CN220168490U - 一种谐波减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种谐波减速器，包括箱体、刚轮输出轴组件、波发生器组件、第二双轴承支撑结构和电机组件，箱体包括分别具有第一中心孔与第二中心孔的上箱体与下箱体，且上箱体与下箱体连接形成一壳体；刚轮输出轴组件包括输出刚轮和输出轴，且位于壳体内；波发生器组件包括波发生器齿轮、柔轮和第一双轴承支撑结构，波发生器齿轮和柔轮通过第一双轴承支撑结构安装在输出轴上，且柔轮位于波发生器齿轮的外圆周，柔轮的外圈与输出刚轮的内圈啮合连接；第二双轴承支撑结构包括第一轴承和第二轴承，且第一轴承位于下箱体内；电机组件包括电机和电机齿轮，电机齿轮与波发生器齿轮啮合连接。本实用新型结构紧凑、承载弯矩更大。

Description

一种谐波减速器

技术领域

本实用新型涉及谐波减速器技术领域，具体涉及一种谐波减速器。

背景技术

传统的谐波减速器是一种由波发生器、刚轮、柔轮等部件组成的减速器，具有减速比高、齿隙小、精度高、体积小、重量轻等优点，在航空、航天、机器人等领域应用极为广泛。

现有技术当中，传统谐波减速器为了追求零部件少、安装简便等特点，所选用的输出轴轴径和深沟球轴承都偏小，无法在弯矩要求较高的领域得到广泛使用。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种谐波减速器，旨在解决现有谐波减速器承载弯矩能力不足的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种谐波减速器，所述谐波减速器包括箱体，包括分别具有第一中心孔与第二中心孔的上箱体与下箱体，所述第一中心孔与所述第二中心孔同心设置，且所述上箱体与所述下箱体连接形成一壳体；

刚轮输出轴组件，位于所述壳体内，所述刚轮输出轴组件包括输出刚轮和穿设连接在所述输出刚轮内的输出轴；

波发生器组件，包括波发生器齿轮、柔轮和第一双轴承支撑结构，所述波发生器齿轮和所述柔轮通过所述第一双轴承支撑结构安装在所述输出轴上，且所述柔轮位于所述波发生器齿轮的外圆周，且所述柔轮的外圈与所述输出刚轮的内圈啮合连接；

第二双轴承支撑结构，包括套设在所述输出刚轮外表面的第一轴承和套设在所述输出轴上且靠近所述上箱体一侧的第二轴承，所述第一轴承位于所述下箱体内；

电机组件，包括电机和连接在所述电机输出轴上的电机齿轮，所述电机齿轮与所述波发生器齿轮啮合连接。

可选地，所述第一双轴承支撑结构包括若干个第一深沟球轴承和若干个柔性轴承，若干个所述第一深沟球轴承套设在所述输出轴与所述波发生器齿轮之间，若干个所述柔性轴承套设在所述波发生器齿轮的外圆周与所述柔轮之间。

可选地，所述第一轴承为第二深沟球轴承，所述第二轴承为第三深沟球轴承。

可选地，所述波发生器组件还包括紧压在所述第一深沟球轴承左端面的轴承压板、调整垫片和第一螺钉，所述调整垫片的上下两端通过所述第一螺钉紧压在所述第一深沟球轴承和所述柔性轴承的左端面上。

可选地，所述输出轴上还设有位于所述第一深沟球轴承和所述第三深沟球轴承之间的轴承挡圈。

可选地，所述输出刚轮与所述输出轴之间还插设有垂直于所述输出轴中心线的第二圆柱销，所述第二圆柱销均匀分布在所述第二深沟球轴承的内圈表面。

可选地，所述输出刚轮设为两个。

可选地，所述输出刚轮靠近所述第二深沟球轴承的左侧表面开设有第一密封圈，所述第一密封圈的外圆周紧贴在所述下箱体的内壁面。

可选地，所述波发生器齿轮与所述电机齿轮均为锥齿轮。

可选地，所述上箱体与所述下箱体均为方形结构，且所述上箱体与所述下箱体的外端面平齐。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的技术方案中，所述谐波减速器包括箱体、刚轮输出轴组件、波发生器组件、第二双轴承支撑结构和电机组件，其中箱体由上箱体与下箱体组成一壳体，并且上箱体与下箱体上分别设有同轴的第一中心孔与第二中心孔，通过第一中心孔和第二中心孔来安装波发生器组件和第二双轴承支撑结构；波发生器组件包括波发生器齿轮、柔轮和第一双轴承支撑结构，其中波发生器齿轮和柔轮通过第一双轴承支撑结构安装在输出轴上，且柔轮位于波发生器齿轮的外圆周，同时柔轮的外圈与所述输出刚轮的内圈啮合连接。波发生器组件采用双轴承支承，这样该结构传动精度更好，能保证在额定负载下运行更平稳；第二双轴承支撑结构包括第一轴承和第二轴承，且第一轴承位于下箱体内；固定刚轮位于上箱体中，与输出刚轮、柔轮一起组成双刚轮输出结构，能有效保证输出更稳定。通过输出轴轴径及配套第一轴承和第二轴承，在有限安装空间内做到最大化，这种方式不仅结构紧凑，精度高，也使承受弯矩的能力大大增加；电机组件包括电机和电机齿轮，电机齿轮与波发生器齿轮啮合连接。采用直齿轮结构，制造简单，传递力矩平稳，法向受力能力大，传动比恒定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中提供的谐波减速器的一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的谐波减速器的一实施例的侧视结构示意图；

图3为本实用新型实施例中提供的上箱体与下箱体的装配结构示意图；

图4为本实用新型实施例中提供的第二双轴承支撑结构的结构示意图。

附图标记说明：

1-箱体；11-上箱体；111-第一中心孔；12-下箱体；121-第二中心孔；13-第一圆柱销；

2-刚轮输出轴组件；21-输出刚轮；211-第一密封圈；22-输出轴；23-第二圆柱销；

3-波发生器组件；

31-波发生器齿轮；32-柔轮；33-第一双轴承支撑结构；331-第一深沟球轴承；332-柔性轴承；34-轴承压板；35-调整垫片；36-第一螺钉；

4-第二双轴承支撑结构；

41-第一轴承；42-第二轴承；

5-电机组件；51-电机；52-电机齿轮；

6-轴承挡圈；

7-第三圆柱销；8-第一密封圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

现有技术当中，传统谐波减速器为了追求零部件少、安装简便等特点，所选用的输出轴轴径和深沟球轴承都偏小，无法在弯矩要求较高的领域得到广泛使用。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种谐波减速器，图1所示即为本实用新型提供的谐波减速器的一实施例。

请参阅图1所示，在本实用新型的具体方案中，所述谐波减速器包括箱体1、刚轮输出轴组件2、波发生器组件3、第二双轴承支撑结构4和电机组件5，其中：

箱体1作为承载壳体，在本实用新型的实施例当中，箱体1包括上箱体11与下箱体12，其中上箱体11具有第一中心孔111，下箱体12具有第二中心孔121，且第一中心孔111与第二中心孔121同心设置，且上箱体11与下箱体12连接形成一壳体，这样便于轴传动。

刚轮输出轴组件2作为轴传动部件，刚轮输出轴组件2位于壳体内，且刚轮输出轴组件2包括输出刚轮21和输出轴22，输出轴22穿设连接在输出刚轮21内。

波发生器组件3包括波发生器齿轮31、柔轮32和第一双轴承支撑结构33，波发生器齿轮31和柔轮32通过第一双轴承支撑结构33安装在输出轴22上，且柔轮32位于波发生器齿轮31的外圆周，且柔轮32的外圈与输出刚轮21的内圈啮合连接。

第二双轴承支撑结构4包括第一轴承41和第二轴承42，第一轴承41套设在输出刚轮21的外表面，第二轴承42套设在输出轴22上且靠近上箱体11的一侧，第一轴承41位于下箱体12内。

电机组件5包括电机51和电机齿轮52，电机齿轮52连接在电机输出轴22上，电机齿轮52与波发生器齿轮31啮合连接。

在本实施例当中，输出轴22与输出刚轮21同轴设置，输出轴22位于上箱体11中，与输出刚轮21、柔轮32一起组成双刚轮输出结构，能有效保证输出更稳定。输出刚轮21的外圆周套设有第一轴承41，第一轴承41的外圈又与下箱体12的内壁接触，第二轴承42则套设在输出轴22上且靠近上箱体11的一侧，并且第二轴承42的部分还位于下箱体12的轴承安装孔位，这样输出轴22与输出刚轮21通过第一轴承41和第二轴承42在上箱体11和下箱体12上平稳转动。在输出轴22的中间部位还安装有波发生器组件3，波发生器组件3由波发生器齿轮31、柔轮32和第一双轴承支撑结构33组成，其中波发生器齿轮31和柔轮32通过第一双轴承支撑结构33安装在输出轴22上，且柔轮32位于波发生器齿轮31的外圆周，且柔轮32的外圈与输出刚轮21的内圈啮合连接。如此，能够提高谐波减速器的输入输出同轴度，在谐波减速器的运动过程中，减小振动，降低噪音，减少损伤，提高性能稳定持久性，

同时，波发生器组件3具有摩擦系数小、低噪音、低振动、平稳性好的特点，因此，通过设置柔轮32位于波发生器齿轮31的外圆周，且柔轮32的外圈与输出刚轮21的内圈啮合连接，使得谐波减速器运转可以更加平顺稳定，进一步降低噪音。

另外，还通过采用电机齿轮52与波发生器齿轮31啮合连接，制造简单，传递力矩平稳，法向受力能力大，传动比恒定，从而使得输出轴22可以传递更大扭矩，提高谐波减速器的实用性。

在谐波减速器的运动过程中，外部驱动件驱动输出轴22转动，输出轴22带动输出刚轮21旋转运动，而输出刚轮21的内圈与柔轮32的外圈啮合连接，带动柔轮32弹性形变，柔轮32通过第一双轴承支撑结构33安装在波发生器齿轮31的外圆周上，传动精度更好，能保证在额定负载下运行更平稳。

具体地，请参阅图1、4所示，在本实用新型的具体方案中，第一双轴承支撑结构33包括若干个第一深沟球轴承331和若干个柔性轴承332，若干个第一深沟球轴承331套设在输出轴22与波发生器齿轮31之间，若干个柔性轴承332套设在波发生器齿轮31的外圆周与柔轮32之间。

优选地，本实施例中第一深沟球轴承331设置为并列的两个，保证两个第一深沟球轴承331的内圈均位于输出轴22上，两个第一深沟球轴承331的外圈均位于波发生器齿轮31的内壁上。采用双轴承支承，这样该结构传动精度更好，能保证在额定负载下运行更平稳。

同样地，柔性轴承332也设置为两个，保证两个柔性轴承332的外圈均位于柔轮32的内壁上。采用双轴承支承，这样该结构传动精度更好，能保证在额定负载下运行更平稳。

具体地，请参阅图1所示，在本实用新型的具体方案中，第一轴承41为第二深沟球轴承，第二轴承42为第三深沟球轴承。

深沟球轴承具有摩擦系数小、低噪音、低振动、平稳性好的特点，因此，通过设置第一轴承41和第二轴承42均为深沟球轴承，并且位于输出轴22的两端，使得谐波减速器运转可以更加平顺稳定，进一步降低噪音。

另外，刚轮输出轴组件2通过安装在两端的深沟球轴承来保证波发生器组件3的同轴度，而波发生器组件3的同轴度高，又反过来确保了输出系统的同轴度，从而使整个谐波减速器的精度更高。

最后，输出轴22的轴径及配套的深沟球轴承在有限安装空间内做到最大化，这种方式不仅结构紧凑，精度高，也使承受弯矩的能力大大增加。

具体地，请参阅图1所示，在本实用新型的具体方案中，波发生器组件3还包括轴承压板34、调整垫片35和第一螺钉36，轴承压板34紧压在第一深沟球轴承331的左端面，调整垫片35的上下两端通过第一螺钉36紧压在第一深沟球轴承331和柔性轴承332的左端面上。

轴承压板34用于顶压在第一深沟球轴承331和柔性轴承332的端面上，保证轴承在输出轴22的轴线方向不会发生轴向窜动，提高谐波减速器的运动平稳性。通过安装调整垫片35，保证所有深沟球轴承在轴向无间隙，从而有效提高整机精度，并降低噪音。

具体地，请参阅图1所示，在本实用新型的具体方案中，输出轴22上还设有位于第一深沟球轴承331和第二轴承42之间的轴承挡圈6。

由此，第一深沟球轴承331与第二轴承42之间通过轴承挡圈6连接，并通过安装调整垫片35来控制波发生器齿轮31与电机齿轮52的啮合度，从而控制谐波减速器的精度。

具体地，请参阅图1所示，在本实用新型的具体方案中，输出刚轮21与输出轴22之间还插设有第三圆柱销7，第三圆柱销7垂直于输出轴22的中心线，第三圆柱销7分布在第一轴承41的内圈表面。

本实施例中，电机组件5包括电机51和电机齿轮52(即小锥齿轮)，其中电机51的轴与电机齿轮52的孔过盈配合，通过第三圆柱销7进行固定，并在圆柱销两端进行冲点收口处理，防止圆柱销脱落。

具体地，请参阅图1所示，在本实用新型的具体方案中，输出刚轮21设为两个。

本结构中的高弯矩谐波减速器采用双刚轮结构，其中固定刚轮位于上箱体11中，与输出刚轮21、柔轮32一起组成双刚轮输出结构，能有效保证输出更稳定。

具体地，请参阅图1所示，在本实用新型的具体方案中，输出刚轮21靠近第一轴承41的左侧表面开设有第一密封圈211，第一密封圈211的外圆周紧贴在下箱体12的内壁面。

由此，第一轴承41的外圈安装在下箱体12的轴承位上，第一轴承41的内圈则安装在输出刚轮21上，输出刚轮21与下箱体12之间用第一密封圈211连接，保证输出刚轮21端的密封性。

具体地，请参阅图1所示，在本实用新型的具体方案中，波发生器齿轮31与电机齿轮52均为锥齿轮。

由此，波发生器齿轮31将凸轮与大锥齿轮合二为一，采用直齿轮结构，制造简单，传递力矩平稳，法向受力能力大，传动比恒定。相比传统的谐波减速器将凸轮与大锥齿轮分开制作，不仅减少了加工步骤，降低了加工过程中的误差，而且大大提高了波发生器与输出系统的同轴度，从而提高整个谐波减速器的精度。

另外，本实施里中波发生器齿轮31为大锥齿轮，电机齿轮52为小锥齿轮，大、小锥齿轮与双刚轮组合的搭配使用，可以实现超宽域速比的输出，通过调整大、小锥齿轮的齿数比，可以实现多种速比的灵活输出。

具体地，请参阅图1、2、3所示，在本实用新型的具体方案中，上箱体11与下箱体12均为方形结构，且上箱体11与下箱体12的外端面平齐。

上箱体11与下箱体12之间由止口和第一圆柱销13定位后，再通过螺钉进行紧固，组成谐波减速器外围箱体。

另外，下箱体12内还安装密封圈，上箱体11中使用带密封的深沟球轴承，既可以密封油脂，又可以避免因油封引起的摩擦阻力，降低启动转矩，使谐波减速器能适应更复杂的运行环境。

虽然本实用新型公开披露如上，但本实用新型公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种谐波减速器，其特征在于，所述谐波减速器包括：

箱体，包括分别具有第一中心孔与第二中心孔的上箱体与下箱体，所述第一中心孔与所述第二中心孔同心设置，且所述上箱体与所述下箱体连接形成一壳体；

刚轮输出轴组件，位于所述壳体内，所述刚轮输出轴组件包括输出刚轮和穿设连接在所述输出刚轮内的输出轴；

波发生器组件，包括波发生器齿轮、柔轮和第一双轴承支撑结构，所述波发生器齿轮和所述柔轮通过所述第一双轴承支撑结构安装在所述输出轴上，且所述柔轮位于所述波发生器齿轮的外圆周，且所述柔轮的外圈与所述输出刚轮的内圈啮合连接；

第二双轴承支撑结构，包括套设在所述输出刚轮外表面的第一轴承和套设在所述输出轴上且靠近所述上箱体一侧的第二轴承，所述第一轴承位于所述下箱体内；

电机组件，包括电机和连接在所述电机输出轴上的电机齿轮，所述电机齿轮与所述波发生器齿轮啮合连接。

2.如权利要求1所述的谐波减速器，其特征在于，所述第一双轴承支撑结构包括若干个第一深沟球轴承和若干个柔性轴承，若干个所述第一深沟球轴承套设在所述输出轴与所述波发生器齿轮之间，若干个所述柔性轴承套设在所述波发生器齿轮的外圆周与所述柔轮之间。

3.如权利要求2所述的谐波减速器，其特征在于，所述第一轴承为第二深沟球轴承，所述第二轴承为第三深沟球轴承。

4.如权利要求2所述的谐波减速器，其特征在于，所述波发生器组件还包括紧压在所述第一深沟球轴承左端面的轴承压板、调整垫片和第一螺钉，所述调整垫片的上下两端通过所述第一螺钉紧压在所述第一深沟球轴承和所述柔性轴承的左端面上。

5.如权利要求3所述的谐波减速器，其特征在于，所述输出轴上还设有位于所述第一深沟球轴承和所述第三深沟球轴承之间的轴承挡圈。

6.如权利要求3所述的谐波减速器，其特征在于，所述输出刚轮与所述输出轴之间还插设有垂直于所述输出轴中心线的第二圆柱销，所述第二圆柱销均匀分布在所述第二深沟球轴承的内圈表面。

7.如权利要求1所述的谐波减速器，其特征在于，所述输出刚轮设为两个。

8.如权利要求6所述的谐波减速器，其特征在于，所述输出刚轮靠近所述第二深沟球轴承的左侧表面开设有第一密封圈，所述第一密封圈的外圆周紧贴在所述下箱体的内壁面。

9.如权利要求1所述的谐波减速器，其特征在于，所述波发生器齿轮与所述电机齿轮均为锥齿轮。

10.如权利要求1所述的谐波减速器，其特征在于，所述上箱体与所述下箱体均为方形结构，且所述上箱体与所述下箱体的外端面平齐。