CN104791474A - 一种谐波减速器的自动调节间隙波发生器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及谐波减速器领域，具体为谐波减速器的自动调节间隙波发生器，包括基座、联接轴、轴承杆和支撑轴承，所述基座套设在所述联接轴上并固定配合，所述支撑轴承设置在轴承杆上，基座上设有供轴承杆穿过并使其靠近或远离联接轴的条形孔，该条形孔两个为一组，基座上至少设有一组并以联接轴成轴对称，支撑轴承凸出到基座轮廓线外，所述轴承杆和联接轴之间设有驱使轴承杆沿条形孔向外的弹簧。本发明的有益效果在于：该波发生器能够自主对谐波减速器的柔轮和刚轮的啮合间隙进行调节。

Description

一种谐波减速器的自动调节间隙波发生器

技术领域

本发明属于谐波减速器技术领域，特别涉及一种谐波减速器的自动调节间隙波发生器。

背景技术

谐波减速器的全称为谐波齿轮减速器，主要包括刚轮、柔轮和使柔轮发生径向变形的波发生器。谐波减速器是一种新型的机械传动变速机构。与普通齿轮传动相比，具有体积小，重量轻，结构简单，传动比范围大(单级传动比为40～350，多级传动比可达1600～100000)，传动效率高，传动精度高，承载能力强等特点，可广泛用于航空、航天、工业机器人、机床微量进给、通讯设备、纺织机械、化纤机械、造纸机械、差动机构、印刷机械、食品机械和医疗器械等领域。

谐波减速器的传动原理为：当波发生器为主动时，在柔轮内转动使柔轮发生变形(可控的弹性变形)，这时柔轮的齿就在变形的过程中进入(啮合)或退出(啮离)刚轮的齿间，在波发生器的长轴处处于完全啮合，而短轴处的齿处在完全脱开状态。

波发生器通常有两种，如图1所示为采用凸轮式波发生器的谐波减速器，由刚轮110、柔轮120和凸轮式波发生器组成，凸轮式波发生器由凸轮130和柔性轴承组成。凸轮式波发生器在制造的时候，不但要满足柔轮和刚轮能错齿运动，还要尽可能的降低凸轮和柔性轴承之间的磨损，因此在加工时，对于凸轮的尺寸和使用材料均有较高要求，以至于该波发生器的制造成本非常高。

如图2所示为采用滚轮式波发生器的谐波减速器，由刚轮210、柔轮220和凸轮式波发生器组成，此种波发生器通过支撑轴230（支撑盘）支撑至少两个滚轮240，通过滚轮240对柔轮220向外挤压，使得柔轮220和刚轮210产生错齿运动。

针对于滚轮式波发生器来说，它是通过支撑的滚轮代替凸轮式波发生器的凸轮结构，滚轮使用普通的轴承即可，在轴承成本上虽要低于凸轮式波发生器，但是由于对支撑轴本身的尺寸形状（要求两臂完全对称）和安装位置均要求较高，因此支撑轴的加工精度要求较高，加工成本较高。

现有滚轮式波发生器的支撑轴（或支撑盘）为恒定尺寸，对于安装在支撑轴上的滚轮所处的位置不能自动可调，柔轮和刚轮之间的啮合的相对位置也不能进行自动调整，在长期运动下，特别是驱动力不稳定的情况下导致在传动过程中，柔轮的齿牙出现磨损的现象，使得柔轮和刚轮之间的啮合紧密性不够，造成柔轮和刚轮侧滑情况，使得整个谐波减速器的传动精度下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够自动调节柔轮和刚轮之间的啮合间隙，并能降低其制造成本的波发生器。

为了实现上述目的，本发明提供的谐波减速器的自动调节间隙波发生器，包括基座、联接轴、轴承杆和支撑轴承，所述基座套设在所述联接轴上并固定配合，所述支撑轴承设置在轴承杆上，基座上设有供轴承杆穿过并使其靠近或远离联接轴的条形孔，该条形孔两个为一组，基座上至少设有一组并以联接轴成轴对称，支撑轴承凸出到基座轮廓线外，所述轴承杆和联接轴之间设有驱使轴承杆沿条形孔向外的弹簧。

本发明的原理和优点在于，将本波发生器安装在谐波减速器的柔轮内，柔轮与刚轮啮合，具体是，在安装时，通过弹簧调节轴承杆所处的位置，使得轴承杆上的支撑轴承挤压柔轮，可使柔轮与刚轮啮合的更紧密。传动过程中，联接轴在外部传动件的带动下，带动基座也同轴转动，基座带动支撑轴承转动，支撑轴承转动时，挤压柔轮，使得柔轮和刚轮错齿运动。

在传动过程中，如果负载的反作用力超出柔轮和刚轮啮合的传动强度，支撑轴承本身具有一个回缩的能力，支撑轴承回缩，使得柔轮和刚轮之间出现暂时的空转，从而实现对传动部件的保护。不可避免的情况，在谐波减速器长期工作下，柔轮与刚轮之间出现磨损情况，由于连接支撑轴承的轴承杆可以在弹簧支撑下靠近或远离联接轴，支撑轴承会在弹簧支撑下适应性的向外张开，从而来弥补柔轮和刚轮之间出现的间隙，通过本波发生器能够自动调节柔轮和刚轮之间的啮合间隙，从而使柔轮和刚轮始终保持紧密的啮合。

由于柔轮和刚轮之间可自动调节间隙，那么在制造过程中，通过基座代替了滚轮式的支撑轴，基座轮廓可制造成标准的圆，对制造精度要求较低，相对制造精确尺寸的支撑轴来说加工成本也大大降低。由于支撑轴承可以自动微调，采用普通轴承作为支撑轴承即可，不需要对轴承进行特殊处理，也进一步降低了加工成本。

进一步，为了加工方便，所述基座上设置有容纳支撑轴承的凹槽，在制造时可以直接通过车削进行加工，在安装过程中将支撑轴承放置于凹槽内，既能保证支撑轴承转动不受基座干扰，也减小波发生器的设计体积。

进一步，为了防止基座错位，所述联接轴一端设置有承台，所述基座置于承台上方并与其固定，将基座固定在承台上，能够有效防止在动力传递过程中基座和联接轴发生空转侧滑，保证传动的有效性。

进一步，为了安装方便，所述基座上方设有与其通过沉头螺栓连接的固定板。这样在安装时为了防止凹槽内的轴承滑出，将固定板固定于基座上方，覆盖凹槽的上方，能够限制支撑轴承的轴向自由度，防止支撑轴承从上方脱出。并且，采用沉头螺栓连接，不仅拆装方便，而且相对于普通螺栓（普通螺栓的头部会伸出固定板）来说，将采用该波发生器的谐波减速器安装到其他结构上时，不会影响其安装。

进一步，为了轴承杆能够平稳的移动，所述弹簧为两个并以轴承杆中心成上、下对称设置，当轴承杆与基座出现相对运动时候，通过上、下两个弹簧同时对轴承杆进行支撑，使得轴承杆受力均衡，保证了轴承杆的平稳性。

进一步，为了保证弹簧对轴承杆有足够的支撑力和回复力，弹簧为叠片弹簧；由于叠片弹簧不会存在侧弯的特性，使用叠片弹簧能够保证弹簧传力的方向保持在弹簧的轴线方向。

进一步，每根轴承杆上设有上下重叠的两个相同的支撑轴承，使得支撑轴承与柔轮接触面积增加，进一步使得柔轮和刚轮啮合更加紧密。

进一步，为了使得柔轮能够得到较好的支撑，所述基座上还设置有对柔轮支撑的辅助轴承，所述辅助轴承成对设置，且一对辅助轴承之间的距离小于一对支撑轴承之间的距离。

进一步，为了方便外界的传动件与联接轴固定连接，所述联接轴中部设置有连接孔且连接孔的孔壁设置有锁紧孔。在连接时，将外部的传动件插入到连接孔内，可通过锁紧螺栓锁紧，从而实现传动件与联接轴的固定。

进一步，基座上设有便于观察沉头螺栓是否拧到位的观察槽，当沉头螺栓拧紧时，如果观察槽水平无法观察到沉头螺栓的下部，说明沉头螺栓长度不够或未拧紧。

附图说明

图1为背景技术提到的凸轮式谐波减速器的结构示意图；

图2为背景技术提到的滚轮式谐波减速器的结构示意图；

图3为本发明实施例中谐波减速器的自动调节间隙波发生器的结构示意图；

图4为图3中A-A处的剖面视图；

图5为图3的俯视图；

图6为图3的仰视图；

图7为图3中基座的结构示意图；

图8为图7中基座的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细的说明：

如图3～图8所示，其附图标记列举：联接轴310 、承台311 、卡进槽312 、锁紧孔313 、基座320 、凹槽321 、观察槽322 、 条形孔323 、螺纹孔324 、销孔325 、支撑轴承330 、 轴承杆331 、辅助轴承332 、 支撑台340 、固定板350 、沉头螺栓351 、叠片弹簧360 。

如图3和图4所示，本实施例中的谐波减速器的自动调节间隙波发生器，包括基座320、联接轴310和支撑轴承330，基座320套在联接轴310外壁并固定，固定的方式有多种，可以是键固定、螺栓固定、卡槽固定；本实施例是通过过盈配合进行固定。如图7所示，基座320上设有供轴承杆331穿过并使其靠近或远离联接轴310的条形孔323，条形孔323壁上还设有与条形孔323垂直的销孔325；同时轴承杆上也对应设置有直径大于销孔的滑动孔，在销孔325和滑动孔中插入可限制轴承杆331竖直方向运动的销。条形孔323两个为一组，基座320上设有一组条形孔323，还可以根据啮合齿数的要求，如果在啮合齿数多的情况下，增加条形孔323的组数，每组条形孔323以联接轴310成轴对称。基座320上设置有容纳轴承的凹槽321，支撑轴承330设置在轴承杆331上，轴承杆331和联接轴310之间设置支撑轴承杆331的两对叠片弹簧360，如果对于弹簧伸缩精度要求不高的情况下可使用普通压簧，或者要限制弹簧回复的路径，还可以在弹簧外部设置通道，该通道设置在基座320或是固定板350上均可。

支撑轴承330凸出到基座轮廓线以外，以联接轴成轴对称的支撑轴承构成挤压柔轮的椭圆长轴，支撑轴承的运动轨迹即为柔轮和刚轮啮合运动轨迹。

如图4和图6所示，在联接轴310下端设置有承台311，基座320和承台311之间还设置支撑台340，支撑台340将波发生器整体固定于联接轴竖直方向的中间位置，承台311边缘设置卡进槽312，将支撑台340卡进承台的卡进槽312内，来限制支撑台340的位置。

如图3和图5所示，基座320上方设有固定板350，固定板350与基座320均设置有螺纹孔324，固定板350和基座320通过沉头螺栓351进行固定连接。在安装时候为了防止凹槽321内的支撑轴承330滑出，将固定板350固定于基座320上方，能够将支撑轴承330限制在凹槽321内。

如图5所示，基座320上还设置有对柔轮支撑的辅助轴承332，辅助轴承332成对出现，且一对辅助轴承332之间的距离小于一对支撑轴承330之间的距离。辅助轴承332的组数可根据对柔轮支撑的需要来设计。

如图4所示，联接轴中部设置有连接孔且连接孔的孔壁设置有锁紧孔313。在连接时，将外部的传动部件插入到连接孔内，通过锁紧螺栓拧入到锁紧孔313内实现传动部件与联接轴310的固定。

如图7和图8所示，基座320上设有便于观察沉头螺栓351是否拧到位的观察槽322，当沉头螺栓351拧紧时候，如果观察槽322水平无法观察到沉头螺栓351的下部，说明沉头螺栓351长度不够或未拧紧。

将本波发生器安装在谐波减速器的柔轮内，柔轮与刚轮再进行配合。在安装时，通过弹簧调节轴承杆331所处的位置，使得轴承杆331上的支撑轴承330挤压柔轮，使得柔轮与刚轮进行有效啮合。传动过程中，联轴器在外部传动件的带动下，使得基座320也同轴转动，支撑轴承330转动时候能够逐渐改变挤压柔轮的位置来实现谐波传动。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种谐波减速器的自动调节间隙波发生器，包括基座、联接轴、轴承杆和支撑轴承，其特征在于：所述基座套设在所述联接轴上并固定配合，所述支撑轴承设置在轴承杆上，基座上设有供轴承杆穿过并使其靠近或远离联接轴的条形孔，该条形孔两个为一组，基座上至少设有一组并以联接轴成轴对称，支撑轴承凸出到基座轮廓线外，所述轴承杆和联接轴之间设有驱使轴承杆沿条形孔向外的弹簧。

2.根据权利要求1所述的谐波减速器的自动调节间隙波发生器，其特征在于：所述基座上设置有容纳支撑轴承的凹槽。

3.根据权利要求1所述的谐波减速器的自动调节间隙波发生器，其特征在于：所述联接轴一端设置有承台，所述基座置于承台上方并与其固定。

4.根据权利要求1所述的谐波减速器的自动调节间隙波发生器，其特征在于：所述基座上方设有与其通过沉头螺栓连接的固定板。

5.根据权利要求1所述的谐波减速器的自动调节间隙波发生器，其特征在于：所述弹簧为两个并以轴承杆中心成上、下对称设置。

6.根据权利要求1或5所述的谐波减速器的自动调节间隙波发生器，其特征在于：所述弹簧为叠片弹簧。

7.根据权利要求1所述的谐波减速器的自动调节间隙波发生器，其特征在于：每根轴承杆上设有上下重叠的两个相同的支撑轴承。

8.根据权利要求1或2所述的谐波减速器的自动调节间隙波发生器，其特征在于：所述基座上还设置有对柔轮支撑的辅助轴承，所述辅助轴承成对设置，且一对辅助轴承之间的距离小于一对支撑轴承之间的距离。

9.根据权利要求1所述的谐波减速器的自动调节间隙波发生器，其特征在于：所述联接轴中部设置有连接孔且连接孔的孔壁设置有锁紧孔。

10.根据权利要求1或9所述的谐波减速器的自动调节间隙波发生器，其特征在于：所述基座上设有便于观察沉头螺栓是否拧到位的观察槽。