波發生器外置式諧波齒輪機構柔輪最少齒數的計算方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及齒輪傳動技術領域，具體涉及一種波發生器外置式諧波齒輪機構柔輪 最少齒數的計算方法。
【背景技術】
[0002] 諧波齒輪機構主要由柔輪、剛輪和波發生器三個基本構件組成，波發生器對柔輪 的變形起產生和控制的作用，柔輪的彈性變形使柔輪和剛輪之間產生錯齒運動，從而實現 動力和運動的傳遞。諧波齒輪機構具有其它齒輪機構不具備的優點：如結構簡單、傳動比大 且范圍寬；同時嚙合的齒數多即承受載荷的齒數多、承載能力大；傳動平穩、無沖擊，因而 它在航空航天、雷達系統、機床、儀表、機器人、石油化工機械、紡織、起重機械等領域得到了 廣闊的應用。
[0003] 縱觀目前的諧波齒輪機構，其波發生器一般位于柔輪內部，屬于波發生器內置式 諧波齒輪機構，其研宄已經比較深入。由于波發生器內置，柔輪輪緣上的輪齒向外呈放射狀 分布，與剛輪相嗤合的柔輪輪齒的齒根處存在較大的應力集中，受波發生器產生的交變力 的作用，此處易發生疲勞斷裂。
[0004] 如果把波發生器設計在柔輪外部，成為波發生器外置式諧波齒輪機構，就可以解 決上述問題，從而滿足特殊場合的應用需要。國外在數控機床等產品中已經采用了波發生 器外置式諧波齒輪機構，但是國外對諧波齒輪傳動技術實行嚴格保密，也沒有相關的外文 資料作詳細介紹，使得波發生器外置式諧波齒輪機構的設計方法在我國尚處于摸索之中。 特別是對于波發生器外置式諧波齒輪機構中的關鍵齒輪---柔輪的設計，主要依賴設計師 們的經驗、借助類比法進行。為了使外置式諧波齒輪機構的體積更小、重量更輕，希望柔輪 的齒數取少一些，但是國內機械設計手冊及有關工具書中均沒有提及波發生器外置式諧波 齒輪機構柔輪最少齒數的計算方法。
【發明內容】
[0005] 為了解決上述技術問題，本發明提供了一種算法簡單、使用方便的波發生器外置 式諧波齒輪機構柔輪最少齒數的計算方法，以克服由于柔輪變形、應力分析的復雜性導致 柔輪齒數的確定依據不充分之不足。
[0006] 為了達到上述目的，本發明采用了如下技術方案：
[0007] -種波發生器外置式諧波齒輪機構柔輪最少齒數的計算方法，包括以下步驟：
[0008] (1)按照設計要求，擬定柔輪疲勞強度的許用安全系數[n];
[0009] (2)用類比法選取柔輪的材料及其熱處理方式；
[0010] (3)從材料機械性能手冊查得柔輪材料的彎曲疲勞極限0 、彈性模量E ;
[0011] ⑷擬定柔輪與剛輪的齒數差K ;
[0012] (5)按公式
【主權項】
1. 一種波發生器外置式諧波齒輪機構柔輪最少齒數的計算方法，其特征在于，所述方 法包括如下步驟： (1) 按照設計要求，擬定柔輪疲勞強度的許用安全系數[n]; (2) 用類比法選取柔輪的材料及其熱處理方式； (3) 從材料機械性能手冊查得柔輪材料的彎曲疲勞極限〇_i、彈性模量E; (4) 根據諧波齒輪傳動的齒數差應該等于波數的整數倍的原則，擬定柔輪與剛輪的齒 數差K; (5) 按公式
計算柔輪齒數的最小容許值Zh，其中，L=E[n]K/ 〇 _1; (6) 按公式 ZE=[ZJ+1 計算柔輪的最少齒數ZK，其中，[ZJ表示不大于Zh值的最大整數。
【專利摘要】本發明涉及一種波發生器外置式諧波齒輪機構柔輪最少齒數的計算方法，包括如下步驟：(1)根據設計要求，擬定柔輪疲勞強度許用安全系數；(2)用類比法選取柔輪材料及其熱處理方式；(3)從材料機械性能手冊查得柔輪材料的彎曲疲勞極限、彈性模量；(4)擬定柔輪與剛輪的齒數差；(5)計算柔輪齒數的最小容許值；(6)確定柔輪的最少齒數。與現有技術相比，本發明填補了機械設計手冊及相關書籍中對波發生器外置式諧波齒輪機構柔輪齒數最小值計算方面的空白，避免了柔輪齒數確定的盲目性；本發明計算過程簡單明了，可直接用于波發生器外置式諧波齒輪機構中柔輪、剛輪的配齒計算。
【IPC分類】F16H55-06, F16H55-08, F16H55-17
【公開號】CN104806725
【申請號】CN201510111608
【發明人】祝海林, 鄒旻, 劉子堯
【申請人】常州大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年3月13日