CN201162803Y - 一种短杯型谐波齿轮减速器 - Google Patents
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Abstract
一种短杯型谐波齿轮减速器，它涉及杯型谐波齿轮减速器。它解决了现有杯型谐波减速器轴向尺寸大、体积大、质量大的问题。本实用新型椭圆形凸轮(1)的外圈上设有柔性滚珠轴承(4)，在柔性滚珠轴承(4)的左右侧面上分别设有大环形挡片(6)和小环形挡片(5)，小环形挡片(5)和大环形挡片(6)由铆钉(7)铆接在椭圆形凸轮(1)的两侧，在柔性滚珠轴承(4)的外环上设有柔轮(3)，柔轮(3)的轴向尺寸为现有标准柔轮轴向尺寸的三分二，柔轮(3)的外环上设有刚轮(2)，柔轮(3)的外环与刚轮(2)相啮合，刚轮(2)固定在传动装置上。本实用新型的结构简单、设计合理，体积小、柔轮轴向尺寸为标准型号柔轮轴向尺寸的60～65％。
Description
技术领域
本实用新型涉及谐波齿轮减速器。
背景技术
目前，现有杯型谐波减速器存在轴向尺寸大(杯型谐波减速器的轴向尺寸与柔轮内径尺寸基本上相同)、体积大、质量大等问题。例如对于标准型号的32机型的杯型谐波减速器，其柔轮基本尺寸约为：内径dr＝32mm，筒长L＝30mm。柔轮轴向尺寸大严重限制了杯型谐波减速器在航空航天探测器、各种仪器仪表、精密机器人的驱动单元的应用。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有杯型谐波减速器存在轴向尺寸大、体积大、质量大的问题，提供了一种短杯型谐波齿轮减速器，解决上述问题的具体技术方案如下：
本实用新型由椭圆形凸轮1、刚轮2、柔轮3、柔性滚珠轴承4、小环形挡片5、大环形挡片6和铆钉7组成，椭圆形凸轮1的外圈上设有一个柔性滚珠轴承4，在柔性滚珠轴承4的左右侧面上分别设有大环形挡片6和小环形挡片5，小环形挡片5和大环形挡片6由铆钉7铆接在椭圆形凸轮1外侧的两侧面，在柔性滚珠轴承4的外环上设有柔轮3，柔轮3的轴向尺寸为现有标准柔轮轴向尺寸的60～65％，柔轮3的外环上设有刚轮2，柔轮3的外环与刚轮2相啮合，刚轮2固定在传动装置上。
本实用新型具有以下有益效果：根据理论分析和有限元接触应力分析结果，对杯型柔轮的关键结构参数如筒长L、齿圈壁厚δ、光滑圆筒壁厚δ1、齿宽b及柔轮的三个过渡圆角R1、R2、R3等参数进行了多目标优化设计，在保证传动效率和输出力矩不降低，所设计的柔轮轴向尺寸L可达到标准型号柔轮轴向尺寸的60～65％；对于标准型号的32机型的杯型谐波减速器柔轮3的尺寸在经过分析和优化以后，在保证其传动效率和输出力矩不降低的情况下其杯长L可以降到65％。(柔轮其它关键尺寸也相应地进行了改变)。刚轮和波发生器的尺寸也进行了调整。对于40机型以上杯型谐波减速器，柔轮3的长径比能更小。本实用新型的结构简单、设计合理，减小了体积、节省了空间。广泛适用于航空航天探测器、各种仪器仪表、精密机器人传动机构(要求体积小)的应用。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构装配图，图2是椭圆形凸轮1的右视图，图3是图1A-A的剖示图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1描述本实施方式。本实施方式由椭圆形凸轮1、刚轮2、柔轮3、柔性滚珠轴承4、小环形挡片5、大环形挡片6和铆钉7组成，椭圆形凸轮1的外圈上设有一个柔性滚珠轴承4，在柔性滚珠轴承4的左右侧面上分别设有大环形挡片6和小环形挡片5，小环形挡片5和大环形挡片6由铆钉7铆接在椭圆形凸轮1外侧的两侧面，在柔性滚珠轴承4的外环上设有柔轮3，柔轮3的轴向尺寸为现有标准柔轮轴向尺寸的60～65％，柔轮3的外环上设有刚轮2，柔轮3的外环与刚轮2相啮合，刚轮2固定在传动装置上。
具体实施方式二：本实施方式柔轮3的齿数比刚轮2的齿数少两个，所以波发生器转动一周时，柔轮3带动刚轮2向相反方向转过两个齿的角度，从而实现了大的传动比。
具体实施方式三：本实施方式标准型号的32机型的杯型谐波减速器柔轮3的尺寸在经过分析和优化以后，在保证其传动效率和输出力矩不降低的情况下其柔轮3的轴向尺寸(L)可达到标准型号柔轮轴向尺寸的65％。
具体实施方式四：本实施方式对于40机型以上杯型谐波减速器，柔轮3的轴向尺寸L可达到标准型号柔轮轴向尺寸的60％
具体实施方式五：本实施方式为了减小柔轮的轴向尺寸，在保证柔轮顺利变形的基础上，柔轮杯底部内外两侧均设有凸缘8，如图1所示。通过分析，这种连接方式在一定程度上减少了柔轮受载时所承受的应力，也减小了轴向尺寸。通过把缩短的柔轮与外部进行连接，来实现高的减速比。
工作原理是：当刚轮2固定，波发生器为主动件，柔轮3为输出件时，波发生器在驱动转矩下连续转动，通过柔性滚珠轴承4的传递，柔轮3在波发生器的作用下产生变形，在波发生器的长轴两端处柔轮3的外轮齿分别与刚轮2的内圈齿完全啮合；在波发生器的短轴两端处的柔轮3的外轮齿与刚轮2的内圈齿完全脱开；在波发生器的长轴与短轴的区间，柔轮3的外轮齿分别与刚轮2的内圈齿处于半脱开状态。由于波发生器的连续转动，使得柔轮3的外轮齿分别与刚轮2的内圈齿处于啮入、完全啮合、啮出、完全脱开这四种情况依次变化。由于柔轮3比刚轮2的齿数少两个，所以波发生器转动一周时，柔轮3带动刚轮2向相反方向转过两个齿的角度，从而实现了大的传动比。
Claims (5)
1、一种短杯型谐波齿轮减速器，它由椭圆形凸轮(1)、刚轮(2)、柔轮(3)、柔性滚珠轴承(4)、小环形挡片(5)、大环形挡片(6)和铆钉(7)组成，其特征在于椭圆形凸轮(1)的外圈上设有一个柔性滚珠轴承(4)，在柔性滚珠轴承(4)的左右侧面上分别设有大环形挡片(6)和小环形挡片(5)，小环形挡片(5)和大环形挡片(6)由铆钉(7)铆接在椭圆形凸轮(1)外侧的两侧面，在柔性滚珠轴承(4)的外环上设有柔轮(3)，柔轮(3)的轴向尺寸为现有标准柔轮轴向尺寸的60～65％，柔轮(3)的外环上设有刚轮(2)，柔轮(3)的外环与刚轮(2)相啮合，刚轮(2)固定在传动装置上。
2、根据权利要求1所述的一种短杯型谐波齿轮减速器，其特征在于柔轮(3)的齿数比刚轮(2)的齿数少两个。
3、根据权利要求1所述的一种短杯型谐波齿轮减速器，其特征在于标准型号的32机型的杯型谐波减速器在保证其传动效率和输出力矩不降低的情况下其柔轮(3)的轴向尺寸达到标准型号柔轮轴向尺寸的65％。
4、根据权利要求1所述的一种短杯型谐波齿轮减速器，其特征在于对于40机型杯型谐波减速器，柔轮(3)的轴向尺寸达到标准型号柔轮轴向尺寸的60％。
5、根据权利要求1所述的一种短杯型谐波齿轮减速器，其特征在于柔轮杯底部内外两侧均设有凸缘(8)。
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