本發(fā)明涉及特種滾動軸承技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種諧波減速器用多點(diǎn)接觸柔性軸承和采用該軸承的柔輪輪齒低附加變形波發(fā)生器-柔輪組件。

背景技術(shù)：

諧波齒輪減速器(下簡稱諧波減速器)是一種先進(jìn)、精密的減速器，因體積小、質(zhì)量輕、回差小、定位精度和傳動效率高、易于實(shí)現(xiàn)精確的位置控制等突出優(yōu)勢而在工業(yè)機(jī)器人、高檔轎車、航空航天、光學(xué)儀器、高檔印刷機(jī)等精密機(jī)械領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。隨著以工業(yè)機(jī)器人等為核心的智能制造的興起，諧波減速器同RV減速器一起，因其固有的先進(jìn)性而受到世界各國的廣泛重視。

波發(fā)生器-柔輪組件是諧波減速器中的核心功能組件，如圖7所示，包括波發(fā)生器和柔輪，波發(fā)生器包括凸輪式、滾輪式和偏心盤式，其中凸輪式波發(fā)生器最為常用，它包括凸輪和柔性軸承(或稱諧波軸承)，凸輪按照傳動的要求其橫截面設(shè)計(jì)為橢圓形(對應(yīng)雙波傳動)、三棱形(對應(yīng)三波傳動)，凸輪與柔性軸承的內(nèi)圈過盈配合，柔輪與柔性軸承的外圈過盈配合。波發(fā)生器-柔輪組件上的柔輪輪齒與剛輪輪齒相嚙合，實(shí)現(xiàn)減速或增速傳動。

諧波減速器用柔性軸承，其套圈壁厚僅為軸承外徑的0.01-0.025 倍，以凸輪形波發(fā)生器為例，安裝時(shí)，柔性軸承的內(nèi)圈內(nèi)圓面與凸輪型波發(fā)生器的凸輪廓線面過盈配合，柔性軸承的外圈外圓面與柔輪輪齒部分對應(yīng)的內(nèi)孔過盈配合，安裝后，軸承內(nèi)圈被強(qiáng)制變形為凸輪廓線的形狀，比如雙波傳動的橢圓狀，并由此使?jié)L動體呈橢圓狀分布，使外圈連同柔輪變?yōu)闄E圓狀。諧波減速器工作時(shí)，內(nèi)圈-凸輪過盈配合件旋轉(zhuǎn)，帶動外圈-柔輪過盈配合件旋轉(zhuǎn)而且橢圓長軸和短軸的位置發(fā)生周期性的變化，處于橢圓長軸端部附近的那些柔輪輪齒才有機(jī)會和剛輪輪齒相嚙合，從而實(shí)現(xiàn)動力輸出。可以看出，柔性軸承是非常特殊的滾動軸承，突出表現(xiàn)在壁厚很薄，軸承很窄，工作原理非常特殊；波發(fā)生器-柔輪是非常特殊的組件，兩者過盈裝配，柔輪輪齒的宏觀形變受波發(fā)生器類型和作用于外圈-柔輪過盈配合件上的滾動體接觸力的性質(zhì)共同決定。

國內(nèi)外長期的應(yīng)用實(shí)踐均表明，柔性軸承和柔輪是諧波減速器中的關(guān)鍵件和易損件，常常先于其它部件發(fā)生精度失效和疲勞失效?，F(xiàn)行柔性軸承為單列淺溝向心球軸承，滾珠與外圈溝型滾道(下將溝型滾道簡稱為溝道)和內(nèi)圈溝道各只有一個(gè)接觸點(diǎn)，從而存在如下問題：(1)迫使外圈-柔輪過盈配合件發(fā)生周期性彎曲變形的外部力是滾珠同外圈溝道的接觸力，這些力處在沿軸承外圈寬度方向或柔輪輪齒寬度方向無窮多個(gè)橫截面的其中一個(gè)橫截面上，這樣就存在兩個(gè)問題，一是發(fā)生既定變形時(shí)所需的接觸力過大，二是軸承外圈和柔輪不可避免地發(fā)生沿軸承外圈或柔輪輪齒寬度方向的翹曲變形和沿圓周方向的扭曲變形，從而影響柔輪與剛輪的嚙合精度和傳動效率；(2)軸承沿軸向和角向的剛度很低，一旦外載存在軸向和角向分量，軸承套圈和滾珠就會發(fā)生沿這兩個(gè)方向的非柔性軸承功能所需的變形和位移，降低了諧波減速器的傳動效率和傳動精度；(3)溝道對滾珠的約束不夠，滾珠運(yùn)動中會產(chǎn)生大量的滑動分量，由此引起軸承工作面的擦傷和軸承精度的劣化。因此，迫切需要研發(fā)滾動體和外圈滾道非單個(gè)接觸點(diǎn)的新型結(jié)構(gòu)的柔性軸承，以克服現(xiàn)行柔性軸承和波發(fā)生器-柔輪過盈配合組件所存在的上述原理性技術(shù)和質(zhì)量局限，從而提高柔性軸承乃至整個(gè)諧波減速器的傳動精度、精度壽命和疲勞壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種多點(diǎn)接觸柔性軸承，以克服現(xiàn)行技術(shù)單列淺溝向心球柔性軸承所存在的一些原理性技術(shù)和質(zhì)量局限，比如，滾珠同套圈溝道接觸應(yīng)力較高、軸承的軸向和角向剛度過低、迫使軸承外圈和柔輪過盈配合件產(chǎn)生所必須的既定變形所需的滾珠同外圈溝道的接觸力全部處在沿軸承或柔輪輪齒寬度的其中一個(gè)橫截面上，從而引發(fā)附加變形，影響諧波減速器的傳動精度、精度壽命和疲勞壽命等。本發(fā)明的另一目的就是提供采用多點(diǎn)接觸柔性軸承的波發(fā)生器-柔輪組件，從而避免現(xiàn)行技術(shù)柔輪輪齒在發(fā)生既定徑向變形時(shí)所產(chǎn)生的沿齒寬方向的翹曲變形和沿圓周方向的扭曲變形，以提高諧波減速器的傳動精度和運(yùn)行可靠度。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種諧波減速器用多點(diǎn)接觸柔性軸承，包括薄壁外圈、薄壁內(nèi)圈、嵌入外圈滾道和內(nèi)圈滾道之間的滾動體和將各滾動體沿圓周方向均勻隔開的保持器，其特征是，單個(gè)滾動體同外圈滾道兩點(diǎn)接觸或線接觸，以降低薄壁外圈在滾動體接觸力的作用下發(fā)生既定徑向變形時(shí)沿外圈寬度方向的翹曲變形和/或沿外圈圓周方向的扭曲變形。

所述的柔性軸承，其特征是，外圈的滾道為桃形或橢圓弧溝型滾道，內(nèi)圈的滾道為單一圓弧溝型滾道，滾動體為滾珠，單個(gè)滾珠同外圈溝型滾道有兩個(gè)接觸點(diǎn)，同內(nèi)圈溝型滾道有一個(gè)接觸點(diǎn)，柔性軸承為三點(diǎn)接觸柔性球軸承。

所述的柔性軸承，其特征是，外圈的滾道和內(nèi)圈的滾道均為桃形或橢圓弧溝型滾道，滾動體為滾珠，單個(gè)滾珠同外圈溝型滾道和內(nèi)圈溝型滾道均有兩個(gè)接觸點(diǎn)，柔性軸承為四點(diǎn)接觸柔性球軸承。

所述的柔性軸承，其特征是，兩個(gè)套圈的滾道全部為直線或帶微量凸起的曲線線型滾道，滾動體為滾子，單個(gè)滾子同內(nèi)圈線型滾道和外圈線型滾道之間為線接觸，柔性軸承為線接觸柔性滾子軸承。

所述的三點(diǎn)接觸和四點(diǎn)接觸柔性球軸承，其特征是，滾珠材料為軸承鋼或工程陶瓷。

所述的三點(diǎn)接觸和四點(diǎn)接觸柔性球軸承，其特征是，滾珠同溝型滾道之間的接觸角為5度至40度。

所述的線接觸柔性滾子軸承，其特征是，包括如下結(jié)構(gòu)：內(nèi)圈無擋邊型，外圈無擋邊型，內(nèi)圈和外圈均帶單擋邊且兩個(gè)擋邊不在軸承的同一側(cè)。

所述的線接觸柔性滾子軸承，其特征是，滾子材料為軸承鋼或工程陶瓷，保持器材料為工程塑料、薄鋼板或鋼帶。

所述的線接觸柔性滾子軸承，其特征是，帶微量凸起的曲線，凸型為對數(shù)曲線，凸量不超過300微米。

一種諧波減速器用柔輪輪齒低附加變形波發(fā)生器-柔輪組件，包括波發(fā)生器和柔輪，當(dāng)為凸輪式波發(fā)生器(包括凸輪和柔性軸承)時(shí)，凸輪與軸承內(nèi)圈的內(nèi)圓面過盈配合，柔輪與軸承外圈的外圓面過盈配合，其特征是，柔性軸承為所述的三點(diǎn)接觸柔性球軸承或所述的四點(diǎn)接觸柔性球軸承或所述的線接觸柔性滾子軸承，柔性軸承中的單個(gè)滾動體同柔性軸承外圈和柔輪過盈配合件形成兩點(diǎn)接觸或線接觸，以降低柔輪輪齒發(fā)生既定徑向變形時(shí)沿齒寬方向的翹曲變形和/或沿柔輪圓周方向的扭曲變形。

為改變現(xiàn)有技術(shù)向心球柔性軸承滾動體同單一套圈的接觸點(diǎn)個(gè)數(shù)只有一個(gè)的不利情況，首先從球軸承即軸承所用滾動體為滾珠的范圍內(nèi)進(jìn)行考慮，為此，將現(xiàn)有技術(shù)柔性軸承的溝道截面形狀從單一圓弧形溝道改變?yōu)殡p圓弧對接而成的桃形溝道和變曲率溝道，變曲率溝道優(yōu)選橢圓弧溝道，滾珠同桃形溝道和橢圓弧溝道都有兩個(gè)接觸點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)套圈(如外圈)的溝道形狀為桃形或橢圓弧形，另一個(gè)套圈(內(nèi)圈)的溝道仍然為圓弧形時(shí)，一個(gè)滾珠同兩個(gè)套圈共有三個(gè)接觸點(diǎn)，此時(shí)的柔性軸承為三點(diǎn)接觸柔性軸承；當(dāng)兩個(gè)套圈的溝道形狀全部為桃形或橢圓弧形時(shí)，此時(shí)的柔性軸承為四點(diǎn)接觸柔性軸承。由于滾珠與桃形溝道和橢圓弧溝道有兩個(gè)接觸點(diǎn)，因此，在同樣的外部載荷下，降低了接觸應(yīng)力；由于滾珠同桃形溝道和橢圓弧溝道存在一個(gè)不為零的接觸角，因此，軸承在具有徑向剛度的同時(shí)，具有軸向剛度，接觸角越大，軸向剛度也越大；當(dāng)外圈滾道為桃形溝道和橢圓弧溝道時(shí)，單一滾珠與外圈-柔輪過盈配合件上的接觸力，沿套圈寬度方向有兩個(gè)作用點(diǎn)，兩個(gè)力的徑向分量相同，軸向分量大小相等方向相反，有利于阻止外圈-柔輪過盈配合件在完成既定變形功能時(shí)所發(fā)生的附加變形和翹曲，從而提高了減速器的傳動精度和使用壽命。

為改變現(xiàn)有技術(shù)向心球柔性軸承滾動體同單一套圈的接觸點(diǎn)個(gè)數(shù)只有一個(gè)的不利情況，跳出球軸承的范圍來考慮，為此，將現(xiàn)有技術(shù)柔性軸承的溝型滾道截面形狀設(shè)計(jì)為直線型滾道，滾動體從滾珠設(shè)計(jì)為滾柱即滾子，這時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)向心球柔性軸承就變?yōu)闈L子柔性軸承，滾子軸承的滾子同滾道為線接觸，即沿接觸線方向有無窮個(gè)接觸點(diǎn)。滾子軸承優(yōu)選圓柱滾子軸承，為避免滾子與滾道接觸端部的應(yīng)力集中現(xiàn)象，提高圓柱滾子軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，將套圈滾道設(shè)計(jì)為帶凸度的滾道或/和采用帶凸度的滾子。線接觸柔性軸承單個(gè)接觸副的接觸應(yīng)力大幅度降低，具有極高的徑向剛度和角向剛度，單個(gè)滾子與外圈-柔輪過盈配合件上的接觸力，沿套圈寬度方向有無窮個(gè)作用點(diǎn)，為寬度等于滾子長度的均布力，非常有利于實(shí)現(xiàn)外圈-柔輪過盈配合件的既定變形，并有效阻止所不希望的附加變形、翹曲和扭曲的發(fā)生，從而大幅度提高外圈-柔輪過盈配合件的形變精度，進(jìn)而顯著提高減速器的傳動精度和使用壽命。

附圖說明

圖1為現(xiàn)行技術(shù)柔性軸承剖面圖；

圖2外圈-柔輪過盈配合件單點(diǎn)受力示意圖；

圖3外圈-柔輪過盈配合件兩點(diǎn)受力示意圖；

圖4外圈-柔輪過盈配合件無窮點(diǎn)受力示意圖；

圖5A滾珠同溝型滾道三點(diǎn)接觸(內(nèi)溝1點(diǎn)外溝2點(diǎn))柔性球軸承示意圖；

圖5B滾珠同溝型滾道四點(diǎn)接觸(內(nèi)溝2點(diǎn)外溝2點(diǎn))柔性球軸承示意圖；

圖6A滾子同線型滾道無窮點(diǎn)接觸內(nèi)圈無擋邊柔性滾子軸承示意圖；

圖6B滾子同線型滾道無窮點(diǎn)接觸外圈無擋邊柔性滾子軸承示意圖；

圖6C滾子同線型滾道無窮點(diǎn)接觸內(nèi)圈和外圈異側(cè)單擋邊柔性滾子軸承示意圖；

圖7諧波減速器中波發(fā)生器、柔輪、剛輪相對位置示意圖；

圖8柔輪輪齒低附加變形波發(fā)生器-柔輪組件圖。

具體實(shí)施方式

圖中代號進(jìn)行說明。

圖1為現(xiàn)行技術(shù)柔性軸承剖面圖，為向心球軸承結(jié)構(gòu)，11為外圈、12為內(nèi)圈、13為滾珠、14為保持器，外圈11和內(nèi)圈12均為單一圓弧溝型滾道，一個(gè)滾珠和它們各只有一個(gè)接觸點(diǎn)(圖中所示的黑色圓點(diǎn))，和兩個(gè)套圈共有2個(gè)接觸點(diǎn)。

圖2為外圈-柔輪過盈配合件單點(diǎn)受力示意圖，21為現(xiàn)行技術(shù)柔性軸承單一圓弧溝型滾道外圈，滾動體為滾珠22，，23為柔輪，外圈21和柔輪23過盈配合，一個(gè)滾珠和外圈溝道只有一個(gè)接觸點(diǎn)(圖中所示的黑色圓點(diǎn))，所以，一個(gè)滾珠施加給外圈-柔輪過盈配合件的力為集中力Q，作用點(diǎn)在溝底。

圖3為外圈-柔輪過盈配合件兩點(diǎn)受力示意圖，31為本發(fā)明柔性軸承外圈，為桃形或橢圓弧溝型滾道，滾動體為滾珠32，，33為柔輪，外圈31和柔輪33過盈配合，一個(gè)滾珠和外圈溝道有兩個(gè)接觸點(diǎn)(圖中所示的黑色圓點(diǎn))，兩個(gè)接觸點(diǎn)對稱分布在溝底的兩側(cè)，兩個(gè)接觸點(diǎn)的接觸角相等，所以，一個(gè)滾珠施加給外圈-柔輪過盈配合件的力為Q₁和Q₂兩個(gè)力，兩個(gè)力的作用點(diǎn)沿過盈配合件的軸向相距L₂，L₂與接觸角的大小成正比。

圖4為外圈-柔輪過盈配合件無窮點(diǎn)受力示意圖，41為本發(fā)明柔性軸承外圈，為直線或帶微量凸起的曲線線型滾道，滾動體為滾柱(滾子)42，43為柔輪，外圈41和柔輪43過盈配合，一個(gè)滾子和外圈滾道有無窮個(gè)接觸點(diǎn)，所以，一個(gè)滾子施加給外圈-柔輪過盈配合件的力為分布力，分別為Q₁，Q₂，…，Q_N-1，Q_N(其中N為無窮大)，分布力沿過盈配合件的軸向作用距離是L_N，L_N＞L₂。

圖5A為滾珠同溝型滾道三點(diǎn)接觸(內(nèi)溝1點(diǎn)外溝2點(diǎn))柔性球軸承示意圖，51A為本發(fā)明柔性軸承外圈，52A為內(nèi)圈，53A為滾珠，54A為保持器。外圈為由兩個(gè)半圓弧組成的桃形溝道，兩個(gè)半圓弧的中心分別為O_e1、O_e2，滾珠的中心為O，滾珠同外圈溝道有兩個(gè)接觸點(diǎn)(圖中所示的黑色圓點(diǎn))，接觸點(diǎn)不在溝道底部，形成接觸角α；內(nèi)圈為單一圓弧溝道，中心為O_i，滾珠同內(nèi)圈溝道有單個(gè)接觸點(diǎn)，接觸點(diǎn)在溝道底部，接觸角為0，滾珠同兩個(gè)套圈溝道共有三個(gè)接觸點(diǎn)。

圖5B為滾珠同溝型滾道四點(diǎn)接觸(內(nèi)溝2點(diǎn)外溝2點(diǎn))柔性球軸承示意圖，51B為本發(fā)明柔性軸承外圈，52B為內(nèi)圈，53B為滾珠，54B為保持器。外圈為橢圓弧溝道，橢圓弧所在的橢圓圓心為O_e，溝道上各點(diǎn)的曲率隨位置發(fā)生變化，滾珠的中心為O，同外圈溝道有兩個(gè)接觸點(diǎn)(圖中所示的黑色圓點(diǎn))，接觸點(diǎn)不在溝道底部，形成接觸角α_e；內(nèi)圈也為橢圓弧溝道，橢圓弧所在的橢圓圓心為O_i，溝道上各點(diǎn)的曲率隨位置發(fā)生變化，滾珠同內(nèi)圈溝道有兩個(gè)接觸點(diǎn)，接觸點(diǎn)不在溝道底部，形成接觸角α_i，滾珠同兩個(gè)套圈溝道共有四個(gè)接觸點(diǎn)。

在圖5A和圖5B中，為了顯示各接觸表面的曲率中心位置，只畫出了軸承單側(cè)實(shí)體截面的形狀，而沒有畫到軸承的中心線位置。

在圖5A和圖5B中，滾動體同外圈滾道的接觸力如圖3所示。

圖6A為滾子同線型滾道無窮點(diǎn)接觸內(nèi)圈無擋邊柔性滾子軸承示意圖，61A為本發(fā)明柔性軸承外圈，62A為內(nèi)圈，63A為滾子，64A為保持器。外圈為不帶凸度或帶凸度的直線型滾道，帶雙擋邊，滾子同外圈滾道在滾子全長上形成接觸，有無窮個(gè)接觸點(diǎn)；內(nèi)圈為不帶凸度或帶凸度的直線型滾道，不帶擋邊，滾子同內(nèi)圈滾道在滾子全長上形成接觸，有無窮個(gè)接觸點(diǎn)。整套軸承中，由于內(nèi)圈不帶擋邊，因此內(nèi)圈可以分離。

圖6B至圖6C，圖中的代號意義與圖6A對應(yīng)一致。當(dāng)其中一個(gè)套圈帶單檔邊或不帶擋邊時(shí)，這個(gè)套圈就是可分離套圈，對軸承的拆卸、安裝十分方便，對該套圈的軸向限位由諧波減速器波發(fā)生器或柔輪上的臺肩、卡圈等實(shí)現(xiàn)。

從圖6A至圖6C，這些柔性滾子軸承的共性就是，滾動體同外圈滾道的接觸力分布如圖4所示。

圖7諧波減速器中波發(fā)生器、柔輪、剛輪相對位置示意圖，圖中示意的是凸輪式波發(fā)生器，它包括凸輪和柔性軸承。帶一定幾何輪廓線(比如橢圓)的凸輪外圓面同柔性軸承內(nèi)圈的內(nèi)圓面過盈配合，波發(fā)生器的外圓面即柔性軸承外圈的外圓面與柔輪輪齒部分對應(yīng)的內(nèi)孔過盈配合，波發(fā)生器和柔輪過盈配合而成的組件稱為波發(fā)生器-柔輪組件，柔輪上面的外齒同剛輪上面的內(nèi)齒相嚙合，實(shí)現(xiàn)動力傳遞和變速。波發(fā)生器、柔輪、剛輪三者共中心軸線。

圖8柔輪輪齒低附加變形波發(fā)生器-柔輪組件，圖中示意的是雙波傳動凸輪式波發(fā)生器，81為具有橢圓外廓線的凸輪，82為柔性軸承、83為柔輪。其中811為凸輪的安裝內(nèi)孔表面，812為凸輪的橢圓外廓線，831為柔輪的輪齒。

以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明。

實(shí)施例1、如圖5A所示三點(diǎn)接觸柔性球軸承

圖5A中，51A為軸承外圈，52A為內(nèi)圈，53A為滾珠，54A為保持器，53A滾珠嵌入51A所示外圈和52A所示內(nèi)圈的滾道當(dāng)中并被54A所示的保持器將之沿圓周方向隔開。外圈51A為由兩個(gè)半圓弧組成的桃形溝道，兩個(gè)半圓弧的中心分別為O_e1、O_e2，滾珠53A的中心為O，滾珠53A同外圈51A溝道有兩個(gè)接觸點(diǎn)，接觸點(diǎn)不在溝道底部，形成接觸角α；內(nèi)圈52A為單一圓弧溝道，中心為O_i，滾珠53A同內(nèi)圈52A溝道有單個(gè)接觸點(diǎn)，接觸點(diǎn)在溝道底部，接觸角為0，滾珠53A同兩個(gè)套圈溝道共有三個(gè)接觸點(diǎn)。

外圈51A和內(nèi)圈52A材料采用軸承鋼，滾珠53A材料采用軸承鋼或氮化硅陶瓷，保持器54A材料采用工程塑料。接觸角α的取值范圍為5到40度，可以看出，滾珠53A同外圈51A的溝道底部(即桃形溝道的桃尖)并不接觸，而是有一段距離，接觸角越大，這個(gè)距離也越大，意味著外圈溝道到外圈外圓面之間的壁厚就越薄。因此，柔性軸承外圈51A的壁厚越薄，設(shè)計(jì)接觸角α就應(yīng)選得越小，兩個(gè)接觸點(diǎn)之間的距離也就越小，相當(dāng)于對套圈的施力范圍越窄。

該三點(diǎn)接觸柔性球軸承，滾動體對外圈-柔輪過盈配合件的作用力如附圖3所示。

實(shí)施例2、如圖5B所示四點(diǎn)接觸柔性球軸承

圖5B中，51B為軸承外圈，52B為內(nèi)圈，53B為滾珠，54B為保持器，53B滾珠嵌入51B所示外圈和52B所示內(nèi)圈的滾道當(dāng)中并被54B所示的保持器將之沿圓周方向隔開。外圈51B為橢圓弧溝道，該橢圓弧所在的橢圓中心為O_e，溝道上各點(diǎn)的曲率隨位置發(fā)生變化，滾珠53B的中心為O，同外圈51B溝道有兩個(gè)接觸點(diǎn)，接觸點(diǎn)不在溝道底部，形成接觸角α_e；內(nèi)圈52B也為橢圓弧溝道，該橢圓弧所在的橢圓中心為O_i，溝道上各點(diǎn)的曲率隨位置發(fā)生變化，滾珠53B同內(nèi)圈52B溝道有兩個(gè)接觸點(diǎn)，接觸點(diǎn)不在溝道底部，形成接觸角α_i，滾珠53B同兩個(gè)套圈溝道共有四個(gè)接觸點(diǎn)。

外圈51B和內(nèi)圈52B材料采用軸承鋼，滾珠53B材料采用軸承鋼或氮化硅陶瓷，保持器54B材料采用工程塑料。接觸角α的取值范圍為5到40度，可以看出，滾珠53B同外圈51B和內(nèi)圈52B的溝道底部并不接觸，而是有一段距離，接觸角越大，這個(gè)距離也越大，意味著外圈溝道到外圈外圓面之間、內(nèi)圈溝道到內(nèi)圈內(nèi)圓面之間的壁厚就越薄。因此，柔性軸承套圈的壁厚越薄，設(shè)計(jì)的滾珠同這個(gè)套圈溝道的接觸角就應(yīng)選得越小。

橢圓弧溝道即溝道為某一個(gè)橢圓的其中一小部分，外圈橢圓弧溝道的長軸位于滾珠圓心同外圈溝道底部的連線上，內(nèi)圈橢圓弧溝道的長軸位于滾珠圓心同內(nèi)圈溝道底部的連線上。圖5B中，O_e為外圈溝道橢圓弧所在的橢圓中心，O_i為內(nèi)圈溝道橢圓弧所在的橢圓中心。

該四點(diǎn)接觸柔性球軸承，滾動體對外圈-柔輪過盈配合件的作用力如附圖3所示。

實(shí)施例3、如圖6A所示滾子同線型滾道無窮點(diǎn)接觸內(nèi)圈無擋邊柔性滾子軸承

圖6A中，61A為外圈，62A為內(nèi)圈，63A為嵌入外圈滾道和內(nèi)圈滾道之間的滾子，64A為將各滾珠63A沿軸承圓周方向隔開的保持器。外圈61A帶雙擋邊，內(nèi)圈62A不帶擋邊，外圈61A滾道、內(nèi)圈62A滾道和滾子63A的母線均為直線，滾子63A同外圈61A滾道和內(nèi)圈62A滾道在滾子63A全長上形成接觸，有無窮個(gè)接觸點(diǎn)，該柔性軸承，由于內(nèi)圈62A不帶擋邊，因此內(nèi)圈62A為可分離型內(nèi)圈。

該柔性滾子軸承的外圈61A和內(nèi)圈62A材料采用軸承鋼，滾子63A材料采用軸承鋼或工程陶瓷，保持器64A采用塑料或金屬沖壓保持器。

軸承安裝后，由外圈的兩個(gè)擋邊限定滾子和保持器的軸向位移或竄動。

該線接觸柔性滾子軸承，滾動體對外圈-柔輪過盈配合件的作用力如附圖4所示。

實(shí)施例4、如圖6C所示滾子同線型滾道無窮點(diǎn)接觸內(nèi)圈和外圈異側(cè)單擋邊柔性滾子軸承

圖6C中，61C為外圈，62C為內(nèi)圈，63C為嵌入外圈滾道和內(nèi)圈滾道之間的滾子，64C為將各滾子63C沿軸承圓周方向隔開的保持器。外圈61C和內(nèi)圈62C均帶單擋邊但兩個(gè)套圈的擋邊不在軸承的同一側(cè)，外圈61C滾道、內(nèi)圈62C滾道和滾子63C的母線均為對數(shù)曲線，滾子63C同外圈61C滾道和內(nèi)圈62C滾道在滾子63C全長上形成線接觸，有無窮個(gè)接觸點(diǎn)，該柔性軸承，由于外圈61C和內(nèi)圈62C均帶單擋邊，因此，兩個(gè)套圈均可分離。

該柔性滾子軸承的外圈61C和內(nèi)圈62C材料采用軸承鋼，滾子63C材料采用軸承鋼或工程陶瓷，保持器64C采用塑料或金屬沖壓保持器。

軸承安裝后，由不在軸承同一側(cè)的兩個(gè)套圈的單擋邊限定滾子和保持器的軸向位移或竄動。

該線接觸柔性滾子軸承，滾動體對外圈-柔輪過盈配合件的作用力如附圖4所示。

實(shí)施例5、如圖8所示柔輪輪齒低附加變形波發(fā)生器-柔輪組件

圖中示意的波發(fā)生器是雙波傳動凸輪式波發(fā)生器，81為具有橢圓外廓線的凸輪，82為柔性軸承、83為柔輪。其中811為凸輪的安裝內(nèi)孔表面，812為凸輪的橢圓外廓線，831為柔輪的輪齒。81與82的過盈配合件稱為波發(fā)生器，波發(fā)生器與柔輪83過盈配合后的組件稱為波發(fā)生器-柔輪組件。

不同于采用單列淺溝向心球柔性軸承的現(xiàn)有技術(shù)波發(fā)生器-柔輪組件，本實(shí)施例波發(fā)生器-柔輪組件采用實(shí)施例1至實(shí)施例4所述的滾動體同外圈滾道多點(diǎn)接觸柔性軸承82，凸輪81的外橢圓面同柔性軸承82內(nèi)圈的內(nèi)圓面過盈配合，柔性軸承82橫截面形狀由裝配之前的圓形被強(qiáng)制變?yōu)闄E圓形，柔輪83的內(nèi)圓面同柔性軸承82外圈的外橢圓面過盈配合，柔輪83橫截面形狀由裝配之前的圓形也被強(qiáng)制變?yōu)闄E圓形。

本實(shí)施例波發(fā)生器-柔輪組件由于采用了多點(diǎn)接觸柔性軸承，單個(gè)滾動體同柔輪-外圈過盈配合件之間有兩個(gè)(三點(diǎn)接觸柔性球軸承、四點(diǎn)接觸柔性球軸承)或無窮個(gè)(線接觸柔性滾子軸承)接觸點(diǎn)，因此，諧波減速器工作時(shí)，柔輪83的輪齒831除發(fā)生在圖示平面內(nèi)的既定徑向形變外，其沿柔輪輪齒寬度方向的附加翹曲變形或沿柔輪輪齒圓周方向的附加扭曲變形得以控制，相比現(xiàn)行技術(shù)產(chǎn)品很小乃至根本不會發(fā)生，由此極大地提高了諧波減速器的傳動精度、傳動效率和服役可靠度。

上述諧波減速器用多點(diǎn)接觸柔性軸承，包括三點(diǎn)接觸柔性球軸承、四點(diǎn)接觸柔性球軸承、線接觸柔性滾子軸承，單個(gè)滾動體同外圈滾道之間即同外圈-柔輪過盈配合件之間具有兩個(gè)或無窮個(gè)接觸點(diǎn)，同現(xiàn)有技術(shù)僅有一個(gè)接觸點(diǎn)相比，具有諸多原理性的技術(shù)和質(zhì)量優(yōu)勢，為直觀起見，將本發(fā)明技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)對比情況列入下表。

采用本發(fā)明多點(diǎn)接觸柔性軸承的波發(fā)生器-柔輪組件具有附加變形小、傳動精度高等一系列技術(shù)質(zhì)量優(yōu)勢。

以凸輪型波發(fā)生器為例，假設(shè)凸輪外表面的橫截面形狀為橢圓，當(dāng)柔性軸承通過其內(nèi)圓表面與凸輪的過盈配合、其外圓表面與柔輪的過盈配合與凸輪和柔輪安裝為一體后，軸承內(nèi)圈橫截面、各滾動體中心在橫截面內(nèi)的分布形狀、軸承外圈橫截面、柔輪橫截面隨之被強(qiáng)迫變?yōu)闄E圓形狀，為提高柔輪輪齒同剛輪輪齒的嚙合精度，進(jìn)而提高諧波減速器的傳動精度，我們希望，在柔輪輪齒(與剛輪輪齒)有效嚙合長度范圍內(nèi)，各個(gè)橫截面的形狀最好完全一致，為同一個(gè)橢圓，即沿軸承外圈-柔輪過盈配合件的寬度方向沒有附加的翹曲變形，沿軸承外圈-柔輪過盈配合件的圓周方向沒有扭轉(zhuǎn)變形，但是，現(xiàn)有技術(shù)柔性軸承為普通向心球結(jié)構(gòu)，單個(gè)滾動體對外圈-柔輪過盈配合件施加的是作用于一點(diǎn)(外圈溝底)的集中力，上述附加翹曲變形和扭轉(zhuǎn)變形在所難免，給諧波減速器的傳動精度和服役壽命帶來不可避免的負(fù)面影響。本發(fā)明三點(diǎn)接觸柔性球軸承和四點(diǎn)接觸柔性球軸承，單個(gè)滾動體同外圈滾道具有兩個(gè)接觸點(diǎn)，兩個(gè)集中力，此兩個(gè)接觸點(diǎn)沿軸承外圈-柔輪過盈配合件的軸向有一跨距，因此，能有效減少上述翹曲變形和扭曲變形；本發(fā)明線接觸柔性滾子軸承，單個(gè)滾動體同外圈滾道具有無窮個(gè)接觸點(diǎn)，接觸力為沿滾子全長的分布力，因此，能顯著減少乃至完全避免上述翹曲變形和扭曲變形。

本發(fā)明三點(diǎn)接觸柔性球軸承和四點(diǎn)接觸柔性球軸承同現(xiàn)有技術(shù)三點(diǎn)接觸球軸承和四點(diǎn)接觸球軸承存在諸多不同，比如，現(xiàn)有技術(shù)采用三點(diǎn)接觸球軸承和四點(diǎn)接觸球軸承主要是考慮它們在軸承的徑向和軸向同時(shí)具有好的剛度(一般的向心球軸承的軸向剛度很低)，但本發(fā)明采用三點(diǎn)接觸球軸承和四點(diǎn)接觸球軸承則是為了增加滾珠同溝道在軸承軸向的接觸點(diǎn)數(shù)和力的作用跨距，從而提高外圈-柔輪過盈配合件的既定變形精度，又比如，柔性軸承的套圈壁厚很薄，溝道很淺而且溝底到外圓面的壁厚也很薄，因此，軸承的接觸角有時(shí)要取較小的值，比如20度，而現(xiàn)有技術(shù)三點(diǎn)接觸和四點(diǎn)接觸球軸承，接觸角一般都在35度以上。

本發(fā)明線接觸柔性滾子軸承同現(xiàn)有技術(shù)滾子軸承也存在諸多不同，比如，現(xiàn)有技術(shù)采用滾子軸承一般都是為了提高軸承的徑向承載能力和徑向剛度，但本發(fā)明卻不是，本發(fā)明采用滾子軸承主要考慮滾子同外圈-柔輪過盈配合件沿軸向有無窮多個(gè)接觸點(diǎn)，是沿滾子全長的分布力，因此，能顯著提高外圈-柔輪過盈配合件的既定變形精度，又比如，柔性軸承不僅壁薄，而且很窄，當(dāng)一個(gè)套圈帶雙擋邊時(shí)，擋邊的強(qiáng)度可能是一個(gè)比較大的問題，因此，本發(fā)明外圈和內(nèi)圈各帶單擋邊但分布于軸承異側(cè)的結(jié)構(gòu)(附圖6C所示)就非常具有實(shí)際意義，再比如，同樣因?yàn)槿嵝暂S承不僅壁薄，而且很窄，有些產(chǎn)品不得不選用長徑比(滾子長度/滾子直徑)小于1的圓柱滾子，這在現(xiàn)有技術(shù)中是不存在的，現(xiàn)有技術(shù)圓柱滾子軸承的最小長度就是與其直徑相等。

當(dāng)然，本發(fā)明三點(diǎn)接觸柔性球軸承、四點(diǎn)接觸柔性球軸承、線接觸柔性滾子軸承除能更好地履行柔性軸承在諧波減速器中的功能外，還具有三點(diǎn)接觸球軸承、四點(diǎn)接觸球軸承、滾子軸承的其它優(yōu)勢，這些優(yōu)勢部分已列入上述表格。由于多點(diǎn)接觸柔性軸承的上述優(yōu)勢，采用多點(diǎn)接觸柔性軸承的波發(fā)生器-柔輪組件，同現(xiàn)行采用單點(diǎn)接觸柔性軸承的波發(fā)生器-柔輪組件相比，具有柔輪輪齒附加變形低的突出優(yōu)勢，這對于提高諧波減速器的傳動精度、傳動效率和工作可靠度具有重要的工程實(shí)際意義，又由于工業(yè)機(jī)器人廣泛采用諧波減速器，因此，在以工業(yè)機(jī)器人為主要標(biāo)志之一的智能制造時(shí)代，上述技術(shù)質(zhì)量創(chuàng)新和進(jìn)步同時(shí)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

對于權(quán)利要求所覆蓋的外溝一個(gè)接觸點(diǎn)、內(nèi)溝兩個(gè)接觸點(diǎn)的三點(diǎn)接觸柔性球軸承，由于單一滾珠同內(nèi)溝具有兩個(gè)接觸點(diǎn)，對控制滾珠的打滑、提高軸承的運(yùn)行平穩(wěn)性同樣具有積極意義。

以上公開的僅為本申請的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本申請并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。