CN108019487B - 具有双圆弧u型齿的刚性轮的谐波减速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有双圆弧U型齿的刚性轮的谐波减速器，包括柔性轮、刚性轮、波发生器、定子芯、传动套以及油液蓄能器，定子芯开设有第一供液通道的出口端，油液蓄能器与第一供液通道的进口端连接；自波发生器的阀腔的腔壁至波发生器的外壁开设有第二供液通道；波发生器转动时使得第一供液通道的出口端与第二供液通道的进口端相对或者错位。一方面，通过在波发生器设置定子芯以及开设供液通道，使润滑油能够进入波发生器与柔性轮之间，从而为波发生器与柔性轮提供润滑油；另一方面，将油液蓄能器设置于传动套的内部使得结构紧凑。

Description

具有双圆弧U型齿的刚性轮的谐波减速器
技术领域
本发明涉机械传动技术领域，尤其涉及一种谐波减速器。
背景技术
谐波减速器因具有很大传动比被广泛应用于机械传动领域，通常，谐波减速器包括刚性轮、柔性轮以及波发生器。其中，刚性轮实际上是一个刚度很大的内齿圈；柔性轮呈筒状，并由刚性较小的材料制成，柔性轮的筒口端的外壁上形成外齿，柔性轮的筒口端伸入刚性轮中，其外齿用于与刚性轮的内齿啮合；波发生器为椭圆柱状，其伸入至柔性轮的筒口端，当波发生器由动力机构驱动而转动时，与波发生器的长轴对应的柔性轮的外齿通过不断与刚性轮的内齿啮合而使波发生器驱动柔性轮转动，柔性轮带动连接在筒底端的负载以使负载执行某种目标任务，如，驱动液压泵。
与一般的减速器一致，谐波减速器因刚性轮与柔性轮的齿的齿型不同，可以分为普通齿啮合谐波减速器和双圆弧齿谐波减速器，该双圆弧齿谐波减速器具体是指刚性轮的内齿和柔性轮的内齿为双圆弧齿。
双圆弧齿谐波减速器因双圆弧齿的啮合时接触面积大，所需润滑油的量较大，若润滑油缺失或量小会严重影响齿的寿命以及传动效率。然而，现有的润滑方式是将刚性轮、柔性轮以及波发生器封闭在一个密闭的壳体内，通过向壳体内通一定压力的润滑油而使得润滑油进入刚性轮的内齿与柔性轮的外齿之间以及波发生器与柔性轮之间。这势必需要对壳体进行密封设置且能够在一定压力下保持密封，另外，需要使壳体内通入大量润滑油，大量润滑油对柔性轮的转动产生了较大阻力，从而使润滑油温度升高，性能变差。
另外，现有技术中的谐波减速器所在空间较大，结构设计不合理。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种具有双圆弧U型齿的刚性轮的谐波减速器。
为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：
一种具有双圆弧U型齿的刚性轮的谐波减速器，包括柔性轮、刚性轮以及波发生器，所述柔性轮包括本体，所述本体呈筒状，所述本体具有筒口端和筒底端，所述筒口端的外壁上设置有用于与刚性轮的内齿啮合的外齿，所述波发生器的头部自所述本体的筒体端伸入至所述本体中，具有双圆弧U型齿的刚性轮的谐波减速器还包括定子芯、传动套以及油液蓄能器；所述波发生器位于所述本体中的内部开设有阀腔，所述定子芯的头部位于所述阀腔中，所述传动套与所述波发生器的尾部连接，其中：
自所述定子芯的尾部至所述定子芯的头部的外壁开设有第一供液通道，位于所述定子芯尾部的一端为所述第一供液通道的进口端，位于所述定子芯的头部的外壁的一端为所述第一供液通道的出口端；
所述定子芯的尾部伸入至所述传动套中，所述油液蓄能器设置于所述传动套中并与所述第一供液通道的进口端连接以为所述第一供液通道提供一定压力的润滑油；
自所述波发生器的阀腔的腔壁至所述波发生器的外壁开设有第二供液通道，所述供液通道位于所述阀腔的腔壁的一端为进口端，位于所述波发生器的外壁的一端为出口端；所述第二供液通道的进口端与所述第一供液通道的出口端在阀芯的轴向位置相对应；其中：
所述波发生器转动时使得第一供液通道的出口端与所述第二供液通道的进口端相对或者错位。
优选地，其特征在于，自所述本体的内孔壁至所述柔性轮的外壁开设有第三供液通道，所述第三供液通道位于内孔壁的一端为进口端，位于所述本体的外壁的一端为出口端，所述第三供液通道的进口端与所述第二供液通道的出口端在阀芯的轴向位置相对应。
优选地，所述第三供液通道贯通两个所述外齿之间。
优选地，所述定子芯的头部的两侧装设有推力轴承。
优选地，所述第一供液通道内设置有单向阀，所述单向阀的进口与所述第一供液通道的进口端连通，所述单向阀的出口与所述第一供液通道的出口端连通。
与现有技术相比，本发明的具有双圆弧U型齿的刚性轮的谐波减速器的有益效果是：一方面，通过在波发生器设置定子芯以及开设供液通道，使润滑油能够进入波发生器与柔性轮之间，从而为波发生器与柔性轮提供润滑油；另一方面，在传动套内设置油液蓄能器，使得传动套带动波发生器转动时不会随其转动，从而使油液蓄能器能够为第一供液通道提供稳定的润滑油，且不会在油液蓄能器与定子芯的尾部出现漏油的情况，且将油液蓄能器设置于传动套的内部使得结构紧凑。
附图说明
图1为本发明的实施例提供的具有双圆弧U型齿的刚性轮的谐波减速器的结构示意图(第一供液通道与第二供液通道处于连通状态)。
图2为图1的A-A向剖视图。
图3为本发明的实施例提供的具有双圆弧U型齿的刚性轮的谐波减速器的结构示意图(第一供液通道与第二供液通道处于截断状态)。
图4为图3的B-B向剖视图。
图中：
10-柔性轮；11-外齿；20-刚性轮；21-内齿；30-波发生器；31-阀腔；32-第二弧形凹陷；33-油槽；40-定子芯；41-单向阀；42-第一弧形凹陷；50-第一供液通道；60-第二供液通道；70-第三供液通道；80-油腔；81-推力轴承。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
如图1至4所示，本发明的实施例提供了一种具有双圆弧U型齿的刚性轮的谐波减速器，包括柔性轮10、刚性轮20以及波发生器30，柔性轮10包括本体，本体呈筒状，本体具有筒口端和筒底端，筒口端的外壁上设置有用于与刚性轮20的内齿21啮合的外齿11，波发生器30的头部自本体的筒体端伸入至本体中，波发生器30位于本体中的内部开设有阀腔31，具有双圆弧U型齿的刚性轮的谐波减速器还包括定子芯40、传动套91以及油液蓄能器92，定子芯40的头部位于阀腔31中，传动套91与波发生器30的尾部连接，油液蓄能器92位于传动套91中，其中：自定子芯40的尾部至定子芯40的头部的外壁开设有第一供液通道50，位于定子芯40尾部的一端为第一供液通道50的进口端，油液蓄能器92与第一供液通道50的进口端连接，位于定子芯40的头部的外壁的一端为第一供液通道50的出口端，油液蓄能器92与第一供液通道50的进口端连接；自波发生器30的阀腔31的腔壁至波发生器30的外壁开设有第二供液通道60，供液通道位于阀腔31的腔壁的一端为进口端，位于波发生器30的外壁的一端为出口端；第二供液通道60的进口端与第一供液通道50的出口端在阀芯的轴向位置相对应；其中：波发生器30转动时使得第一供液通道50的出口端与第二供液通道60的进口端相对或者错位。在本实施例中，油液蓄能器92为第一供液通道50提供润滑油。
根据上述可知，当波发生器30转动时，如图2和图4所示，第一供液通道50与第二供液通道60通过其出口端与进口端的连通和错位实现连通和截断，从而使得油液蓄能器92在连通时通过第一供液通道50和第二供液通道60进入波发生器30与柔性轮10的本体之间，从而能够为波发生器30和柔性轮10提供润滑。
在本发明中，一方面，通过在波发生器30设置定子芯40以及开设供液通道，使润滑油能够进入波发生器30与柔性轮10之间，从而为波发生器30与柔性轮10提供润滑油；另一方面，在传动套内设置油液蓄能器92，使得传动套92带动波发生器30转动时不会随其转动，从而使油液蓄能器92能够为第一供液通道50提供稳定的润滑油，且不会在油液蓄能器92与定子芯40的尾部出现漏油的情况，且将油液蓄能器92设置于传动套91的内部使得结构紧凑。
由于波发生器30以及柔性轮10时刻进行转动，给增设液压管路向各旋转运动部件之间提供润滑油增加了难度，而使得本领域的技术人员仅能够通过采用壳体密封包覆各部件，并向壳体内通入一定压力的润滑油的方式而使得各转动部件之间进行润滑。
而本申请通过在波发生器30内增设定子芯40，定子芯40在波发生器30转动时而保持非转动状态，从而使得第一供液通道50和第二供液通道60周期性连通(波发生器30每转动一圈连通一次)，从而使得油液蓄能器92周期性的为波发生器30与柔性轮10之间提供润滑油。
为能够为外齿11与内齿21之间提供润滑油，自本体的内孔壁至柔性轮10的外壁开设有第三供液通道70，第三供液通道70位于内孔壁的一端为进口端，位于本体的外壁的一端为出口端，第三供液通道70的进口端与第二供液通道60的出口端在阀芯的轴向位置相对应。在本实施例中，波发生器30与柔轮之间的润滑油通过第三供液通道70进入柔性轮10与刚性轮20之间，从而为外齿11与内齿21的啮合传动提供润滑油，特别适于应用于双圆弧齿啮合润滑。优选地，第三供液通道70贯通两个外齿11之间。
为能够使波发生器30与柔性轮10之间存储一定的润滑油，在波发生器30的外壁上开设纵横交错的油槽33，且该油槽33通过第二供液通道60的出口端，且至少部分的油槽33在波发生器30转动时，第三供液通道70的进口与油槽33对应，使得油槽33中的润滑油能够通过第三通道进入柔性轮10与刚性轮20之间。如此，较多的润滑油通过第一供液通道50和第二供液通道60进入油槽33，并经油槽33以及第三供液通道70进入内齿21与外齿11之间。
优选地，定子芯40的头部的两侧装设有推力轴承81以减小波发生器30与定子芯40之间的摩擦。
为防止各供液通道内的润滑油回油，第一供液通道50内设置有单向阀41，单向阀41的进口与第一供液通道50的进口端连通，单向阀41的出口与第一供液通道50的出口端连通。如此，润滑油通过油液蓄能器92进入第一供液通道50内的润滑油不会回流。
在波发生器30转动而使第一供液通道50的出口端与第二供液通道60的进口端从正对切换至错位时，因两个供液通道的截断而使两个供液通道的油压突然增大(此时，单向阀41在油液蓄能器92的供油下处于打开状态)，进而对油液蓄能器92产生冲击，为减少对油液蓄能器92的冲击，在第一供液通道50的出口端处开设第一弧形凹陷42，在第二供液通道60的进口端处开设第二弧形凹陷32。如此，当第一供液通道50的出口端与第二供液通道60的进口端相对时，第一弧形凹陷42与第二弧形凹陷32围成一个油腔80，润滑油经第一供液通道50进入油腔80，油腔80中的润滑油具有一定压力而为各转动部件提供润滑；然后，波发生器30转动使得第一供液通道50的出口端与第二供液通道60的进口端进行错位，在错位过程中，形成油腔80的第一弧形凹陷42和第二弧形凹陷32也相应错位，且第一弧形凹陷42与第二弧形凹陷32具有一定的错位时间，从而使得压力的升高速度得到缓冲，不至于第一供液通道50与第二供液通道60完全截断后压力突增，从而缓冲了对油液蓄能器92的冲击。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种具有双圆弧U型齿的刚性轮的谐波减速器，包括柔性轮、刚性轮以及波发生器，所述柔性轮包括本体，所述本体呈筒状，所述本体具有筒口端和筒底端，所述筒口端的外壁上设置有用于与刚性轮的内齿啮合的外齿，所述波发生器的头部自所述本体的筒体端伸入至所述本体中，其特征在于，具有双圆弧U型齿的刚性轮的谐波减速器还包括定子芯、传动套以及油液蓄能器；所述波发生器位于所述本体中的内部开设有阀腔，所述定子芯的头部位于所述阀腔中，所述传动套与所述波发生器的尾部连接，其中：
自所述定子芯的尾部至所述定子芯的头部的外壁开设有第一供液通道，位于所述定子芯尾部的一端为所述第一供液通道的进口端，位于所述定子芯的头部的外壁的一端为所述第一供液通道的出口端；
所述定子芯的尾部伸入至所述传动套中，所述油液蓄能器设置于所述传动套中并与所述第一供液通道的进口端连接以为所述第一供液通道提供一定压力的润滑油；
自所述波发生器的阀腔的腔壁至所述波发生器的外壁开设有第二供液通道，所述供液通道位于所述阀腔的腔壁的一端为进口端，位于所述波发生器的外壁的一端为出口端；所述第二供液通道的进口端与所述第一供液通道的出口端在阀芯的轴向位置相对应；其中：
所述波发生器转动时使得第一供液通道的出口端与所述第二供液通道的进口端相对或者错位；
所述定子芯的头部的两侧装设有推力轴承；
所述第一供液通道内设置有单向阀，所述单向阀的进口与所述第一供液通道的进口端连通，所述单向阀的出口与所述第一供液通道的出口端连通。
2.根据权利要求1所述的具有双圆弧U型齿的刚性轮的谐波减速器，其特征在于，自所述本体的内孔壁至所述柔性轮的外壁开设有第三供液通道，所述第三供液通道位于内孔壁的一端为进口端，位于所述本体的外壁的一端为出口端，所述第三供液通道的进口端与所述第二供液通道的出口端在阀芯的轴向位置相对应。
3.根据权利要求2所述的具有双圆弧U型齿的刚性轮的谐波减速器，其特征在于，所述第三供液通道贯通两个所述外齿之间。
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