[實用新型]一種短杯型諧波齒輪減速器

有效

• 申請號: 200820089409.5
• 申請日: 2008-03-07
• 公開（公告）號: CN201162803Y
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 高海波;鄧宗全;李志剛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F16H1/06
• 分類號: F16H1/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 吳國清

技術領域

本實用新型涉及諧波齒輪減速器。

背景技術

目前，現有杯型諧波減速器存在軸向尺寸大(杯型諧波減速器的軸向尺寸與柔輪內徑尺寸基本上相同)、體積大、質量大等問題。例如對于標準型號的32機型的杯型諧波減速器，其柔輪基本尺寸約為：內徑d_r＝32mm，筒長L＝30mm。柔輪軸向尺寸大嚴重限制了杯型諧波減速器在航空航天探測器、各種儀器儀表、精密機器人的驅動單元的應用。

實用新型內容

本實用新型為了解決現有杯型諧波減速器存在軸向尺寸大、體積大、質量大的問題，提供了一種短杯型諧波齒輪減速器，解決上述問題的具體技術方案如下：

本實用新型由橢圓形凸輪1、剛輪2、柔輪3、柔性滾珠軸承4、小環形擋片5、大環形擋片6和鉚釘7組成，橢圓形凸輪1的外圈上設有一個柔性滾珠軸承4，在柔性滾珠軸承4的左右側面上分別設有大環形擋片6和小環形擋片5，小環形擋片5和大環形擋片6由鉚釘7鉚接在橢圓形凸輪1外側的兩側面，在柔性滾珠軸承4的外環上設有柔輪3，柔輪3的軸向尺寸為現有標準柔輪軸向尺寸的60～65％，柔輪3的外環上設有剛輪2，柔輪3的外環與剛輪2相嚙合，剛輪2固定在傳動裝置上。

本實用新型具有以下有益效果：根據理論分析和有限元接觸應力分析結果，對杯型柔輪的關鍵結構參數如筒長L、齒圈壁厚δ、光滑圓筒壁厚δ₁、齒寬b及柔輪的三個過渡圓角R₁、R₂、R₃等參數進行了多目標優化設計，在保證傳動效率和輸出力矩不降低，所設計的柔輪軸向尺寸L可達到標準型號柔輪軸向尺寸的60～65％；對于標準型號的32機型的杯型諧波減速器柔輪3的尺寸在經過分析和優化以后，在保證其傳動效率和輸出力矩不降低的情況下其杯長L可以降到65％。(柔輪其它關鍵尺寸也相應地進行了改變)。剛輪和波發生器的尺寸也進行了調整。對于40機型以上杯型諧波減速器，柔輪3的長徑比能更小。本實用新型的結構簡單、設計合理，減小了體積、節省了空間。廣泛適用于航空航天探測器、各種儀器儀表、精密機器人傳動機構(要求體積小)的應用。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結構裝配圖，圖2是橢圓形凸輪1的右視圖，圖3是圖1A-A的剖示圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1描述本實施方式。本實施方式由橢圓形凸輪1、剛輪2、柔輪3、柔性滾珠軸承4、小環形擋片5、大環形擋片6和鉚釘7組成，橢圓形凸輪1的外圈上設有一個柔性滾珠軸承4，在柔性滾珠軸承4的左右側面上分別設有大環形擋片6和小環形擋片5，小環形擋片5和大環形擋片6由鉚釘7鉚接在橢圓形凸輪1外側的兩側面，在柔性滾珠軸承4的外環上設有柔輪3，柔輪3的軸向尺寸為現有標準柔輪軸向尺寸的60～65％，柔輪3的外環上設有剛輪2，柔輪3的外環與剛輪2相嚙合，剛輪2固定在傳動裝置上。

具體實施方式二：本實施方式柔輪3的齒數比剛輪2的齒數少兩個，所以波發生器轉動一周時，柔輪3帶動剛輪2向相反方向轉過兩個齒的角度，從而實現了大的傳動比。

具體實施方式三：本實施方式標準型號的32機型的杯型諧波減速器柔輪3的尺寸在經過分析和優化以后，在保證其傳動效率和輸出力矩不降低的情況下其柔輪3的軸向尺寸(L)可達到標準型號柔輪軸向尺寸的65％。

具體實施方式四：本實施方式對于40機型以上杯型諧波減速器，柔輪3的軸向尺寸L可達到標準型號柔輪軸向尺寸的60％

具體實施方式五：本實施方式為了減小柔輪的軸向尺寸，在保證柔輪順利變形的基礎上，柔輪杯底部內外兩側均設有凸緣8，如圖1所示。通過分析，這種連接方式在一定程度上減少了柔輪受載時所承受的應力，也減小了軸向尺寸。通過把縮短的柔輪與外部進行連接，來實現高的減速比。

工作原理是：當剛輪2固定，波發生器為主動件，柔輪3為輸出件時，波發生器在驅動轉矩下連續轉動，通過柔性滾珠軸承4的傳遞，柔輪3在波發生器的作用下產生變形，在波發生器的長軸兩端處柔輪3的外輪齒分別與剛輪2的內圈齒完全嚙合；在波發生器的短軸兩端處的柔輪3的外輪齒與剛輪2的內圈齒完全脫開；在波發生器的長軸與短軸的區間，柔輪3的外輪齒分別與剛輪2的內圈齒處于半脫開狀態。由于波發生器的連續轉動，使得柔輪3的外輪齒分別與剛輪2的內圈齒處于嚙入、完全嚙合、嚙出、完全脫開這四種情況依次變化。由于柔輪3比剛輪2的齒數少兩個，所以波發生器轉動一周時，柔輪3帶動剛輪2向相反方向轉過兩個齒的角度，從而實現了大的傳動比。