一種諧波齒輪減速器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及諧波傳動技術領域，尤其涉及一種諧波齒輪減速器。
【背景技術】
[0002] 諧波傳動具有結構簡單、重量輕、傳動比范圍大、傳動精度高、齒隙小、同時喃合齒 數多W及實現向密閉空間傳遞運動及動力等眾多獨特的優點。近幾十年來，諧波齒輪傳動 技術和傳動裝置已被廣泛應用于空間技術、機床、儀器儀表、機器人、汽車、造船、紡織、冶 金、常規武器、精密光學設備、印刷包裝機械W及醫療器械等領域。國內外的應用實踐證明， 無論是作為高靈敏度隨動系統的精密諧波傳動，還是作為傳遞大轉矩的動力諧波傳動，都 表現出了良好的性能。
[0003] 隨著在各種自動化設備中的應用越來越多，機器人關節、飛行器用伺服機構等特 定工況伺服動力傳動機構對諧波齒輪傳動要求越來越高，尤其對體積、重量、動力特性、可 靠性等方面的要求幾乎達到苛刻的地步。而常用的漸開線齒形諧波傳動存在諸多缺點：齒 根部應力集中較嚴重，易疲勞斷裂；輪齒接觸應力大，喃合區間小，影響承載能力；重載傳 動時尖點喃合柔輪易發生崎變，難W實現高剛度，并會引起喃合齒廓干涉或滑齒，嚴重制約 整體承載能力。普通雙圓弧齒廓雖然在一定程度上提高了承載能力，卻由于無法變位，生產 巧雌能力受到極大限制，缺少實際使用價值。諧波傳動齒形、參數和結構設計的研究不夠深 入，遠遠落后于機器人關節、航天伺服機構等特定工況對諧波傳動裝置的性能要求，制約了 機器人技術和其它精密傳動技術的發展。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種諧波齒輪減速器，克服了普通漸開線諧波齒輪傳動高 承載下易出現齒根部應力集中、疲勞斷裂、尖點喃合、柔輪崎變、卡齒和滑齒等不足。
[0005] 實現本發明目的的技術解決方案為；一種諧波齒輪減速器，包括柔輪、剛輪、楠 圓凸輪波發生器，柔輪的杯底與輸出軸連接，楠圓凸輪波發生器與輸入軸連接；柔輪沿 杯口的外壁設有齒廓，齒廓起始位置距離杯口邊緣距離為bi;楠圓凸輪波發生器設置在 柔輪杯口內壁，楠圓凸輪波發生器的軸向寬度對稱線與柔輪的齒廓寬度對稱線重合；剛 輪與殼體固定連接，剛輪內壁設有與上述齒廓相配合的齒廓，剛輪套設在柔輪設有楠圓 凸輪波發生器一端的外側，剛輪與柔輪通過齒廓喃合連接，剛輪的齒廓寬度對稱線與柔 輪的齒廓寬度對稱線重合；上述柔輪采用圓弧-漸開線-圓弧的齒廓，其基本齒廓參數 為；齒頂高系數/4 =0.6-1.2,齒根高系數喊=〇.8~I·35,頂隙系數(=〇.2~0. 35，壓力 角α=15。~25。，齒頂工作段圓弧半徑系數=1,4~1.8 ,齒根工作段圓弧半徑系數 冷=y.25~1,雄在，齒厚比K=Ef/Sr= 1. 〇5~1.2,齒根過渡圓弧半徑系數皆=0.2~比6;， 齒頂厚系數武>0.2，*表示相應參數除W模數的系數。
[0006] 為了防止上述柔輪的齒廓在喃入過程中發生齒頂干涉現象，齒頂部分作圓角處 理，圓角半徑系數馬=0.1~0. 2。
[0007] 剛輪采用圓弧-漸開線-圓弧的齒廓，其壓力角與上述柔輪的齒廓一致， 其基本齒廓參數為：齒頂高系數璋?= 0.6~1.2，齒根高系數爲=0.8~1.35，頂隙 系數4 = 0.2~0.35,齒頂工作段圓弧半徑大于柔輪齒根工作段圓弧半徑，其系數 《，=1,5~10，齒根工作段圓弧半徑系數馬-成G，齒厚比K=Eg/Sg= 1.05~ 1. 2,齒根過渡圓弧半徑系數巧;=〇.2~。
[000引柔輪齒廓完全喃入剛輪時的喃合深度系數二1.4~I.W.
[0009] 柔輪的齒廓寬度為1? ;剛輪的齒廓寬度為be,be=bK+(2~3)，單位為mm。
[0010] 上述齒廓起始位置距離杯口邊緣距離為bi，bi= 0.化HD
[0011] 本發明與現有技術相比，其顯著優點是：本發明諧波齒輪減速器中柔輪和剛輪的 齒廓采用新齒廓代替漸開線齒廓，減小了齒根應力集中，消除了邊緣接觸，重載傳動下柔輪 不易發生崎變，模形側隙更有利于油膜形成；另一方面，W此代替普通雙圓弧齒廓，解決了 刀具無法變位的問題，有效地提高了制造能力。在喃合過程中，柔輪和剛輪齒廓處于連續共 輛喃合狀態，并存在柔輪凸齒廓和凹齒廓分別與剛輪凹齒廓和凸齒廓同時處于共輛運動的 "雙共輛"喃合區間，擴大了輪齒喃合區域，增大了喃合深度，同時還減小了接觸應力，提高 了諧波齒輪減速器的喃合剛度、傳動效率和承載能力。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發明諧波齒輪減速器的剖視圖。
[0013] 圖2是本發明柔輪與剛輪的整體喃合示意圖。
[0014] 圖3是本發明諧波齒輪減速器柔輪的齒廓曲線。
[0015] 圖4是本發明諧波齒輪減速器剛輪的齒廓曲線。
[0016] 圖5是本發明實施例柔輪與剛輪的局部喃合7K意圖。
[0017] 圖6是本發明柔輪滾刀法面齒廓的基準模型。
【具體實施方式】
[001引下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0019] 一種諧波齒輪減速器，包括柔輪1、剛輪2、楠圓凸輪波發生器3和殼體，柔輪1、剛 輪2和楠圓凸輪波發生器3均置于殼體內，柔輪1的杯底與輸出軸連接，楠圓凸輪波發生 器3與輸入軸連接；柔輪1沿杯口的外壁設有齒廓，齒廓起始位置距離杯口邊緣距離為bi; 楠圓凸輪波發生器3設置在柔輪1杯口內壁，楠圓凸輪波發生器3的軸向寬度對稱線與柔 輪1的齒廓寬度對稱線重合；剛輪2與殼體固定連接，剛輪2內壁設有與上述齒廓相配合 的齒廓，剛輪2套設在柔輪1設有楠圓凸輪波發生器3 -端的外側，剛輪2與柔輪1通過 齒廓喃合連接，剛輪2的齒廓寬度對稱線與柔輪1的齒廓寬度對稱線重合；上述柔輪1采 用圓弧-漸開線-圓弧的齒廓，其基本齒廓參數為：齒頂高系數苗^ = 0.6~1.2，齒根高系 數語=0.8…l.35,頂隙系數4=0.2心O.35,壓力角α二！5。~25。，齒頂工作段圓弧半 徑系數成A= 1.4~1J，齒根工作段圓弧半徑系數= (1.25 ~i.5)iC，齒厚比Κ=Ef/Sf= 1. 05~1. 2,齒根過渡圓弧半徑系數成> 0.2~0.6，齒頂厚系數<S化2，*表示相應參數除 W模數的系數。
[0020] 為了防止上述柔輪1的齒廓在喃入過程中發生齒頂干涉現象，齒頂部分作圓角處 理，圓角半徑系數片=化1~0.2。
[0021] 剛輪2采用圓弧-漸開線-圓弧的齒廓，其壓力角與上述柔輪1的齒廓一 致，其基本齒廓參數為：齒頂高系數/心=0.6~1.2,齒根高系數~05,頂隙 系數4=〇·2-〇·35 ,齒頂工作段圓弧半徑大于柔輪1齒根工作段圓弧半徑，其系數 礙=1樂~2.0，齒根工作段圓弧半徑系數穴;,，二(1.1 -- 1.3)/C,，齒厚比Κ=Eg/Sg= 1. 05~ 1. 2,齒根過渡圓弧半徑系數《=0.2~0.6。
[00過柔輪1齒廓完全喃入剛輪2時的喃合深度系數的二1.4~1.65。
[002引柔輪1的齒廓寬度為bu;剛輪2的齒廓寬度為be,be=V(2~3)，單位為mm。 [0024] 上述齒廓起始位置距離杯口邊緣距離為bi，bi= 0.
[00巧]結合圖1，一種諧波齒輪減速器包括柔輪1、剛輪2、楠圓凸輪波發生器3,其中剛輪 2和楠圓凸輪波發生器3為剛性體，柔輪1的杯底與輸出軸連接，楠圓凸輪波發生器3與輸 入軸連接，剛輪2與殼體固定連接；柔輪1沿杯口的外壁設有齒廓；楠圓凸輪波發生器