在殼架20的另一側(cè)20a。且與第二環(huán)齒輪21具有不同的齒數(shù)。
第三托架25，呈圓盤狀，且中心處設(shè)有第三軸承251，其一側(cè)25a處突出有第二凸軸252，第三托架25可直接固鎖在輪圈殼上。
第二齒輪總成26，包括第四行星齒輪260、第五行星齒輪261、第六行星齒輪262及第二蝶形扣片263，第四行星齒輪260、第五行星齒輪261、第六行星齒輪262利用第二蝶形扣片263以第三托架25的中心對(duì)稱設(shè)置在第三托架25另一側(cè)面25b后，以第二齒輪總成26與第三環(huán)齒輪24及第二托架22的第一凸軸222相嚙合。
當(dāng)此齒輪減速機(jī)構(gòu)2應(yīng)用在一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源(如馬達(dá))時(shí)，以第一齒輪總成23與馬達(dá)的輸出軸相嚙合，當(dāng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出軸將驅(qū)使第一齒輪總成23在第二環(huán)齒輪21內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過第一齒輪總成23帶動(dòng)第二托架22旋轉(zhuǎn)，以第二托架22的第一凸軸222輸出動(dòng)力，此為第一次減速及提高扭力。并通過第二托架22的第一凸軸222旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)動(dòng)第二齒輪總成26，進(jìn)而使該第三環(huán)齒輪24與第三托架25之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而輸出動(dòng)力，此為第二次減速及提高扭力。
而值得注意的是，其中第三環(huán)齒輪24及第三托架25皆為可被固定的組件，而無論是以第三環(huán)齒輪24為固定狀態(tài)，而使第三托架25旋轉(zhuǎn)輸出動(dòng)力，或是以第三托架25為固定狀態(tài)，而使第三環(huán)齒輪24旋轉(zhuǎn)輸出動(dòng)力，都可以達(dá)到減速提升扭力的目的。
又，本發(fā)明的齒輪減速機(jī)構(gòu)亦可依照所應(yīng)用的裝置不同，而有不同實(shí)施方式。例如可運(yùn)用在一偏心狀態(tài)輸出動(dòng)力的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源中，而以擺線轉(zhuǎn)動(dòng)方式進(jìn)行減速。
如圖4所示，為本發(fā)明齒輪減速機(jī)構(gòu)2另一種實(shí)施例。本實(shí)施例中，包括殼架20、第二環(huán)齒輪21、第二托架22、第一齒輪總成23、第三環(huán)齒輪24、第三托架25、第二齒輪總成26。
殼架20，呈圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其中心設(shè)有第一軸承201。
第二環(huán)齒輪21，裝設(shè)在殼架20的一側(cè)20b。其內(nèi)緣的齒形在本實(shí)施例中為波浪形擺線齒形，然而此擺線齒形亦可設(shè)計(jì)為滾珠形、滾柱形等等，而此擺線齒形設(shè)計(jì)的變化為熟知此項(xiàng)技藝者所熟知，在此不予贅述。
第二托架22，呈圓盤狀，且中心處設(shè)有第二軸承221，第二托架22的一側(cè)面22a向外突出有第一凸軸222，此第一凸軸222為具有偏心的凸軸，將以偏心狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)。第二托架22的另一側(cè)面22b具有多個(gè)第一傳動(dòng)銷223，且每個(gè)第一傳動(dòng)銷223外均套有第一軸套2231，第一軸套2231為長形軸承。
第一齒輪總成23，為擺線齒輪，與第二環(huán)齒輪21相嚙合。其中心具有第四軸承234以及與第一傳動(dòng)銷223相同數(shù)量的第一傳動(dòng)孔235。第四軸承234可用以供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源的輸出軸插入。第一傳動(dòng)孔235圍繞第一齒輪總成23中心均勻分布，可供第二托架22的第一傳動(dòng)銷223插入至第一傳動(dòng)孔235中。
第三環(huán)齒輪24，裝設(shè)在殼架20的一側(cè)20a。其內(nèi)緣的齒形在本實(shí)施例中為波浪形擺線齒形。
第三托架25，呈圓盤狀，且中心處設(shè)有第三軸承251，第三托架25一側(cè)面25a向外突出有第二凸軸252，第三托架25另一側(cè)面25b具有多個(gè)第二傳動(dòng)銷253，且每個(gè)第二傳動(dòng)銷253外均套有第二軸套2531，第二軸套2531亦為長形軸承。
第二齒輪總成26，為擺線齒輪，與第三環(huán)齒輪24相嚙合。其中心具有第五軸承264以及與第二傳動(dòng)銷253相同數(shù)量的第二傳動(dòng)孔265。第五軸承264用以供第二托架22的第一凸軸222插入。第二傳動(dòng)孔265圍繞第二齒輪總成26中心均勻分布，可供第三托架25的第二傳動(dòng)銷253插入至第二傳動(dòng)孔265中。
如圖5A～圖5C所示，為圖4所示齒輪減速機(jī)構(gòu)2的轉(zhuǎn)動(dòng)過程示意圖。然而為便于了解，于圖示中利用第二環(huán)齒輪21、第二托架22、第一齒輪總成23由一馬達(dá)3帶動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)來說明擺線齒輪系的減速。如圖所示，馬達(dá)3的第二輸出軸31為偏心軸，可插入第一齒輪總成23的第四軸承234中，以偏心狀態(tài)旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)?shù)诙敵鲚S31轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將使第一齒輪總成23以偏心狀態(tài)在第二環(huán)齒輪21內(nèi)擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)，而在第一齒輪總成23轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，由第一齒輪總成23的第一傳動(dòng)孔235撥動(dòng)第二托架22的第一傳動(dòng)銷223，而使第二托架22轉(zhuǎn)動(dòng)，此為第一段減速，并由于第一傳動(dòng)銷223外套設(shè)有第一軸套2231，可使第一齒輪總成23在撥動(dòng)第二托架22時(shí)更加平順。
而相似于圖5A～圖5C中所示的轉(zhuǎn)動(dòng)過程，當(dāng)?shù)诙屑?2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其第一凸軸222亦在第二齒輪總成26的第五軸承264內(nèi)以偏心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將帶動(dòng)第二齒輪總成26以偏心狀態(tài)在第三環(huán)齒輪24內(nèi)擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)，而在第二齒輪總成26轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，由第二齒輪總成26的第二傳動(dòng)孔265撥動(dòng)第三托架25的第二傳動(dòng)銷253，而使第三托架25的第二凸軸252轉(zhuǎn)動(dòng)輸出動(dòng)力，此為第二段減速。
而顯而易見的，熟知本項(xiàng)技藝者當(dāng)可在閱讀本說明書前述所揭露的各項(xiàng)實(shí)施例后了解，第一齒輪總成23、第二齒輪總成26亦可為不同齒形的齒輪總成，例如使第一齒輪總成23為行星齒輪，并使第二托架22的第一凸軸222具有偏心，第二齒輪總成26為擺線齒輪，通過第二托架22的第一凸軸222使第二齒輪總成26以偏心擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以第三托架25輸出動(dòng)力。此皆可為本發(fā)明的不同實(shí)施的變化方式。
此外，本發(fā)明的齒輪減速裝置，尚有其它的實(shí)施方式。如圖6所示，為本發(fā)明的齒輪減速機(jī)構(gòu)另一實(shí)施例，與圖3所示的實(shí)施例不同處在于，其并非使用不同齒數(shù)的第二環(huán)齒輪21及第三環(huán)齒輪24進(jìn)行二次減速比；而是僅使用第四環(huán)齒輪27配置在第一齒輪總成23及第二齒輪總成26之外，第四環(huán)齒輪27內(nèi)固設(shè)有第一軸承201，第一軸承201的兩側(cè)分別制有與第一齒輪總成23及第二齒輪總成26相嚙合的環(huán)齒輪。第二托架22一側(cè)的中心具有第一凸軸222，第一齒輪總成23位于第二托架22的另一側(cè)，與第四環(huán)齒輪27相嚙合，且與旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源的輸出軸相連動(dòng)。第三托架25一側(cè)的中心具有第二凸軸252，第二齒輪總成26位于第三托架25的另一側(cè)，與第四環(huán)齒輪27相嚙合，并迭置在第二托架22上，與第二托架22的第一凸軸222相連動(dòng)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源動(dòng)作時(shí)，將帶動(dòng)第一齒輪總成23旋轉(zhuǎn)，并通過第一齒輪總成23帶動(dòng)第二托架22旋轉(zhuǎn)，使第二托架22的第一凸軸222旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)動(dòng)第二齒輪總成26，進(jìn)而使第三托架25轉(zhuǎn)動(dòng)輸出動(dòng)力，從而達(dá)到多段減速的目的。
而本發(fā)明的齒輪減速機(jī)構(gòu)，雖適用各式需進(jìn)行減速的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源中，因其具有以少許空間即可以高減速比輸出動(dòng)力的特點(diǎn)，更特別適合于以輕巧為特性的輪圈馬達(dá)中。
故在此本發(fā)明亦同時(shí)揭露一具有齒輪減速機(jī)構(gòu)的輪圈馬達(dá)。如圖7A所示，為此輪圈馬達(dá)一較佳實(shí)施例的爆炸圖。其利用相似于圖3所示的齒輪減速機(jī)構(gòu)2組裝在一輪圈馬達(dá)中。如圖所示，其包括齒輪減速機(jī)構(gòu)2、馬達(dá)3、輪圈殼組4、馬達(dá)殼座5。
馬達(dá)3，包括第二輸出軸31及固定軸32。第二輸出軸31為馬達(dá)3的動(dòng)力輸出處，并在第二輸出軸31外套設(shè)有第三齒輪311，當(dāng)馬達(dá)3受電力驅(qū)動(dòng)時(shí)，將帶動(dòng)第二輸出軸31旋轉(zhuǎn)，而使第三齒輪311旋轉(zhuǎn)。并且，在第二輸出軸31內(nèi)設(shè)有軸承，以固定軸32穿入第二輸出軸31的軸承中，貫穿馬達(dá)3、輪圈殼組4及馬達(dá)殼座5等，提供各項(xiàng)組件的固定支撐。
輪圈殼組4，包括輪圈殼座41、輪圈殼蓋42及第六軸承43，在組立完成后輪圈殼蓋42鎖固在輪圈殼座41上。在本實(shí)施例中，更加入一單向轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而在輪圈殼蓋42內(nèi)側(cè)設(shè)有滾珠連動(dòng)機(jī)構(gòu)421。
馬達(dá)殼座5，位于輪圈殼座41之內(nèi)，馬達(dá)3設(shè)在馬達(dá)殼座5中。齒輪減速機(jī)構(gòu)2利用其殼架20鎖固在馬達(dá)殼座5上，第二環(huán)齒輪21固設(shè)在殼架20的一側(cè)，第三環(huán)齒輪24相對(duì)于第二環(huán)齒輪21，固設(shè)在殼架20的另一側(cè)。
固定軸32穿過第二托架22及第三托架25各自的第二軸承221、第三軸承251及第六軸承43。
當(dāng)?shù)诙敵鲚S31旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)第三齒輪311旋轉(zhuǎn)，并通過第一齒輪總成23及第二齒輪總成26，連動(dòng)第二托架22及第三托架25。并如圖7A中的放大剖面圖，其中所示為組立完成后，第三托架25與輪圈殼蓋42兩者單向連動(dòng)的示意圖。當(dāng)?shù)谌屑?5的第二凸軸252轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即通過滾珠連動(dòng)機(jī)構(gòu)421的連動(dòng)，使輪圈殼蓋42轉(zhuǎn)動(dòng)，而使輪圈殼組4旋轉(zhuǎn)。而若當(dāng)輪圈殼蓋42轉(zhuǎn)動(dòng)速度大于第三托架25的轉(zhuǎn)動(dòng)速度時(shí)，將使?jié)L珠連動(dòng)機(jī)構(gòu)421被推擠至右側(cè)較大空穴，而使輪圈殼組42空轉(zhuǎn)，停止與第二凸軸252的連動(dòng)。而在此特別說明的是，在本實(shí)施例中，是利用此滾珠連動(dòng)機(jī)構(gòu)421達(dá)成單向轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，在其它設(shè)計(jì)水準(zhǔn)下，亦可以第三托架25直接與輪圈殼蓋42鎖固，而使輪圈殼蓋42轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖7B所示，當(dāng)以圖7A中所示的輪圈馬達(dá)設(shè)在一電動(dòng)車的輪圈中時(shí)，輪圈殼組4得以更高的扭力轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)電動(dòng)車前進(jìn)并使電動(dòng)車得到更大的扭力及荷重能力。
如圖8所示，為本發(fā)明的具有齒輪減速機(jī)構(gòu)2的輪圈馬達(dá)另一實(shí)施例，然而與圖7A中所示不同在于，在圖7A中，齒輪減速機(jī)構(gòu)2的第三環(huán)齒輪24固定在殼架的一側(cè)為固定狀態(tài)，而以第三托架25輸出動(dòng)力。而在本實(shí)施例中，第三環(huán)齒輪24固設(shè)在輪圈殼蓋42內(nèi)側(cè)，而使第三托架25固定在固定軸32外，使第三托架25為固定狀態(tài)，當(dāng)?shù)诙X輪總成26轉(zhuǎn)動(dòng)后，帶動(dòng)第三環(huán)齒輪24嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，而使輪圈殼組4旋轉(zhuǎn)。
此外，亦可如圖9所示，為本發(fā)明具有齒輪減速機(jī)構(gòu)2的輪圈馬達(dá)再一實(shí)施例。與圖7A中所示不同在于，在本實(shí)施例中，更可使第三托架25的側(cè)面25a處的第二凸軸252為齒形凸軸，并加入第四托架28、第三齒輪總成29及第五環(huán)齒輪30進(jìn)行第三次減速。第五環(huán)齒輪30固設(shè)在輪圈殼蓋42內(nèi)側(cè)，且第三齒輪總成29設(shè)在第四托架28的一側(cè)，與第五環(huán)齒輪30及第三托架25的第二凸軸252嚙合。并使第四托架28固定在固定軸32外，使其為固定狀態(tài)，以第三托架25的第二凸軸252轉(zhuǎn)動(dòng)該第三齒輪總成29后，帶動(dòng)第五環(huán)齒輪30轉(zhuǎn)動(dòng)而連動(dòng)該輪圈殼蓋42，而轉(zhuǎn)動(dòng)輪圈殼組4。
如圖10所示，為本發(fā)明具有齒輪減速機(jī)構(gòu)2的輪圈馬達(dá)尚一實(shí)施例。與圖7A中所示不同在于，其是利用圖4所示的齒輪減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行輪圈馬達(dá)的減速。馬達(dá)3的第二輸出軸31，可結(jié)合一偏心塊33，而形成具有偏心的凸軸，套入在齒輪減速機(jī)構(gòu)2中的第一齒輪總成23的第四軸承234中，當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即如圖5A～圖5C所示，撥動(dòng)第二托架22旋轉(zhuǎn)，而帶動(dòng)第二齒輪總成26在第三環(huán)齒輪24中擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)，而撥動(dòng)第三托架25轉(zhuǎn)動(dòng)，第三托架25的第二凸軸252與輪圈殼蓋42相連接，帶動(dòng)輪圈殼組4轉(zhuǎn)動(dòng)輸出動(dòng)力。
本發(fā)明齒輪減速機(jī)構(gòu)及具有齒輪減速機(jī)構(gòu)的輪圈馬達(dá)通過上述得以穩(wěn)定的狀態(tài)輸出極高的扭力，較之常知技藝實(shí)有極大的進(jìn)步與改善。而熟知本技術(shù)更可在閱讀本說明書后，更加了解本發(fā)明所具有的其它優(yōu)點(diǎn)或其它功能運(yùn)用。
以上所述是利用一較佳實(shí)施例及不同實(shí)施例以詳細(xì)說明本發(fā)明，其并非用以限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，并且熟習(xí)該項(xiàng)技藝皆能明了，適當(dāng)做些微的修改仍不脫離本發(fā)明的精神及范圍。
權(quán)利要求
1.一種齒輪減速機(jī)構(gòu)，適用于旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源，其特征在于包括第二環(huán)齒輪(21)；第二托架(22)，其一側(cè)(22a)的中心具有第一凸軸(222)；第一齒輪總成(23)，位于第二托架(22)的另一側(cè)(22b)并置于第二環(huán)齒輪(21)內(nèi)，與第二環(huán)齒輪(21)相嚙合，且與旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源的輸出軸相連動(dòng)；第三環(huán)齒輪(24)，相鄰設(shè)在第二環(huán)齒輪(21)的一側(cè)；第三托架(25)；第二齒輪總成(26)，位于第三托架(25)的另一側(cè)(25b)并置于第三環(huán)齒輪(24)內(nèi)，與第三環(huán)齒輪(24)相嚙合，且與第二托架(22)的第一凸軸(222)相連動(dòng)；其中當(dāng)該旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源動(dòng)作時(shí)，帶動(dòng)第一齒輪總成(23)轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過第一齒輪總成(23)帶動(dòng)第二托架(22)旋轉(zhuǎn)，使第二托架(22)的第一凸軸(222)旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)動(dòng)第二齒輪總成(26)，進(jìn)而使第三環(huán)齒輪(24)與第三托架(25)之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而輸出動(dòng)力。
2.按權(quán)利要求1所述的齒輪減速機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第二托架(22)的另一側(cè)(22b)加設(shè)有第二軸承(221)；所述第三托架(25)的另一側(cè)(25b)加設(shè)有第三軸承(251)。
3.按權(quán)利要求1所述的齒輪減速機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第一齒輪總成(23)為擺線齒輪，且其中心具有第四軸承(234)，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源的輸出軸套入第四軸承(234)中，以偏心狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)第一齒輪總成(23)；第一齒輪總成(23)具有多個(gè)第一傳動(dòng)孔(235)，第二托架(22)另一側(cè)(22b)具有與第一傳動(dòng)孔(235)相對(duì)應(yīng)數(shù)量的第一傳動(dòng)銷(223)，以第一傳動(dòng)銷(223)置入第一傳動(dòng)孔(235)中；且第二環(huán)齒輪(21)內(nèi)緣具有與第一齒輪總成(23)相配合的擺線齒形，當(dāng)?shù)谝积X輪總成(23)在第二環(huán)齒輪(21)內(nèi)嚙合擺動(dòng)時(shí)，將撥動(dòng)第二托架(22)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第二齒輪總成(26)為擺線齒輪，且其中心具有第五軸承(264)，第二托架(22)的第一凸軸(222)套入第五軸承(264)中，以偏心狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)第二齒輪總成(26)；第二齒輪總成(26)具有多個(gè)第二傳動(dòng)孔(265)，第三托架(25)另一側(cè)(25b)具有與第二傳動(dòng)孔(265)相對(duì)應(yīng)數(shù)量的第二傳動(dòng)銷(253)，以第二傳動(dòng)銷(253)置入第二傳動(dòng)孔(265)中；且第三環(huán)齒輪(24)內(nèi)緣具有與第二齒輪總成(26)相配合的擺線齒形，當(dāng)?shù)诙X輪總成(26)在第三環(huán)齒輪(24)內(nèi)嚙合擺動(dòng)時(shí)，將撥動(dòng)第三托架(25)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.按權(quán)利要求1所述的齒輪減速機(jī)構(gòu)，其特征在于所述齒輪減速機(jī)構(gòu)還包括殼架(20)，呈圓環(huán)狀，第二環(huán)齒輪(21)裝設(shè)在殼架(20)的一側(cè)(20b)，第三環(huán)齒輪(24)裝設(shè)在殼架(20)的另一側(cè)(20a)，殼架(20)中心加設(shè)有第一軸承(201)，供第二托架(22)嵌入其內(nèi)。
5.一種齒輪減速機(jī)構(gòu)，適用于一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源，其特征在于包括第四環(huán)齒輪(27)，其內(nèi)固設(shè)有第一軸承(201)，第一軸承(201)的兩側(cè)分別裝有與第一齒輪總成(23)及第二齒輪總成(26)相嚙合的環(huán)齒輪；第二托架(22)，其一側(cè)的中心具有第一凸軸(222)；第一齒輪總成(23)，位于第二托架(22)的另一側(cè)，與第四環(huán)齒輪(27)相嚙合，且與旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源的輸出軸相連動(dòng)；第三托架(25)；第二齒輪總成(26)，位于第三托架(25)的另一側(cè)，與第四環(huán)齒輪(27)相嚙合，并迭置在第二托架(22)上，且與第二托架(22)的第一凸軸(222)相連動(dòng)；其中當(dāng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源動(dòng)作時(shí)，將帶動(dòng)第一齒輪總成(23)旋轉(zhuǎn)，并通過第一齒輪總成(23)帶動(dòng)第二托架(22)旋轉(zhuǎn)，使第二托架(22)的第一凸軸(222)旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)動(dòng)第二齒輪總成(26)，進(jìn)而使第三托架(25)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出動(dòng)力。
6.一種具有齒輪減速機(jī)構(gòu)的輪圈馬達(dá)，其特征在于包括輪圈殼組(4)，包括輪圈殼座(41)及輪圈殼蓋(42)，輪圈殼蓋(42)鎖固在輪圈殼座(41)上；馬達(dá)(3)，位于輪圈殼座(41)之內(nèi)；第二環(huán)齒輪(21)；第二托架(22)，其一側(cè)的中心具有第一凸軸(222)；第一齒輪總成(23)，位于第二托架(22)的另一側(cè)，與第二環(huán)齒輪(21)相嚙合，且與馬達(dá)(3)的第二輸出軸(31)相連動(dòng)；第三環(huán)齒輪(24)，相鄰設(shè)在第二環(huán)齒輪(21)的一側(cè)；第三托架(25)；第二齒輪總成(26)，位于第三托架(25)的另一側(cè)，與第三環(huán)齒輪(24)相嚙合，且與第二托架(22)的第一凸軸(222)相連動(dòng)；其中當(dāng)馬達(dá)(3)動(dòng)作時(shí)，帶動(dòng)第一齒輪總成(23)轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過第一齒輪總成(23)帶動(dòng)第二托架(22)旋轉(zhuǎn)，使第二托架(22)的第一凸軸(222)旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)動(dòng)第二齒輪總成(26)，進(jìn)而使第三環(huán)齒輪(24)與第三托架(25)之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而輸出動(dòng)力，而連動(dòng)該輪圈殼座(41)旋轉(zhuǎn)。
7.按權(quán)利要求6所述的具有齒輪減速機(jī)構(gòu)的輪圈馬達(dá)，其特征在于所述第一齒輪總成(23)為擺線齒輪，其中心具有第四軸承(234)，馬達(dá)(3)的第二輸出軸(31)套入第四軸承(234)中，以偏心狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)第一齒輪總成(23)，第一齒輪總成(23)具有多個(gè)第一傳動(dòng)孔(235)，第二托架(22)另一側(cè)具有與第一傳動(dòng)孔(235)相對(duì)應(yīng)數(shù)量的第一傳動(dòng)銷(223)，以第一傳動(dòng)銷(223)置入第一傳動(dòng)孔(235)中，第二環(huán)齒輪(21)內(nèi)緣具有與第一齒輪總成(23)相配合的擺線齒形，當(dāng)?shù)谝积X輪總成(23)在第二環(huán)齒輪(21)內(nèi)嚙合擺動(dòng)時(shí)，將撥動(dòng)第二托架(22)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第二齒輪總成(26)為擺線齒輪，其中心具有第五軸承(264)，第二托架(22)的第一凸軸(222)套入第五軸承(264)中，以偏心狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)第二齒輪總成(26)，第二齒輪總成(26)具有多個(gè)第二傳動(dòng)孔(265)，第三托架(25)另一側(cè)具有與第二傳動(dòng)孔(265)相對(duì)應(yīng)數(shù)量的第二傳動(dòng)銷(253)，以第二傳動(dòng)銷(253)置入第二傳動(dòng)孔(265)中，第三環(huán)齒輪(24)內(nèi)緣具有與第二齒輪總成(26)相配合的擺線齒形，當(dāng)?shù)诙X輪總成(26)在第三環(huán)齒輪(24)內(nèi)嚙合擺動(dòng)時(shí)，將撥動(dòng)該第三托架(25)轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.按權(quán)利要求6所述的具有齒輪減速機(jī)構(gòu)的輪圈馬達(dá)，其特征在于所述第三托架(25)鎖固在輪圈殼蓋(42)內(nèi)側(cè)，第二齒輪總成(26)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)第三托架(25)轉(zhuǎn)動(dòng)而連動(dòng)該輪圈殼組(4)。
9.按權(quán)利要求6所述的具有齒輪減速機(jī)構(gòu)的輪圈馬達(dá)，其特征在于所述輪圈馬達(dá)更包括一馬達(dá)殼組，位于輪圈殼座(41)之內(nèi)，其包括馬達(dá)殼座(5)及殼架(20)，馬達(dá)(3)設(shè)在馬達(dá)殼座(5)中，殼架(20)為環(huán)狀，鎖固在馬達(dá)殼座(5)上，第二環(huán)齒輪(21)固設(shè)在殼架(20)的一側(cè)，該第三環(huán)齒輪(24)相對(duì)于第二環(huán)齒輪(21)，固設(shè)在殼架(20)的另一側(cè)。
10.按權(quán)利要求9所述的具有齒輪減速機(jī)構(gòu)的輪圈馬達(dá)，其特征在于所述殼架(20)內(nèi)更具有第一軸承(201)，供第二托架(25)嵌入其內(nèi)。
全文摘要
一種齒輪減速機(jī)構(gòu)，其包括至少一環(huán)齒輪、第二托架、第一齒輪總成、第三托架、第二齒輪總成。其中第二托架中心具有第一凸軸。第一齒輪總成位于第二托架的另一側(cè)，與環(huán)齒輪相嚙合，且與旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源的輸出軸相連動(dòng)。第二齒輪總成位于第三托架的另一側(cè)，與環(huán)齒輪相嚙合，且與第二托架的第一凸軸相連動(dòng)。其中當(dāng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源作動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)第一齒輪總成，而帶動(dòng)第二托架的第一凸軸旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)動(dòng)第二齒輪總成，進(jìn)而使環(huán)齒輪與第三托架之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而輸出動(dòng)力。
文檔編號(hào)H02K7/10GK1834495SQ20051004603
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2005年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者李寶玲 申請(qǐng)人:李寶玲