一種回避齒輪干涉的諧波減速的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種回避齒輪干涉的諧波減速機，圓環(huán)形剛性輪的內(nèi)表面設(shè)置剛性內(nèi)齒，圓環(huán)形剛性輪內(nèi)設(shè)置波發(fā)生器；所述波發(fā)生器由具有橢圓形輪廓的剛性凸輪和鑲嵌在剛性凸輪外圈上的柔性軸承組成；在波發(fā)生器的軸承外圈上套裝柔性輪，柔性輪外表面設(shè)置與圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒配合的外齒；柔性輪與圓環(huán)形剛齒輪同軸配置；所述圓環(huán)形剛性輪的剛性內(nèi)齒齒形與柔性輪的外齒齒形為：在齒的頂面，開口端部分呈錐形，其他部位呈直線形。本實用新型結(jié)構(gòu)合理，諧波減速機噪音低，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，避免了齒輪干涉，延長了減速機的使用壽命；諧波減速機效率提高，額定轉(zhuǎn)矩增大；諧波減速機可以采用一般齒輪加工方式進行加工。
【專利說明】一種回避齒輪干涉的諧波減速機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種常用于工業(yè)機器人關(guān)節(jié)處的諧波減速機，特別涉及嚙合過程中能夠回避干涉現(xiàn)象的諧波減速機。
【背景技術(shù)】
[0002]諧波減速機具有精度高，體積小，承載扭矩高的特點，廣泛用于工業(yè)機器人領(lǐng)域。傳統(tǒng)諧波減速機的圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒和柔性輪外齒均采用直線形狀的齒輪。當(dāng)柔性輪被波發(fā)生器彎曲成橢圓形時，在橢圓形長軸方向的兩端部位，直線形狀的柔性輪外齒與直線形狀的圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒進行嚙合，由于柔性輪并非完全中空形狀，其底端存在輸出法蘭與柔性輪連成一個整體，其頂端為開口端，波發(fā)生器安裝在頂端柔性輪外齒部位。柔性輪未被波發(fā)生器橢圓彎曲時，柔性輪外齒和圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒在軸向上平行。當(dāng)柔性輪被彎曲成橢圓形時，原本與圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒平行的柔性輪外齒發(fā)生傾斜，即柔性輪外齒和圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒形成一定角度，使得當(dāng)該圓環(huán)形剛性輪和柔性輪進行嚙合時發(fā)生干涉現(xiàn)象。發(fā)生干涉的柔性輪圓環(huán)形剛性輪在嚙合時，柔性輪和圓環(huán)形剛性輪會發(fā)生磨損，噪音增大，齒輪傳動不穩(wěn)定，進而影響諧波減速機的效率和壽命。
[0003]與此同時，若按照柔性輪齒輪的彎曲量大小對其齒形進行修正后，在加工該齒輪，則不能采用一般直齒圓柱齒輪的直線加工方式，因而，在齒輪加工方式中受到一定限制。鑒于以上情況，需要尋找一種諧波減速機，不但能夠回避齒形干涉，而且能夠采用一般齒輪加工設(shè)備進行加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，不僅能夠回避齒形干涉現(xiàn)象，而且能夠采用一般齒輪加工方式進行加工的回避齒輪干涉的諧波減速機。
[0005]本實用新型的技術(shù)解決方案是:
[0006]一種回避齒輪干涉的諧波減速機，其特征是:包括圓環(huán)形剛性輪，圓環(huán)形剛性輪的內(nèi)表面設(shè)置剛性內(nèi)齒，圓環(huán)形剛性輪內(nèi)設(shè)置波發(fā)生器；所述波發(fā)生器由具有橢圓形輪廓的剛性凸輪和鑲嵌在剛性凸輪外圈上的柔性軸承組成；在波發(fā)生器的軸承外圈上套裝柔性輪，柔性輪外表面設(shè)置與圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒配合的外齒；柔性輪與圓環(huán)形剛齒輪同軸配置；波發(fā)生器有電機帶動作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源；所述圓環(huán)形剛性輪的剛性內(nèi)齒齒形與柔性輪的外齒齒形為:在齒的頂面，開口端部分呈錐形，其他部位呈直線形。
[0007]圓環(huán)形剛性輪的剛性內(nèi)齒數(shù)與柔性輪的外齒數(shù)的差為2η個齒，η為正整數(shù)。
[0008]本實用新型結(jié)構(gòu)合理，諧波減速機噪音低，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，避免了齒輪干涉，延長了減速機的使用壽命；諧波減速機效率提高，額定轉(zhuǎn)矩增大；諧波減速機可以采用一般齒輪加工方式進行加工。
【專利附圖】

【附圖說明】[0009]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0010]圖1是本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖2是本實用新型齒輪嚙合狀態(tài)示意圖。
[0012]圖3是傳統(tǒng)諧波減速機齒形圖。
[0013]圖4是本實用新型齒形圖。
[0014]圖5、圖6、圖7是本實用新型柔性輪在波發(fā)生器作用下變形示意圖。
[0015]圖8是傳統(tǒng)諧波減速機齒輪嚙合效果圖。
[0016]圖9是圖8的局部放大圖。
[0017]圖10是本實用新型齒輪嚙合效果圖。
[0018]圖11是圖10的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0019]圖1是諧波減速機的截面圖。一種回避齒輪干涉的諧波減速機，包括圓環(huán)形剛性輪1，圓環(huán)形剛性輪的內(nèi)表面設(shè)置剛性內(nèi)齒7，圓環(huán)形剛性輪內(nèi)設(shè)置波發(fā)生器3 ;所述波發(fā)生器由具有橢圓形輪廓的剛性凸輪4和鑲嵌在剛性凸輪外圈上的柔性軸承5組成；在波發(fā)生器的軸承外圈上套裝柔性輪2，柔性輪外表面設(shè)置與圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒配合的外齒6 ;柔性輪與圓環(huán)形剛齒輪同軸配置；波發(fā)生器有電機帶動作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源；所述圓環(huán)形剛性輪的剛性內(nèi)齒齒形與柔性輪的外齒齒形為:在齒的頂面，開口端9部分呈錐形10，其他部位呈直線形8。
[0020]圖2是諧波減速機齒輪嚙合狀態(tài)的示意圖。波發(fā)生器3將柔性輪2彎曲成橢圓形，使柔性輪2中處于橢圓形長軸方向兩端位置上的部分外齒6與圓環(huán)形剛性輪I的部分內(nèi)齒7哨合。一般情況下，圓環(huán)形剛性輪I被固定在一個固定本體上，波發(fā)生器3由電機帶動作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源。波發(fā)生器3轉(zhuǎn)動，使得兩個齒輪、的嚙合位置在圓周方向上移動。兩個齒輪的齒數(shù)差為2η個齒(η為正整數(shù))，由于齒數(shù)差使得兩個齒輪之間相對波發(fā)生器3的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生大幅度減速的相對旋轉(zhuǎn)運動。因為圓環(huán)形剛性輪I是被固定的，所以柔性輪2的旋轉(zhuǎn)帶動與它連接的部件也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，以此方式傳遞旋轉(zhuǎn)減速運動。
[0021]圖3為傳統(tǒng)諧波減速機的齒形圖，其齒形均為直線形狀。圖4為本實用新型諧波減速機的圓環(huán)形剛性輪1、柔性輪2齒形圖，在開口端9部分齒形為錐形齒形10，齒輪其他部位為直線形狀8齒形。
[0022]圖5、圖6、圖7是諧波減速機柔性輪在波發(fā)生器作用下變形示意圖。圖5為柔性輪2未變形時與圓環(huán)形剛性輪I的側(cè)面圖，由于柔性輪未發(fā)生變形，圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒7的直線形狀部位8和柔性輪外齒6的直線形狀部位8均與軸向12平行。圖6為減速機柔性輪2在波發(fā)生器3作用下變形后的長軸方向的兩端部位側(cè)面圖，由于柔性輪2的變形，柔性輪外齒6的直線形狀部位8發(fā)生傾斜，并與圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒7的直線形狀部位8形成一定角度。因此，圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒7和柔性輪外齒6在嚙合時發(fā)生干涉現(xiàn)象。圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒7齒頂與柔性輪外齒6齒底形成了圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒干涉部位13，且柔性輪外齒6齒底在圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒7上的截斷線為圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒發(fā)生干涉的臨界線16 ;柔性輪外齒6齒頂與圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒7齒底形成了柔性輪外齒干涉部位14，且圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒7齒底在柔性輪外齒6上的截斷線為柔性輪外齒發(fā)生干涉的臨界線15。圖7為減速機柔性輪2在波發(fā)生器3作用下變形后的短軸方向的兩端部位側(cè)面圖，圖中的柔性輪外齒6和圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒7未發(fā)生嚙合，且柔性輪2的頂端9部位，其口徑向內(nèi)變小。
[0023]圖8為傳統(tǒng)諧波減速機在波發(fā)生器3作用下，圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒7和柔性輪外齒6嚙合效果圖，其中陰影部位分別為圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒干涉部位13和柔性輪外齒干涉部位14。圖10為本實用新型諧波減速機在波發(fā)生器3作用下，圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒7和柔性輪外齒6嚙合效果圖，齒輪之間嚙合良好，不發(fā)生干涉。
[0024]圖9為圖8局部放大圖，反映了傳統(tǒng)諧波減速機齒輪嚙合時的干涉現(xiàn)象，其中陰影部位分別為圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒干涉部位和柔性輪外齒干涉部位。圖11為圖10局部放大圖，反映了本實用新型齒形的齒輪嚙合良好，不發(fā)生干涉。
[0025]從本實用新型的齒形來看，該柔性輪和圓環(huán)形剛性輪在嚙合時不產(chǎn)生干涉，并且可以采用一般的直線形圓柱直齒加工方式進行加工。
【權(quán)利要求】
1.一種回避齒輪干涉的諧波減速機，其特征是:包括圓環(huán)形剛性輪，圓環(huán)形剛性輪的內(nèi)表面設(shè)置剛性內(nèi)齒，圓環(huán)形剛性輪內(nèi)設(shè)置波發(fā)生器；所述波發(fā)生器由具有橢圓形輪廓的剛性凸輪和鑲嵌在剛性凸輪外圈上的柔性軸承組成；在波發(fā)生器的軸承外圈上套裝柔性輪，柔性輪外表面設(shè)置與圓環(huán)形剛性輪內(nèi)齒配合的外齒；柔性輪與圓環(huán)形剛齒輪同軸配置；波發(fā)生器有電機帶動作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源；所述圓環(huán)形剛性輪的剛性內(nèi)齒齒形與柔性輪的外齒齒形為:在齒的頂面，開口端部分呈錐形，其他部位呈直線形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回避齒輪干涉的諧波減速機，其特征是:圓環(huán)形剛性輪的剛性內(nèi)齒數(shù)與柔性輪的外齒數(shù)的差為2η個齒，η為正整數(shù)。
【文檔編號】F16H55/17GK203477199SQ201320551274
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】紀(jì)仕飛 申請人:上海鑫君傳動科技有限公司