CN221145211U - 一种高刚性柔轮以及谐波减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于谐波减速器的技术领域，具体地说是一种高刚性柔轮以及谐波减速器，包括筒体以及法兰，筒体的其中一端管口处与法兰相连接，筒体外侧壁远离法兰的一侧设置有齿圈，其特征在于：法兰与筒体的连接处设置有过渡圆弧，过渡圆弧的半径为R，法兰的厚度为A，其中，R＝(1+K)×A，K为圆角调整系数，K的取值为0‑1之间。本申请具有降低筒体与法兰连接处所受到的应力，从而增强了谐波减速器在运行时柔轮的平稳性，进而有助于时该谐波减速器可以适用于频繁冲击情况的效果。

Description

一种高刚性柔轮以及谐波减速器

技术领域

本实用新型涉及谐波减速器的技术领域，具体是一种高刚性柔轮以及谐波减速器。

背景技术

随着智能制造转型升级，对工业机器人谐波减速器的高精密传动提出了更高的精度和可靠性要求，谐波减速器作为机器人传动的核心部件之一，与其它减速器相比,谐波减速器具有体积小、减速比大、同时啮合齿数多、传动平稳、承载力高、传动精度高等特点，因此被广泛应用于航天、军事、工业机器人等方面。

柔轮是谐波减速器里的一个核心零部件，根据柔轮形状分杯型和帽型两种柔轮，帽型柔轮其薄壁筒体前端外圆上有不同数量的外齿，中段为薄壁筒型结构，底部为圆形法兰，中段筒体与法兰通常为圆角过度，谐波减速器装入柔轮内孔后，柔轮薄壁筒体会产生一定的径向变形，当谐波减速器旋转时，柔轮产生径向变形，迫使柔轮外齿和刚轮内齿啮合，力矩通过齿轮筒体，法兰传递到输出。筒体与法兰连接的过度圆角在运转过程中起传递力矩，同时也关系到谐波减速器传动的扭转刚性、承载能力的大小和柔轮寿命等多个因素。所以在谐波减速器使用过程中有频繁冲击的情况时，此时对于柔轮的屈曲扭矩以及扭转刚度要求比较高。

因此，现有技术有待改进。

实用新型内容

为了弥补现有技术不足的问题，本申请提出一种高刚性柔轮以及谐波减速器。

第一方面，本申请提供的一种高刚性柔轮采用如下的技术方案：

一种高刚性柔轮，包括筒体以及法兰，所述筒体的其中一端管口处与所述法兰相连接，所述筒体外侧壁远离所述法兰的一侧设置有齿圈，所述法兰与所述筒体的连接处设置有过渡圆弧，所述过渡圆弧的半径为R，所述法兰的厚度为A，其中，R＝(1+K)A，K为圆角调整系数，K的取值为0-1之间。

优选的，K的取值为0.2。

第二方面，本实用新型还提供了一种谐波减速器采用如下技术方案：

一种谐波减速器，包括柔轮，所述柔轮为上述的柔轮

综上所述，本申请具有的有益技术效果：

本方案是通过法兰与筒体之间的连接处设置有过渡圆弧的方式，增大了法兰与筒体连接处筒体的内径以及外径，同时通过法兰的厚度对过渡圆弧的范围进行限制，使筒体与法兰连接处的刚度处于较大的一个范围，以降低筒体与法兰连接处所受到的应力，从而增强了谐波减速器在运行时柔轮的平稳性，进而有助于时该谐波减速器可以适用于频繁冲击的情况。

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获得其他的附图。

图1为本申请实施例中柔轮的示意图；

图2为带有过渡圆弧普通柔轮的扭曲变形图；

图3为本申请实施例中K＝0.2时柔轮的扭曲变形图；

图4为带有过渡圆弧普通柔轮的等效应力图；

图5为本申请实施例中K＝0.2时柔轮的等效应力图。

附图标记说明：1、筒体；2、法兰；3、过渡圆弧。

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，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本申请实施例公开一种高刚性柔轮。参照图1至图5，高刚性柔轮包括筒体1以及法兰2，筒体1整体为筒形薄壁状，筒体1从自身管口的一侧方向来看截面呈圆形，在筒体1外侧壁的其中一侧处设置有不同数量的外齿，法兰2呈圆环盘状，法兰2与筒体1远离外齿的一侧管口处相连接，法兰2用于与外部设备相连接，法兰2与筒体1的连接处设置有过，利用过渡圆弧3的圆弧段与法兰2连接形成的弧形连接结构，减弱筒体1与法兰2连接处的应力集中，提高筒体1承载抗弯曲的承载能力，减小弯曲应力，同时过渡圆弧3的两端分别与法兰2以及筒体1相切，以形成光滑的过渡圆弧3，则使筒体1的侧壁结构的形态更加光滑，从而可以减小柔轮在工作时过渡圆弧3处所受到的应力。

参照图1至图5，在本实施例中过渡圆弧3的半径为R，法兰2自身轴线方向上的厚度为A，其中，R＝(1+K)×A，K为圆角调整系数，K的取值范围在0至1之间，通过对法兰2厚度对过渡圆弧3的厚度进行限制，在法兰2与筒体1连接处增大了筒体1的平均值，从而提高了筒体1的刚度，同时增强了柔轮在工作时的稳定性。

采用本申请实施例的柔轮与带有过渡圆弧3柔轮的仿真数据见下表所示：

由上述数据对比可以得出，采用本申请实施例的柔轮结构，相比于带有过渡圆弧3结构的柔轮而言，在K＝0.2时，即R＝1.2A时，比带有过渡圆弧3结构的柔轮扭曲变形值减小20％，等效应力值减少15％。

参照图1至图5，图中所示为本申请实施例柔轮与普通带有过渡圆弧3柔轮的等效应力对比图以及扭曲变形值分别进行对比，从图中可以看出，相比于仅带有过渡圆弧3的普通柔轮，而采用本申请实施例的柔轮，能够有效的减小柔轮所受到的应力，提高柔轮的疲劳强度，增强柔轮的疲劳寿命。

本申请实施例一种高刚性柔轮的实施原理为：通过法兰2与筒体1之间设置的过渡圆弧3，以及通过法兰2的轴向厚度对过渡圆弧3的半径进行限制，以使法兰2与筒体1连接处的刚度处于一个较大的范围，以降低筒体1与法兰2连接处所受到的应力，从而增强了谐波减速器在运行时柔轮的平稳性，进而有助于时该谐波减速器可以适用于频繁冲击的情况。

本申请还提供一种谐波减速器，谐波减速器包括上述高刚性柔轮，该柔轮的设置，可以提高谐波减速器的承载能力，增强谐波减速器运行的平稳性，本实施例的谐波减速器也具有上述有益效果，在此不再一一赘述。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高刚性柔轮，包括筒体以及法兰，所述筒体的其中一端管口处与所述法兰相连接，所述筒体外侧壁远离所述法兰的一侧设置有齿圈，其特征在于：所述法兰与所述筒体的连接处设置有过渡圆弧，所述过渡圆弧的半径为R，所述法兰的厚度为A，其中，R＝(1+K)×A，K为圆角调整系数，K的取值为0-1之间。

2.根据权利要求1所述的一种高刚性柔轮，其特征在于：K的取值为0.2。

3.一种谐波减速器，其特征在于：包括如权利要求1-2任意一项所述的柔轮。