專利名稱：軸向波式諧波齒輪傳動副的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于諧波齒輪傳動領(lǐng)域，特別涉及一種諧波齒輪傳動副。
背景技術(shù)：
諧波齒輪傳動是行星傳動的一種變型，它以傳動比大、承載能力大、傳動精度高、傳動平穩(wěn)等特點著稱，得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有的諧波齒輪傳動副主要由剛輪、柔輪、徑向波發(fā)生器、柔性軸承及波發(fā)生器軸、柔輪或剛輪軸組裝而成，徑向波發(fā)生器有雙波或三波或四波發(fā)生器(工程上多采用雙波發(fā)生器)。當(dāng)諧波齒輪傳動副工作時，柔輪和柔性軸承均處于周期性交替變形狀態(tài)，且在柔輪與剛輪嚙合的任一徑向截面上，柔輪和柔性軸承均至少有兩處發(fā)生嚴(yán)重彈性變形，如圖1所示，因而柔輪和柔性軸承的疲勞損壞是影響諧波齒輪傳動副工作的重要因素。
為了提高諧波齒輪傳動副的壽命，國內(nèi)外眾多研究者作了大量的工作，其研究方向主要集中在柔輪疲勞強度的計算、柔輪的結(jié)構(gòu)和工藝性、柔輪的材質(zhì)。例如70年代，M.N.Lvannov、S.A.Shuwalow、P.K.Popov、D.B.Wolkov、E.K.Ginabolg等人基于柔輪彎曲疲勞破壞準(zhǔn)則或柔輪齒面的磨損失效準(zhǔn)則，提出了眾多的強度校核公式，并被應(yīng)用于諧波齒輪傳動裝置的實驗和研究過程中；其后，國內(nèi)外研究者又采用有限元或邊界元法對空載和承載作用下柔輪光滑殼體中的應(yīng)力分布進行了計算；80年代中期，日本、美國開發(fā)出了單級傳動比為50的鋼制諧波齒輪傳動副，但是由于柔輪中應(yīng)力的急劇增加，使其承載能力降低較多。目前，俄羅斯正在研究長徑比在0.52左右的筒形柔輪，并已研制成功傳動比在85～115范圍內(nèi)的具有超短柔輪的DP系列諧波齒輪傳動裝置。上述研究成果對提高諧波齒輪傳動副的壽命無疑起到了積極作用，但減小柔輪和柔性軸承的疲勞破壞、提高諧波齒輪傳動副的壽命仍然是一個需進一步解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對柔輪和柔性軸承的疲勞破壞，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)提出了思路完全不同的技術(shù)方案，本發(fā)明是從波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)入手解決柔輪和柔性軸承的疲勞破壞。
本發(fā)明的技術(shù)方案是將現(xiàn)有諧波齒輪傳動副中的徑向波發(fā)生器改變?yōu)檩S向波發(fā)生器，此種軸向波發(fā)生器至少由二個偏心距相同的偏心圓盤軸向組裝而成，每個偏心圓盤均裝配有柔性軸承，偏心圓盤的偏心距由諧波齒輪傳動副的模數(shù)和齒數(shù)確定。
當(dāng)軸向波發(fā)生器由二個偏心圓盤軸向組裝而成時，二偏心圓盤的圓心在軸向的投影以波發(fā)生器軸的軸心為中心，180°分布；當(dāng)軸向波發(fā)生器由三個偏心圓盤軸向組裝而成時，三偏心圓盤的圓心在軸向的投影以波發(fā)生器軸的軸心為中心，120°分布；當(dāng)軸向波發(fā)生器由四個偏心圓盤軸向組裝而成時，四偏心圓盤的圓心在軸向的投影分布在以波發(fā)生器軸的軸心為中心、相對于裝配時用于定位的Y軸的夾角為±22.5°～30°的兩相交對角線上。組成軸向波發(fā)生器的各偏心圓盤之間設(shè)置有墊片。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果1、由于柔輪與剛輪嚙合的任一徑向載面只有一處嚙合，如圖2所示，相對于現(xiàn)有技術(shù)，柔輪的交替變形頻數(shù)下降一倍以上，交替變形顯著減小，從而有效地提高了柔輪的疲勞壽命并減小了齒面的磨損和發(fā)熱。
2、與軸向波發(fā)生器組配的柔性軸承，其內(nèi)外圈不會發(fā)生交替變形，因而有效地防止了柔性軸承內(nèi)外圈的疲勞斷裂。
3、組成軸向波發(fā)生器的偏心圓盤易加工制作。
四

圖1是徑向波發(fā)生器構(gòu)成的諧波齒輪傳動副的徑向截面嚙合圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明所提出的軸向波式諧波齒輪傳動副的徑向截面嚙合圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明所提出的軸向波式諧波齒輪傳動副的一種結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖3中的軸向波發(fā)生器與柔性軸承的結(jié)構(gòu)圖；圖5是圖4的A-A剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明所提出的軸向波式諧波齒輪傳動副的第二種結(jié)構(gòu)圖；圖7是圖6中軸向波發(fā)生器與柔性軸承的結(jié)構(gòu)圖；圖8是圖7的B-B剖視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明所提出的軸向波式諧波齒輪傳動副的第三種結(jié)構(gòu)圖；圖10是圖9中軸向波發(fā)生器與柔性軸承的一種結(jié)構(gòu)圖；圖11是圖10的C-C剖視圖；
圖12是圖9中軸向波發(fā)生器與柔性軸承的又一種結(jié)構(gòu)圖；圖13是圖12的D-D剖視圖。
五具體實施例方式
實施例1本實施例中的軸向波式諧波齒輪傳動副的結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由剛輪1、柔輪2、軸向波發(fā)生器3、柔性軸承4、波發(fā)生器軸5和柔輪軸6構(gòu)成，模數(shù)為2。剛輪1的齒數(shù)為162，材料為45#剛；柔輪2的齒數(shù)為160，材料為30GrMnSiA。軸向波發(fā)生器3的結(jié)構(gòu)如圖4、圖5所示，由兩個偏心圓盤7軸向組裝而成，每個偏心圓盤上均裝配有柔性軸承4，兩偏心圓盤的偏心距e均為6毫米，兩偏心圓盤的圓心O′在軸向的投影以波發(fā)生器軸5的軸心O為中心，180°分布，兩偏心圓盤之間設(shè)置有墊片8，墊片8的材料為A3鋼。
實施例2本實施例中的軸向波式諧波齒輪傳動副的結(jié)構(gòu)如圖6所示，主要由剛輪1、柔輪2、軸向波發(fā)生器3、柔性軸承4、波發(fā)生器軸5和柔輪軸6構(gòu)成，模數(shù)為2。剛輪1的齒數(shù)為163，材料為45#鋼；柔輪2的齒數(shù)為160，材料為30GrMnSiA。軸向波發(fā)生器3的結(jié)構(gòu)如圖7、圖8所示，由三個偏心圓盤7軸向組裝而成，每個偏心圓盤上均裝配有柔性軸承4，三偏心圓盤的偏心距e均為5.6毫米，三偏心圓盤的圓心O′在軸向的投影以波發(fā)生器軸5的軸心O為中心，120°分布，三偏心圓盤之間設(shè)置有墊片8，墊片的材料為A3鋼。
實施例3本實施例中的軸向波式諧波齒輪傳動副的結(jié)構(gòu)如圖9所示，軸向波發(fā)生器3的結(jié)構(gòu)如圖10、圖11所示。與實施例1不同之處在于(1)剛輪1的齒數(shù)為164；柔輪2的齒數(shù)為160；(2)軸向波發(fā)生器3由四個偏心圓盤7軸向組裝而成，四偏心圓盤在波發(fā)生器軸5上交替排列、偏心距e均為5毫米，四偏心圓盤的圓心O′在軸向的投影分布在以波發(fā)生器軸5的軸心O為中心、相對于裝配時用于定位的Y軸的夾角為±25°的兩相交對角線上。
實施例4本實施例中的軸向波式諧波齒輪傳動副的結(jié)構(gòu)如圖9所示，軸向波發(fā)生器3的結(jié)構(gòu)如圖12、圖13所示。與實施例3不同之處在于(1)四個偏心圓盤7在波發(fā)生器軸5上平行排列；(2)四偏心圓盤7的圓心O′在軸向的投影分布在以波發(fā)生器軸5的軸心O為中心、相對于裝配時用于定位的Y軸的夾角為±28°的兩相交對角線上。
權(quán)利要求
1.一種軸向波式諧波齒輪傳動副，包括剛輪(1)、柔輪(2)、波發(fā)生器(3)、柔性軸承(4)、波發(fā)生器軸(5)和柔輪軸或剛輪軸(6)，其特征在于波發(fā)生器(3)為軸向波發(fā)生器，至少由二個偏心距相同的偏心圓盤(7)軸向組裝而成，每個偏心圓盤均裝配有柔性軸承(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向波式諧波齒輪傳動副，其特征在于波發(fā)生器(3)由二個偏心圓盤(7)軸向組裝而成時，二偏心圓盤的圓心在軸向的投影以波發(fā)生器軸(5)的軸心為中心，180°分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向波式諧波齒輪傳動副，其特征在于波發(fā)生器(3)由三個偏心圓盤(7)軸向組裝而成時，三偏心圓盤的圓心在軸向的投影以波發(fā)生器軸(5)的軸心為中心，120°分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向波式諧波齒輪傳動副，其特征在于波發(fā)生器(3)由四個偏心圓盤(7)軸向組裝而成時，四偏心圓盤的圓心在軸向的投影分布在以波發(fā)生器軸(5)的軸心為中心、相對于裝配時用于定位的Y軸的夾角為±22.5°～30°的兩相交對角線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軸向波式諧波齒輪傳動副，其特征在于四偏心圓盤(7)在波發(fā)生器軸(5)上交替排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軸向波式諧波齒輪傳動副，其特征在于四偏心圓盤(7)在波發(fā)生器軸(5)上平行排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的軸向波式諧波齒輪傳動副，其特征在于組成軸向波發(fā)生器的各偏心圓盤(7)之間設(shè)置有墊片(8)。
全文摘要
一種軸向波式諧波齒輪傳動副,主要由剛輪、柔輪、波發(fā)生器、柔性軸承、波發(fā)生器軸和柔輪軸或剛輪軸構(gòu)成。波發(fā)生器為軸向波發(fā)生器,至少由二個偏心距相同的偏心圓盤軸向組裝而成,每個偏心圓盤均裝配有柔性軸承。此種諧波齒輪傳動副由于柔輪與剛輪嚙合的任一徑向截面只有一處嚙合,相對于現(xiàn)有技術(shù),柔輪的交替變形頻數(shù)下降一倍以上,交替變形顯著減小,柔性軸承的內(nèi)外圈不會發(fā)生交替變形,因而有效地提高了疲勞壽命。
文檔編號F16H1/24GK1376867SQ0211371
公開日2002年10月30日 申請日期2002年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月9日
發(fā)明者侯力, 黃成祥, 樊慶文, 段陽, 刁燕 申請人:四川大學(xué)