CN108397536A - 新型波发生器的谐波传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型波发生器谐波传动机构，包括第一轴承组、输入轴、左端盖、第二轴承组、输出轴、键、螺栓组件及谐波发生器；特点是还包括刚性内齿轮套及柔性外齿轮；输入轴通过第一轴承组安装在左端盖上并可转动，输入轴的右部及柔性外齿轮均位于刚性内齿轮套内；输出轴通过第二轴承组安装在刚性内齿轮套上并可转动，输出轴的左端通过键与柔性外齿轮连接；谐波发生器是振动液压式波发生器组件，其包括位于柔性外齿轮内的波壳、振动板、垫板及单向阀，波壳与柔性外齿轮间隙配合并可相对运动；单向阀安装在输入轴的径向孔内；振动板及垫板位于波壳内腔中，通电后，振动板能在厚度方向产生高频振动，在波壳上设有径向布置的径向孔组，径向孔组将波壳内腔和外面联通，柔性外齿轮与刚性内齿轮套啮合。该机构中没有了易损件柔性轴承，能提高整体的使用寿命。

Description

新型波发生器的谐波传动机构

技术领域

本发明涉及一种新型波发生器的谐波传动机构，目前，高精度的机器人、医疗器械、3D打印机、机电装备，以及超精密机床、检测装置等设备对传动系统的进给分辨率、重复定位精度及运动平稳度要求极高，因此很多时候需要大传动比和高传动精度的谐波齿轮传动装置。

背景技术

谐波齿轮传动装置发明半个多世纪以来，由于其自身的优势得到广泛应用，它包括谐波发生器、柔性轴承、刚性齿轮以及柔性齿轮；目前，最常用的谐波发生器，特点在于发生器有长短轴；有一些改进的波发生器，在工作时是利用偏心轴、偏心轮或者滚轮等部件，通过柔性轴承支撑柔性齿轮使之与刚性齿轮啮合；不论那种形式的波发生器，都是依靠柔性轴承不断地做椭圆弹性变形，其波发生器与柔性齿轮间也都是刚性接触，因此，柔性轴承极易损坏。

超声波振动表面所具有的悬浮支撑与减摩能力，已被多项理论研究和实际应用所证实，并在越来越多的领域获得到实际应用，有研究发现超声波能使接触面间摩擦阻力降低90%以上，在现代制造行业，国内外已有诸多研究者开始使用超声波轴承和超声波电机，但至今仍然未见将超声波振动技术用于谐波传动机构的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型波发生器的谐波传动机构，该机构中没有了易损件柔性轴承，能提高整体的使用寿命。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种新型波发生器谐波传动机构，包括第一轴承组、输入轴、左端盖、第二轴承组、输出轴、键、螺栓组件、卸油口及谐波发生器；其特征在于还包括刚性内齿轮套及柔性外齿轮，在所述刚性内齿轮套的下部设有卸油口；所述左端盖盖在刚性内齿轮套的开口处并通过紧固件固定，所述输入轴通过第一轴承组安装在左端盖上并可转动，输入轴的右部及柔性外齿轮均位于刚性内齿轮套内；所述输出轴通过第二轴承组安装在刚性内齿轮套上并可转动，输出轴的左端通过键与柔性外齿轮连接；

所述谐波发生器是振动液压式波发生器组件，所述振动液压式波发生器组件包括位于柔性外齿轮内的波壳、振动板、垫板及单向阀，所述波壳与柔性外齿轮间隙配合并可相对运动；

在输入轴的轴心设有中心油孔，在输入轴的右端设有径向孔，所述单向阀安装于径向孔内，所述中心油孔与单向阀入口连通；所述垫板固定在输入轴的右端，所述振动板固定在垫板上，所述波壳通过螺栓组件固定连接在输入轴右端，振动板及垫板位于波壳内腔中，振动板与波壳内壁有间隙；振动板的中心孔通过垫板的中心孔与单向阀出口联通，振动板的中心孔与波壳内腔联通，通电后，振动板能在厚度方向产生高频振动，在波壳上设有径向布置的径向孔组，所述径向孔组将波壳内腔和外面联通，柔性外齿轮与刚性内齿轮套啮合。

在本技术方案中，所述振动液压式波发生器组件有二套，在输入轴的右

端设有两径向孔，所述中心油孔分别与安装于两径向孔内的单向阀入口连通，振动液压式波发生器组件及两径向孔均以输入轴的轴线为对称轴布置在输入轴的右端。

在本技术方案中，所述振动板可以是压电材料或磁致伸缩材料。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1.工作时，由于振动板的高频振动，在波壳与柔性外齿轮之间能产生高强度润滑油膜，具有悬浮支撑与减摩能力，波壳与柔性外齿轮在运动时几乎无摩擦，提高运动传递精度，增加了波壳和柔性外齿轮的使用寿命。

2.该机构去掉了传统谐波传动机构中极易损坏的柔性轴承，增加了使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构原理图；

图2是图1的A-A断面放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

在本发明描述中,术语“左”及“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1及图2所示，其是一种新型波发生器谐波传动机构，包括第一轴承组1、输入轴2、左端盖3、刚性内齿轮套4、柔性外齿轮5、第二轴承组10、输出轴11、键12、螺栓组件13及谐波发生器，在所述刚性内齿轮套4的下部设有卸油口14；其中，所述左端盖3盖在刚性内齿轮套4的开口处并通过紧固件固定，所述输入轴2通过第一轴承组1安装在左端盖3上并可转动，输入轴2的右部及柔性外齿轮5均位于刚性内齿轮套4内；所述输出轴11通过第二轴承组10安装在刚性内齿轮套4上并可转动，输出轴11的左端通过键12与柔性外齿轮5连接，这样柔性外齿轮5的转动可以带动输出轴11转动；

所述谐波发生器是振动液压式波发生器组件，所述振动液压式波发生器组件包括位于柔性外齿轮5内的波壳6、振动板7、垫板8及单向阀9，所述波壳6与柔性外齿轮5间隙配合并可相对转动；

在输入轴2的轴心设有中心油孔21，在输入轴2的右端设有径向孔22，所述单向阀9安装于径向孔22内，所述中心油孔21与单向阀9连通；所述垫板8固定在输入轴2的右端，所述振动板7固定在垫板8上，所述波壳6通过螺栓组件13固定连接在输入轴2右端，振动板7及垫板8位于波壳6内腔中，振动板7与波壳6内壁有间隙；振动板7的中心孔通过垫板8的中心孔与单向阀9出口联通，振动板7的中心孔与波壳6内腔联通，通电后，振动板7能在厚度方向产生高频振动，在波壳6上设有径向布置的径向孔组61，所述径向孔组61将波壳6内腔和外面联通，柔性外齿轮5与刚性内齿轮套4啮合。

在本实施例中，所述振动液压式波发生器组件有二套，即包括两波壳6、

两振动板7、两垫板8及两单向阀9，所述两波壳6均与柔性外齿轮5间隙配合并可相对运动，在输入轴2的右端设有两径向孔22，两单向阀9安装在两径向孔22内并与中心油孔21连通，两振动板7、两垫板8、两径向孔22和两单向阀9均以输入轴2的轴线为对称轴布置在输入轴2的右端上。

在本实施例中，所述振动板7可以是压电材料或磁致伸缩材料。

工作过程：输入轴2高速旋转，带动与其连接紧固在一起的二个振动液压式波发生器组件（沿轴2的轴线对称布置）一起旋转，二个振动液压式波发生器组件旋转带动安装在其外的柔性外齿轮5运动，并迫使柔性外齿轮5的外齿依次与刚性内齿轮套4的内齿啮合，由于刚性内齿轮4的齿数多于柔性外齿轮5的齿数，产生错齿运动，柔性外齿轮5因此低速旋转，也带动与其连接在一起的输出轴11旋转，与此同时，液压油经过输入轴2中心孔21进入单向阀9，再通过垫板8和振动板7上的通孔，进入振动板7与波壳6内壁之间以及波壳6的径向孔组61中，振动板7通电后产生径向高频振动，在振动板7的高频作用下产生高压液压油，经过波壳6的径向孔组61进入波壳6与柔性外齿轮5间，并在波壳6与柔性外齿轮5间形成高强度润滑油膜，极大降低波壳6与柔性外齿轮5间运动摩擦；

由于与本发明相关的压电、超声振动技术、各种控制技术以及接线、液压、供油、管路、密封和保压等技术已非常成熟，且非本发明的重点内容，故在本发明的相关原理图及文字说明中均未进行详细描述，并非本发明人疏漏，特此说明。

以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种新型波发生器谐波传动机构，包括第一轴承组（1）、输入轴（2）、左端盖（3）、第二轴承组（10）、输出轴（11）、键（12）、螺栓组件（13）及谐波发生器；其特征在于还包括刚性内齿轮套（4）及柔性外齿轮（5），在所述刚性内齿轮套（4）的下部设有卸油口（14）；所述左端盖（3）盖在刚性内齿轮套（4）的开口处并通过紧固件固定，所述输入轴（2）通过第一轴承组（1）安装在左端盖（3）上并可转动，输入轴（2）的右部及柔性外齿轮（5）均位于刚性内齿轮套（4）内；所述输出轴（11）通过第二轴承组（10）安装在刚性内齿轮套（4）上并可转动，输出轴（11）的左端通过键（12）与柔性外齿轮（5）连接；

所述谐波发生器是振动液压式波发生器组件，所述振动液压式波发生器组件包括位于柔性外齿轮（5）内的波壳（6）、振动板（7）、垫板（8）及单向阀（9），所述波壳（6）与柔性外齿轮（5）间隙配合并可相对运动；

在输入轴（2）的轴心设有中心油孔（21），在输入轴（2）的右端设有径向孔（22），所述单向阀（9）安装于径向孔（22）内，所述中心油孔（21）与单向阀（9）入口连通；所述垫板（8）固定在输入轴（2）的右端，所述振动板（7）固定在垫板（8）上，所述波壳（6）通过螺栓组件（13）固定连接在输入轴（2）右端，振动板（7）及垫板（8）位于波壳（6）内腔中，振动板（7）与波壳（6）内壁有间隙；振动板（7）的中心孔通过垫板（8）的中心孔与单向阀（9）出口联通，振动板（7）的中心孔与波壳（6）内腔联通，通电后，振动板（7）能在厚度方向产生高频振动，在波壳（6）上设有径向布置的径向孔组（61），所述径向孔组（61）将波壳（6）内腔和外面联通，柔性外齿轮（5）与刚性内齿轮套（4）啮合。

2.根据权利要求1所述的新型波发生器谐波传动机构，其特征在于所

述振动液压式波发生器组件有二套，输入轴（2）右端的径向孔（22）也有二个，它们均以输入轴（2）的轴线为对称轴布置在输入轴（2）的右端，两单向阀（9）分别位于二个径向孔（22）内。

3.根据权利要求1所述的新型波发生器谐波传动机构，其特征在于所述振动板（7）可以是压电材料或磁致伸缩材料。