CN207814374U - 一种谐波齿轮减速器的柔轮 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种谐波齿轮减速器的柔轮，包括圆筒和布置在圆筒开口端外周的齿圈，齿圈的轮齿相对于柔轮的轴线内倾，齿圈轮齿的齿顶面和齿根面分别为两个锥角相同的圆锥面，齿圈的小端靠近圆筒的开口方向。本实用新型谐波齿轮减速器的柔轮能与刚轮全齿长啮合，谐波齿轮减速器承载能力强，轮齿磨损轻，使用寿命长。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及谐波齿轮减速器，尤其涉及一种谐波齿轮减速器的柔轮。
[背景技术]
谐波齿轮减速器主要由波发生器、柔性齿轮和刚性齿轮三个基本构件组成，谐波传动减速器是一种靠波发生器装配上柔性轴承使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力的齿轮传动。
带有内齿圈的刚性齿轮(刚轮)，它相当于行星系中的中心轮；带有外齿圈的柔性齿轮(柔轮)，它相当于行星齿轮；波发生器H，它相当于行星架。谐波齿轮减速器通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。
如图1和图2所示，柔轮1包括薄壁圆筒101和布置在薄壁圆筒开口端外周的齿圈102，薄壁圆筒可产生较大弹性变形，其内孔直径略小于波发生器的长度。波发生器2是使柔轮产生可控弹性变形的构件，波发生器2的端部装有滚动轴承构成滚轮201，将柔轮薄壁圆筒的侧壁向外扩张。波发生器装入薄壁圆筒后迫使柔轮的横截面由原先的圆形变成椭圆形，椭圆长轴两端附近的轮齿与刚轮3的轮齿啮合，椭圆短轴两端附近的齿则与刚轮完全脱离。柔轮外周上其他区段的齿处于啮合和脱离的过渡状态。当波发生器连续转动时，柔轮的形变随着波发生器而转动，使柔轮与刚轮的啮合状态也不断改变，由啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入……，周而复始地进行，从而实现柔轮相对于刚轮沿波发生器相反方向的旋转。目前谐波减速器柔轮齿圈是圆柱形，轮齿与柔轮的轴线平行，这种柔轮存在如下不足：
1)如图1和图2所示，当波发生器2装入柔轮1的筒体101后，柔轮的筒体101产生变形，柔轮的轮齿外张，并相对于柔轮的轴线外倾一个β角，刚轮3的轮齿与柔轮的轮齿局部接触，不能形成全齿长的啮合；
2)因柔轮与刚轮不能形成全齿长的啮合，波发生器插入柔轮内孔的深度变化也将影响柔轮与刚轮啮合的紧密性，从而影响减速器的启动力矩，啮合传动的顺畅性和齿面的耐磨性；
3)柔轮与刚轮的齿面局部接触，在传动过程中，齿面容易磨损，减速器精度无法长期保持；
4)柔轮与刚轮的齿面局部接触，减速器承载的力矩，刚性和传动效率下降。
[发明内容]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种工作时能与刚轮全齿长啮合的谐波齿轮减速器的柔轮。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种谐波齿轮减速器的柔轮，包括圆筒和布置在圆筒开口端外周的齿圈，齿圈的轮齿相对于柔轮的轴线内倾，齿圈轮齿的齿顶面和齿根面分别为两个锥角相同的圆锥面，齿圈的小端靠近圆筒的开口方向。
以上所述的柔轮，齿圈小端轮齿的齿形和尺寸与齿圈大端轮齿的齿形和尺寸相同；齿圈小端齿槽的宽度小于齿圈大端齿槽的宽度。
以上所述的谐波齿轮减速器的柔轮，所述的锥角为0.5°至11°。
以上所述的谐波齿轮减速器的柔轮，所述的锥角α＝0.2+0.0416×(70-i/2)，其中，i为单级谐波齿轮传动速比。
本实用新型谐波齿轮减速器的柔轮能与刚轮全齿长啮合，谐波齿轮减速器承载能力强，轮齿磨损轻，使用寿命长。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是现有技术谐波齿轮减速器的结构示意图。
图2是现有技术谐波齿轮减速器柔轮的仰视图。
图3是本实用新型实施例谐波齿轮减速器柔轮的剖视图。
图4是本实用新型实施例谐波齿轮减速器柔轮的俯视图。
图5是本实用新型实施例谐波齿轮减速器的结构示意图。
图6是本实用新型实施例谐波齿轮减速器的俯视图。
[具体实施方式]
本实用新型实施例谐波齿轮减速器柔轮1的结构和原理如图3至图6所示，柔轮1包括薄壁圆筒101和布置在薄壁圆筒101开口端外周的齿圈102，齿圈102的轮齿相对于柔轮1的轴线A-A内倾，齿圈102轮齿的齿顶面和齿根面分别为两个锥角为α的圆锥面。
由于齿圈102轮齿的齿顶面为圆锥面，齿圈102有大小端，齿圈102的小端靠近薄壁圆筒101的开口方向。
齿圈102小端的周长略小于大端的周长，齿圈102小端轮齿的齿形和尺寸与大端轮齿的齿形和尺寸相同，齿圈102小端齿槽的宽度小于齿圈102大端齿槽的宽度。当波发生器2的端部的滚轮201，将柔轮薄壁圆筒101的侧壁向外扩张时，由于柔轮薄壁圆筒101的侧壁弹性变形，齿圈102小端齿槽的宽度会增加到大端齿槽的宽度，与刚轮3的轮齿正常啮合。
两个圆锥面的锥角α的取值为0.5°至11°，单级谐波齿轮传动速比越大，柔轮薄壁圆筒101的变形也越大。所以，锥角α的取值与单级谐波齿轮传动速比相关，即，α＝0.2+0.0416×(70-i/2)，其中，i为单级谐波齿轮传动速比。
本实用新型以上实施例有以下优点：
1)当波发生器装入柔轮筒体后，柔轮筒体产生变形，柔轮与刚轮啮合的轮齿与柔轮的中心线平行，刚轮的轮齿与柔轮的轮齿实现全长啮合，比传统柔轮啮合接触面积多一倍以上。
2)因柔轮轮齿与刚轮轮齿啮合时，为平行、全长啮合，波发生器插入柔轮内孔的深度变化不会影响柔轮与刚轮啮合的紧密性和减速器的启动力矩，对啮合传动的顺畅度，柔轮与刚轮齿面的耐磨性都有大幅提高。
3)柔轮轮齿与刚轮轮齿为大面积接触，在传动过程中，齿面不易磨损，减速器精度保持时间比传统结构延长约1倍。
4)谐波齿轮减速器承载的力矩，刚性得到提升，传动效率可以提升10％。
Claims (4)
1.一种谐波齿轮减速器的柔轮，包括圆筒和布置在圆筒开口端外周的齿圈，其特征在于，齿圈的轮齿相对于柔轮的轴线内倾，齿圈轮齿的齿顶面和齿根面分别为两个锥角相同的圆锥面，齿圈的小端靠近圆筒的开口方向。
2.根据权利要求1所述的柔轮，其特征在于，齿圈小端轮齿的齿形和尺寸与齿圈大端轮齿的齿形和尺寸相同；齿圈小端齿槽的宽度小于齿圈大端齿槽的宽度。
3.根据权利要求1所述的谐波齿轮减速器的柔轮，其特征在于，所述的锥角为0.5°至11°。
4.根据权利要求1所述的谐波齿轮减速器的柔轮，其特征在于，所述的锥角α＝0.2+0.0416×(70-i/2)，其中，i为单级谐波齿轮传动速比。
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| CN108061144A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-05-22 | 深圳市山卓谐波传动科技有限公司 | 一种谐波齿轮减速器的柔轮 |
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| CN114087339A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-02-25 | 南通振康焊接机电有限公司 | 小齿隙双刚轮谐波减速机 |
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| CN114087339B (zh) * | 2022-01-07 | 2022-03-29 | 南通振康焊接机电有限公司 | 小齿隙双刚轮谐波减速机 |
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