CN105864365B - 自动润滑的谐波减速器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种自动润滑的谐波减速器，包括波发生器、刚轮及柔轮，刚轮与柔轮啮合，波发生器与柔轮的内壁接触，波发生器的输入轴或者减速器的输出端上密封设置有油封，油封与波发生器及柔轮之间形成润滑剂腔，油封包括环状的基部，基部的外侧壁上向外悬伸有弹性唇边，弹性唇边朝向波发生器倾斜设置，弹性唇边的悬伸末端紧顶于柔轮的内壁。上述减速器，只将润滑剂填充到润滑剂腔内，而不是在柔轮内部的整个空腔内填充润滑剂，减少了润滑剂重量。并可完成对刚轮及柔轮的润滑供给，润滑剂的流动方向不受谐波减速器安装方向而影响，不但保证了刚轮及柔轮的良好润滑，并防止刚柔轮磨耗的铁屑随着润滑剂逆流到柔性轴承，延长了该减速器的使用寿命。

Description

自动润滑的谐波减速器

技术领域

本申请一般涉及谐波减速器技术领域，尤其涉及自动润滑的谐波减速器。

背景技术

谐波减速器因具有承载能力高、传动比大、体积小、重量轻、传动效率高、寿命长、传动平稳、无冲击，无噪音，运动精度高的优点，而广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业。例如，谐波减速器应用于机器人的传动装置中，在机器人的使用过程中，会面临各种姿势的要求，然而润滑剂受到重力的影响，当使用姿态为波发生器朝上时，润滑剂由柔轮齿轮腔内供应到刚轮与柔轮之间就形成困难，这样就造成刚轮与柔轮之间润滑不足，增大齿轮的摩擦，减少了齿轮的寿命。

又如美国专利US 5984048公开了一种谐波减速器，包括输入轴，输入轴上转动连接有第一端盖和第二端盖，第一端盖上固定连接柔轮，第二端盖上固定连接刚轮，柔轮与刚轮啮合，在柔轮的端部连接有密封环，密封环的悬伸端顶在第二端盖的侧面。采用该种结构，将润滑剂路隔绝为齿轮润滑部分和波发生器如何部分这两个油路，阻隔了柔轮空腔内的润滑剂供给至齿轮的路径，一旦齿轮空间的润滑剂用完，就会增大齿轮的摩擦，减少了齿轮的寿命。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种自动润滑的谐波减速器，用以解决现有技术中存在的齿轮因润滑不足而摩擦增大，降低使用寿命的问题。

本申请提供一种自动润滑的谐波减速器，包括波发生器、刚轮及柔轮，所述刚轮与所述柔轮啮合，所述波发生器与所述柔轮的内壁接触，所述波发生器的输入轴或者该自动润滑的谐波减速器的输出端上密封设置有油封，所述油封与所述波发生器及柔轮之间形成润滑剂腔，所述油封包括具有金属骨架的基部，所述基部的外侧壁上向外悬伸有弹性唇边，所述弹性唇边朝向所述波发生器倾斜设置，所述基部穿装固定于安装所述油封的部件上，所述弹性唇边的悬伸末端紧顶于所述柔轮的内壁。

本申请提供的自动润滑的谐波减速器，在输入轴或者减速器的输出端(本文所指的输出端为将动力输出的部件，例如但不限于图4中的输出轴12)上固定连接了油封，油封与波发生器及柔轮之间形成了润滑剂腔，润滑剂填充于润滑剂腔内，且可以根据油封的安装位置来控制润滑剂的填充量，采用此种方案可以只将润滑剂填充到润滑剂腔内，而不是在柔轮内部的整个空腔内填充润滑剂，达到了减少润滑剂重量的目的，另外的作用就是保证润滑剂的完全密封，使润滑剂不致外泄(如图10)。此外，当该谐波减速器在运动过程中，柔轮在波发生器的带动下，其径向上交替的出现由内向外，再由外向内的往复运动。柔轮由内向外，再由外向内的往复运动势必会带动弹性唇边的悬伸末端在油封的轴向上出现前后的移动，弹性唇边的前后移动迫使润滑剂蠕动通过柔性轴承到刚轮与柔轮的啮合处，完成了对刚轮及柔轮的润滑供给，且通过弹性唇边来迫使润滑剂进行蠕动，克服了润滑剂受重力影响而造成供给不足的问题，可以适用于任何姿态，保证了刚轮及柔轮的良好润滑。由于油封的密封性以及运动过程中弹性唇边的摆动，润滑剂只会按照一定的方向蠕动，可以防止润滑剂逆流的情况发生，且保证了刚轮和柔轮啮合处磨损的铁屑不会逆流到柔性轴承内，延长了柔性轴承的寿命，从而延长了谐波减速器的使用寿命。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的中空型输入端自动润滑的谐波减速器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的油封在谐波减速器运动过程中的形变状态示意图；

图3为图1的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的杯型输入端自动润滑的谐波减速器的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的油封的主视图；

图6为图5的B-B剖视图；

图7为本发明实施例提供的另一结构实施的油封的主视图；

图8为图7的A-A剖视图。

图9为本发明实施例提供的中空型输出端自动润滑的谐波减速器的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的杯型输出端自动润滑的谐波减速器的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的中空型输出端自动润滑的谐波减速器的另一结构示意图；

图12为本发明实施例提供的杯型输出端自动润滑的谐波减速器的另一结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1所述，本发明实施例提供的自动润滑的谐波减速器，包括波发生器5、刚轮4及柔轮3，刚轮4与柔轮3啮合，波发生器5与柔轮3的内壁接触，波发生器5的输入轴8上密封设置有油封，油封与波发生器5及柔轮3之间形成润滑剂腔，油封包括具有金属骨架11的环状的基部10(这里说的环状指的是回转体的结构)，基部10的外侧壁上向外悬伸有弹性唇边9，弹性唇边9朝向波发生器5倾斜设置，基部10穿装固定于输入轴8上，弹性唇边9的悬伸末端紧顶于柔轮3的内壁。

具体地，该自动润滑的谐波减速器可采用中空型结构，包括输入轴8，输入轴8上通过轴承1转动安装第一端盖2，柔轮3固定连接在第一端盖2上。输入轴8上通过轴承7转动安装第二端盖6。刚轮4与第二端盖6固定连接。第一端盖2与第二端盖6之间设置波发生器5。输入轴8上还穿装有油封，油封位于第一端盖2和波发生器5之间。

本申请提供的自动润滑的谐波减速器，在输入轴8上固定连接了油封，油封与波发生器5及柔轮3之间形成了润滑剂腔，润滑剂填充于润滑剂腔内，且可以根据油封的安装位置来控制润滑剂的填充量，采用此种方案可以只将润滑剂填充到润滑剂腔内，而不是在柔轮3内部的整个空腔内填充润滑剂，达到了减少润滑剂重量的目的。此外，如图2所示，当该谐波减速器在运动过程中，柔轮3在波发生器5的带动下，其周向上交替的出现由内向外，再由外向内的往复运动。柔轮3由内向外，再由外向内的往复运动势必会带动弹性唇边9的悬伸末端在油封的轴向上出现前后的移动，如图3所示，弹性唇边9的前后移动迫使润滑剂蠕动到刚轮4与柔轮3的啮合处，完成了对刚轮4及柔轮3的润滑供给，且通过弹性唇边9来迫使润滑剂进行蠕动，克服了润滑剂受重力影响而造成供给不足的问题，保证了刚轮4及柔轮3的良好润滑。由于油封的加入，润滑剂只会按照图3中箭头所示的方向流动，可以防止润滑剂出现逆流现象，保证了刚轮和柔轮啮合处磨损的铁屑不会逆流到柔性轴承内，减小了柔性轴承的磨损，延长了谐波减速器的使用寿命。

进一步地，为了更好的密封且降低摩擦，弹性唇边的悬伸末端与柔轮的接触形式采用线接触的方式。

进一步地，为了使弹性唇边9能够更好的跟随柔轮3的内外到外内的往复运动，以实现其自身端部沿着油封的轴向前后运动来迫使润滑剂蠕动，则油封基部10内含有金属骨架，提高了油封基部10的刚度，但弹性唇边9内不含有金属骨架，金属骨架可以采用L形的结构，采用此种结构，在满足弹性唇边9具有足够弹性的情况下，又保证了弹性唇边9的悬伸末端具有足够的柔性，可以更好的进行密封，且摩擦小。另外需要说明的是，至少在金属骨架的内侧设置有弹性层，通过该弹性层可以使该油封与安装该油封的部件进行良好的过盈连接。当然，金属骨架的外侧可以整体包覆弹性层。弹性层与弹性唇边为一体结构，例如但不限于采用一体注塑的方式成型。

当然，实际使用中油封的外形和安装的形式会因结构不同而有所差异，例如但不限于油封的骨架采用全包的形式或者半包的形式，半包的形式可以为上述在金属骨架的内侧设置弹性层，也可以是弹性层仅包覆金属骨架的一端；全包的形式为整个金属骨架被弹性层所包覆。

进一步地，为了保证弹性唇边9与基部10连接的强度，防止应力集中，提高疲劳强度，则在弹性唇边9的根部与基部10连接的位置设计为圆弧形。

进一步地，为了保证弹性唇边9的末端与柔轮3内壁之间能够很好的接触，则弹性唇边9外边缘的直径大于柔轮3内壁的直径。

进一步地，为提高油封基部10的刚性，防止油封和零件配合较松的情况，基部10内设置有金属骨架，且基部通过过盈配合的方式穿装固定于安装油封的部件上。

进一步地，为了控制油封对润滑剂的推进速度，防止润滑剂被推进的过快，则在弹性唇边9朝向波发生器5的侧面上设置有第一凸环。第一凸环的具体形态可根据油封的离心力大小来确定。

具体地，如图5、6所示，第一凸环15可以是多个同心设置的同心圆，且多个同心圆以油封的轴线为中心。

另外，如图7、8所示，第一凸环14亦可为沿螺旋线形成于朝向波发生器5的弹性唇边侧面的螺旋形凸环，从而限制润滑剂仅能由螺旋末端挤出。

进一步地，为了减少油封和柔轮之间的摩擦以及防止润滑剂被推进的过快，则将油封安装在输出端。

具体地，如图9所示，在中空型的自动润滑的谐波减速器的输出端上固定连接油封。油封16安装在输出端后，油封16和柔轮3之间就没有了相对转动，油封16只会在受到柔轮3的压迫后产生轴向上的移动，从而减小了油封16和柔轮3之间的摩擦。同时，由于油封16和柔轮3之间没有了高速的相对转动，油封16上的润滑剂不会被甩到柔轮3的内壁上，润滑剂蠕动的速度也会降低。该油封16采用半包的形式，金属骨架11背离安装位置的侧面上未被柔性层包覆。

如图10所示，在杯型的自动润滑的谐波减速器的输出端上固定连接油封。该实施例中，油封的金属骨架11通过螺栓与柔轮固定，金属骨架11的一端连接弹性唇边9，弹性唇边9的根部向下延伸弹性片17，弹性片17顶在输入轴的端面上。

进一步地，本申请的谐波减速器除了可以为图1所示的中空型结构外，还可以采用如图4所示的杯型结构。采用杯型结构时，例如但不限于油封13固定安装在输入轴12的端部。

进一地步，如图11所示，为又一种中空型输出端自动润滑的谐波减速器，在此实施例中，柔轮20的内壁面上固定连接油封，油封可以但不限于采用过盈配合的固定在柔轮20的内壁面上，该油封包括环形的油封基部21，油封基部21的外圈与柔轮20的内壁面固定连接，油封的内圈上一体连接弹性唇边24，弹性唇边24向波发生器23倾斜设置，且弹性唇边24的悬伸末端抵在柔轮20的内壁面上，在柔轮20运动过程中，弹性唇边24的悬伸末端一直保持与柔轮20的内壁面接触，且随柔轮20由内向外再由外向内的运动而在轴向上出现前后的移动，来迫使润滑剂蠕动，以提高润滑效果。油封基部21背离波发生器23的侧面与端盖22接触配合，以将柔轮20内分隔为右侧的有油腔和左侧的无油腔，这样可以降低润滑油的填充量。

进一地步，如图12所示，为又一种杯型输出端自动润滑的谐波减速器，在此实施例中，柔轮31的内壁面上固定连接油封，油封可以但不限于采用过盈配合的固定在柔轮31的内壁面上，该油封包括环形的油封基部32，油封基部32的外圈与柔轮31的内壁面固定连接，油封的内圈上一体连接弹性唇边33，弹性唇边33向波发生器34倾斜设置，且弹性唇边33的悬伸末端抵在柔轮31的内壁面上，在柔轮运动过程中，弹性唇边33的悬伸末端一直保持与柔轮31的内壁面接触，且随柔轮由内向外再由外向内的运动而在轴向上出现前后的移动，来迫使润滑剂蠕动，以提高润滑效果。油封基部32背离波发生器34的侧面与端盖上固定的挡片30接触配合，以将柔轮31内分隔为右侧的有油腔和左侧的无油腔，这样可以降低润滑油的填充量。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (4)

1.一种自动润滑的谐波减速器，包括波发生器、刚轮及柔轮，所述刚轮与所述柔轮啮合，所述波发生器与所述柔轮的内壁接触，其特征在于，所述波发生器的输入轴或者该自动润滑的谐波减速器的输出端上密封设置有油封，所述油封与所述波发生器及柔轮之间形成润滑剂腔，所述油封包括具有金属骨架的基部，所述基部的外侧壁上向外悬伸有弹性唇边，所述弹性唇边朝向所述波发生器倾斜设置，所述基部穿装固定于安装所述油封的部件上，所述弹性唇边的悬伸末端紧顶于所述柔轮的内壁；所述弹性唇边朝向所述波发生器的侧面上设置有第一凸环；

所述弹性唇边的悬伸末端与所述柔轮的接触形式为线接触；所述弹性唇边外边缘的直径大于所述柔轮内壁的直径；

所述基部包括L形的金属骨架，至少所述金属骨架的内侧设置有弹性层，所述弹性层与所述弹性唇边为一体结构；

所述第一凸环设置有多个，多个所述第一凸环以所述油封的轴线为中心呈同心圆设置；或者，

所述第一凸环为沿螺旋线形成于所述弹性唇边侧面的螺旋形凸环。

2.根据权利要求1所述的自动润滑的谐波减速器，其特征在于，所述弹性唇边的根部与所述基部连接的位置为圆弧形。

3.根据权利要求1所述的自动润滑的谐波减速器，其特征在于，所述基部通过过盈配合的方式穿装固定于安装所述油封的部件上。

4.根据权利要求1所述的自动润滑的谐波减速器，其特征在于，所述自动润滑的谐波减速器为中空型或杯型。