加強(qiáng)柔輪與剛輪嚙合的諧波齒輪及諧波減速器的制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種加強(qiáng)柔輪與剛輪嚙合的諧波齒輪及諧波減速器，其中諧波齒輪包括法蘭盤，所述法蘭盤包括圓環(huán)形的第一壁厚部和圓環(huán)形的第二壁厚部，所述第一壁厚部的厚度大于所述第二壁厚部的厚度，所述第二壁厚部一體連接有圓筒，所述圓筒遠(yuǎn)離所述法蘭盤的端部設(shè)置有外齒，其特征在于，所述第一壁厚部與所述第二壁厚部的連接處、所述第二壁厚部與所述圓筒的連接處及所述圓筒靠近所述外齒的側(cè)壁處均為減薄結(jié)構(gòu)。采用上述方案，提高了柔輪外齒的自適應(yīng)性、承載能力及使用壽命。
【專利說明】
加強(qiáng)柔輪與剛輪嚙合的諧波齒輪及諧波減速器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請一般涉及諧波減速器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及加強(qiáng)柔輪與剛輪嚙合的諧波齒輪及諧波減速器。
【背景技術(shù)】
[0002]諧波減速器因具有承載能力高、傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、傳動(dòng)效率高、壽命長、傳動(dòng)平穩(wěn)、無沖擊，無噪音，運(yùn)動(dòng)精度高的優(yōu)點(diǎn)，而廣泛應(yīng)用于電子、航天航空、機(jī)器人等行業(yè)。
[0003]諧波減速器主要包括剛輪、柔輪及波發(fā)生器。其中，柔輪是諧波減速器中的關(guān)鍵部件，在很大程度上，柔輪決定了諧波減速器的承載能力和使用壽命?，F(xiàn)有的諧波減速器，在柔輪與波發(fā)生器裝配后，會使得柔輪的圓筒形成橢圓狀，如圖2、4所示長軸處的外齒呈現(xiàn)正傾斜，如圖1、3所示短軸處的外齒呈現(xiàn)負(fù)傾斜(圖1-4中虛線部分為變形后的結(jié)構(gòu)形式)，這就使得剛輪與柔輪的嚙合位置主要位于柔輪的開口處，這就導(dǎo)致柔輪的外齒與剛輪的內(nèi)齒嚙合不足，嚙合面積較小，降低了柔輪外齒的剛性及諧波減速器的承載能力。另外，由于嚙合面積小，單位面積的受力會比較大，增大了磨損，降低了使用壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種柔輪及諧波減速器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的承載能力低、使用壽命短的問題。
[0005]本申請?zhí)峁┮环N諧波齒輪，包括法蘭盤，所述法蘭盤包括圓環(huán)形的第一壁厚部和圓環(huán)形的第二壁厚部，所述第一壁厚部的厚度大于所述第二壁厚部的厚度，所述第二壁厚部一體連接有圓筒，所述圓筒遠(yuǎn)離所述法蘭盤的端部設(shè)置有外齒，所述第一壁厚部與所述第二壁厚部的連接處、所述第二壁厚部與所述圓筒的連接處及所述圓筒靠近所述外齒的側(cè)壁處均為減薄結(jié)構(gòu)。
[0006]本申請還提供一種諧波減速器，包括上述的諧波齒輪。
[0007]本申請?zhí)峁┑纳鲜黾夹g(shù)方案，其中諧波齒輪也即柔輪，分別在第一壁厚部與第二壁厚部的連接處、第二壁厚部與圓筒的連接處及圓筒靠近外齒的側(cè)壁處這三個(gè)位置設(shè)置了減薄結(jié)構(gòu)，這里所述的減薄結(jié)構(gòu)是指減薄結(jié)構(gòu)的厚度較其兩側(cè)的厚度較薄。通過設(shè)置減薄結(jié)構(gòu)，使得柔輪的外齒部分在軸向上以及徑向上更加容易發(fā)生形變，從而降低了柔輪外齒的斜率，使得柔輪外齒對剛輪內(nèi)齒增加了自適應(yīng)性，這樣可以更加充分的與剛輪的內(nèi)齒進(jìn)行嚙合，提高了嚙合面積，隨著嚙合面積的提高，使得柔輪嚙合單位面積受力降低而提升了整體剛性，進(jìn)一步地增大了承載能力以及延長了使用壽命。另外，還可降低柔性外齒與剛輪內(nèi)齒之間的預(yù)壓力以及磨損，相對于施于柔輪上的軸承的徑向作用力也可降低，對于軸承的壽命也可大幅提升，對于諧波減速器的定位精度也有更佳的表現(xiàn)。
【附圖說明】
[0008]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯:
[0009]圖1為中空型柔輪運(yùn)動(dòng)過程中短軸處的變形狀態(tài)示意圖；
[0010]圖2為中空型柔輪運(yùn)動(dòng)過程中長軸處的變形狀態(tài)示意圖；
[0011 ]圖3為杯型柔輪運(yùn)動(dòng)過程中短軸處的變形狀態(tài)示意圖；
[0012]圖4為杯型柔輪運(yùn)動(dòng)過程中長軸處的變形狀態(tài)示意圖；
[0013]圖5為本實(shí)用新型提供的杯型柔輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖6為本實(shí)用新型提供的中空型柔輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖7為本實(shí)用新型提供的杯型柔輪的漸縮型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖8為本實(shí)用新型提供的中空型柔輪的漸縮型結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本申請作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。
[0018]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請。
[0019]請參考圖5所述，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的諧波齒輪，該諧波齒輪為杯型柔輪，包括法蘭盤，法蘭盤包括圓環(huán)形的第一壁厚部I和圓環(huán)形的第二壁厚部3，第一壁厚部I的厚度大于第二壁厚部3的厚度，第二壁厚部3—體連接有圓筒5，圓筒5遠(yuǎn)離法蘭盤的端部設(shè)置有外齒7，第一壁厚部I與第二壁厚部3的連接處、第二壁厚部3與圓筒5的連接處及圓筒5靠近外齒7的側(cè)壁處均為減薄結(jié)構(gòu)。
[0020]其中，第一壁厚部1、第二壁厚部3、圓筒5及外齒7四部分為一體結(jié)構(gòu)。
[0021]本申請?zhí)峁┑纳鲜黾夹g(shù)方案，分別在第一壁厚部I與第二壁厚部3的連接處、第二壁厚部3與圓筒5的連接處及圓筒5靠近外齒的側(cè)壁處這三個(gè)位置設(shè)置了減薄結(jié)構(gòu)，這里所述的減薄結(jié)構(gòu)是指減薄結(jié)構(gòu)的厚度較其兩側(cè)的厚度較薄。通過設(shè)置減薄結(jié)構(gòu)，使得柔輪的外齒部分在軸向上以及徑向上更加容易發(fā)生形變，從而降低了柔輪外齒的斜率，使得柔輪外齒對剛輪內(nèi)齒增加了自適應(yīng)性，這樣可以更加充分的與剛輪的內(nèi)齒進(jìn)行嚙合，提高了嚙合面積，隨著嚙合面積的提高，使得柔輪嚙合單位面積受力降低而提升了整體剛性，進(jìn)一步地增大了承載能力以及延長了使用壽命。另外，還可降低柔輪外齒與剛輪內(nèi)齒之間的預(yù)壓力以及磨損，相對于施于柔輪上的軸承的徑向作用力也可降低，對于軸承的壽命也可大幅提升，對于諧波減速器的定位精度也有更佳的表現(xiàn)。
[0022]具體地，在第一壁厚部I與第二壁厚部3的連接處設(shè)置減薄結(jié)構(gòu)2，使得柔輪的外齒7在軸向上的變形更加容易，而將減薄結(jié)構(gòu)設(shè)置在第一壁厚部I與第二壁厚部3的連接處(也即交接處)，可以使受力的支點(diǎn)最大限度的遠(yuǎn)離受力點(diǎn)，這樣第一壁厚部I與第二壁厚部3的連接處僅需稍微變薄即可，不會對柔輪的剛性帶來損害。第二壁厚部3與圓筒5的連接處設(shè)置的減薄結(jié)構(gòu)4使得柔輪的法蘭和圓筒5相對折彎時(shí)更加容易。圓筒5靠近外齒7的側(cè)壁處設(shè)置的減薄結(jié)構(gòu)6使得外齒7在徑向上更加柔軟，在隨著波發(fā)生器運(yùn)動(dòng)下，柔輪的外齒7與剛輪的內(nèi)齒的嚙合會更加充分，增加了嚙合面積，隨著嚙合面積的增加，外齒的齒面剛性及諧波減速器的承載能力均得以提高。通過設(shè)置減薄結(jié)構(gòu)，可以保持法蘭及圓筒5的壁厚不變，這樣可以使扭轉(zhuǎn)剛性獲得提尚。
[0023]進(jìn)一步地，第一壁厚部I與第二壁厚部3的連接處減薄結(jié)構(gòu)的壁厚為a，第二壁厚部3與圓筒5的連接處減薄結(jié)構(gòu)的壁厚為b，圓筒5靠近外齒7的側(cè)壁處減薄結(jié)構(gòu)的壁厚為C，且a>b>c，c>0.5.t，t為第二壁厚部3或圓筒5的壁厚。采用此種減薄方式，使得柔輪更加“柔”，且滿足了剛度要求。
[0024]進(jìn)一步地，第一壁厚部I與第二壁厚部3的連接處的減薄結(jié)構(gòu)，及圓筒5靠近外齒的側(cè)壁處的減薄結(jié)構(gòu)均為圓弧形減薄結(jié)構(gòu)，且25t>R>10t，其中，R為圓弧半徑，t為第二壁厚部3或圓筒5的壁厚。
[0025]進(jìn)一步地，第二壁厚部3與圓筒5的連接處圓弧過渡結(jié)構(gòu)，且R外>Rft+t，其中，R外為外側(cè)圓弧的半徑，R內(nèi)為內(nèi)側(cè)圓弧半徑，t為圓筒5的壁厚。
[0026]進(jìn)一步地，如圖7所示，第一壁厚部I與第二壁厚3部的連接處的減薄結(jié)構(gòu)的漸縮型結(jié)構(gòu)，所述漸縮型結(jié)構(gòu)的厚度自第二壁厚部3向第一壁厚部I線性減小。也即減薄結(jié)構(gòu)是自第二壁厚部的某一位置(具體位置根據(jù)實(shí)際需要確定)處開始向第一壁厚部延伸，且保證減薄結(jié)構(gòu)的減薄量是線性變化的。例如但不限于圖7(以正對圖7作為觀察視角來說，紙面的頂部為上，紙面的底部為下)所示，減薄結(jié)構(gòu)左側(cè)的邊線為直線且自上至下向右側(cè)傾斜，而其右側(cè)的邊線沿豎直方向延伸或自上至下向左側(cè)傾斜，這樣就形成了漸縮型的結(jié)構(gòu)。采用這種漸縮型的方式，使得力的過渡比較平緩，防止出現(xiàn)應(yīng)力集中。另外，在漸縮型結(jié)構(gòu)的末端，也即靠近第一壁厚部的部分通過圓弧過渡的方式與第一壁厚部連接。
[0027]進(jìn)一步地，如圖7所示，圓筒5靠近外齒7的側(cè)壁處的減薄結(jié)構(gòu)的為漸縮型結(jié)構(gòu)，漸縮型結(jié)構(gòu)的厚度自圓筒5至外齒7線性減小。例如但不限于圖7(以正對圖7作為觀察視角來說，紙面的頂部為上，紙面的底部為下)所示，減薄結(jié)構(gòu)上側(cè)的邊線為直線且自左至右向下側(cè)傾斜，而其下側(cè)的邊線沿水平方向延伸或自左至右向上側(cè)傾斜，這樣就形成了漸縮型的結(jié)構(gòu)。采用漸變的方式，使得力的過渡比較平緩，防止出現(xiàn)應(yīng)力集中。另外，在該漸縮型結(jié)構(gòu)的末端，也即靠近外齒7的部分通過圓弧過渡的方式與外齒7連接。當(dāng)然，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的柔輪，還可以為如圖6、8所示的中空型柔輪，其同樣包括法蘭盤，法蘭盤包括圓環(huán)形的第一壁厚部8和圓環(huán)形的第二壁厚部10，第一壁厚部8的厚度大于第二壁厚部10的厚度，第二壁厚部10—體連接有圓筒12，圓筒12遠(yuǎn)離法蘭盤的端部設(shè)置有外齒14，第一壁厚部8與第二壁厚部10的連接處、第二壁厚部10與圓筒12的連接處及圓筒11靠近外齒14的側(cè)壁處分別設(shè)置了減薄結(jié)構(gòu)9、11、13。其減薄結(jié)構(gòu)可以杯型柔輪相同，即可為圓弧形的減薄結(jié)構(gòu)，也可以是漸縮型減薄結(jié)構(gòu)。
[0028]本實(shí)用新型還提供一種諧波減速器，該諧波減速器可以是中空型，也可以是杯型。其中，該諧波減速器可采用上述實(shí)施例的諧波齒輪，諧波齒輪的具體結(jié)構(gòu)詳見上述實(shí)施例，這里不再贅述。
[0029]以上描述僅為本申請的較佳實(shí)施例以及對所運(yùn)用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種諧波齒輪，包括法蘭盤，所述法蘭盤包括圓環(huán)形的第一壁厚部和圓環(huán)形的第二壁厚部，所述第一壁厚部的厚度大于所述第二壁厚部的厚度，所述第二壁厚部一體連接有圓筒，所述圓筒遠(yuǎn)離所述法蘭盤的端部設(shè)置有外齒，其特征在于，所述第一壁厚部與所述第二壁厚部的連接處、所述第二壁厚部與所述圓筒的連接處及所述圓筒靠近所述外齒的側(cè)壁處均為減薄結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧波齒輪，其特征在于，所述第一壁厚部與所述第二壁厚部的連接處減薄結(jié)構(gòu)的壁厚為a，所述第二壁厚部與所述圓筒的連接處減薄結(jié)構(gòu)的壁厚為b，所述圓筒靠近所述外齒的側(cè)壁處減薄結(jié)構(gòu)的壁厚為C，且a>b>c，c>0.5.t，t為第二壁厚部或圓筒的壁厚。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的諧波齒輪，其特征在于，所述第一壁厚部與所述第二壁厚部的連接處的減薄結(jié)構(gòu)，及所述圓筒靠近所述外齒的側(cè)壁處的減薄結(jié)構(gòu)均為圓弧形減薄結(jié)構(gòu)，且25t>R>10t，其中，R為圓弧半徑，t為第二壁厚部或圓筒的壁厚。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的諧波齒輪，其特征在于，所述第二壁厚部與所述圓筒的連接處為圓弧過渡結(jié)構(gòu)，且R外>Ri*i+t，其中，R外為外側(cè)圓弧的半徑，R內(nèi)為內(nèi)側(cè)圓弧半徑，t為所述圓筒的壁厚。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的諧波齒輪，其特征在于，所述第一壁厚部與所述第二壁厚部的連接處的減薄結(jié)構(gòu)為漸縮型結(jié)構(gòu)，所述漸縮型結(jié)構(gòu)的厚度自所述第二壁厚部向所述第一壁厚部線性減小。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的諧波齒輪，其特征在于，所述圓筒靠近所述外齒的側(cè)壁處的減薄結(jié)構(gòu)的為漸縮型結(jié)構(gòu)，所述漸縮型結(jié)構(gòu)的厚度自所述圓筒至所述外齒線性減小。7.—種諧波減速器，其特征在于，包括權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的諧波齒輪。
【文檔編號】F16H1/32GK205689717SQ201620587768
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月16日 公開號201620587768.8, CN 201620587768, CN 205689717 U, CN 205689717U, CN-U-205689717, CN201620587768, CN201620587768.8, CN205689717 U, CN205689717U
【發(fā)明人】吳文
【申請人】南通慧幸智能科技有限公司