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，剛性齒輪內設有柔性齒輪，柔性齒輪中設有柔性軸承，柔性軸承中設有凸輪，柔性軸承與凸輪構成諧波發生器；剛性齒輪和柔性齒輪的輪齒嚙合方式為擺線針齒嚙合。本發明擺線針齒諧波減速器的精度保持能力和傳動效率高，使用壽命長。
【專利說明】
一種擺線針齒諧波減速器
技術領域
[0001]本發明涉及減速器，具體是涉及一種擺線針齒諧波減速器。
【背景技術】
[0002]諧波減速器又稱諧波減速機或稱諧波傳動減速器，是利用行星齒輪原理發展起來的一種新型減速器。參照圖1、2，諧波減速器主要由剛性齒輪I’、柔性齒輪2’、波發生器三個基本構件組成，波發生器由凸輪3 ’和柔性軸承4 ’構成，通過波發生器使柔性齒輪2 ’產生可控彈性變形，并與剛性齒輪I ’嚙合來傳遞運動和動力的齒輪傳動。
[0003]參照圖3，現有諧波減速器的剛性齒輪I’與柔性齒輪2’輪齒間嚙合運動為滑動，輪齒的嚙合面形成滑動摩擦，滑動摩擦磨損大，降低了減速器的精度保持能力、傳動效率和使用壽命。
[0004]同時，由于諧波減速器是通過柔性齒輪2’的徑向循環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現傳遞運動和動力的目的，且現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 ’通常為薄壁筒狀結構，該結構雖然減小了變形抗力，卻降低了柔性齒輪2’傳遞力矩的扭轉剛度，影響了諧波減速器的傳動精度;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 ’在圓周上反復產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。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是，克服上述【背景技術】的不足，提供一種精度保持能力和傳動效率高，使用壽命長的擺線針齒諧波減速器。
[0006]本發明解決其技術問題采用的技術方案是，一種擺線針齒諧波減速器，包括剛性齒輪，所述剛性齒輪內設有柔性齒輪，所述柔性齒輪中設有柔性軸承，柔性軸承中設有凸輪，柔性軸承與凸輪構成諧波發生器;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有彈性補償裝置。
[0009]進一步，所述彈性補償裝置為一中部開有弧形細長槽孔的弧形塊，弧形塊的內弧面中部與凸輪本體連接成一體，弧形塊的內弧面左部和右部與凸輪本體之間均開有第一縫槽，弧形塊的兩側與凸輪本體之間均開有第二縫槽，同側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]與現有技術相比，本發明的優點如下:(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傳遞運動(或動力)輪齒間的磨損，提高諧波減速器精度保持能力和傳動效率;(2)減小柔性齒輪和柔性軸承因變形所產生的疲勞載荷，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柔性齒輪傳遞力矩的扭轉剛度，從而增強抗扭能力，提高諧波減速器傳動精度。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是現有諧波減速器的端面視圖。
[0012]圖2是現有諧波減速器的軸向剖面視圖。
[0013]圖3是現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的局部放大圖A0
[0014]圖4是本發明實施例1的端面視圖。
[0015]圖5是圖4所示實施例的軸向剖面視圖。
[0016]圖6是圖4所示實施例的剛性齒輪與柔性齒輪輪齒形狀及嚙合狀態的局部發大圖B。
[0017]圖7是圖4所示實施例的剛性齒輪與柔性齒輪輪齒形狀及未嚙合狀態的局部發大圖C。
[0018]圖8是圖4所示實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是本發明實施例2的端面視圖。
[0023]圖13是圖12所示實施例的凸輪的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0025]實施例1
參照圖4-11，本實施例包括剛性齒輪1，剛性齒輪I內設有柔性齒輪2，柔性齒輪2中設有柔性軸承4，柔性軸承4中設有凸輪3，柔性軸承4與凸輪3構成諧波發生器;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的輪齒間嚙合運動主要為滾動，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]實施例2
同樣的傳動精度下，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，相對于剛性體的擺線齒輪而言，非剛性體柔性齒輪2加工時容易變形，加工制造難度更大。而在現有的技術條件下，諧波減速器采用擺線針齒嚙合的方式，加工精度難以達到所需要求，若加工精度達不到所需要求，則嚙合的輪齒之間容易產生干涉，影響傳動的平穩性甚至咬死;為避免影響傳動的平穩性或咬死現象，傳動輪齒之間需留有間隙，但留有間隙又會影響傳動精度。
[0027]本實施例可進一步解決上述問題。
[0028]參照圖12、13，本實施例與實施例1的區別僅在于:還設有彈性補償裝置5，凸輪3包括凸輪本體，彈性補償裝置5設于凸輪本體的外圓周邊緣。
[0029]彈性補償裝置5為一中部開有弧形細長槽孔6的弧形塊，弧形塊的內弧面中部與凸輪本體連接成一體，弧形塊的內弧面左部和右部與凸輪本體之間均開有第一縫槽7，弧形塊的兩側與凸輪本體之間均開有第二縫槽8，同側的第一縫槽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。彈性補償裝置5可有效消除傳動輪齒之間的間隙，且能使輪齒在傳動嚙合時不發生干涉。
[0030]本實施例將擺線針齒嚙合和彈性補償裝置5結合在一起，在不降低傳動精度的條件下，有效地回避高精度擺線針輪傳動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，以經濟的制造工藝實現高精度諧波減速器上的剛性齒輪I與柔性齒輪2輪齒傳動由滑動嚙合變為擺線針齒滾動嚙合。
[0031]本發明將擺線針輪減速器的擺線針齒嚙合應用到諧波減速器上，將原諧波減速器的傳動方式由滑動摩擦傳動改為擺線針輪的滾動摩擦傳動，輪齒的嚙合面形成滾動摩擦，滾動摩擦磨損小，能夠顯著提高諧波減速器精度保持能力、傳動效率和使用壽命。
[0032]同時，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】中所述，現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構，該結構雖然減小了變形抗力，卻降低了柔性齒輪2傳遞力矩的扭轉剛度，影響了諧波減速器的傳動精度。實際上，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，現有的諧波減速器只能降低柔性齒輪2壁厚來實現。本發明剛性齒輪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，本發明諧波減速器的柔性齒輪2壁厚可比傳統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傳遞力矩的扭轉剛度越高，柔性齒輪2抗扭能力也就越高，諧波減速器傳動精度也就越高。因此，在設計時，本發明可通過增加柔性齒輪2的壁厚來提高諧波減速器傳動精度。
[0034]本領域的技術人員可以對本發明進行各種修改和變型，倘若這些修改和變型在本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則這些修改和變型也在本發明的保護范圍之內。
[0035]說明書中未詳細描述的內容為本領域技術人員公知的現有技術。
【主權項】
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)內設有柔性齒輪(2)，所述柔性齒輪(2)中設有柔性軸承(4)，柔性軸承(4)中設有凸輪(3)，柔性軸承(4)與凸輪(3)構成諧波發生器;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有彈性補償裝置(5)。4.如權利要求3所述的擺線針齒諧波減速器，其特征在于:所述彈性補償裝置(5)為一中部開有弧形細長槽孔(6)的弧形塊，弧形塊的內弧面中部與凸輪本體連接成一體，弧形塊的內弧面左部和右部與凸輪本體之間均開有第一縫槽(7)，弧形塊的兩側與凸輪本體之間均開有第二縫槽(8)，同側的第一縫槽(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】F16H49/00GK106015515SQ201610572139
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月20日
【發明人】吳治華
【申請人】湖南同晟精傳技術有限公司