CN116025685A - 一种短杯型谐波齿轮减速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及谐波减速器技术领域，尤其涉及一种短杯型谐波齿轮减速器，包括输入轴，所述输入轴外部设置有波发生器，所述波发生器外部固定连接有柔性轴承，所述波发生器外部固定连接有柔轮，所述柔轮外部啮合连接有刚轮，所述柔轮远离波发生器的一侧设置有输出端，本发明中，使用时，当柔轮旋转而同时带动散热扇叶及散热座旋转时，散热扇叶在重力的影响下发生偏移，散热扇叶在散热座的上摆动产生一定气流，将柔轮与刚轮啮合转动时产生的热量带走，以达到散热效果，通过加入油封圈使得偏斜距离变长，角度变小，减小了柔轮外齿发生偏斜带来的影响，提高谐波齿轮减速器的承载能力。

Description

一种短杯型谐波齿轮减速器

技术领域

本发明涉及谐波减速器技术领域，尤其涉及一种短杯型谐波齿轮减速器。

背景技术

谐波齿轮传动技术始于1955年，由美国学者Musser提出，该技术问世以来就受到了广泛关注。在以后的数十年里，世界各发达工业国家的学者开始致力于谐波齿轮装置的研究，成果比较突出的为日本、美国和苏联，这三个工业发达国家的谐波传动技术发展迅猛，至今都处于领先水平。近几年，其它工业国如英国、德国、法国、瑞典及意大利等欧洲国家也逐渐开始对谐波传动技术进行系统性的研究。谐波传动技术于上世纪六十年代引进我国。在随后的几十年里，我国投入大批力量研究并发展该技术，先后成立了谐波齿轮传动技术专用研究室并且制定了谐波减速器产品系列标准，在谐波传动的理论研究、制造、试验与应用等方面取得了较大成就，较早的成为掌握谐波技术的几个国家之一。

截止到目前，我国已有数十家技术研究所、企业及高校从事谐波齿轮传动技术的研究与制造，为国内的谐波齿轮传动技术发展和应用打下坚实基础谐波减速器是一种依托于谐波技术的新型齿轮传动装置，主要由刚轮、柔轮、波发生器组成，它依靠柔性零件的变形传递运动和转矩，由于其体积小、质量轻、传动比大、精度高等优点被广泛应用于航天，机器人等领域，现在也被应用于某些军事装备和农业器械中。目前国内外谐波传动的应用情况证明，不管是在高灵敏度随动系统的场合，还是在需要较大传动扭矩的场合，它都能发挥出很好的性能。尤其在一些高压、高温管路和有害介质情况下工作时，谐波传动更能体现出其它传动装置无法比拟的优越性。

现有技术中，长时间的工作过程中，由于齿轮的啮合碰撞和轴承的转动等，谐波齿轮减速器内部会产生一定的热量，从而影响内部构件的传动，温度过热容易影响使用寿命，同时当波发生器朝上时，润滑剂难以供应，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，因此，提出的一种短杯型谐波齿轮减速器。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中，长时间的工作过程中，谐波齿轮减速器内部会产生一定的热量，从而影响内部构件的传动，温度过热容易影响使用寿命，同时当波发生器朝上时，润滑剂难以供应，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，而提出的一种短杯型谐波齿轮减速器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种短杯型谐波齿轮减速器，包括输入轴，所述输入轴外部设置有波发生器，所述波发生器外部固定连接有柔性轴承，所述波发生器外部固定连接有柔轮，所述柔轮外部啮合连接有刚轮，所述柔轮远离波发生器的一侧设置有输出端；

所述波发生器外部设置有用于润滑油的油封圈，所述油封圈靠近波发生器的一侧固定连接有凸块，所述柔轮靠近输出端的一侧设置有用于散热的散热机构，所述散热机构包括设置在柔轮上的通气孔，所述柔轮靠近输出端的一侧固定连接有散热座，所述散热座脱离柔轮的一侧转动连接有散热扇叶，所述输出端靠近柔轮的一侧开设有散热孔。

其中，所述油封圈与柔轮始终抵合，所述油封圈为椭圆与波发生器一致。

上述技术方案进一步包括：

所述柔轮外部固定安装有柔轮外齿，所述刚轮靠近柔轮的一侧固定安装有钢轮内齿，所述柔轮外齿与钢轮内齿之间啮合连接。

所述波发生器内部开设有用于与输入轴连接的波发生器键槽。

所述波发生器靠近油封圈的一侧开设有油封圈定位孔，所述油封圈定位孔螺纹连接有第四螺钉，所述油封圈外部开设有安装孔，所述安装孔与第四螺钉螺纹连接，所述波发生器通过第四螺钉与油封圈固定连接；

其中，所述安装孔与油封圈定位孔对齐。

所述输出端外部设置有交叉滚子轴承外圈一与交叉滚子轴承外圈二，所述输出端与交叉滚子轴承外圈一及交叉滚子轴承外圈二之间设置有交叉滚子轴承，所述输出端外部设置有用于密封的密封圈。

所述输出端靠近柔轮的一侧设置有连接件，所述输出端外部螺纹连接有第二螺钉，所述连接件与第二螺钉之间螺纹连接。

所述输出端内部滑动连接有第三螺钉，所述第三螺钉远离输出端的一侧与柔轮相连接。

所述交叉滚子轴承外圈一外部设置有用于交叉滚子轴承外圈一、交叉滚子轴承外圈二与刚轮固定连接的第一螺钉。

相比现有技术，本发明的有益效果为：

1、本发明中，使用时，当柔轮旋转而同时带动散热扇叶及散热座旋转时，在散热扇叶与散热座移动到六点与十二点方向时，散热扇叶垂直与散热座，当从六点方向移动到十二点方向过程中，散热扇叶在重力的影响下发生偏移，散热扇叶往散热座的一侧转动，当从十二点方向移动到六点方向过程中，散热扇叶在同样会在重力的影响下发生偏移，但是散热扇叶会往散热座的另一侧转动，以此循环下，散热扇叶会在随柔轮旋转的同时发生晃动，散热扇叶产生一定气流，将柔轮与刚轮啮合转动时产生的热量带走，以达到散热效果。

2、本发明中，使用时，油封圈、波发生器与柔轮之间形成了润滑油腔，在此润滑油腔内部填充润滑油，润滑油重量减少，在波发生器旋转过程中，油封圈跟随旋转，油封圈旋转带动安装孔旋转，安装孔旋转迫使润滑油蠕动到柔性轴承，完成了对柔性轴承的润滑供给，安装孔旋转迫使润滑油蠕动克服了润滑油受重力影响而造成供给不足的问题，保证了柔性轴承的良好润滑，由于油封圈的加入，可以防止润滑油出现逆流现象，保证了柔轮和刚轮啮合处磨损的铁屑不会逆流到柔轮内部，减小了柔轮的磨损，延长了谐波齿轮减速器的使用寿命。

3、本发明中，使用时，在波发生器装入柔轮时，筒底受到约束，柔轮筒体受力变形，由于刚度作用，使柔轮筒体从底部向前端呈锥角式变形，在波发生器长轴方向，柔轮外齿后端与波波发生器外壁接触；在波发生器短轴方向，柔轮外齿前端与波发生器外壁接触，柔轮外齿发生偏斜，通过加入油封圈使得偏斜距离变长，角度变小，减小了柔轮外齿发生偏斜带来的影响，提高谐波齿轮减速器的承载能力。

附图说明

图1为本发明提出的一种短杯型谐波齿轮减速器的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的柔轮结构示意图；

图4为本发明的波发生器结构示意图；

图5为本发明的油封圈结构示意图；

图6为本发明的输出端结构示意图；

图7为图2中A处放大示意图；

图8为图3中B处放大示意图。

图中：1、输入轴；2、柔轮；21、柔轮外齿；22、通气孔；23、散热扇叶；24、散热座；3、刚轮；31、钢轮内齿；4、波发生器；41、油封圈定位孔；42、波发生器键槽；5、柔性轴承；6、密封圈；7、交叉滚子轴承；8、油封圈；81、安装孔；82、凸块；9、输出端；91、散热孔；10、第一螺钉；11、第二螺钉；12、第三螺钉；13、连接件；14、第四螺钉；15、交叉滚子轴承外圈一；16、交叉滚子轴承外圈二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1-8所示，本发明提出的一种短杯型谐波齿轮减速器，包括输入轴1，输入轴1外部设置有波发生器4，波发生器4内部开设有用于与输入轴1连接的波发生器键槽42，波发生器4外部固定连接有柔性轴承5，波发生器4外部固定连接有柔轮2，柔轮2外部啮合连接有刚轮3，柔轮2外部固定安装有柔轮外齿21，刚轮3靠近柔轮2的一侧固定安装有钢轮内齿31，柔轮外齿21与钢轮内齿31之间啮合连接；

柔轮2远离波发生器4的一侧设置有输出端9，输出端9外部设置有交叉滚子轴承外圈一15与交叉滚子轴承外圈二16，输出端9与交叉滚子轴承外圈一15及交叉滚子轴承外圈二16之间设置有交叉滚子轴承7，输出端9外部设置有用于密封的密封圈6；

柔轮2靠近输出端9的一侧设置有用于散热的散热机构，散热机构包括设置在柔轮2上的通气孔22，柔轮2靠近输出端9的一侧固定连接有散热座24，散热座24脱离柔轮2的一侧转动连接有散热扇叶23，输出端9靠近柔轮2的一侧开设有散热孔91；

交叉滚子轴承外圈一15外部设置有用于交叉滚子轴承外圈一15、交叉滚子轴承外圈二16与刚轮3固定连接的第一螺钉10，输出端9靠近柔轮2的一侧设置有连接件13，输出端9外部螺纹连接有第二螺钉11，连接件13与第二螺钉11之间螺纹连接，输出端9内部滑动连接有第三螺钉12，第三螺钉12远离输出端9的一侧与柔轮2相连接。

本发明提出的一种短杯型谐波齿轮减速器工作原理是，在未装配前，柔轮2及其内孔呈圆形，当波发生器4装入柔轮2的内孔后，由于波发生器4的长度略大于柔轮2的内孔直径，柔轮2撑成椭圆形，迫使柔轮2在椭圆的长轴方向与刚轮3完全啮合，在短轴方向完全分离，其余各处的柔轮外齿21视柔轮2回转位置的不同，或者处于“啮入”状态，或者处于“啮出”状态。由于刚轮3固定，波发生器4逆时针转动时，柔轮2作顺时针转动。当波发生器4连续回转时，柔轮2长轴和短轴及“啮入”、“啮出”的位置随之不断变化，柔轮外齿21由啮入转向啮出，又啮合转向啮出，由啮出转向脱开，如此，啮入、啮合、啮出、脱开、啮入、啮合……往复循环，迫使柔轮2连续转动；

当柔轮2旋转而同时带动散热扇叶23及散热座24旋转时，在散热扇叶23与散热座24移动到六点与十二点方向时，散热扇叶23垂直与散热座24，当从六点方向移动到十二点方向过程中，散热扇叶23在重力的影响下发生偏移，散热扇叶23往散热座24的一侧转动，当从十二点方向移动到六点方向过程中，散热扇叶23在同样会在重力的影响下发生偏移，但是散热扇叶23会往散热座24的另一侧转动，以此循环下，散热扇叶23会在随柔轮2旋转的同时发生晃动，散热扇叶23产生一定气流，气流从柔轮2内部通过通气孔22来到柔轮2与输出端9之间，在通过散热孔91从输出端9与柔轮2之间排到外部，气流在流出柔轮2内部过程中，也将柔轮2与刚轮3啮合转动时产生的热量带走，以达到散热的效果在。

实施例二

如图1-8所示，波发生器4外部设置有用于润滑油的油封圈8，油封圈8靠近波发生器4的一侧固定连接有凸块82，波发生器4靠近油封圈8的一侧开设有油封圈定位孔41，油封圈定位孔41螺纹连接有第四螺钉14，油封圈8外部开设有安装孔81，安装孔81与第四螺钉14螺纹连接，波发生器4通过第四螺钉14与油封圈8固定连接。

本发明提出的一种短杯型谐波齿轮减速器工作原理是，波发生器4通过第四螺钉14在外部固定连接有油封圈8，油封圈8、波发生器4与柔轮2之间形成了润滑油腔，在此润滑油腔内部填充润滑油，减少润滑油重量的目的，在波发生器4旋转过程中，油封圈8跟随旋转，油封圈8旋转带动凸块82旋转，凸块82旋转迫使润滑油蠕动到柔性轴承5，完成了对柔性轴承5的润滑供给，安装孔81旋转带动润滑油旋转向上克服了润滑油受重力影响而造成供给不足的问题，保证了柔性轴承5的良好润滑，由于油封圈8的加入，可以防止润滑油出现逆流现象，保证了柔轮2和刚轮3啮合处磨损的铁屑不会逆流到柔轮2内部，减小了柔轮2的磨损，延长了谐波齿轮减速器的使用寿命；

在波发生器4装入柔轮2时，筒底受到约束，柔轮2筒体受力变形，由于刚度作用，使柔轮2筒体从底部向前端呈锥角式变形，在波发生器4长轴方向，柔轮外齿21后端与波波发生器4外壁接触；在波发生器4短轴方向，柔轮外齿21前端与波发生器4外壁接触，柔轮外齿21发生偏斜，通过加入油封圈8使得偏斜距离变长，角度变小，减小了柔轮外齿21发生偏斜带来的影响，提高谐波传动的承载能力。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定内。

Claims (8)

1.一种短杯型谐波齿轮减速器，包括输入轴(1)，其特征在于，所述输入轴(1)外部设置有波发生器(4)，所述波发生器(4)外部固定连接有柔性轴承(5)，所述波发生器(4)外部固定连接有柔轮(2)，所述柔轮(2)外部啮合连接有刚轮(3)，所述柔轮(2)远离波发生器(4)的一侧设置有输出端(9)；

所述波发生器(4)外部设置有用于润滑油的油封圈(8)，所述油封圈(8)靠近波发生器(4)的一侧固定连接有凸块(82)，所述柔轮(2)靠近输出端(9)的一侧设置有用于散热的散热机构，所述散热机构包括设置在柔轮(2)上的通气孔(22)，所述柔轮(2)靠近输出端(9)的一侧固定连接有散热座(24)，所述散热座(24)脱离柔轮(2)的一侧转动连接有散热扇叶(23)，所述输出端(9)靠近柔轮(2)的一侧开设有散热孔(91)。

2.根据权利要求1所述的一种短杯型谐波齿轮减速器，其特征在于，所述柔轮(2)外部固定安装有柔轮外齿(21)，所述刚轮(3)靠近柔轮(2)的一侧固定安装有钢轮内齿(31)，所述柔轮外齿(21)与钢轮内齿(31)之间啮合连接。

3.根据权利要求1所述的一种短杯型谐波齿轮减速器，其特征在于，所述波发生器(4)内部开设有用于与输入轴(1)连接的波发生器键槽(42)。

4.根据权利要求1所述的一种短杯型谐波齿轮减速器，其特征在于，所述波发生器(4)靠近油封圈(8)的一侧开设有油封圈定位孔(41)，所述油封圈定位孔(41)螺纹连接有第四螺钉(14)，所述油封圈(8)外部开设有安装孔(81)，所述安装孔(81)与第四螺钉(14)螺纹连接，所述波发生器(4)通过第四螺钉(14)与油封圈(8)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种短杯型谐波齿轮减速器，其特征在于，所述输出端(9)外部设置有交叉滚子轴承外圈一(15)与交叉滚子轴承外圈二(16)，所述输出端(9)与交叉滚子轴承外圈一(15)及交叉滚子轴承外圈二(16)之间设置有交叉滚子轴承(7)，所述输出端(9)外部设置有用于密封的密封圈(6)。

6.根据权利要求1所述的一种短杯型谐波齿轮减速器，其特征在于，所述输出端(9)靠近柔轮(2)的一侧设置有连接件(13)，所述输出端(9)外部螺纹连接有第二螺钉(11)，所述连接件(13)与第二螺钉(11)之间螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种短杯型谐波齿轮减速器，其特征在于，所述输出端(9)内部滑动连接有第三螺钉(12)，所述第三螺钉(12)远离输出端(9)的一侧与柔轮(2)相连接。

8.根据权利要求5所述的一种短杯型谐波齿轮减速器，其特征在于，所述交叉滚子轴承外圈一(15)外部设置有用于交叉滚子轴承外圈一(15)、交叉滚子轴承外圈二(16)与刚轮(3)固定连接的第一螺钉(10)。

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