一種擺線針齒諧波減速器的制造方法
【專利摘要】一種擺線針齒諧波減速器，包括剛性齒輪，剛性齒輪內(nèi)設(shè)有柔性齒輪，柔性齒輪中設(shè)有柔性軸承，柔性軸承中設(shè)有凸輪，柔性軸承與凸輪構(gòu)成諧波發(fā)生器；剛性齒輪和柔性齒輪的輪齒嚙合方式為擺線針齒嚙合。本發(fā)明擺線針齒諧波減速器的精度保持能力和傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)。
【專利說明】
一種擺線針齒諧波減速器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及減速器，具體是涉及一種擺線針齒諧波減速器。
【背景技術(shù)】
[0002]諧波減速器又稱諧波減速機(jī)或稱諧波傳動(dòng)減速器，是利用行星齒輪原理發(fā)展起來的一種新型減速器。參照?qǐng)D1、2，諧波減速器主要由剛性齒輪I’、柔性齒輪2’、波發(fā)生器三個(gè)基本構(gòu)件組成，波發(fā)生器由凸輪3 ’和柔性軸承4 ’構(gòu)成，通過波發(fā)生器使柔性齒輪2 ’產(chǎn)生可控彈性變形，并與剛性齒輪I ’嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的齒輪傳動(dòng)。
[0003]參照?qǐng)D3，現(xiàn)有諧波減速器的剛性齒輪I’與柔性齒輪2’輪齒間嚙合運(yùn)動(dòng)為滑動(dòng)，輪齒的嚙合面形成滑動(dòng)摩擦，滑動(dòng)摩擦磨損大，降低了減速器的精度保持能力、傳動(dòng)效率和使用壽命。
[0004]同時(shí)，由于諧波減速器是通過柔性齒輪2’的徑向循環(huán)彈性變形使柔性齒輪輪齒與剛性齒輪輪齒依次交替嚙合來實(shí)現(xiàn)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的目的，且現(xiàn)有的諧波減速器剛性齒輪I ’與柔性齒輪2 ’的輪齒嚙合深度深，導(dǎo)致柔性齒輪2 ’和柔性軸承4 ’的彈性變形量大，為了減小柔性齒輪2 ’彈性變形的變形抗力，諧波減速器柔性齒輪2 ’通常為薄壁筒狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)雖然減小了變形抗力，卻降低了柔性齒輪2’傳遞力矩的扭轉(zhuǎn)剛度，影響了諧波減速器的傳動(dòng)精度;且柔性齒輪2 ’和柔性軸承4 ’的彈性變形使柔性齒輪2 ’、柔性軸承4 ’在圓周上反復(fù)產(chǎn)生直徑方向彎曲變形，該彎曲變形使諧波減速器柔性齒輪2 ’和柔性軸承4 ’疲勞破壞，影響柔性齒輪2 ’和柔性軸承4 ’的使用壽命(一般情況下，柔性齒輪2 ’和柔性軸承4 ’為諧波減速器最易損壞的零件);從而影響諧波減速器的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種精度保持能力和傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)的擺線針齒諧波減速器。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種擺線針齒諧波減速器，包括剛性齒輪，所述剛性齒輪內(nèi)設(shè)有柔性齒輪，所述柔性齒輪中設(shè)有柔性軸承，柔性軸承中設(shè)有凸輪，柔性軸承與凸輪構(gòu)成諧波發(fā)生器;所述剛性齒輪和柔性齒輪的輪齒嚙合方式為擺線針齒嚙合。
[0007]進(jìn)一步，所述剛性齒輪的輪齒為滾針輪齒，所述柔性齒輪的輪齒為擺線輪齒。
[0008]進(jìn)一步，所述凸輪包括凸輪本體，所述凸輪本體的外圓周邊緣設(shè)有彈性補(bǔ)償裝置。
[0009]進(jìn)一步，所述彈性補(bǔ)償裝置為一中部開有弧形細(xì)長(zhǎng)槽孔的弧形塊，弧形塊的內(nèi)弧面中部與凸輪本體連接成一體，弧形塊的內(nèi)弧面左部和右部與凸輪本體之間均開有第一縫槽，弧形塊的兩側(cè)與凸輪本體之間均開有第二縫槽，同側(cè)的第一縫槽和第二縫槽相互連通，弧形塊的外弧面高于凸輪本體的外弧面。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:(I)有效減少諧波減速器的剛性齒輪與柔性齒輪輪齒嚙合時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)(或動(dòng)力)輪齒間的磨損，提高諧波減速器精度保持能力和傳動(dòng)效率;(2)減小柔性齒輪和柔性軸承因變形所產(chǎn)生的疲勞載荷，提高柔性齒輪和柔性軸承的使用壽命，提高諧波減速器的使用壽命;(3)
柔性齒輪壁厚的選擇空間大，可通過增加柔性齒輪的壁厚來增強(qiáng)柔性齒輪傳遞力矩的扭轉(zhuǎn)剛度，從而增強(qiáng)抗扭能力，提高諧波減速器傳動(dòng)精度。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是現(xiàn)有諧波減速器的端面視圖。
[0012]圖2是現(xiàn)有諧波減速器的軸向剖面視圖。
[0013]圖3是現(xiàn)有諧波減速器的剛性齒輪與柔性齒輪輪齒形狀及嚙合狀態(tài)的局部放大圖A0
[0014]圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的端面視圖。
[0015]圖5是圖4所示實(shí)施例的軸向剖面視圖。
[0016]圖6是圖4所示實(shí)施例的剛性齒輪與柔性齒輪輪齒形狀及嚙合狀態(tài)的局部發(fā)大圖B。
[0017]圖7是圖4所示實(shí)施例的剛性齒輪與柔性齒輪輪齒形狀及未嚙合狀態(tài)的局部發(fā)大圖C。
[0018]圖8是圖4所示實(shí)施例的剛性齒輪的端面視圖。
[0019]圖9是圖8所示剛性齒輪的輪齒形狀的局部放大圖D。
[0020]圖10是圖4所示實(shí)施例的柔性齒輪的端面視圖。
[0021]圖11是圖10所示柔性齒輪的輪齒形狀的局部放大圖E。
[0022]圖12是本發(fā)明實(shí)施例2的端面視圖。
[0023]圖13是圖12所示實(shí)施例的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0025]實(shí)施例1
參照?qǐng)D4-11，本實(shí)施例包括剛性齒輪1，剛性齒輪I內(nèi)設(shè)有柔性齒輪2，柔性齒輪2中設(shè)有柔性軸承4，柔性軸承4中設(shè)有凸輪3，柔性軸承4與凸輪3構(gòu)成諧波發(fā)生器;剛性齒輪I和柔性齒輪2的輪齒嚙合方式為擺線針齒嚙合，剛性齒輪I與柔性齒輪2的輪齒間嚙合運(yùn)動(dòng)主要為滾動(dòng)，剛性齒輪I的輪齒為滾針輪齒，柔性齒輪2的輪齒為擺線輪齒。
[0026]實(shí)施例2
同樣的傳動(dòng)精度下，擺線針輪減速器的齒輪加工精度比諧波減速器的齒輪加工精度要求更高，加工制造難度更大;大傳動(dòng)比諧波減速器的齒輪輪齒尺寸比其他類型的減速器(包括擺線針輪減速器)齒輪輪齒尺寸小許多，在同樣的傳動(dòng)精度下，加工制造難度更大;諧波減速器的柔性齒輪2為非剛性體，擺線針輪減速器的擺線齒輪為剛性體，相對(duì)于剛性體的擺線齒輪而言，非剛性體柔性齒輪2加工時(shí)容易變形，加工制造難度更大。而在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，諧波減速器采用擺線針齒嚙合的方式，加工精度難以達(dá)到所需要求，若加工精度達(dá)不到所需要求，則嚙合的輪齒之間容易產(chǎn)生干涉，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性甚至咬死;為避免影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性或咬死現(xiàn)象，傳動(dòng)輪齒之間需留有間隙，但留有間隙又會(huì)影響傳動(dòng)精度。
[0027]本實(shí)施例可進(jìn)一步解決上述問題。
[0028]參照?qǐng)D12、13，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于:還設(shè)有彈性補(bǔ)償裝置5，凸輪3包括凸輪本體，彈性補(bǔ)償裝置5設(shè)于凸輪本體的外圓周邊緣。
[0029]彈性補(bǔ)償裝置5為一中部開有弧形細(xì)長(zhǎng)槽孔6的弧形塊，弧形塊的內(nèi)弧面中部與凸輪本體連接成一體，弧形塊的內(nèi)弧面左部和右部與凸輪本體之間均開有第一縫槽7，弧形塊的兩側(cè)與凸輪本體之間均開有第二縫槽8，同側(cè)的第一縫槽7和第二縫槽8相互連通，弧形塊的外弧面高于凸輪本體的外弧面。彈性補(bǔ)償裝置5可有效消除傳動(dòng)輪齒之間的間隙，且能使輪齒在傳動(dòng)嚙合時(shí)不發(fā)生干涉。
[0030]本實(shí)施例將擺線針齒嚙合和彈性補(bǔ)償裝置5結(jié)合在一起，在不降低傳動(dòng)精度的條件下，有效地回避高精度擺線針輪傳動(dòng)所需的零部件超精加工難題，減小制造加工難度，降低制造成本，以經(jīng)濟(jì)的制造工藝實(shí)現(xiàn)高精度諧波減速器上的剛性齒輪I與柔性齒輪2輪齒傳動(dòng)由滑動(dòng)嚙合變?yōu)閿[線針齒滾動(dòng)嚙合。
[0031]本發(fā)明將擺線針輪減速器的擺線針齒嚙合應(yīng)用到諧波減速器上，將原諧波減速器的傳動(dòng)方式由滑動(dòng)摩擦傳動(dòng)改為擺線針輪的滾動(dòng)摩擦傳動(dòng)，輪齒的嚙合面形成滾動(dòng)摩擦，滾動(dòng)摩擦磨損小，能夠顯著提高諧波減速器精度保持能力、傳動(dòng)效率和使用壽命。
[0032]同時(shí)，擺線針齒嚙合能夠減少剛性齒輪I與柔性齒輪2間輪齒嚙合深度，減小諧波減速器柔性齒輪2和柔性軸承4的彈性變形量，降低諧波減速器柔性齒輪、柔性軸承4所承受的疲勞載荷，提高柔性齒輪2、柔性軸承4的疲勞壽命，也即提高諧波減速器的疲勞壽命。
[0033]如【背景技術(shù)】中所述，現(xiàn)有的諧波減速器剛性齒輪I與柔性齒輪2的輪齒嚙合深度深，導(dǎo)致柔性齒輪2和柔性軸承4的彈性變形量大，為了減小柔性齒輪2彈性變形的變形抗力，諧波減速器柔性齒輪通常為薄壁筒狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)雖然減小了變形抗力，卻降低了柔性齒輪2傳遞力矩的扭轉(zhuǎn)剛度，影響了諧波減速器的傳動(dòng)精度。實(shí)際上，為了使柔性齒輪2彈性變形的變形抗力和疲勞壽命滿足要求，現(xiàn)有的諧波減速器只能降低柔性齒輪2壁厚來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明剛性齒輪I與柔性齒輪2間輪齒嚙合深度小，柔性齒輪2和柔性軸承4的彈性變形量小，故對(duì)諧波減速器柔性齒輪2壁厚沒有苛刻的要求，柔性齒輪2壁厚的選擇空間顯著提高。在相同的彈性變形量下，本發(fā)明諧波減速器的柔性齒輪2壁厚可比傳統(tǒng)的諧波減速器的柔性齒輪2壁厚厚得多，而柔性齒輪2壁厚越厚，柔性齒輪2傳遞力矩的扭轉(zhuǎn)剛度越高，柔性齒輪2抗扭能力也就越高，諧波減速器傳動(dòng)精度也就越高。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，本發(fā)明可通過增加柔性齒輪2的壁厚來提高諧波減速器傳動(dòng)精度。
[0034]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變型，倘若這些修改和變型在本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則這些修改和變型也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0035]說明書中未詳細(xì)描述的內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種擺線針齒諧波減速器，包括剛性齒輪(I)，所述剛性齒輪(I)內(nèi)設(shè)有柔性齒輪(2)，所述柔性齒輪(2)中設(shè)有柔性軸承(4)，柔性軸承(4)中設(shè)有凸輪(3)，柔性軸承(4)與凸輪(3)構(gòu)成諧波發(fā)生器;其特征在于:所述剛性齒輪(I)和柔性齒輪(2)的輪齒嚙合方式為擺線針齒嚙合。2.如權(quán)利要求1所述的擺線針齒諧波減速器，其特征在于:所述剛性齒輪(I)的輪齒為滾針輪齒，所述柔性齒輪(2 )的輪齒為擺線輪齒。3.如權(quán)利要求1或2所述的擺線針齒諧波減速器，其特征在于:所述凸輪(3)包括凸輪本體，所述凸輪本體的外圓周邊緣設(shè)有彈性補(bǔ)償裝置(5)。4.如權(quán)利要求3所述的擺線針齒諧波減速器，其特征在于:所述彈性補(bǔ)償裝置(5)為一中部開有弧形細(xì)長(zhǎng)槽孔(6)的弧形塊，弧形塊的內(nèi)弧面中部與凸輪本體連接成一體，弧形塊的內(nèi)弧面左部和右部與凸輪本體之間均開有第一縫槽(7)，弧形塊的兩側(cè)與凸輪本體之間均開有第二縫槽(8)，同側(cè)的第一縫槽(7)和第二縫槽(8)相互連通，弧形塊的外弧面高于凸輪本體的外弧面。
【文檔編號(hào)】F16H49/00GK106015515SQ201610572139
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月20日
【發(fā)明人】吳治華
【申請(qǐng)人】湖南同晟精傳技術(shù)有限公司