本發(fā)明涉及一種電機(jī)齒輪箱技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種柔性滾針軸承諧波電機(jī)齒輪箱，具體為電機(jī)和諧波減速機(jī)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)諧波減速機(jī)的設(shè)計(jì)與電機(jī)是分開設(shè)計(jì)，并且諧波減速機(jī)的設(shè)計(jì)裝配復(fù)雜，很多工藝已超出一般的設(shè)備要求，故生產(chǎn)成本高，不利于該產(chǎn)品的廣泛使用。

現(xiàn)有技術(shù)中，存在的缺點(diǎn)或不足在于：1.齒輪箱體的密封要求高，而很多設(shè)計(jì)多通過交叉滾子軸承上的密封槽來實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致大幅提高加工工藝精度，從而增加設(shè)備和制造成本；2.由于電機(jī)和減速機(jī)分開設(shè)計(jì)，導(dǎo)致產(chǎn)品體積大，成本高；3.加工生產(chǎn)時(shí)，因軸承淬火工藝導(dǎo)致原有精加工的形狀尺寸發(fā)生變化，導(dǎo)致的不良率提高，或需從新加工，導(dǎo)致成本增加；4，原來諧波減速機(jī)的設(shè)計(jì)中用柔性深溝球軸承，其裝配難度高，且承載力不佳，剛性不足；柔輪多是杯筒狀，有彎折，輸出剛性差，承載力差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種柔性滾針軸承諧波電機(jī)齒輪箱，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，采用薄壁交叉滾子軸承與齒輪箱體裝配，所述薄壁交叉滾子軸承無任何螺絲孔，使得整體諧波減速機(jī)緊湊、體積??；更重要的是波形器采用柔性滾針軸承，所述柔性滾針軸承的壁厚接近設(shè)計(jì)極限，所述柔性滾針軸承的極薄的軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間裝配超細(xì)的圓柱形滾針；用以代替現(xiàn)有技術(shù)中的柔性深溝球軸承，使得本發(fā)明諧波減速機(jī)的剛性及承載能力大幅度提升；并且整體裝配工藝簡(jiǎn)單、精度高、剛性強(qiáng)、密封性好、成本低；特別適合于服務(wù)型機(jī)器人應(yīng)用，使用壽命長。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種柔性滾針軸承諧波電機(jī)齒輪箱，包括電機(jī)外殼、電機(jī)軸、柔性滾針軸承、柔輪、固定鋼輪、輸出鋼輪、齒輪箱外殼、薄壁交叉滾子軸承、波形發(fā)生器、固定螺絲、滾針， 其特征在于：

所述電機(jī)齒輪箱為整體密封式結(jié)構(gòu)，所述齒輪箱外殼與電機(jī)外殼之間設(shè)置有共用殼體，所述齒輪箱外殼端面與電機(jī)外殼之間通過O型圈密封和固定螺絲固定連接；所述齒輪箱外殼與輸出鋼輪之間采用骨架密封，所述輸出鋼輪輸出端開有多組螺絲孔，可直接與負(fù)載連接輸出使用，因此輸出鋼輪的負(fù)載力臂小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量??；所述電機(jī)外殼中心設(shè)置有電機(jī)軸，所述電機(jī)軸上裝配有波形發(fā)生器，所述波形發(fā)生器外部裝配有柔性滾針軸承，所述柔性滾針軸承外部裝配有柔輪，所述齒輪箱外殼與電機(jī)外殼的共用殼體的齒輪箱一側(cè)設(shè)置有固定鋼輪，所述固定鋼輪與所述柔輪后部之間等齒嚙合配置，所述輸出鋼輪一體式設(shè)置有齒輪端和輸出端，所述柔輪前部與輸出鋼輪的齒輪端差齒嚙合連接，所述輸出鋼輪的齒輪端外側(cè)與齒輪箱外殼內(nèi)壁之間設(shè)置有薄壁交叉滾子軸承。

所述薄壁交叉滾子軸承無任何螺絲孔，通過精密配合裝配在齒輪箱外殼和輸出鋼輪的齒輪端之間，橫向和輸出鋼輪的輸出端相接；所述輸出鋼輪和固定鋼輪采用球墨鑄鐵材質(zhì)，所述輸出鋼輪和固定鋼輪的內(nèi)外徑圓周面和端面均經(jīng)過高精度磨削加工，所述輸出鋼輪的齒輪端外徑圓周面與薄壁交叉滾子軸承的內(nèi)圈內(nèi)徑圓周面精密配合；固定鋼輪的外徑圓周面與齒輪箱外殼的內(nèi)側(cè)面緊密配合；所述薄壁交叉滾子軸承的外徑圓周面與齒輪箱外殼的內(nèi)側(cè)面緊密配合。

所述柔性滾針軸承包括軸承內(nèi)圈、軸承外圈以及裝配在軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間的多個(gè)滾針；所述軸承內(nèi)圈和軸承外圈的壁厚度超薄設(shè)置，所述軸承內(nèi)圈和軸承外圈的厚度接近極限設(shè)計(jì)；所述滾針設(shè)置為圓柱形，所述柔性滾針軸承的外徑周面與柔輪的內(nèi)徑周面精密配合，所述波形發(fā)生器與柔性滾針軸承的內(nèi)徑周面精密配合。

所述柔輪采用直圓柱狀設(shè)置，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，沒有傳統(tǒng)諧波減速機(jī)內(nèi)柔輪90度折彎的杯型或禮帽型結(jié)構(gòu)，故可適當(dāng)增加本發(fā)明柔輪齒厚，所述柔輪的扭矩傳送通過固定鋼輪和輸出鋼輪與柔輪的齒輪相嚙合完成。

所述薄壁交叉滾子軸承的壁厚尺寸范圍為4mm—15mm。

所述柔性滾針軸承的壁厚尺寸范圍為0.5mm—2mm。

本發(fā)明的工作原理為：電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)波形發(fā)生器同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使得柔 性滾針軸承的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)，并因波形發(fā)生器的凸輪結(jié)構(gòu)導(dǎo)致柔性滾針軸承的外圈不斷發(fā)生周期性徑向運(yùn)動(dòng)，從而使柔輪的齒輪不斷的與輸出鋼輪的齒輪端發(fā)生進(jìn)出擬合，由于固定鋼輪為固定設(shè)置，從而柔輪也周向固定，從而致使輸出鋼輪發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，故通過輸出鋼輪的輸出端將扭矩輸出。本發(fā)明主要增加了固定方式和干涉間隙的處理，優(yōu)化設(shè)計(jì)了輸出鋼輪與薄壁交叉滾子軸承的鏈接方式，并且采用齒輪箱外殼和薄壁交叉滾子軸承緊密配合裝配，該所述薄壁交叉滾子軸承沒有任何螺絲孔，體積?。桓鼮樽钪匾氖遣捎萌嵝詽L針軸承，做到了齒輪箱與電機(jī)的簡(jiǎn)單完美的連接。

通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：采用薄壁交叉滾子軸承與齒輪箱體裝配，所述薄壁交叉滾子軸承無任何螺絲孔，使得整體諧波減速機(jī)緊湊、體積??；波形器采用柔性滾針軸承，壁厚接近設(shè)計(jì)極限的超薄軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間裝配超細(xì)的圓柱形滾針，用以代替現(xiàn)有技術(shù)中的柔性深溝球軸承，而柔性滾針軸承剛性強(qiáng)承載力大；柔輪沒有折彎，依靠齒輪傳遞扭矩，剛性強(qiáng)壽命長；通過磨削加工鋼輪外徑及端面，工藝成熟，精度高，裝配簡(jiǎn)單且精度高；密封采用在無需熱處理的零件上成型，工藝成熟簡(jiǎn)單，明顯改善了因制造工藝誤差導(dǎo)致的漏油問題；鋼輪采用球墨鑄鐵，耐磨、壽命長；采用薄壁交叉滾子軸承，體積小、剛性強(qiáng)；從而大幅改善產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的良品率，減少制造成本，同時(shí)改善產(chǎn)品性能和延長軸承的使用壽命。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所公開的一種柔性滾針軸承諧波電機(jī)齒輪箱結(jié)構(gòu)圖示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所公開的一種柔性滾針軸承諧波電機(jī)齒輪箱諧波傳動(dòng)示意圖。

圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱：

1.電機(jī)外殼 2.電機(jī)軸 3.柔性滾針軸承

4.柔輪 5.固定鋼輪 6.輸出鋼輪

7.齒輪箱外殼 8.薄壁交叉滾子軸承 9.波形發(fā)生器

10.固定螺絲 11.滾針

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

根據(jù)圖1和圖2，本發(fā)明提供了一種柔性滾針軸承諧波電機(jī)齒輪箱，包括電機(jī)外殼1、電機(jī)軸2、柔性滾針軸承3、柔輪4、固定鋼輪5、輸出鋼輪6、齒輪箱外殼7、薄壁交叉滾子軸承8、波形發(fā)生器9、固定螺絲10、滾針11。

所述電機(jī)齒輪箱為整體密封式結(jié)構(gòu)，所述齒輪箱外殼7與電機(jī)外殼1之間設(shè)置有共用殼體，所述齒輪箱外殼7端面與電機(jī)外殼1之間通過O型圈密封和固定螺絲10固定連接；所述齒輪箱外殼7與輸出鋼輪6之間采用骨架密封，所述輸出鋼輪6輸出端開有多組螺絲孔，可直接與負(fù)載連接輸出使用，因此輸出鋼輪6的負(fù)載力臂小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小；所述電機(jī)外殼1中心設(shè)置有電機(jī)軸2，所述電機(jī)軸2上裝配有波形發(fā)生器9，所述波形發(fā)生器9外部裝配有柔性滾針軸承3，所述柔性滾針軸承3外部裝配有柔輪4，所述齒輪箱外殼7與電機(jī)外殼1的共用殼體的齒輪箱一側(cè)設(shè)置有固定鋼輪5，所述固定鋼輪5與所述柔輪4后部之間等齒嚙合配置，所述輸出鋼輪6一體式設(shè)置有齒輪端和輸出端，所述柔輪4前部與輸出鋼輪6的齒輪端差齒嚙合連接，所述輸出鋼輪6的齒輪端外側(cè)與齒輪箱外殼7內(nèi)壁之間設(shè)置有薄壁交叉滾子軸承8。

所述薄壁交叉滾子軸承8無任何螺絲孔，通過精密配合裝配在齒輪箱外殼7和輸出鋼輪6的齒輪端之間，橫向和輸出鋼輪6的輸出端相接；所述輸出鋼輪6和固定鋼輪5采用球墨鑄鐵材質(zhì)，所述輸出鋼輪6和固定鋼 輪5的內(nèi)外徑圓周面和端面均經(jīng)過高精度磨削加工，所述輸出鋼輪6的齒輪端外徑圓周面與薄壁交叉滾子軸承8的內(nèi)圈內(nèi)徑圓周面精密配合；固定鋼輪5的外徑圓周面與齒輪箱外殼7的內(nèi)側(cè)面緊密配合；所述薄壁交叉滾子軸承8的外徑圓周面與齒輪箱外殼7的內(nèi)側(cè)面緊密配合。

所述柔性滾針軸承3包括軸承內(nèi)圈、軸承外圈以及裝配在軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間的多個(gè)滾針11；所述軸承內(nèi)圈和軸承外圈的壁厚度超薄設(shè)置，所述軸承內(nèi)圈和軸承外圈的厚度接近極限設(shè)計(jì)；所述滾針11設(shè)置為圓柱形，所述柔性滾針軸承3的外徑周面與柔輪4的內(nèi)徑周面精密配合，所述波形發(fā)生器9與柔性滾針軸承3的內(nèi)徑周面精密配合。

所述柔輪4采用直圓柱狀設(shè)置，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，沒有傳統(tǒng)諧波減速機(jī)內(nèi)柔輪90度折彎的杯型或禮帽型結(jié)構(gòu)，故可適當(dāng)增加本發(fā)明柔輪4齒厚，所述柔輪4的扭矩傳送通過固定鋼輪5和輸出鋼輪6與柔輪4的齒輪相嚙合完成。

所述薄壁交叉滾子軸承8的壁厚尺寸范圍為4mm—8mm。

所述柔性滾針軸承3的壁厚尺寸范圍為0.5mm—2mm。

本發(fā)明的具體實(shí)施操作步驟是：采用柔性滾針軸承3，具有壁厚接近設(shè)置極限的軸承內(nèi)圈、軸承外圈，并在軸承內(nèi)外圈之間裝配圓柱形滾針11，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的柔性深溝球軸承，使減速機(jī)的剛性及承載能力大幅提升，且裝配工藝簡(jiǎn)單；通過磨削加工輸出鋼輪6和固定鋼輪5的內(nèi)外徑面及端面裝配面，使外徑面分別與齒輪箱外殼7或薄壁交叉滾子軸承8的內(nèi)徑精密配合，工藝成熟且剛性強(qiáng)；輸出鋼輪6與齒輪箱外殼7通過骨架密封，由于兩者都用磨削成型，工藝簡(jiǎn)單且精度高，密封好，成本低；輸出鋼輪6的外徑面與薄壁交叉滾子軸承8的內(nèi)圈的內(nèi)徑緊密配合；固定鋼輪5的外徑與齒輪箱外殼7的內(nèi)徑緊密配合；齒輪箱外殼7端面與電機(jī)外殼1用螺絲固定連接，它們之間采用O型圈密封，工藝成熟；整體為密封式結(jié)構(gòu)，輸出端通過輸出鋼輪6預(yù)留的多組螺絲與外負(fù)載相連，使用方便簡(jiǎn)單；采用薄壁交叉滾子軸承8，體積小，特別適合服務(wù)型機(jī)器人等要求體積小的市場(chǎng)。柔輪4采用直圓柱狀，沒有傳統(tǒng)諧波減速機(jī)內(nèi)柔輪90度折彎的杯型或禮帽型結(jié)構(gòu)，故可適當(dāng)增加柔輪齒厚，扭矩傳送通過輸出鋼輪6和柔輪4的齒輪相擬合，而不是傳統(tǒng)通過柔輪整體扭轉(zhuǎn)剛性來輸出，大大減低柔 輪的失效，壽命長，剛性足。

通過上述具體實(shí)施例，本發(fā)明的有益效果是：采用薄壁交叉滾子軸承與齒輪箱體裝配，所述薄壁交叉滾子軸承無任何螺絲孔，使得整體諧波減速機(jī)緊湊、體積??；波形器采用柔性滾針軸承，壁厚接近設(shè)計(jì)極限的超薄軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間裝配超細(xì)的圓柱形滾針，用以代替現(xiàn)有技術(shù)中的柔性深溝球軸承，而柔性滾針軸承剛性強(qiáng)承載力大；柔輪沒有折彎，依靠齒輪傳遞扭矩，剛性強(qiáng)壽命長；通過磨削加工鋼輪外徑及端面，工藝成熟，精度高，裝配簡(jiǎn)單且精度高；密封采用在無需熱處理的零件上成型，工藝成熟簡(jiǎn)單，明顯改善了因制造工藝誤差導(dǎo)致的漏油問題；鋼輪采用球墨鑄鐵，耐磨、壽命長；采用薄壁交叉滾子軸承，體積小、剛性強(qiáng)；從而大幅改善產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的良品率，減少制造成本，同時(shí)改善產(chǎn)品性能和延長軸承的使用壽命。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。