CN204985554U - 一种谐波减速装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种谐波减速装置，它是通过设置与输入轴连动的平行偏心轴，在平行偏心轴上套接与刚性内齿轮啮合的刚性外齿轮，通过刚性外齿轮沿刚性内齿轮周沿啮合运动，由刚性内齿轮或刚性外齿轮连接输出轴实现谐波减速。与传统的谐波减速齿轮相比，本实用新型不需要柔轮，完全避免了使用柔轮带来的材料变形要求、使用寿命要求、制造成本要求等各方面的难题，开创性地提出了一种全新的谐波减速方法，具有极具市场的推广价值和极其广阔的应用空间。
Description
技术领域
本实用新型涉及减速器技术领域，尤其涉及一种谐波减速装置。
背景技术
谐波齿轮减速器是利用材料的变形传动原理发展起来的一种新型减速器。如图1所示，常见的谐波齿轮减速器通常包括三个基本部件，即刚轮1、柔轮2和波发生器3，转轴与波发生器3固定。工作中，柔轮2被波发生器3弯曲成椭圆形，柔轮2的外齿在椭圆形长轴方向的两端部位与刚轮1的内齿进行啮合，以达到减速的目的。
现有的这种谐波减速装置必须有柔轮，柔轮对材料性能要求高，目前国内因为材料的原因制作出来的谐波减速装置寿命短，因此制造柔轮的材料也都依赖进口，价格高昂，不利于产品的推广。
另外，受减速原理本身的制约，柔性材料使用一段时间后不可避免地发生抗疲劳强度下降现象，这是传统谐波减速齿轮使用寿命难以提高的瓶颈。据统计，目前谐波齿轮减速装置80％以上的失效形式在于柔轮弯曲部位扭曲变形。由于柔轮的壁厚不超过0.5mm，所以当谐波齿轮减速装置承受过载或冲击时，柔轮弯曲部位极易变形，导致精度降低失效。
针对柔性材料使用寿命不长这一致命缺陷，行业内做了多种尝试，但都没能找到一种很好的替代品。早在上世纪八十年代就有人提出一种活齿谐波减速机专利(公告号为CN87206444)，它是一种机械传动减速装置，利用一种活齿机构与设有一定轮廓曲线的固定轮的卤槽相配合来实现减速传动。它没有普通谐波减速机难以加工的柔轮。但活齿结构较为复杂，加工不易；而且，活齿使用一段时间后也极易出现故障，使用寿命有时还不能与一些性能比较好的柔轮相比，因而并没能形成产品。
近年来，在谐波齿轮减速器的研发上，行业内已普遍形成一种如何开发更好的柔轮材料，而对谐波齿轮减速器结构本身的突破几不可见。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构强度高、使用寿命长、性能好、制造成本低的谐波减速装置。
为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案。
一种谐波减速装置，包括输入轴及刚性内齿轮，其特征在于，所述输入轴上连动有平行偏心轴，平行偏心轴上套接有可沿刚性内齿轮周沿运动的刚性外齿轮，刚性内齿轮局部啮合刚性外齿轮。
作为上述谐波减速装置的进一步说明，所述刚性外齿轮不超过四个，对应每个刚性外齿轮设有一个与输入轴连动的平行偏心轴，四个刚性外齿轮罗叠在一起并分别啮合在刚性内齿轮的不同齿上。
作为上述谐波减速装置的进一步说明，当刚性外齿轮超过1个时，套接后一个刚性外齿轮的平行偏心轴依次设置在前一个刚性外齿轮上，结构简单，便于安装。
作为上述谐波减速装置的进一步说明，当刚性外齿轮超过1个时，每个刚性外齿轮的平行偏心轴均与输入轴固定。
作为上述谐波减速装置的进一步说明，当刚性外齿轮为二个时，二个平行偏心轴绕输入轴为相对设置；当刚性外齿轮为三个时，三个平行偏心轴绕输入轴轴心为相互间隔120度角相对设置；当刚性外齿轮为四个时，三个平行偏心轴绕输入轴轴心为相互间隔90度角对称设置。
作为上述谐波减速装置的进一步说明，相邻平行偏心轴之间、及平行偏心轴与输入轴之间均通过挡板固定连接，各刚性外齿轮设置在相应的档板上。
作为上述谐波减速装置的进一步说明，所述平行偏心轴与输入轴之间的偏心间距为1-18mm。
作为上述谐波减速装置的进一步说明，所述刚性外齿轮通过轴承套接在平行偏心轴上。
作为上述谐波减速装置的进一步说明，所述刚性内齿轮与输入轴相对的另一端设置有端盖，该端盖上设置有输出轴连接端。
本实用新型采用刚性外齿轮代替柔轮，并利用与输入轴连动的平行偏心轴带动刚性外齿轮沿刚性内齿轮周沿进行啮合运动，当啮合运动进行一周后，刚性内齿轮或刚性外齿轮刚好自转一个角度进行减速输出。与传统的谐波减速齿轮相比，它不需要柔轮，完全避免了因柔轮变形带来的对于材质的要求、使用寿命要求、制造成本要求等各方面的难题，开创性地提出了一种全新的谐波减速方法，没有柔轮失效问题，具有极其广阔的应用空间、并极具市场的推广价值。
与现有技术相比，本实用新型提供的一种谐波减速装置，由于取消了柔轮，而是采用平行偏心轴带动刚性外齿轮在刚性内齿轮腔中运动，结构、控制简单，制造成本低。同时，刚性外齿轮与传统的柔轮相比：柔轮最多只能采用两个，而本实用新型的刚性外齿轮最多可以采用4个，对刚性外齿轮材质要求也不高，目前国内所使用的这种材质较为普遍，可以达到零背隙，具有更好的耐磨性及强度，极大提高谐波减速装置的承力性能、使用寿命和精度。
附图说明
图1所示为现有的谐波齿轮减速器结构示意图；
图2所示为本实用新型实施例一提供的谐波减速装置结构示意图；
图3所示为图2的俯视图；
图4所示为谐波减速装置具体应用结构图；
图5所示为本实用新型实施例二提供的谐波减速装置结构示意图；
图6所示为本实用新型实施例三提供的谐波减速装置结构示意图。
附图标记说明：
01：刚轮，02：柔轮，03：波发生器；
1：输入轴，2：刚性内齿轮，3：平行偏心轴，4：刚性外齿轮，5：轴承，6：端盖，7：输出轴，8：挡板；
31：第一平行偏心轴，32：第二平行偏心轴；
41：第一刚性外齿轮，42：第二刚性外齿轮。
具体实施方式
为方便本领域技术人员更好地理解本实用新型的实质，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细阐述。
一种谐波减速方法，它是通过设置与输入轴连动的平行偏心轴，在平行偏心轴上套接与刚性内齿轮啮合的刚性外齿轮，通过刚性外齿轮沿刚性内齿轮周沿啮合运动，由刚性内齿轮或刚性外齿轮连接输出轴实现谐波减速。
具体工作原理为：当刚性外齿轮沿刚性内齿轮周沿啮合运动进行一周后，刚性内齿轮或刚性外齿轮刚好自转一个角度，这时，利用输出轴将刚性内齿轮或刚性外齿轮的自转运动取出，即可达到谐波减速的目的。
为提高传动速比的精度，所述刚性外齿轮优选为多个叠加，并对应每个刚性外齿轮设有一个与输入轴连动的平行偏心轴。原则上刚性外齿轮叠加的数量不超过四个；当刚性外齿轮为二个时，二个平行偏心轴绕输入轴为相对设置；当刚性外齿轮为三个时，三个平行偏心轴绕输入轴轴心为相互间隔120度角相对设置；当刚性外齿轮为四个时，三个平行偏心轴绕输入轴轴心为相互间隔90度角对称设置。
与传统的谐波减速齿轮相比，本实施例提供的一种谐波减速方法不需要柔轮，完全避免了使用柔轮带来的材料变形要求、使用寿命要求、制造成本要求等各方面的难题，开创性地提出了一种全新的谐波减速方法，具有极具市场的推广价值和极其广阔的应用空间。
减速装置实施例一
如图2、图3所示，一种谐波减速装置，包括输入轴1及刚性内齿轮2，其特征在于，所述输入轴1上连动有平行偏心轴3，平行偏心轴3上套接有可沿刚性内齿轮2周沿运动的刚性外齿轮4。
其中，所述刚性内齿轮2为设置在中空圆柱腔内表面的条形齿，所述刚性外齿轮4套在刚性内齿轮2里，且刚性外齿轮4的齿数比刚性内齿轮2的齿数少至少两个，刚性外齿轮4的一侧与刚性内齿轮2啮合。本实施例中，优选刚性内齿轮2的齿数为28个，刚性外齿轮4的齿数为26个。为保证啮合效果，本实施例中，优选刚性内齿轮2与刚性外齿轮4的模数相同。
所述平行偏心轴3与输入轴1之间通过挡板8固定连接，所述刚性外齿轮4放置在挡板8上，在平行偏心轴3与刚性外齿轮4之间设有轴承5。
为控制整个谐波减速装置的体积和降低运行噪音。本实施例中，优选平行偏心轴3与输入轴1之间的偏心间距为5mm，在其他实施方式中，所述平行偏心轴3与输入轴1之间的偏心间距在1-18mm内任意调整，不限于本实施例。
在其他实施方式中，根据传动比的不同，刚性外齿轮和刚性内齿轮的齿数可以进行适当调整，比如将刚性外齿轮的齿数设为2n个，将刚性内齿轮的齿数设为2(n+1)个，n≥1。这样，当刚性外齿轮4沿刚性内齿轮2周沿进行啮合运动一周后，刚性外齿轮或刚性内齿轮中的一个刚好自转两个齿距，传动比为n:1或2(n+1)：2。
如图4所示，在刚性内齿轮2上固定连接有端盖6，在端盖6上设有输出轴7。实际工作时，当输入轴1转动一周时，刚性外齿轮4转过的齿数仅为26个，即，刚性内齿轮2实际要进行两个齿数的相对位移；也就是说，输入轴1转一周，输出轴7只转过两个齿距，由于刚性内齿轮的总齿数为28，传动比为14:1。
与现有技术相比，本实施例提供的一种谐波减速装置，由于取消了柔轮，而是采用平行偏心轴带动刚性外齿轮在刚性内齿轮腔中运动，结构、控制简单，制造成本低。同时，刚性外齿轮与传统的柔轮相比，具有更好的耐磨性及强度，极大提高谐波减速装置的使用寿命。
减速装置实施例二
如图5所示，本实施例提供的一种谐波减速装置与实施例一基本一致，区别在于：所述刚性外齿轮4包括第一刚性外齿轮41和第二刚性外齿轮42。对应第一刚性外齿轮41设有第一平行偏心轴31，对应第二刚性外齿轮42设有第二偏心轴32，第一偏心轴31和第二偏心轴32都与输入轴1固定。
其中，第一偏心轴31和第二偏心轴32绕输入轴1为相对设置，第一刚性外齿轮41和第二刚性外齿轮42罗叠在一起并分别啮合在刚性内齿轮2的不同齿上。
两个偏心轴及输入轴1之间的具体结构为：第一偏心轴31和第二偏心轴32之间、及第一平行偏心轴31与输入轴1之间均通过挡板8固定连接，各刚性外齿轮设置在相应的档板8上。
本实施例采用两个刚性外齿轮协同减速，进一步提高谐波减速装置的抗扭曲强度，并提高传动速比的精度。
在其他实施方式中，根据实际需要连杆颈的数量还可以增加到三个或四个，当刚性外齿轮为三个时，三个平行偏心轴绕输入轴轴心为相互间隔120度角相对设置；当刚性外齿轮为四个时，三个平行偏心轴绕输入轴轴心为相互间隔90度角对称设置，不限于本实施例。
减速装置实施例三
如图6所示，本实施例提供的一种谐波减速装置与实施例二基本一致，区别在于：第一偏心轴31和第二偏心轴32之间并不固定，而是将套接第二平行偏心轴32固定在第一刚性外齿轮41上。这样设置的好处是：最大限度减少相邻刚性外齿轮间的间隙，结构紧凑，装配更加简单方便。
以上具体实施方式对本实用新型的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本实用新型的保护范围进行限制。显而易见地，在本实用新型实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种谐波减速装置，包括输入轴及刚性内齿轮，其特征在于，所述输入轴上连动有平行偏心轴，平行偏心轴上套接有可沿刚性内齿轮周沿运动的刚性外齿轮，刚性内齿轮局部啮合刚性外齿轮。
2.根据权利要求1所述的一种谐波减速装置，其特征在于，所述刚性外齿轮不超过四个，对应每个刚性外齿轮设有一个与输入轴连动的平行偏心轴，四个刚性外齿轮罗叠在一起并分别啮合在刚性内齿轮的不同齿上。
3.根据权利要求2所述的一种谐波减速装置，其特征在于，当刚性外齿轮超过1个时，套接后一个刚性外齿轮的平行偏心轴设置在前一个刚性外齿轮上。
4.根据权利要求2所述的一种谐波减速装置，其特征在于，当刚性外齿轮超过1个时，每个刚性外齿轮的平行偏心轴均与输入轴固定。
5.根据权利要求2所述的一种谐波减速装置，其特征在于，当刚性外齿轮为二个时，二个平行偏心轴绕输入轴为相对设置；当刚性外齿轮为三个时，三个平行偏心轴绕输入轴轴心为相互间隔120度角相对设置；当刚性外齿轮为四个时，三个平行偏心轴绕输入轴轴心为相互间隔90度角对称设置。
6.根据权利要求4所述的一种谐波减速装置，其特征在于，相邻平行偏心轴之间、及平行偏心轴与输入轴之间均通过挡板固定连接，各刚性外齿轮设置在相应的档板上。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种谐波减速装置，其特征在于，所述平行偏心轴与输入轴之间的偏心间距为1-18mm。
8.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种谐波减速装置，其特征在于，所述刚性外齿轮通过轴承套接在平行偏心轴上。
9.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种谐波减速装置，其特征在于，所述刚性内齿轮与输入轴相对的另一端设置有端盖，该端盖上设置有输出轴连接端。
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| CN105090378A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-11-25 | 钱达 | 一种谐波减速方法及装置 |
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