CN107387719A - 谐波减速器、谐波减速器的装配方法及机械手 - Google Patents

谐波减速器、谐波减速器的装配方法及机械手 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种谐波减速器、谐波减速器的装配方法及机械手，解决了原有谐波减速器精度要求高、装配效率低的问题。谐波减速器，包括外壳，外壳包括壳一和壳二，壳一和壳二之间设有主轴承；壳一上固定有柔轮，壳二上固定有和柔轮啮合的刚轮；或者，壳二上固定有柔轮，壳一上固定有和柔轮啮合的刚轮；外壳的内部穿设有波发生器，波发生器贴靠在柔轮上；壳一处设有用于调节波发生器轴向位置的调节机构。由于在壳一处设置了调节机构，谐波减速器装配完成后可对波发生器的轴向位置进行调整，使得谐波减速器运行顺畅。

Description

谐波减速器、谐波减速器的装配方法及机械手
技术领域
本发明属于谐波减速器技术领域。
背景技术
中国实用新型专利(公告号CN205877138U，公告日201701011)公开了一种采用杯形柔轮的中空型谐波减速器，其特征在于，包括螺销结构，均同轴设置的刚性齿轮、交叉滚子轴承、杯形柔轮和波发生器，刚性齿轮位于交叉滚子轴承的下方并与交叉滚子轴承的外圈固定连接；刚性齿轮内壁形成有内齿；杯形柔轮位于刚性齿轮的内侧，杯形柔轮包括圆筒状主体部、从圆筒状主体部的一端朝其半径方向向内延伸的隔膜，以及阶梯环状的轴套；圆筒状主体部具有与内齿啮合的外齿；轴套包括第一套环和外径大于第一套环外径的第二套环；第一套环连接第二套环的内周缘和隔膜的内周缘；螺销结构包括螺钉，定位销，开设在第二套环上的第一螺孔和第一销孔，以及开设在交叉滚子轴承的内圈的第二螺孔和第二销孔，第二螺孔和第二销孔沿交叉滚子轴承的轴向延伸；第一螺孔与第二螺孔对应设置并分别与螺钉螺接配合；第一销孔和第二销孔对应设置并分别与定位销过盈配合；波发生器位于杯形柔轮的内侧并可相对杯形柔轮转动；波发生器用于使杯形柔轮的外齿和刚性齿轮的内齿发生部分啮合，波发生器的柔性轴承穿设于杯形柔轮的过孔内。
在这种谐波减速器中，为了使得柔轮与钢轮啮合之间配合良好，沿着轴线方向上的各个部件之间的尺寸配合需要非常精准，如果零部件之间轴向配合后与标准尺寸稍有偏差，谐波减速器将无法良好运行，便需要更换零部件。因此，这种谐波减速器要求零部件加工尺寸精度非常精准，如果加工尺寸精度达不到技术要求，在装配上就无法达到产品质量标准要求，需更换零件配对，延长了装配时间，增加了生产成本。而且，在谐波减速器运行一段时间后，零部件有磨损，钢轮和柔轮啮合之间就产生了间隙，降低谐波减速器的使用精度及使用寿命，只能更换零部件或报废。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种高精度、快速装配的谐波减速器。其技术方案如下：
谐波减速器，包括外壳，所述的外壳包括壳一和壳二，所述的壳一和壳二之间设有主轴承；所述的壳一上固定有柔轮，所述的壳二上固定有和柔轮啮合的刚轮；或者，所述的壳二上固定有柔轮，所述的壳一上固定有和柔轮啮合的刚轮；
所述的外壳的内部穿设有波发生器，所述的波发生器贴靠在柔轮上；
其特征在于，所述的壳一处设有用于调节波发生器轴向位置的调节机构。
在本谐波减速器中，由于在壳一处设置了调节机构，因此，在加工各个零部件时，对于各个零部件在波发生器轴向上的尺寸要求不高，减少废品率，提高了生产效率。而且，在装配时，可通过调节机构对波发生器进行轴向间距的调节，使波发生器精准地在柔轮内的贴靠位置，使柔轮外齿与钢轮内齿的啮合程度达到最佳状态，从而使得谐波减速器运行顺畅，当谐波减速器运行一段时间后，零部件发生了磨损，也可通过对调节机构进行调节，使得谐波减速器重新处于运行良好的状态，延长了使用寿命，降低了使用成本。
在上述的谐波减速器中，所述的调节机构为下述技术方案中的一种：
一、所述的壳一上设有呈环状且与轴承一同轴的移位套，所述的移位套在波发生器轴向上螺纹连接在壳一上，且移位套一沿波发生器轴向作用在波发生器上；
二、所述的壳一上沿着波发生器轴向螺纹连接有螺栓一，所述的螺栓一沿波发生器轴向作用在波发生器上；
三、所述的壳一上沿波发生器轴向滑动设有滑套，所述的滑套一上穿设有沿波发生器轴向设置的螺栓二，所述的螺栓二螺纹连接在壳一上，且螺栓二的头部作用在滑套上；所述的滑套沿波发生器轴向作用在波发生器上；
四、所述壳一的一侧设有呈圆形状的支撑件，所述的支撑件沿波发生器轴向螺纹连接在壳一上，所述支撑件的中部和波发生器之间设有钢珠；
五、所述壳一上沿波发生器轴向滑动设有滑动件，所述的滑动件上穿设有沿波发生器轴向设置的螺栓三，所述的螺栓三螺纹连接在壳一上，且螺栓二的头部作用在滑动件上；所述的滑动件的中部和波发生器之间设有钢珠。
在方案一中，旋转移位套，使移位套相对于壳一内移动，继而移位套作用在波发生器上，从而带动波发生器移动，以达到调节目的。
在方案二中，调节螺栓一，使螺栓一相对于壳一移动，继而螺栓一作用在波发生器上，从而带动波发生器移动，以达到调节目的。
在方案三中，先调节螺栓二，螺栓二作用在滑套上，从而螺栓二带动滑套相对于壳一移动，滑套作用在波发生器上，带动波发生器移动，以达到调节目的。
在方案四中，旋转支撑件，使得支撑件相对于壳一移动，支撑件通过钢珠作用在波发生器上，从而带动波发生器移动，以达到调节目的。
在方案五中，先调节螺栓三，螺栓三作用在滑动件上，从而螺栓三带动滑动件相对于壳一移动，滑动件通过钢珠作用在波发生器上，从而带动波发生器移动，以达到调节目的。
在上述的谐波减速器中，所述调节机构方案一可选用下述技术方案中的一种：
A、所述的移位套位于壳一与波发生器之间，且移位套螺纹连接在壳一的内侧；
B、所述的壳一上具有沿波发生器轴向向壳一外侧凸出的台阶一，所述的移位套上具有折弯部一，所述的折弯部一的内侧螺纹连接在台阶一的外侧。
方案A中，由于移位套螺纹连接在壳一的内侧，使得谐波减速器的结构较为紧凑。
方案B中，由于移位套上具有折弯部一一，且折弯部一的内侧螺纹连接在台阶一的外侧，因此，移位套位于壳一外侧的部位较多，在移位套的装配和调节时，可用手转动或者其它工具转动，装配和调节较为方便。
在上述的谐波减速器中，所述调节机构的方案一中，所述的壳一与波发生器之间设有轴承一，所述的移位套沿波发生器轴向作用在轴承一的外圈上，所述的轴承一的内圈沿波发生器轴向作用在波发生器上。
轴承一在壳一和波发生器之间起到支撑作用。移位套通过轴承一作用在波发生器上。
在上述的谐波减速器中，所述调节机构的方案一中，所述的移位套和波发生器之间设有轴承一，所述的轴承一与移位套轴向固定，所述的轴承一与波发生器轴向固定。
在此方案中，移位套一发生移动时，带动轴承一和波发生器一起移动，并且，由于移位套、轴承一和波发生器之间是轴向固定在一起的，因此，移位套沿波发生器向内或向外移动，都可带动波发生器移动。用在谐波减速器中，只需在壳一上设置这种调节机构即可，壳二上无需再设置调节机构，因此使得谐波减速器结构简单。
在上述的谐波减速器中，所述调节机构的方案一中，所述的移位套上具有台阶二，所述的移位套上设有卡簧一，所述的轴承一的外圈位于台阶二和卡簧一之间；所述的波发生器上设有台阶三和卡簧二，所述的轴承一的内圈位于台阶三和卡簧二之间。
在台阶二和卡簧一的作用下，移位套一和轴承一轴向定位；在台阶三和卡簧二的作用下，轴承一和波发生器轴向定位。
在上述的谐波减速器中，所述调节机构方案一中，所述移位套一的外侧部具有若干凹口一。
移位套一转动时，将工具伸入移位套一的凹口一即可，调节较为方便，也使得谐波减速器结构紧凑。
在上述的谐波减速器中，所述调节机构方案二中，所述的壳一与波发生器之间设有轴承一，所述的螺栓一抵靠在轴承一的外圈上，所述的波发生器上具有台阶三，所述的轴承一的内圈抵靠在台阶三上。
轴承一在壳一和波发生器之间起到支撑作用。螺栓一通过轴承一作用在波发生器上。
本发明还提出了一种装配方便的谐波减速器的装配方法，其技术方案如下：
谐波减速器的装配方法，谐波减速器包括外壳和位于外壳内的波发生器，其特征在于，本装配方法包括以下步骤：
A、将外壳和波发生器组装在一起；
B、调整波发生器的轴向位置。
本发明还提出了一种装配方便的机械手，其技术方案如下：
机械手，其特征在于，包括上述谐波减速器。
与现有技术相比，本谐波减速器由于在壳一和波发生器之间设置了调节机构，使得在谐波减速器装配过程中和使用过程中均可调节波发生器的轴向位置，一方面降低了谐波减速器零部件加工的精度要求，另一方面，也使得谐波减速器使用寿命较长。
附图说明
图1是谐波减速器一种实施方式的结构示意图；
图2是调节机构另一种实施方式的结构示意图；
图3是调节机构另一种实施方式的结构示意图；
图4是调节机构另一种实施方式的结构示意图；
图5是调节机构另一种实施方式的结构示意图；
图6是调节机构另一种实施方式的结构示意图；
图7是调节机构另一种实施方式的结构示意图；
图8是调节机构另一种实施方式的结构示意图；
图9是调节机构另一种实施方式的结构示意图；
图10是调节机构另一种实施方式的结构示意图；
图11是调节机构另一种实施方式的结构示意图；
图12是调节机构另一种实施方式的结构示意图；
图13是外壳处的结构示意图；
图中，1、外壳；11、壳一；111、台阶一；12、壳二；2、柔轮；3、钢轮；4、主轴承；5、波发生器；51、台阶三；52、卡簧二；6、轴承一；7、滑套；71、折弯部二；72、台阶四；8、螺栓二；91、螺栓一；92、移位套；921、凹口一；922、折弯部一；923、台阶二；924、卡簧一；10、支撑件；101、凹口二；11、钢珠；12、滑动件；13、螺栓三。
具体实施方式
如图1所示，本谐波减速器包括外壳1。如图13所示，外壳1包括壳一11和壳二12，壳一11和壳二12之间设有主轴承4。在本实施例中，主轴承4为滚子交叉轴承。壳一11上固定有柔轮2，壳二12上固定有和柔轮2啮合的刚轮。作为另一种方案，壳二12上固定有柔轮2，壳一11上固定有和柔轮2啮合的刚轮。
外壳1的内部穿设有波发生器5，波发生器5贴靠在柔轮2上。
壳一11处设有用于调节波发生器5轴向位置的调节机构。需要说明的是，本文重点描述壳一11处的调节机构。壳二12处也可设置相同或不同方案的调节机构。下文对壳一11处的调节机构的不同实施例进行说明。
实施例一
如图1所示，在本实施例中，在壳一11与波发生器5一之间相邻处，壳一11与波发生器5之间设有轴承一6，壳一11和波发生器5之间还设有移位套92，移位套92呈环状且与波发生器5同轴。移位套92螺纹连接在壳一11的内侧。而且，移位套92沿波发生器5轴向向内抵靠在轴承的外圈上。波发生器5上具有台阶三51，轴承一6的内圈沿波发生器5轴向向内抵靠在台阶三51上。
在移位套92的外侧具有供调节时工具伸入的若干凹口一921。
调节时，将工具伸入凹口一921，转动移位套92，移位套92通过轴承一6作用在波发生器5上，配合壳二12处的调节机构的作用，以达到调节目的。
实施例二
如图2所示，在本实施例中，壳一11和波发生器5之间设有移位套92，移位套92螺纹连接在壳一11的内侧。轴承一6设置在移位套92与波发生器5之间。移位套92上具有台阶二923，轴承一6的外圈位于台阶二923上。波发生器5上具有台阶三51，轴承一6的内圈沿波发生器5轴向向内抵靠在台阶三51上。
在移位套92的外侧具有供调节时工具伸入的若干凹口一921。
调节时，将工具伸入凹口一921，转动移位套92，移位套92通过轴承一6作用在波发生器5上，配合壳二12处的调节机构的作用，以达到调节目的。
实施例三
如图3所示，在本实施例中，移位套92和波发生器5之间设有轴承一6，轴承一6与移位套92轴向固定，轴承一6与波发生器5轴向固定。具体的，移位套92上具有台阶二923，移位套92上设有卡簧一924，轴承一6的外圈位于台阶二923和卡簧一924之间；波发生器5上设有台阶三51和卡簧二52，轴承一6的内圈位于台阶三51和卡簧二52之间。
在台阶二923和卡簧一924的作用下，移位套92一和轴承一6轴向定位；在台阶三51和卡簧二52的作用下，轴承一6和波发生器5轴向定位。在此方案中，移位套92一发生移动时，带动轴承一6和波发生器5一起移动，并且，由于移位套92、轴承一6和波发生器5之间是轴向固定在一起的，因此，移位套92沿波发生器5向内或向外移动，都可带动波发生器5移动。用在谐波减速器中，只需在壳一11上设置这种调节机构即可，壳二12上无需再设置调节机构，因此使得谐波减速器结构简单。
实施例四
如图4所示，壳一11上具有沿波发生器5轴向向壳一11外侧凸出的台阶一111，移位套92上具有折弯部一922，折弯部一922的内侧螺纹连接在台阶一111的外侧。壳一11和波发生器5之间设有轴承一6，在本实施例中，轴承一6的外圈抵靠在台阶一111的内侧，并且移位套92沿波发生器5轴向抵靠在轴承一6上，波发生器5上具有台阶三51，轴承一6的内圈沿波发生器5轴向抵靠在台阶三51上。
由于移位套92上具有折弯部一922一，且折弯部一922的内侧螺纹连接在台阶一111的外侧，因此，移位套92位于壳一11外侧的部位较多，在移位套92的装配和调节时，可用手转动或者其它工具转动，装配和调节较为方便。
实施例五
如图5所示，本实施例与实施例四大致相同，不同的地方在于，在本实施例中，移位套92上具有台阶二923，轴承一6的外圈抵靠在台阶二923上。
实施例六
如图6所示，本实施例与实施例三大致相同，不同的地方在于，在本实施例中，壳一11上具有沿波发生器5轴向向壳一11外侧凸出的台阶一111，移位套92上具有折弯部一922，折弯部一922的内侧螺纹连接在台阶一111的外侧。
实施例七
如图7所示，在本实施例中，壳一11和波发生器5之间设有轴承一6，波发生器5上具有台阶三51，轴承一6的内圈沿波发生器5轴向抵靠在波发生器5上。壳一11上沿波发生器5轴向螺纹连接有若干螺栓一91，螺栓一91沿波发生器5轴向抵靠在轴承一6的外圈上。
调节时，转动螺栓一91，通过与壳二12处的调节机构的配合，螺栓一91通过轴承一6对波发生器5的轴向位置进行调整。
实施例八
如图8所示，壳一11上沿波发生器5轴向滑动设有滑套7，滑套7与波发生器5同轴设置。滑套7的外侧与壳一11的内侧相贴靠。滑套7一上穿设有沿波发生器5轴向设置的螺栓二8，螺栓二8螺纹连接在壳一11上，且螺栓二8的头部作用在滑套7上。滑套7沿波发生器5轴向作用在波发生器5上。在本实施例中，壳一11与波发生器5之间设有轴承一6，波发生器5上具有台阶三51，轴承一6的内圈沿波发生器5轴向抵靠在台阶三51上。滑套7抵靠在轴承一6的外圈上。
调节时，先调节螺栓二8，螺栓二8作用在滑套7上，从而螺栓二8带动滑套7相对于壳一11移动，滑套7通过轴承一6作用在波发生器5上，带动波发生器5移动，以达到调节目的。
实施例九
如图9所示，本实施例与实施例八大致相同，不同的地方在于，在本实施例中，壳一11上具有沿波发生器5轴向向壳一11外侧凸出的台阶一111，滑套7上具有折弯部二71，折弯部二71的内侧贴靠在台阶一111的外侧上。
实施例十
如图10所示，本实施例与实施例八大致相同，不同的地方在于，在本实施例中，滑套7上具有台阶四72，轴承一6位于滑套7和波发生器5之间，轴承一6的外圈位于台阶四72上，且台阶四72沿波发生器5轴向抵靠在轴承一6上。
实施例十一
如图11所示，在本实施例中，波发生器5为实心结构，或者至少波发生器5的转轴中部为实心，以支撑钢珠11。壳一11上沿波发生器5轴向螺纹连接有支撑件10，支撑件10和波发生器5之间设有钢珠11。支撑件10的外侧上设有若干凹口二101，用于旋转时供工具伸入。在本实施例中，支撑件10螺纹连接在壳一11的内侧。作为另一种方案，壳一11上沿波发生器5轴向向外具有台阶一111，支撑件10上具有折弯部三，折弯部的内侧螺纹连接在台阶一111的外侧。
调节时，转动支撑件10，支撑件10通过钢珠11作用在波发生器5上，以调整波发生器5的轴向位置。
实施例十二
如图12所示，壳一11上沿波发生器5轴向滑动设有滑动件12，滑动件12上穿设有沿波发生器5轴向设置的螺栓三13，螺栓三13螺纹连接在壳一11上，且螺栓三13的头部作用在滑动件12上；滑动件12的中部和波发生器5之间设有钢珠11。
调节时，转动螺栓三13，以带动滑动件12沿波发生器5轴向移动，滑动件12通过钢珠11作用在波发生器5上，带动波发生器5轴向移动。
在上述这些实施例中，壳二处的调节机构可设置弹性部件，例如弹簧垫圈，使得波发生器具有弹性余量。
在本谐波减速器中，由于在壳一11的侧部设置了调节机构，因此，在加工各个零部件时，对于各个零部件在波发生器5轴向上的尺寸要求不高，减少废品率，提高了生产效率。而且，在装配时，可通过调节机构对波发器5进行轴向间距的调节，使得波发生器5精准地在柔轮2内的贴靠位置，使柔轮2的外齿与钢轮3的内齿啮合程度达到最佳状态，提高了装配质量，从而使得谐波减速器运行顺畅。当谐波减速器运行一段时间后，零部件发生了磨损，也可通过对调节机构进行调节，使得谐波减速器重新处于运行良好的状态，延长了使用寿命，降低了使用成本。
本发明还提出了一种装配方便的谐波减速器的装配方法，其技术方案如下：
谐波减速器的装配方法，谐波减速器包括外壳1和位于外壳1内的波发生器5，其特征在于，本装配方法包括以下步骤：
A、将外壳1和波发生器5组装在一起；
B、调整波发生器5的轴向位置。
本发明还提出了一种装配方便的机械手，其技术方案如下：
机械手，其特征在于，包括上述谐波减速器。

Claims (10)

1.谐波减速器，包括外壳(1)，所述的外壳(1)包括壳一(11)和壳二(12)，所述的壳一(11)和壳二(12)之间设有主轴承(4)；所述的壳一(11)上固定有柔轮(2)，所述的壳二(12)上固定有和柔轮(2)啮合的刚轮；或者，所述的壳二(12)上固定有柔轮(2)，所述的壳一(11)上固定有和柔轮(2)啮合的刚轮；
所述的外壳(1)的内部穿设有波发生器(5)，所述的波发生器(5)贴靠在柔轮(2)上；
其特征在于，所述的壳一(11)处设有用于调节波发生器(5)轴向位置的调节机构。
2.根据权利要求1所述的谐波减速器，其特征在于，所述的调节机构为下述技术方案中的一种：
一、所述的壳一(11)上设有呈环状且与轴承一(6)同轴的移位套(92)，所述的移位套(92)在波发生器(5)轴向上螺纹连接在壳一(11)上，且移位套(92)一沿波发生器(5)轴向作用在波发生器(5)上；
二、所述的壳一(11)上沿着波发生器(5)轴向螺纹连接有螺栓一(91)，所述的螺栓一(91)沿波发生器(5)轴向作用在波发生器(5)上；
三、所述的壳一(11)上沿波发生器(5)轴向滑动设有滑套(7)，所述的滑套(7)一上穿设有沿波发生器(5)轴向设置的螺栓二(8)，所述的螺栓二(8)螺纹连接在壳一(11)上，且螺栓二(8)的头部作用在滑套(7)上；所述的滑套(7)沿波发生器(5)轴向作用在波发生器(5)上；
四、所述壳一(11)的一侧设有呈圆形状的支撑件(10)，所述的支撑件(10)沿波发生器(5)轴向螺纹连接在壳一(11)上，所述支撑件(10)的中部和波发生器(5)之间设有钢珠(11)；
五、所述壳一(11)上沿波发生器(5)轴向滑动设有滑动件(12)，所述的滑动件(12)上穿设有沿波发生器(5)轴向设置的螺栓三(13)，所述的螺栓三(13)螺纹连接在壳一(11)上，且螺栓二(8)的头部作用在滑动件(12)上；所述的滑动件(12)的中部和波发生器(5)之间设有钢珠(11)。
3.根据权利要求2所述的谐波减速器，其特征在于，所述调节机构方案一可选用下述技术方案中的一种：
A、所述的移位套(92)位于壳一(11)与波发生器(5)之间，且移位套(92)螺纹连接在壳一(11)的内侧；
B、所述的壳一(11)上具有沿波发生器(5)轴向向壳一(11)外侧凸出的台阶一(111)，所述的移位套(92)上具有折弯部一(922)，所述的折弯部一(922)的内侧螺纹连接在台阶一(111)的外侧。
4.根据权利要求2所述的谐波减速器，其特征在于，所述调节机构的方案一中，所述的壳一(11)与波发生器(5)之间设有轴承一(6)，所述的移位套(92)沿波发生器(5)轴向作用在轴承一(6)的外圈上，所述的轴承一(6)的内圈沿波发生器(5)轴向作用在波发生器(5)上。
5.根据权利要求2所述的谐波减速器，其特征在于，所述调节机构的方案一中，所述的移位套(92)和波发生器(5)之间设有轴承一(6)，所述的轴承一(6)与移位套(92)轴向固定，所述的轴承一(6)与波发生器(5)轴向固定。
6.根据权利要求2所述的谐波减速器，其特征在于，所述调节机构的方案一中，所述的移位套(92)上具有台阶二(923)，所述的移位套(92)上设有卡簧一(924)，所述的轴承一(6)的外圈位于台阶二(923)和卡簧一(924)之间；所述的波发生器(5)上设有台阶三(51)和卡簧二(52)，所述的轴承一(6)的内圈位于台阶三(51)和卡簧二(52)之间。
7.根据权利要求2所述的谐波减速器，其特征在于，所述调节机构方案一中，所述移位套(92)一的外侧部具有若干凹口一(921)。
8.根据权利要求2所述的谐波减速器，其特征在于，所述调节机构方案二中，所述的壳一(11)与波发生器(5)之间设有轴承一(6)，所述的螺栓一(91)抵靠在轴承一(6)的外圈上，所述的波发生器(5)上具有台阶三(51)，所述的轴承一(6)的内圈抵靠在台阶三(51)上。
9.谐波减速器的装配方法，谐波减速器包括外壳(1)和位于外壳(1)内的波发生器(5)，其特征在于，本装配方法包括以下步骤：
A、将外壳(1)和波发生器(5)组装在一起；
B、调整波发生器(5)的轴向位置。
10.机械手，其特征在于，包括如权利要求1-8所述的谐波减速器。
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