CN105276093B - 可提升咬合率的谐波减速机 - Google Patents

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Abstract

一种谐波减速机，主要包含有一刚性环齿轮、一啮接于刚性环齿轮的挠性环齿轮，以及一抵接于挠性环齿轮的波产生器，通过特殊的参数设计来修正波产生器的轮廓曲线，使得刚性环齿轮与挠性环齿轮之间的咬合率能够显著提升，如此即能达到增加传动精度及减少平均负载的效。

Description

可提升咬合率的谐波减速机
技术领域
本发明与减速装置有关，尤指一种可提升咬合率的谐波减速机。
背景技术
谐波减速机是一种具有高减速比的减速装置，在已知的结构配置上主要包含有一刚性环齿轮、一可转动地设于刚性环齿轮内的挠性环齿轮，以及一可转动地设于挠性环齿轮内的波产生器，其中的波产生器的轮廓形状为椭圆形。当波产生器受到动力源的驱动时会开始转动，这时候的挠性环齿轮会被波产生器的外周缘所推顶而产生变形，使得刚性环齿轮与挠性环齿轮之间在波产生器的长轴处可以完全咬合，而在波产生器的短轴处会完全脱离，由于刚性环齿轮与挠性环齿轮之间有齿数的差异，所以当波产生器持续转动时，此一齿数差异便能达到高减速比的效果，如此即可产生高力矩的输出。
由上述可知，当刚性环齿轮与挠性环齿轮之间的咬合率越高时，整体的传动精度会越好，齿与齿之间的平均负载也会降低，然而因为刚性环齿轮与挠性环齿轮之间的咬合率主要取决于波产生器的长、短轴之间的曲率变化，为了让波产生器的长、短轴之间具有优化的曲率关系，日本特许第4067037号专利案及第5256249号专利案分别针对波产生器的长、短轴的曲率提出修正设计，但是在前述现有专利案中所使用的修正方程式有一定的复杂度，而且在修正过后所能达到的效果并不如预期中的理想。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种谐波减速机，其能通过相对简单的参数设计来达到提升咬合率、增加传动精度，以及减少齿与齿之间的平均负载的效果。
为了达成前述目的，本发明的谐波减速机包含有一刚性环齿轮、一挠性环齿轮，以及一波产生器。该刚性环齿轮具有一内环齿部；该挠性环齿轮可转动地设于该刚性环齿轮内且具有一外环齿部，该外环齿部啮接于该刚性环齿轮的内环齿部；该波产生器可转动地设于该挠性环齿轮内且具有呈椭圆形的一外周缘，该外周缘抵接于该挠性环齿轮的内环面，而且，该外周缘的曲率半径定义为
r，x与y之间满足以下椭圆参数式：
x＝{a+Ca×(sin(4θ-(π/2))+1)}×sinθ，0≤θ≤2π
y＝{a+Cb×(sin(4θ-(π/2))+1)}×cosθ，0≤θ≤2π
在前述参数式中，a为该波产生器的外周缘的半长轴，Ca为半长轴修正系数，b为该波产生器的外周缘的半短轴，Cb为半短轴修正系数，θ为该波产生器的外周缘的离心角。
由此，当该谐波减速机的波产生器的外周缘经过曲率修正之后，在该波产生器驱动该挠性环齿轮相对该刚性环齿轮转动的过程中，该刚性环齿轮的内环齿部与该挠性环齿轮的外环齿部之间会增加彼此咬合的齿数而表现出良好的咬合率，使整体结构的传动精度会随的提升，齿与齿之间的平均负载会跟着降低。
附图说明
为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的波产生器的曲率修正示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的谐波减速机10包含有一刚性环齿轮20、一挠性环齿轮30，以及一波产生器40。
刚性环齿轮20具有一内环齿部22，挠性环齿轮30设置于刚性环齿轮20内且具有一外环齿部32，外环齿部32对应于刚性环齿轮20的内环齿部22。在此需要补充说明的是，刚性环齿轮20的内环齿部22的齿数比挠性环齿轮30的外环齿部32的齿数多了两齿，而且，刚性环齿轮20与挠性环齿轮30之间具有相同的模数，在此所指的模数为齿轮的节径除以齿数所得之商。
波产生器40设置于挠性环齿轮30内且具有呈椭圆形的一外周缘42，当波产生器40受到一动力源(图中未示)的驱动而开始转动时，挠性环齿轮30会被波产生器40的外周缘42所推顶而产生变形，使得刚性环齿轮20的内环齿部22与挠性环齿轮30的外环齿部32之间在波产生器40的长轴处可以完全咬合，而在波产生器40的短轴处会完全脱离。由此，刚性环齿轮20即能被挠性环齿轮30所带动来达到力矩输出的效果。
请参阅图2，在对波产生器40的外周缘42进行修正之前，先通过方程式
(1)取得波产生器40的外周缘42的初始曲率半径r0，其中的a为波产生器40的外周缘42的半长轴，b为波产生器40的外周缘42的半短轴，θ为波产生器40的外周缘42的离心角，接着通过方程式
(2)取得波产生器40的外周缘42的初始周长S0。
在开始修正时，先通过方程式(3)Es＝S-D0＝0.1m～0.8m取得波产生器40的外周缘42在修正后的周长S，其中的Es为波产生器40的外周缘42在修正前、后的周长变化量，m为刚性环齿轮20的模数或挠性环齿轮30的模数，接着通过方程式(4)取得波产生器40的外周缘42在修正后的曲率半径r，并配合方程式(5)取得x与y之间的关系。由于波产生器40的外周缘42在修正之后的任一点坐标,需要满足以下椭圆参数式：
x＝{a+Ca×(sin(4θ-(π/2))+1)}×sinθ，y＝{a+Cb×(sin(4θ-(π/2))+1)}×cosθ，0≤θ≤2π，其中的Ca为半长轴修正系数，Cb为半短轴修正系数，因此可以通过方程式(5)及前述椭圆参数式得到Ca与Cb之间的关系，最后再由Ca与Cb之间的关系而让波产生器40的外周缘42能够调整到优化的椭圆曲线。
由此，当波产生器40的外周缘42经过曲率修正之后，在波产生器40驱动挠性环齿轮30相对刚性环齿轮20转动的过程中，刚性环齿轮20的内环齿部22与挠性环齿轮30的外环齿部32之间会让啮入啮出的过程更加密集而增加彼此所咬合的齿数，如此即能达到提升咬合率、增加传动精度，以及降低各齿的平均负载的效果。

Claims (3)

1.一种可提升咬合率的谐波减速机，包含有：
一刚性环齿轮，具有一内环齿部；
一挠性环齿轮，可转动地设于该刚性环齿轮内且具有一外环齿部，该外环齿部啮接于该刚性环齿轮的内环齿部；以及
一波产生器，可转动地设于该挠性环齿轮内且具有呈椭圆形的一外周缘，该外周缘抵接于该挠性环齿轮的内环面，该外周缘的曲率半径定义为r，x与y之间满足以下椭圆参数式：
x＝{a+Ca×(sin(4θ-(π/2))+1)}×sinθ，0≤θ≤2π
y＝{b+Cb×(sin(4θ-(π/2))+1)}×cosθ，0≤θ≤2π
其中的a为该波产生器的外周缘的半长轴，Ca为半长轴修正系数，b为该波产生器的外周缘的半短轴，Cb为半短轴修正系数，θ为该波产生器的外周缘的离心角。
2.如权利要求1所述的可提升咬合率的谐波减速机，其中该波产生器的外周缘的初始周长为S0， 0≤θ≤2π，该波产生器的外周缘的修正后周长为S，该波产生器的外周缘在修正前、后的周长变化量为Es，Es＝S-S0＝0.1m～0.8m，m为挠性环齿轮的模数。
3.如权利要求2所述的可提升咬合率的谐波减速机，其中该刚性环齿轮与该挠性环齿轮之间具有相同的模数。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10760663B2 (en) * 2014-06-16 2020-09-01 Hiwin Technologies Corp. Method of making strain wave gearing
CN105822725B (zh) * 2015-01-06 2018-04-24 上银科技股份有限公司 可提升传动精度的谐波减速机
US10107130B2 (en) 2016-03-24 2018-10-23 United Technologies Corporation Concentric shafts for remote independent variable vane actuation
US10415596B2 (en) 2016-03-24 2019-09-17 United Technologies Corporation Electric actuation for variable vanes
US10190599B2 (en) 2016-03-24 2019-01-29 United Technologies Corporation Drive shaft for remote variable vane actuation
US10329946B2 (en) 2016-03-24 2019-06-25 United Technologies Corporation Sliding gear actuation for variable vanes
US10458271B2 (en) 2016-03-24 2019-10-29 United Technologies Corporation Cable drive system for variable vane operation
US10443430B2 (en) * 2016-03-24 2019-10-15 United Technologies Corporation Variable vane actuation with rotating ring and sliding links
US10288087B2 (en) 2016-03-24 2019-05-14 United Technologies Corporation Off-axis electric actuation for variable vanes
US10329947B2 (en) 2016-03-24 2019-06-25 United Technologies Corporation 35Geared unison ring for multi-stage variable vane actuation
US10294813B2 (en) * 2016-03-24 2019-05-21 United Technologies Corporation Geared unison ring for variable vane actuation
US10443431B2 (en) 2016-03-24 2019-10-15 United Technologies Corporation Idler gear connection for multi-stage variable vane actuation
US10301962B2 (en) 2016-03-24 2019-05-28 United Technologies Corporation Harmonic drive for shaft driving multiple stages of vanes via gears
CN106015515A (zh) * 2016-07-20 2016-10-12 湖南同晟精传技术有限公司 一种摆线针齿谐波减速器
CN107676456A (zh) * 2017-08-31 2018-02-09 成都瑞迪机械科技有限公司 长寿命谐波减速器
JP2019056454A (ja) * 2017-09-22 2019-04-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 波動歯車装置、及び内燃機関の可変圧縮比機構のアクチュエータ
CN110259912B (zh) * 2019-06-25 2020-09-29 珠海格力电器股份有限公司 波发生器、谐波减速器及传动系统
DE102020201392A1 (de) 2020-02-05 2021-08-05 Zf Friedrichshafen Ag Formoptimierte Wellscheibe

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61228142A (ja) * 1985-03-30 1986-10-11 Agency Of Ind Science & Technol 増減速駆動機用歯車
US4768996A (en) * 1987-05-19 1988-09-06 Kumm Industries, Inc. Continuously variable transmission
JPH02102948A (ja) * 1988-10-06 1990-04-16 Agency Of Ind Science & Technol 増減速駆動機用歯車
JP2675854B2 (ja) * 1989-04-21 1997-11-12 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 波動歯車の波動発生器
JP2916012B2 (ja) * 1991-03-01 1999-07-05 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 波動歯車装置
JP2530312Y2 (ja) * 1991-06-28 1997-03-26 株式会社椿本チエイン 転動ピン式減速機
JPH05256249A (ja) 1992-03-13 1993-10-05 Koji Chiaki 重錘と共動の自力発電機械
US5456139A (en) * 1993-08-30 1995-10-10 Teppin Seiki Boston, Inc. Tooth profile arrangement to eliminate tooth intererence in extended contact harmonic drive devices
JP4067037B2 (ja) * 1998-06-09 2008-03-26 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 波動歯車装置の波動発生器プラグ
CN2423447Y (zh) * 1999-12-08 2001-03-14 徐启 椭圆摆线针轮传动装置
CN101135357B (zh) * 2006-08-31 2010-09-08 北京工商大学 具有双圆弧齿廓的谐波齿轮传动
US8028603B2 (en) * 2007-12-04 2011-10-04 Harmonic Drive Systems Inc. Method for setting gear tooth profile in flat wave gear device on side where gears have same number of teeth
JP2009222168A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Nidec-Shimpo Corp 揺動歯車装置
JP4942705B2 (ja) * 2008-06-12 2012-05-30 住友重機械工業株式会社 撓み噛合い式歯車装置
KR101128076B1 (ko) * 2010-04-06 2012-03-29 재단법인 포항산업과학연구원 하모닉 드라이브의 웨이브 제너레이터 플러그
JP5256249B2 (ja) * 2010-06-18 2013-08-07 住友重機械工業株式会社 撓み噛合い式歯車装置
TWI425155B (zh) * 2011-01-26 2014-02-01 Sumitomo Heavy Industries The method of determining the tooth shape of flexible bite gear device and flexible bite gear device
TWI460365B (zh) * 2012-06-08 2014-11-11 Univ Nat Formosa Rigid Ring Gear and Flexible Planetary Wheel of Harmonic Reducer and Its Method
CN202833950U (zh) * 2012-10-19 2013-03-27 安徽工程大学 分段变形椭圆齿轮
EP2735768B1 (de) * 2012-11-27 2015-01-07 Maxon Motor AG Untersetzungsgetriebe mit hohem Untersetzungsverhältnis
CN103453078B (zh) * 2013-09-06 2015-09-09 上海鑫君传动科技有限公司 一种新型波发生器的谐波减速机

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Publication number Publication date
KR101730067B1 (ko) 2017-05-11
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JP5925252B2 (ja) 2016-05-25
TW201600761A (zh) 2016-01-01
TWI513925B (zh) 2015-12-21
DE102014111722A1 (de) 2015-12-17
KR20160013782A (ko) 2016-02-05
JP2016003764A (ja) 2016-01-12
CN105276093A (zh) 2016-01-27

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Inventor after: Zhan Fangling

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