CN202914703U - 谐波传动装置的余隙补偿结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种谐波传动装置的余隙补偿结构，该谐波传动装置的余隙补偿结构包括一圆形内齿花键，一安置于内齿花键内的挠性齿轮，一用来使挠性齿轮变形而与该内齿花键相互啮合的凸轮组。该凸轮组包括一呈椭圆形状的凸轮，一套设于凸轮轮面的轴承，以及一补隙元件；使该凸轮依序套设轴承与补隙元件后并安置于挠性齿轮内部，该补隙元件撑张安置于轴承与挠性齿轮之间，通过补隙元件的弹性补偿，使谐波传动装置可达成零背隙的动力传递。

Description

谐波传动装置的余隙补偿结构

技术领域

本实用新型涉及一种谐波传动装置的余隙补偿结构，尤其指一种使谐波传动装置的动力传动余隙能自动补偿的结构。 

背景技术

美国专利第2906143号公开的谐波传动装置(harmonic drive transmission)所采用的减速原理，如图６所示，是通过一椭圆形的凸轮10组设于一呈杯状或环状的挠性齿轮20中，使凸轮10受传动力运转后，凸轮10轮面长轴向的两端可将挠性齿轮20撑张，使挠性齿轮20与所匹配的一圆形刚性的内齿花键30产生一紧密无间隙的啮合状态，通过挠性齿轮20与内齿花键30所设计的齿数差，来产生一减速传动效果。 

上述谐波传动装置在制造及装配时，对于各部件(凸轮10、挠性齿轮20与内齿花键30)的尺寸公差要求极为严格，才能达到零背隙的动力传递目的。因此如图７所示，谐波传动装置对于凸轮10轮面长轴尺寸ａ，配合上述挠性齿轮20与内齿花键30之间啮合相加总尺寸ｂ，都是处在一绝对尺寸的条件要求下，否则将造成啮合不足，并在轮齿的非受力面形成有齿背隙(Gear Blacklash)的情况；因此，上述各构件的加工及装配工序严苛要求其精密度，导致加工及装配费用相当昂贵，这一结果也导致其应用于机器人手臂的市场价格居高不下，自动化设备产业拓展不易。 

再者，上述谐波传动装置经过一段时间的运作后，其挠性齿轮20与内齿花键30的轮齿会不断地彼此磨耗，造成轮齿的齿背隙(Gear Blacklash)扩大，不能达成零背隙传动的要求；而现有技术还没有使谐波传动装置能自动补偿轮齿磨耗的技术方案，必须经常更换挠性齿轮20与内齿花键30，如果将这样的谐波传动装置应用在自动化设备产业的机器人手臂上，其齿背隙将影响其伺服马达的角动量的精密度，并不利于生产线的运作及维护成本。 

实用新型内容

为了解决上述谐波传动装置的挠性齿轮所遇到的技术问题，本实用新型发明人提出本实用新型的谐波传动装置的余隙补偿结构，以使谐波传动装置能轻易补偿传动间隙，达到零背隙的传动要求，并能提升谐波传动装置精密度、降低成本及延长整体装置使用寿命等。 

本实用新型提供的一种谐波传动装置的余隙补偿结构，使谐波传动装置可自动对于装置传动啮合部分的间隙予以补偿，实现零背隙的传动行为。 

本实用新型的谐波传动装置的余隙补偿结构，包括一圆形内齿花键，一安置于内齿花键内的挠性齿轮，以及一用来使挠性齿轮变形而与该内齿花键相互啮合的凸轮组，其中：该凸轮组包括一凸轮，一套设于凸轮轮面的轴承，以及一补隙元件；该补隙元件是与该轴承外圈相匹配的弹性体，该补隙元件撑张于该轴承与该挠性齿轮之间。 

优选的实施方案，本实用新型的该补隙元件的弹性体结构为一环形圈。 

优选的实施方案，本实用新型的该补隙元件的弹性体结构为一能卷绕的长条板片。 

优选的实施方案，本实用新型的该补隙元件的弹性体长条板片为波形环。 

优选的实施方案，本实用新型的该凸轮为椭圆形状。 

优选的实施方案，本实用新型的该轴承为一挠性滚珠轴承。 

优选的实施方案，本实用新型的该轴承为一挠性滚针轴承。 

本实用新型具有以下有益效果： 

本实用新型通过该补隙元件安置于轴承与挠性齿轮之间，使凸轮、轴承、挠性齿轮与内齿花键彼此间的作动配合间隙可受该补隙元件予以自动补偿，进而达到零背隙的动力传递效用。

附图说明

图1所示为本实用新型的分解立体示意图。 

图2所示为本实用新型的局部组合立体断面示意图。 

图3所示为本实用新型第一实施例的组合剖面示意图。 

图4所示为本实用新型中该补隙元件的第二实施例立体示意图。 

图5所示为本实用新型第二实施例的组合剖面示意图。 

图6所示为现有谐波传动装置的分解立体示意图。 

图7所示为现有谐波传动装置的局部组合剖面示意图。 

部件名称： 

1 内齿花键；                   11 穿孔；

12 键齿；                         2挠性齿轮；     

21 轮齿；                         3凸轮组；

31 凸轮；                         32 轴承；

33 补隙元件。

具体实施方式

如图1至图5所示，本实用新型谐波传动装置的余隙补偿结构，包括一圆形内齿花键1，一安置于内齿花键1内的挠性齿轮2，一用来驱使挠性齿轮2变形而与该内齿花键1相互啮合的凸轮组3；该内齿花键1为一刚性壳罩结构体，于壳体中央设有一容置挠性齿轮2的穿孔11，穿孔11周缘内部成形有键齿12；该挠性齿轮2呈环状体，于环体外侧成形有可与该键齿12模数匹配的轮齿21；其中： 

该凸轮组3包括一呈椭圆形状的凸轮31，一套设于凸轮31轮面的轴承32，以及一补隙元件33，该凸轮31轴接动力而运转，凸轮31轮面所套设的轴承32为一挠性滚珠轴承或是挠性滚针轴承；该补隙元件33为一与该轴承32外圈相匹配的弹性体，弹性体的结构可为一环形圈（如图1所示）或一具有卷绕性的长条板片(如图4所示)。

前述的补隙元件33如在图2及图3中用环形圈形状所呈现的第一实施例，可采用具有微量弹性变化的塑料材质模制成型，例如尼龙(Nylon)或优利胶(Polyurethane，PU)等；该补隙元件33在图4及图5中用长条板片形状所呈现的第二实施例时，可将波形环(公差环)来应用实施；使该补隙元件33以预压状态撑张于该轴承32与该挠性齿轮2之间，通过材质本身的微量弹性裕度，或是波形结构弹性来补偿谐波传动装置的传动间隙。 

这种结构，除了使得谐波传动装置的机械加工允许误差增加，加工成本大幅降低以外，对于谐波传动装置长期运作后，因啮合传动所形成的磨耗余隙也可以通过该补隙元件33自动补偿，使整体谐波传动装置的使用寿命延长。 

再者，该补隙元件33以设有连续波浪的波形环(公差环)态样而呈现实施(即如图4及图5中所示)，其波形环所选用的材质可为不锈钢片，通过不锈钢片成型为波浪状的形体来赋予补隙元件33一适度的弹性，使余隙在调整补偿时，该波形环仍保持其应力负载的容许范围之内，并不致产生永久变形而失去其补隙弹性。 

通过上述结构形态的补隙元件33卷绕覆盖于轴承32外表面之后，可以在凸轮31的长轴端顶推作用于挠性齿轮2时，可使该挠性齿轮2的轮齿21与内齿花键1的键齿12能保持零背隙的啮合状态。同时，对于谐波传动装置于频繁高速运作下所产生的热膨胀因素，也可以由该补隙元件33的弹性，来补偿各元件之间不同的热膨胀比率。 

再者，本实用新型谐波传动装置的余隙补偿结构设计，使挠性齿轮与内齿花键在补隙元件的辅助下，增添了更稳固的啮合效果，达到预期保持零背隙传递动力的作用。 

综上所述，本实用新型谐波传动装置的余隙补偿结构，前述该补隙元件所选用形状与材质的应用实施例，仅为方便阐述本实用新型而非加以限制，在不脱离本实用新型精神范畴、熟悉本行业技术人员所作的各种简易改变与修饰，均应视为在本实用新型的权利要求所保护的范围内。 

Claims (7)

1.一种谐波传动装置的余隙补偿结构，其特征在于，包括一圆形内齿花键，一安置于该内齿花键内的挠性齿轮，以及一用来使该挠性齿轮变形而与该内齿花键相互啮合的凸轮组，其中：该凸轮组包括一凸轮，一套设于该凸轮轮面的轴承，以及一补隙元件；该补隙元件是与该轴承外圈相匹配的弹性体，该补隙元件撑张于该轴承与该挠性齿轮之间。

2.如权利要求1所述的谐波传动装置的余隙补偿结构，其特征在于，该补隙元件的弹性体结构为一环形圈。

3.如权利要求1所述的谐波传动装置的余隙补偿结构，其特征在于，该补隙元件的弹性体结构为一能卷绕的长条板片。

4.如权利要求3所述的谐波传动装置的余隙补偿结构，其特征在于，该补隙元件的弹性体长条板片为波形环。

5.如权利要求1所述的谐波传动装置的余隙补偿结构，其特征在于，该凸轮为椭圆形状。

6.如权利要求1或5所述的谐波传动装置的余隙补偿结构，其特征在于，该轴承为挠性滚珠轴承。

7.如权利要求1或5所述的谐波传动装置的余隙补偿结构，其特征在于，该凸轴承为挠性滚针轴承。

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