CN202707947U - 柔轮固定式谐波减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种柔轮固定式谐波减速器，包括有刚轮、柔轮与波发生器，所述柔轮组合于刚轮，该波发生器组合于柔轮与一动力源，使柔轮产生变形而局部啮合刚轮；该柔轮被固定，刚轮则连接一输出轴；藉由动力源驱动波发生器旋转时，经由柔轮带动该刚轮与输出轴同步旋转。

Description

柔轮固定式谐波减速器

技术领域

本实用新型涉及一种可以降低输出轴晃动、减少摩擦及操音，以及降低其中柔轮的损耗，进而降低生产成本的谐波减速器。

背景技术

谐波减速器是一种利用柔性组件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种齿轮传动，亦称为“谐波齿轮传动(简称谐波传动)”。

图1为显示现有的谐波减速器结构，主要包含有三个组件：一个具有内齿轮的刚轮A、一个具有外齿轮的柔轮B以及一个波发生器C。做为减速器使用时，传统上都是采用刚轮A固定、波发生器C主动运转、柔轮B输出动力的形式。

柔轮B则是一种可产生较大弹性变形的薄壁齿轮，其内径等于或略大于波发生器的总外径。波发生器C是使柔轮B产生可控弹性变形的构件；波发生器C具有一中心轴，该中心轴装有可形变滚动轴承而构成滚轮，波发生器C组合于柔轮B内部，使其外径与柔轮B的内壁相互压紧，且波发生器C连接动力源(一般为马达)。当波发生器C装入柔轮B后，迫使柔轮的端面由原先的圆形变成椭圆形，进而使其椭圆形的长轴两端附近的外轮齿与刚轮A的内轮齿完全啮合，而短轴两端附近的外轮齿则与刚轮的内轮齿完全脱开；而周长上其它区段的外轮齿则处于和刚轮的内轮齿啮合和脱离的过渡状态。当波发生器连续转动时，柔轮的变形会不断改变，使柔轮B与刚轮A的啮合状态也不断改变，产生啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入，周而复始地进行，从而实现柔轮相对刚轮沿波发生器C相反方向的缓慢旋转。

在传动过程中，波发生器C旋转一周，柔轮B上某点变形的循环次数称为波数，以n表示。常用的是双波传动，其柔轮应力较小，结构比较简单，易于获得大的传动比，故为目前应用最广的一种。谐波齿轮传动的柔轮和刚轮的周节相同，但齿数不等。

当刚轮固定、波发生器主动旋转、柔轮从动旋转时，谐波齿轮传动的传动比为i＝-B1/(A1-B1)

式中A1、B1分别为刚轮A与柔轮B的齿数。

由于柔轮齿数很多，因此，谐波减速器可获得很大的传动比。

谐波减速器在谐波传动中，由于齿与齿的啮合是面接触，加上同时啮合齿数较多，因而单位面积的负荷小，使得承载能力较其它传动形式高，且传动比大，单级谐波齿轮传动的传动比可达i＝70～500；再加上，具有体积小、重量轻、传动效率高、寿命长、传动平稳、无冲击、无噪音、运动精度高等特点，因此是一种应用十分广泛的减速器。

然而，由于柔轮在减速传动过程中需要承受较大的交变负荷，致使柔轮较容易损坏，因而对柔轮材料的抗疲劳强度、加工和热处理技术要求较高，制程技术也较复杂。

另外，现有谐波减速器的刚轮与柔轮啮合位置与输出轴的距离D较远，因而容易产生不同轴晃动的状况，增加了摩擦发热及噪音等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决一般谐波减速器采用刚轮固定而柔轮与输出轴同时被驱动旋转的方式，容易造成柔轮损坏，且对柔轮材料的抗疲劳强度、加工和热处理技术要求较高，制程技术也较复杂，制造成本较高的问题。

本实用新型的特征在于提供一种柔轮固定式谐波减速器，其包括有刚轮、柔轮与波发生器，所述柔轮组合于刚轮，该波发生器组合于柔轮与一动力源，使柔轮产生变形而局部啮合刚轮；该柔轮被固定，刚轮则连接一输出轴；藉由动力源驱动波发生器旋转时，经由柔轮带动该刚轮与输出轴同步旋转。

本实用新型的技术手段，包括一刚轮、一柔轮与一波发生器，其中，刚轮具有内空间，该内空间的内壁面圆周形成有由多个内轮齿构成的内齿轮，该刚轮连接一输出轴；所述柔轮为一薄壁圆筒，其外表面圆周形成有由多个外轮齿构成的外齿轮，该薄壁圆筒的一端边设有凸缘，该凸缘设有多个用来配合固定组件的洞孔，使该柔轮被固定；所述波发生器组合于该柔轮的内径，使该柔轮产生变形而使所述外齿轮的部分外轮齿啮合该内齿轮，该波发生器连接一动力源以被驱动旋转，进而经由该柔轮驱动该刚轮与输出轴旋转。

本实用新型设于柔轮的凸缘，可以是呈环状地设于该柔轮的一端。

藉由前述本实用新型将谐波减速器的柔轮设为具有凸缘的类似帽状形态，可达到将柔轮固定无法转动，但仍具有形变的功能，然后将刚轮结合输出轴而进行减速的动力输出；藉此，可以使对柔轮的加工变得更为容易、减少柔轮破裂损坏、降低材料损耗与生产成本；此外，藉由此一结构的改变，可以使刚轮与柔轮的啮合位置距离输出轴较近，因而降低不同轴晃动的状况，减少摩擦发热及噪音问题；刚轮转动方向亦可与马达输出的转动方向相同，方便机构的搭配组装。

附图说明

图1为显示现有的谐波减速器结构的平面剖视图；

图2为显示本实用新型的谐波减速器的组件组合关系的立体分解图；

图3为显示本实用新型的谐波减速器结构的平面剖视图；以及

图4为显示本实用新型谐波减速器结构的端面平面示意图。

主要组件符号说明

1谐波减速器

11刚轮

111内齿轮

112输出轴

12柔轮

121外齿轮

122凸缘

1221洞孔

13波发生器

131中心轴

132外环体

A刚轮

B柔轮

C波发生器

D啮合位置与输出轴的距离

d啮合位置与输出轴的距离

具体实施方式

以下配合图式及组件符号对本实用新型的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。

如图2与图3所示，本实用新型提供的柔轮固定式谐波减速器1包括有一刚轮11、一柔轮12与一波发生器13；其中，刚轮11具有内空间，该内空间的内壁面圆周形成有由多个内轮齿构成的内齿轮111，该刚轮11连接一输出轴112；在本实用新型的较佳实施例，该输出轴112是一体成型地结合于刚轮11端部，该输出轴112可以设置多个洞孔或螺孔，便于组合另外的输出装置以输出动力。

所述柔轮12为一薄壁圆筒，其外表面圆周形成有由多个外轮齿构成的外齿轮121，该薄壁圆筒的一端边设有凸缘122，该凸缘122则设有多个用来配合固定组件的洞孔1221，使柔轮12可以被固定在减速器的机壳(图未显示)；在本实用新型的较佳实施例，该凸缘122可以是一体成型地结合于柔轮12的一端边，并形成环状，该柔轮也可以将预先制造完成的凸缘以焊接技术结合于柔轮的一端边。

所述波发生器13为具有一中心轴131与一外环体132的可形变轴承，该中心轴131为接近正圆形的椭圆形，使得外环体132与中心轴131可以相对旋转；该中心轴131用来连接一动力源(图未显示)，一般而言，所述动力源是一种马达。

本实用新型的谐波减速器的组件组合方式，是将柔轮12组合于刚轮11的内空间，而波发生器13则组合于柔轮12内径中；柔轮12是一种可产生较大弹性变形的薄壁齿轮，其内径等于或略大于波发生器13的总外径；波发生器13则是使柔轮12产生可控弹性变形的构件，当波发生器13装入柔轮12后，迫使柔轮12的端面由原先的圆形变成椭圆形(如图4所示)，进而使其椭圆形的长轴两端附近的外齿轮121与刚轮1的内齿轮111完全啮合，而短轴两端附近的外齿轮则与刚轮的内齿轮完全脱开；而周长上其它区段的外齿轮则处于和刚轮11的内齿轮啮合和脱离的过渡状态。当波发生器13连续转动时，柔轮12的变形会不断改变，使柔轮12与刚轮11的啮合状态也不断改变，产生啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入，周而复始地进行，从而实现刚轮11相对柔轮12沿波发生器相反方向的缓慢旋转。

再如图3所示，本实用新型藉由此一结构的改变，可以使刚轮11与柔轮12的啮合位置与输出轴的距离d较近，因而可以降低不同轴晃动的状况，减少摩擦发热及噪音问题；刚轮转动方向亦可与马达输出的转动方向相同，方便机构的搭配组装。

以上所述者仅为用以解释本实用新型的较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本实用新型的任何修饰或变更，皆仍应包括在本实用新型意图保护的范畴。

Claims (2)

1.一种柔轮固定式谐波减速器，其特征在于，包括有：

一刚轮，具有内空间，该内空间的内壁面圆周形成有由多个内轮齿构成的内齿轮，该刚轮连接一输出轴；

一柔轮，为一薄壁圆筒，其外表面圆周形成有由多个外轮齿构成的外齿轮，该薄壁圆筒的一端边设有凸缘，该凸缘设有多个用来配合固定组件的洞孔，使该柔轮被固定；

一波发生器，组合于该柔轮的内径，使该柔轮产生变形而使所述外齿轮的部分外轮齿啮合该内齿轮，该波发生器连接一动力源以被驱动旋转，进而经由该柔轮驱动该刚轮与输出轴旋转。

2.如权利要求1所述的柔轮固定式谐波减速器，其特征在于，所述凸缘呈环状地设于该柔轮。

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