短筒柔輪諧波減速器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于機械傳動技術領域，涉及驅動裝置，具體涉及一種短筒柔輪諧波減速器。
【背景技術】
[0002]普通諧波減速器，應用在航天、航空、雷達定位、衛星、太陽能帆板驅動展開機構等技術領域，它能準確實現預定的運轉、定位、控制等使用要求和性能要求。但是普通諧波減速器也存在使用受到客觀空間環境應用限制的問題，如在狹小或有限的空間內普通諧波減速器卻很難滿足特定的使用要求和性能要求。在現有技術情況下，普通諧波減速器使用空間需求較大，其臂長與內孔比值也較大，通常為0.8?0.9，不能滿足在狹小的有限的空間使用。因此為了在狹小空間內實現大速比、大力矩的性能要求，實現臂長與內孔比值較小，就需要設計一種短筒柔輪諧波減速器，以滿足在特定的狹小空間內使用要求和性能的減速器。
【發明內容】
[0003]為實現上述需求，本發明采用短柔輪臂長，大大縮小軸向尺寸的技術思路，該柔輪為圓柱薄壁筒狀零件，在工作過程中承受交變的應力，在撓性彈性范圍內實現傳遞運動，以保證產品在狹小空間環境中滿足使用要求。即通過縮小軸向尺寸，縮小體積，實現大速比、大力矩傳動、減輕重量的要求，以滿足航天、航空、驅動展開機構及機器人在狹小空間的工作需求，并達到性能指標。具體的技術方案為:
[0004]短筒柔輪諧波減速器，包括:高速軸⑴、軸承(2、12、13)、軸用彈性擋圈(3、14)、剛輪(6)、銷子(8)、螺釘(10、20、22)、彈簧墊圈(11、19、23)、低速軸(15)、殼體(16)、端蓋
(21)，其特征在于:
[0005]還包括波發生器，包括擋片(4)、柔性軸承(5)、螺釘(7)、凸輪(17)，其中所述凸輪
(17)裝入所述柔性軸承(5)內，通過所述擋片(4)、螺釘(7)固定連接；
[0006]還包括柔輪(18)，所述波發生器的直徑比所述柔輪(18)內孔直徑略大并裝入在所述柔輪(18)內孔，迫使所述柔輪(18)撓性變形；所述柔輪(18)外齒與所述剛輪(6)內齒嚙合；所述剛輪(6)通過所述銷子(8)、彈簧墊圈(19)和螺釘(20)固連在所述殼體(16)的止口內孔；所述柔輪(18)與所述低速軸(15)通過所述螺釘(10)和彈簧墊圈(11)固連在一起；所述端蓋(21)和所述殼體(16)利用所述殼體(16)的止口內孔與所述剛輪(6)外圓過渡配合，再通過所述螺釘(22)與所述彈簧墊圈(23)固連在一起；
[0007]所述波發生器與所述高速軸(I)通過所述鍵(9)固連在一起，再通過所述軸用彈性擋圈(3)實現軸向定位，最后將所述軸承(2)和所述軸承(12)分別安裝在所述高速軸
(I)兩端使所述波發生器實現軸向定位和徑向定位運動；再通過所述軸承(2、12、13)使所述高速軸(I)與低速軸(15)實現直線同軸傳動；所述低速軸(15)通過所述軸承(13)實現徑向定位，通過軸用彈性擋圈(14)實現軸向定位。
[0008]進一步的，所述柔輪(18)齒數比所述剛輪(6)齒數少I?5個。
[0009]進一步的，所述柔輪(18)齒數比所述剛輪(6)齒數少2個或3個。
[0010]進一步的，所述柔輪(18)的形狀為圓柱薄壁筒狀，所述柔輪(18)的臂長與內孔直徑之比值為0.3?0.7。
[0011]進一步的，所述柔輪(18)的臂長與內孔直徑之比值為0.4?0.6。
[0012]進一步的，所述柔輪(18)的臂長與內孔直徑為30mm和60mm，比值為0.5。
[0013]進一步的，所述柔輪(18)的材料采用柔韌性較高的合金結構鋼。
[0014]進一步的，所述柔輪(18)的材料為35CrMnSiA。
[0015]本發明的工作原理是，所述高速軸⑴與電機連接，并帶動所述凸輪(17)旋轉，即帶動所述波發生器旋轉；所述波發生器連續旋轉使所述柔輪(18)產生撓性彈性變形，所述柔輪(18)齒數比所述剛輪(6)齒數少，優選為少2或3個，通過旋轉產生錯齒運動，從而使所述柔輪(18)實現在長軸、短軸范圍內可控的撓性彈性變形。在長軸兩端所述柔輪(18)外齒與所述剛輪出)內齒完全嚙合；而在短軸兩端處所述柔輪(18)外齒與所述剛輪￠)內齒完全脫開；在長軸和短軸之間區段所述柔輪(18)外齒與所述剛輪(6)內齒處于一段嚙入、一段嚙出狀態，當所述波發生器連續旋轉，則所述柔輪(18)外齒與所述剛輪(6)內齒周期性嚙入、完全嚙合、嚙出和脫開四種狀態交替出現，所述波發生器的旋轉運動使所述柔輪外齒(18)與所述剛輪￠)內齒逐漸嚙入和逐漸脫開。
[0016]與現有技術比，本發明通過減薄短筒柔輪的壁厚，同時在韌性變形范圍內的情況下縮短柔輪臂長，使短筒柔輪諧波減速器的臂長與內孔比值縮小，即縮小柔輪的臂長L與內孔直徑D的比值，從而實現縮小軸向尺寸，使諧波減速器的體積減小和重量減輕明顯，并實現較大的力矩傳遞輸出。
[0017]本發明尤其適合應用于機器人運行工作、機械手驅動機構，特別是在高溫高熱、強輻射等惡劣的環境中，用于運動過程中精確定位，實現準確運動，達到精確的位置、位移控制，實現移動過程中的精確微調，對準確實現預定目標起著至關重要的作用。再者，本發明不但具有普通諧波減速器的特點，它還能實現在狹小的空間內能準確、有效、平穩、高效率實現大傳動比的優點；它最大的優點是克服了普通諧波減速器體積大、重量重、傳遞力矩小的技術問題。此外，短筒柔輪諧波減速器在同一傳動比條件下軸向尺寸縮短，實現體積減小、重量減輕、剛度顯著增強、傳動精度高、回差小、輸出力矩大。
【附圖說明】
[0018]圖1，為本發明短筒柔輪諧波減速器結構示意圖。
[0019]圖2，為本發明短筒柔輪諧波減速器結構示意圖的左視圖。
[0020]圖3，為本發明波發生器裝配示意圖。
[0021]圖4，為本發明柔輪示意圖。
[0022]圖5，為本發明波發生器連續運動示意圖。
[0023]圖中，1-高速軸；2、12、13_軸承；3、14_軸用彈性擋圈；4-擋片；5_柔性軸承；6-剛輪；7、10、20、22_螺釘；8-銷子；9_鍵；11、19、23_彈簧墊圈；15_低速軸；16_殼體；17-凸輪；18_柔輪；21_端蓋；其中，4、5、7、17組成波發生器。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖進一步詳細說明本發明的實施過程。
[0025]如圖1?2所示，分別為本發明的短筒柔輪諧波減速器結構示意圖和短筒柔輪諧波減速器結構示意圖的左視圖。短筒柔輪諧波減速器，包括高速軸I ;軸承2、12和13 ;軸用彈性擋圈3和14 ;擋片4 ;柔性軸承5 ;剛輪6 ;螺釘7、10、20和22 ;銷子8 ;鍵9 ;彈簧墊圈11、19和23 ;低速軸15 ;殼體16 ;凸輪17 ;柔輪18 ;端蓋21。其中，波發生器由擋片4、柔性軸承5、螺釘7和凸輪17構成。剛輪6銷子8、螺釘20和彈簧墊圈19緊固連接在殼體16上，剛輪6的外圓與殼體16孔過渡配合，且保證兩者同軸度< 0.02mm。
[0026]首先電機與高速軸I連接，電機旋轉帶動高速軸I旋轉，高速軸1、鍵9、凸輪17固連在一起帶動凸輪旋轉，即帶動波發生器連續旋轉，通過波發生器旋轉使柔輪18也旋轉，由于柔輪18齒數比剛輪6齒數少2個或3個，通過波發生器旋轉使柔輪18外齒與剛輪6內齒嚙合，剛輪6通過銷子8、彈簧墊圈19和螺釘20固連在殼體16止口內孔里不運轉，通過錯齒旋轉運動使柔輪18實現輸出旋轉運動，低速軸15與柔輪18通過螺釘10和彈簧墊圈11固連在一起使低速軸15輸出旋轉運動，從而實現高精