KR20190136741A

KR20190136741A - Speed Reducer

Info

Publication number: KR20190136741A
Application number: KR1020180062836A
Authority: KR
Inventors: 정헌수; 나황수
Original assignee: 정헌수; 나황수
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2019-12-10

Abstract

본 발명은 편심축과 치형구조 개선을 통해 소음을 절감한 축방향 감속기에 관한 것으로, 본 발명의 실시예들에 따른 편심축과 치형구조 개선을 통한 축방향 감속기는 기어치 접촉영역을 하중상태에서 중앙부가 되도록하며, 입력축을 하부 기어와 베어링으로 고정하여 공간를 제거하고, 입력축 기어의 잇수(N)를 출력축 기어보다 1개 작게 함으로써 입력축이 1회전 하였을 때 잇수 차이로 인하여 출력축이 1/N 만큼 덜 회전을 하게한다.The present invention relates to an axial reducer that reduces noise by improving an eccentric shaft and a tooth structure, and an axial reducer by improving the eccentric shaft and a tooth structure according to embodiments of the present invention in a gear tooth contact area under a load state. The input shaft is fixed to the lower gear and bearing to eliminate the space, and the number of teeth of the input shaft gear (N) is one smaller than the output shaft gear, so the output shaft is less than 1 / N due to the difference in the number of teeth when the input shaft rotates once. Let the rotation

Description

Axial reducer through eccentric shaft and tooth structure improvement

본 발명은 감속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편심축과 치형구조 개선을 통해 소음을 절감한 축방향 감속기에 관한 것이다.The present invention relates to a speed reducer, and more particularly, to an axial reducer that reduces noise by improving an eccentric shaft and a tooth structure.

일반적으로 감속기라 함은, 모터의 구동력에 의해 구동되는 구동장치의 속도를 줄여주는 장치로서, 내부에 구성되는 기어의 종류에 따라 웜 감속기 또는 유성감속기로 구분된다. 그리고 이와 같은 감속기는 의료기기, 로봇, 항공우주등 산업전반의 다양한 곳에 활용되고 있다. Generally, a speed reducer is a device that reduces the speed of a driving device driven by a driving force of a motor, and is classified into a worm reducer or a planetary reducer according to the type of gears configured therein. In addition, such a speed reducer is used in various parts of the industrial field such as medical devices, robots, and aerospace.

상기 웜 감속기는 웜 기어 장치로 이루어진 것으로, 감속비가 크고 자체 제동을 할 수 있으므로 권양 운반 기계를 비롯한 일반 기계에 많이 쓴다.The worm reducer is composed of a worm gear device, and since the reduction ratio is large and can perform self braking, the worm reducer is often used for general machinery including a lifting machine.

또한, 유성 감속기는, 모터와 연결되는 구동축과 상기 구동축에 치합되는 변속기어가 모두 평기어로 이루어져, 평기어의 치차를 이용하여 속도를 줄이도록 하고 있다.In addition, the planetary reducer includes both a drive shaft connected to the motor and a transmission gear meshed with the drive shaft, so that the speed is reduced by using the gear of the spur gear.

또한, 웜 기어의 모터 및 감속기와 감속기의 내부에 조립되어 감속작용을 수행하는 웜 샤프트 및 웜휠로 구성되는 것으로, 상기 모터의 구동축에 연결되는 피니언 기어가 회전되면서 이 피니언 기어와 치합되는 평기어가 회전되고, 상기 평기어와 연결된 웜샤프트의 회전에 의해 웜샤프트와 치합된 웜휠이 회전되도록 구성된다.In addition, it is composed of a worm shaft and a worm wheel assembled in the motor and reducer of the worm gear to reduce the action, the spur gear that is engaged with the pinion gear while the pinion gear is connected to the drive shaft of the motor is rotated The worm wheel is rotated and engaged with the worm shaft by the rotation of the worm shaft connected to the spur gear.

따라서, 상기 웜휠과 연결되는 구동장치에 감속동력을 전달하여 줌으로써 구동장치의 속도가 일정하게 감속되어 구동되는 것으로, 유성감속기에 비하여 감속비가 크기 때문에, 일반적으로 많이 사용되고 있다.Therefore, the speed of the driving device is constantly reduced by driving the deceleration power to the driving device connected to the worm wheel, and since the reduction ratio is larger than that of the planetary reducer, it is generally used.

그러나 이러한 웜감속기 또는 유성감속기의 경우, 모터와 연결되는 구동축과 연결되는 구동기어와 평기어 또는 웜기어로 구성되기 때문에, 이들 간의 치합이 선 접촉에 의해 치합됨으로써 회전시에 많은 소음이 발생되는 문제점이 있다.However, such a worm reducer or planetary reducer is composed of a drive gear and a spur gear or a worm gear connected to a drive shaft connected to a motor, so that a large amount of noise is generated when the teeth are engaged by a line contact. have.

따라서, 회전 구동시에 소음의 발생이 비교적 적은 헬리컬 기어를 이용한 감속기가 안출되어 사용되고 있다.Therefore, the reducer using the helical gear which generate | occur | produces relatively little noise at the time of rotation drive is devised and used.

상기 헬리컬 기어를 이용한 종래의 감속기는 케이스 내에 헬리컬 기어와 워엄을 갖는 워엄축이 회전가능케 설치되고 상기 워엄축의 헬리컬 기어에 정역 모터의 모터 축 피니언이 맞물리는 구조이다.The conventional speed reducer using the helical gear has a structure in which a worm shaft having a helical gear and a worm is rotatably installed in the case, and the motor shaft pinion of the stationary motor is engaged with the helical gear of the worm shaft.

또한, 종래 헬리컬 기어를 이용한 감속기들은, 모터와 연결되는 구동축에 결합되는 구동기어와 치합되는 기어를 헬리컬 기어로 구성함으로써 구동시에 소음저하를 유도하고는 있으나, 헬리컬 기어와 치합되는 다른 기어가 평기어로 이루어져 있기 때문에, 종래 감속기 기어들이 선접촉에 의해 발생되는 기어수명단축에 대한 문제점은 해결하지 못하고 있는 실정이다.In addition, reduction gears using conventional helical gears induce noise reduction during driving by forming gears engaged with a drive gear coupled to a drive shaft connected to a motor as helical gears, but other gears engaged with helical gears are spur gears. Since it consists of, the conventional gear reducer is a situation that does not solve the problem of the shortened gear life caused by the line contact.

더욱이, 헬리컬 기어와 평기어의 치합에 의해 어느 정도 소음이 줄여 드는 효과는 있으나, 그래도 모터 구동시 소음이 계속 발생하여 신경을 자극한다. In addition, the noise is reduced to some extent by the helical gear and the spur gear is engaged, but the noise is still generated when the motor is driven to stimulate the nerve.

따라서 최근에는 모터의 구동축에 결합되는 구동기어와, 상기 구동기어와 치합되는 제1감속부의 제1변속기어를 헬리컬 기어로 제작하여 결합하나 이 또한, 소음을 저감하는데 한계가 있어 모터 작동시 소음이 신경을 거슬리게 하는 문제점이 있다.Therefore, in recent years, a drive gear coupled to a drive shaft of a motor and a first transmission gear engaged with the drive gear are manufactured by a helical gear and coupled to each other. There is a problem that bothers you.

한편, 구동기어와 치합되는 제1, 2변속기어를 제작하기 위해서는 우선 환봉을 1차 절단한 후, 선삭가공(CNC)을 거쳐 제1, 2변속기어의 치절가공을 한 후 열처리를 한 다음 연삭가공으로 마무리하기 때문에 작업공정이 복합한 문제점이 있다. On the other hand, in order to manufacture the first and second transmission gears meshing with the drive gear, first, the round bar is first cut, and then the first and second transmission gears are cut through heat treatment and then heat-treated and then ground. Because of the finishing process, there is a complex work process.

한국 공개특허 제2017-0032217호(저소음 자동차 트렁크 감속기)Korean Laid-Open Patent No. 2017-0032217 (Low Noise Car Trunk Reducer) 한국 공개특허 제2015-0021738호(S45C 철판구조 저소음 감속기 제조방법)Korean Laid-open Patent No. 2015-0021738 (S45C steel plate structure low noise reducer manufacturing method)

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 본 발명은 편심축과 치형구조 개선을 통해 소음을 절감할 수 있는 저소음 소형 경량화 축방향 감속기를 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention has been proposed in consideration of the above-mentioned matters, and the present invention is to provide a low noise compact and light weight axial reducer capable of reducing noise by improving the eccentric shaft and the tooth structure.

본 발명의 실시예들에 따른 편심축과 치형구조 개선을 통한 축방향 감속기는 기어치 접촉영역을 하중상태에서 중앙부가 되도록하며, 입력축을 하부 기어와 베어링으로 고정하여 공간를 제거하고, 입력축 기어의 잇수(N)를 출력축 기어보다 1개 작게 함으로써 입력축이 1회전 하였을 때 잇수 차이로 인하여 출력축이 1/N 만큼 덜 회전을 하게한다.The axial reducer by improving the eccentric shaft and the tooth structure according to the embodiments of the present invention to make the gear tooth contact area in the center of the load state, to remove the space by fixing the input shaft with the lower gear and bearing, the number of teeth of the input shaft gear By making (N) one smaller than the output shaft gear, the output shaft rotates less than 1 / N due to the difference in the number of teeth when the input shaft rotates once.

본 발명에 의한 축방향 감속기는 편심축과 치형구조 개선을 통해 소음을 절감할 수 있는 효과가 있다.The axial reducer according to the present invention has the effect of reducing the noise by improving the eccentric shaft and tooth structure.

본 발명에 따른 실시예에 대하여 구체적으로 설명하기 전에, 본 발명은 이하의 상세한 설명 또는 첨부 도면에 도시된 구성에 한정되지 않으며 다양한 방식으로 사용되거나 수행될 수 있다. Before describing the embodiments according to the present invention in detail, the present invention is not limited to the configuration shown in the following detailed description or the accompanying drawings, and may be used or performed in various ways.

또한, 본 명세서에 사용되는 표현이나 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 한정을 위한 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 알아야 한다. Also, it is to be understood that the phraseology and terminology used herein is for the purpose of description and should not be regarded as limiting.

즉, 본 명세서에 사용되는, "장착된", "설치된", "접속된", "연결된", "지지된", "결합된" 등의 표현은, 다른 것을 나타내는 것으로 지시하거나 한정하고 있는 않는 한, 직접적인 그리고 간접적인 장착, 설치, 접속, 연결, 지지, 및 결합을 모두 포함하는 광범위한 표현으로 사용되고 있다. "접속된", "연결된", "결합된"이라고 하는 표현은, 물리적인 또는 기계적인 접속, 연결 또는 결합에 한정되지 않는다.That is, as used herein, the expressions "mounted", "installed", "connected", "connected", "supported", "coupled", and the like, do not indicate or limit the other. It is used in a wide variety of terms, including both direct and indirect mounting, installation, connection, connection, support, and coupling. The expressions "connected", "connected" and "coupled" are not limited to physical or mechanical connections, connections or couplings.

그리고 본 명세서에서, 상부, 하부, 하향, 상향, 후방, 바닥, 전방, 후부 등과 같이 방향을 나타내는 용어는 도면을 설명하기 위해 사용되고 있지만, 이러한 용어는, 편의를 위해 도면에 대해 상대적인 방향(정상적으로 봤을 때)을 나타내는 것이다. 이러한 방향을 나타내는 용어는, 어떠한 형태로든 본 발명을 그 문자대로 한정하거나 제한하는 것으로 받아들여져서는 안 된다. In the present specification, terms indicating directions such as upper, lower, downward, upward, rearward, bottom, front, rear, and the like are used to describe the drawings, but these terms are referred to as relative to the drawings for convenience (normally viewed). When). Terms indicating this direction should not be taken as limiting or limiting the present invention in any form.

또한, 본 명세서에서 사용되는 "제1", "제2", "제3" 등의 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 상대적인 중요도를 의미하는 것으로 고려되어서는 안 된다. In addition, the terms "first", "second", "third", and the like as used herein are for illustrative purposes only and should not be considered as meaning relative importance.

이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조로 하여 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예에 따른 편심축과 치형구조 개선을 통한 축방향 감속기는 편심을 이용하여 기어의 맞물림을 최대한 크게하는 것이다. 기존의 편심은 축을 편심축으로 가공하여 횡으로 편심을 시키는 것에 비하여 모터의 구동축위에 편심의 플레이트를 이용하여 종횡으로 편심을 가능하게 하였다. 사축식 구동으로 발생하는 소음을 수요처의 요구 이하로 저감존 감속기는 감속비를 제어함에 있어서 반드시 3개 이상의 기어가 필요하다. 이로 인하여 감속기 자체의 부피와 중량, 그리고 제작비용이 증가 할 수밖에 없다.An axial reducer by improving the eccentric shaft and the tooth structure according to the embodiment of the present invention is to maximize the engagement of the gear as much as possible using the eccentric. Conventional eccentricity enables the eccentricity in the longitudinal and lateral directions by using an eccentric plate on the drive shaft of the motor as compared with the eccentric shaft for processing the shaft. To reduce the noise generated by the bent axis drive less than the demand of the customer, three or more gears are necessary to control the reduction ratio. This inevitably increases the volume, weight and manufacturing cost of the reducer itself.

이에 본 발명의 실시예에 따른 편심축과 치형구조 개선을 통한 축방향 감속기는 상, 하 2개의 기어를 사용하여 소형 경량화 하는데 사축식 구동으로 발생하는 소음을 저감한 축방향 감속기이다.Therefore, the axial reducer by improving the eccentric shaft and the tooth structure according to the embodiment of the present invention is an axial reducer that reduces the noise generated by the four-axis drive to reduce the size and compactness by using two gears.

즉, 감속기의 소음 신호 분석실험을 수행하여 감속기 시스템의 주요 가진 주파수와 고유 주파수 영역을 분석한다. 가진주파수와 고유주파수가 겹치게 되면, 소음이 과도하게 발생하므로 이를 회피하기 위해 강성을 높여 감속기의 고유진동수를 가진 주파수와 멀어지게 설계한다.In other words, the noise signal analysis experiment of the reducer is performed to analyze the main excitation frequency and the natural frequency range of the reducer system. When the excitation frequency and the natural frequency overlap, the noise is excessively generated, so the stiffness is increased to avoid the frequency with the natural frequency of the reducer.

기어에서의 물림율은 결합되는 기어의 치 합이 접촉되는 비율을 나타내는 항목으로 물림율을 크게하여 소음을 개선시킨다. 정해진 물림율 내에서 추가적으로 치형곡선 변화를 통한 기어치 접촉영역을 하중상태에서 중앙부가 되도록 조정하여 충격음을 감소시킨다.The bite rate in the gear is an item that indicates the rate at which the gears of the gears to be engaged are in contact with each other. The bite rate is increased to improve noise. Within the defined bit rate, the gear tooth contact area through the change of tooth curve is adjusted to the center part under load to reduce the impact sound.

그리고 가공정밀도가 소음에 미치는 영향은 구동속도가 고속이 될수록 그 중요성이 커진다. 기어 가공정밀도로서 측정되는 가공오차에는 여러 가지가 있는데 그 중 런 아웃 오차가 소음에 큰 영향을 미친다. 따라서 런 아웃에 대한 정밀도를 높여, 오차값을 최소화함으로서 감속기의 소음을 저감시킨다.And the effect of machining precision on the noise becomes more important as the driving speed becomes higher. There are many machining errors that are measured as gear machining accuracy, of which run-out errors have a significant impact on noise. Therefore, the precision of the run out is increased, and the noise of the reducer is reduced by minimizing the error value.

다음으로 편심을 이용하여 기어의 맞물림을 최대한 크게하기 위하여 기존 감속기의 편심은 구동축 위에 편심의 플레이트를 이용하여 감속기의 입력축이 편심되게 하였는데 플레이트의 접촉구동으로 소음 발생이 크다. Next, in order to maximize the gear engagement using the eccentricity, the eccentricity of the existing reducer uses the eccentric plate on the drive shaft to eccentrically reduce the input shaft of the reducer.

이를 개선 하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 편심축과 치형구조 개선을 통한 축방향 감속기는 경사축으로 편심을 주어 소음을 감소하고 효율을 높인다.In order to improve this, the axial reducer by improving the eccentric shaft and the tooth structure according to the embodiment of the present invention gives an eccentricity to the inclined shaft to reduce noise and increase efficiency.

그리고 기존 감속기는 입력축이 편심되므로 하부 기어와 장공과 핀으로 연결되어 접촉되므로 소음이 발생한다. 이를 개선하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 편심축과 치형구조 개선을 통한 축방향 감속기는 입력축을 하부 기어와 베어링으로 고정하여 공간를 제거하고 효율도 좋게한다.In addition, since the input shaft is eccentric, the existing gearhead is connected with the lower gear, the long hole and the pin, and thus generates noise. In order to improve this, the axial reducer by improving the eccentric shaft and the tooth structure according to the embodiment of the present invention fixes the input shaft with the lower gear and the bearing to remove space and improve the efficiency.

다음으로 기존의 상,하 기어는 평치차로 소음이 크게되는데 본 발명의 실시예에 따른 편심축과 치형구조 개선을 통한 축방향 감속기는 치형을 개선하여 소음감소와 기어효율도 향상시킨다. Next, the existing upper and lower gears have a large noise due to the flat gear difference, and the axial reducer through the improvement of the eccentric shaft and the tooth structure according to the embodiment of the present invention improves the tooth shape and improves the noise reduction and the gear efficiency.

Claims

The gear tooth contact area should be centered under load.
The input shaft is fixed with the lower gear and the bearing to eliminate the space,
Axial gear reducer with improved eccentric shaft and tooth structure, which makes the output shaft rotate by less than 1 / N when the number of teeth of input shaft is smaller than that of output shaft.