CN111059250B - 凸轮、谐波减速器、凸轮设计方法及减速器安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及谐波减速器技术领域，尤其是涉及一种X凸轮、谐波减速器、凸轮设计方法及减速器安装方法。一种凸轮，包括凸起和过渡圆，凸起与过渡圆依次间隔相连，凸起沿凸轮的周向均匀分布，凸轮的外侧壁周长与与凸轮相连接的装置的内壁周长相等。由于凸轮的外壁的周长与与凸轮相连接的装置的内周长相等，使得当凸轮安装入该装置中时，使得凸轮的外壁与该装置的内壁相互贴合，使得凸轮与该装置既能够较为紧密的贴合，凸轮也不会将该装置撑坏，延长了凸轮和与凸轮连接的该装置是使用寿命。本发明还公开了一种谐波减速器。本发明还公开了一种凸轮设计方法。本发明还公开了一种减速器安装方法。

Description

凸轮、谐波减速器、凸轮设计方法及减速器安装方法

技术领域

本发明涉及谐波减速器技术领域，尤其是涉及一种凸轮、谐波减速器、凸轮设计方法及减速器安装方法。

背景技术

谐波齿轮减速器是一种靠波发生器使柔性齿轮产生可控的弹性形变波实现运动和动力传递的装置，由于其较为稳定的运动性质，使得谐波减速器被广泛的被应用于电子、航天航空、自动化设备，数控设备，机器人等行业中，作为谐波减速器中重要的零件之一，凸轮在与柔性轴承的组装过程中，当凸轮和柔性轴承不能够相互匹配，容易在谐波减速器的使用过程中造成柔性轴承被撑坏或凸轮和柔性轴承相脱离的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种凸轮、谐波减速器、凸轮设计方法及减速器安装方法，能够延长了凸轮和与凸轮连接的该装置是使用寿命。

本发明公开了一种凸轮，用于与谐波减速器的柔性轴承连接，包括凸起和本体，凸起与本体一体连接，并相对本体向外突出，凸起沿本体的周向均匀分布，凸轮的外侧壁周长与柔性轴承的内壁周长相等。

作为对上述技术方案的改进，凸起为圆弧形，凸起的高度为0.1mm至0.18mm之间。

作为对上述技术方案的进一步改进，凸轮为中空结构。

本发明还公开了一种谐波减速器，还包括刚轮、柔轮、所述柔性轴承和凸轮，柔性轴承的内壁与凸轮的外壁相贴合，柔轮与柔性轴承的外壁贴合，以形成三个突出部，柔轮在突出部处与刚轮相啮合。

作为对上述技术方案的改进，刚轮比所述柔轮多三个齿。

本发明还公开了一种凸轮设计方法，包括以下步骤：

S1：以柔性轴承的内圆周的半径为半径画第一圆和第二圆，且第一圆和第二圆的圆心重合；

S2；将第二圆相对第一圆进行平移，记平移量为s，截取第二圆超出第一圆的凸圆；

S3；通过一个扇形在凸圆上截取凸圆外侧的弧线，形成突出弧线，并使得突出弧线以第一圆的圆心为中心沿圆周阵列，形成三个以第一圆的圆心成圆周分布的三个突出弧线；

S4；画第三圆，第三圆灯带圆心与第一圆的圆心重合，记第三圆的半径为r1，第一圆的圆心为r2，r1≤(r2+s)；

S5：调整所有突出弧线的端点的位置，使突出弧线的端点均与第三圆相切，形成凸起。

作为对上述技术方案的改进，在步骤S2中，记平移的位移量s，记柔轮的模数为m，s在0.8m至1.2m之间。

作为对上述技术方案的进一步改进，在步骤S3中，扇形的角度为25°至45°。

作为对上述技术方案的进一步改进，突出弧线以所述第一圆的圆心为圆心沿着圆周均匀分布。

本发明还公开了一种谐波减速器的安装方法，将柔性轴承安装在具有三个凸起的凸轮上，然后将柔性轴承的外圆与柔轮的内圈相贴合，使得在柔轮上形成三个突出部，然后通过三个突出部，使得柔轮和刚轮啮合。

有益效果：由于凸轮的外壁的周长与与凸轮相连接的装置的内周长相等，使得当凸轮安装入该装置中时，使得凸轮的外壁与该装置的内壁相互贴合，使得凸轮与该装置既能够较为紧密的贴合，凸轮也不会将该装置撑坏，延长了凸轮和与凸轮连接的该装置是使用寿命。

附图说明

图1是凸轮的正视图；

图2是谐波减速器的正视图；

图3是凸轮设计方法的中间过程图1；

图4是凸轮设计方法的中间过程图2；

图5是凸轮设计方法的中间过程图3。

附图标记：凸轮100、凸起110、本体120、刚轮200、柔轮300、第一圆400、第二圆500、凸圆600、凸起弧线700和第三圆800。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

在本发明实施例的描述中，如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。在本发明实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

参照图1，图1为凸轮100的正视图，凸轮100上包括圆形的本体120和位于本体120上的凸起110，凸起110为弧形，沿着本体120均匀分布，凸起110相对本体120向外突出，且凸起110的突出的高度在0.1mm到0.18mm之间。

作为一种实施例，三个凸轮100沿着圆形的本体均匀分布。

凸轮100外壁用于与柔性轴承的内壁相连接，此时，凸轮100的外壁的周长与柔性轴承的内壁周长相等，上述结构的有益效果为，能够使得凸轮100和与其连接的柔性轴承能够完全的贴合，减少二者之间的挤压，从而减少凸轮100上产生应力的可能性，这种结构也防止若凸轮100的外周长较柔性轴承的内周长长，则将凸轮100装入到柔性轴承中时，会使得柔性轴承的内壁造成拉伸，使得柔性轴承容易形成损坏。

作为一种实施例，凸轮100可以为中空结构，这种结构可以降低凸轮100的重量，使得使用这个凸轮100的产品更加的轻便。

本发明还公开了一种谐波减速器，这种谐波减速器包括刚轮200，柔轮300、柔性轴承和波发生器，波发生器包括输入轴和上述描述的凸轮100，凸轮100的外壁与柔性轴承的内壁相贴合，柔性轴承的外壁与柔轮300相贴合，由于凸轮100上设有三个凸轮100，使得通过柔性轴承，在柔轮300上形成三个凸起110的突出部，通过三个突出部与刚轮200进行连接。

作为一种实施例，刚轮200比柔轮300的齿数多三个齿，作为一种实施例，刚轮200的齿数为303，柔轮300的齿数为300。

由于柔轮300通过三个突出部与刚轮200相连接，使得刚轮200和柔轮300的啮合齿数达到柔轮300齿数的40％以上，增加了刚轮200和柔轮300的传动精度，使得谐波减速器的运行更加的平稳，承载能力更高，另一方面，由于刚轮200和柔轮300通过三个齿进行连接，使得单个凸起110的变形内应力减少，从而减低了变形过程中产生的热量，延长三波谐波减速器的使用寿命。

作为一种实施例，柔轮300的外径为43.28mm，内径为41.72mm。

作为一种实施例，凸起110的角度为25°到45°，这种结构的凸起110能够使得刚轮200和柔轮300能够更佳容易的啮合。

作为一种实施例，主体120的半径为16.12mm。

本发明还公开了一种凸轮100设计方法：

第一步：首先以与凸轮100外壁相连接的柔性轴承的内壁的半径为半径画出圆心重合的第一圆400和第二圆500，然后将第二圆500相对第一圆400进行平移，截取第二圆500超出第一圆400的部分形成凸圆600，记平移的位移量s，记柔轮的模数为m，平移的位移量s在0.8m至1.2m之间。

第二步：通过一个γ角为25°至45°的扇形截取凸圆600，留下凸圆600的外弧线，为凸出弧线700，形成如图2所示的凸出弧线700，将该凸出弧线700沿着第一圆400的圆周均匀分布，形成如图4所示的三个凸出弧线700。

第三部：如图5所示，画出第三圆800，使得第三圆800的圆心与第一圆400的圆心重合，且记所述第三圆800的半径为r1，所述第一圆的圆心为r2，r1≤(r2+s)。

第四部：调整每个凸出弧线700的两个端点，使得凸出弧线700的两端均与第三圆相切，裁减多于线条，形成如图1所示的凸轮100形状，最终的凸轮形状由第三圆800和三个突出弧线700构成。

本发明还公开了一种谐波减速器的安装方法：

第一步：将上述描述的具有三处凸起110的波轮的外壁与柔性轴承的内壁相互贴合，由于凸轮100的外壁与柔性轴承的内壁周长相等，所示二者能够完全贴合，减少二者之间应力的产生。

第二步：将柔性轴承的外壁与柔轮300的内壁进行贴合，由于凸轮100上具有三个凸起110，使得在柔轮300上能够形成三个波。

第三部：通过柔轮300上的三个波，使得柔轮300和刚轮200进行配合的传动，形成谐波减速器。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (7)

1.一种凸轮，用于与谐波减速器的柔性轴承连接，其特征在于，包括凸起和本体，所述凸起与所述本体一体连接，并相对所述本体向外突出，所述凸起沿所述本体的周向均匀分布，凸轮的外侧壁周长与所述柔性轴承的内壁周长相等；

所述凸轮的设计方法，包括以下步骤：

S1：以所述柔性轴承的内圆周的半径为半径画第一圆和第二圆，且所述第一圆和所述第二圆的圆心重合；

S2；将所述第二圆相对所述第一圆进行平移，记平移量为s，记柔轮的模数为m，s在0.8m至1.2m之间，截取所述第二圆超出所述第一圆的凸圆；

S3；通过一个扇形在所述凸圆上截取所述凸圆外侧的弧线，所述扇形的角度为25°至45°，形成突出弧线，并使得所述突出弧线以所述第一圆的圆心为中心沿圆周阵列，形成三个以所述第一圆的圆心成圆周分布的三个所述突出弧线；

S4；画第三圆，所述第三圆灯带圆心与所述第一圆的圆心重合，记所述第三圆的半径为r1，所述第一圆的圆心为r2，r1≤(r2+s)；

S5：调整所有所述突出弧线的端点的位置，使所述突出弧线的端点均与所述第三圆相切，形成凸起。

2.根据权利要求1所述的凸轮，其特征在于，所述凸起为圆弧形，所述凸起的高度为0.1mm至0.18mm之间。

3.根据权利要求1所述的凸轮，其特征在于，所述凸轮为中空结构。

4.根据权利要求1所述的凸轮，其特征在于，所述步骤S3中，所述突出弧线以所述第一圆的圆心为圆心沿着圆周均匀分布。

5.一种谐波减速器，其特征在于，还包括刚轮、柔轮、所述柔性轴承和如权利要求1至4中任意一项所述的凸轮，所述柔性轴承的内壁与所述凸轮的外壁相贴合，所述柔轮与所述柔性轴承的外壁贴合，以形成三个突出部，所述柔轮在所述突出部处与所述刚轮相啮合。

6.根据权利要求5所述的谐波减速器，其特征在于，所述刚轮比所述柔轮多三个齿。

7.一种如权利要求5至6中任意一项所述的谐波减速器的谐波减速器的安装方法，其特征在于，将柔性轴承安装在具有三个凸起的凸轮上，然后将柔性轴承的外圆与柔轮的内圈相贴合，使得在所述柔轮上形成三个波，然后通过三个波，使得所述柔轮和所述刚轮啮合。