[發明專利]諧波式減速機構

在審

• 申請號: 201310530660.6
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN104565219A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 郭長信
• 申請（專利權）人: 上銀科技股份有限公司
• 主分類號: F16H1/32
• 分類號: F16H1/32;F16H55/17;F16H57/021
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及減速機構，特別是指一種諧波式減速機構。

背景技術

參閱圖1所示，顯示US7178427B號諧波式減速機構的一圖式，包含一剛性內齒輪11、一穿設于該剛性內齒輪11的撓性外齒輪12、一穿設于該撓性外齒輪12的撓性軸承13、及一穿設于該撓性軸承13的波產生輪14，該波產生輪14轉動時是頂推撓性軸承13及撓性外齒輪12變形，以驅動該撓性外齒輪12依序在不同位置的嚙合齒和該剛性內齒輪11所相對應的嚙合齒嚙合，并藉由該剛性內齒輪11與撓性外齒輪12所設計的齒數差，來產生一減速傳動效用。

然而，由于該波產生輪14是呈橢圓形，被該波產生輪14帶動的撓性外齒輪12也呈橢圓狀，反觀該剛性內齒輪11為圓形狀，因此使得該撓性外齒輪12與剛性內齒輪11間真正有相互嚙合的地方只有兩個點，相互嚙合的齒數少，而具有每齒受力高、接觸壓力大、承受力矩大等缺陷。

而為使嚙合齒數增加，現有技術研究了非常多的齒型，以使嚙合的齒數增加，但是由于特殊的齒型的公齒15型和母齒16型間有很大的輪廓上的差異，反而使每一齒的接觸區域都不大，此導致齒面的接觸壓力變大而磨耗增加。例如：圖2所示的US3996816B圖式、圖3所示的US5456139B圖式、圖4所示的US4974470B圖式、圖5所示的US4823638B圖式、圖6所示的US8028603B圖式。

此外，圖7所示的US8011273B圖式、及圖8所示的JPU-1978165179圖式，其波產生輪14皆呈橢圓形，而同樣具有上述缺陷。

再者，圖9所示的JPA-1994174018圖式、圖10所示的JPA-1999094030圖式、及圖11所示的JPU-19741405830圖式，其波產生輪14對應長軸141處的輪廓142仍是呈圓弧狀，且該圓弧半徑143小于長軸半徑144，所以被該波產生輪14帶動的撓性外齒輪12和剛性內齒輪11完全嚙合的區域只有兩個點(雖然有一圓弧狀的區域有相嚙合)，而同樣具有該撓性外齒輪12與剛性內齒輪11間相互嚙合的齒數少，具有每齒受力高、接觸壓力大、承受力矩大等缺陷。

緊接著，參閱圖12、13所示的JPA-2012251603圖式，其波產生輪14的外輪廓是使用三個圓弧來模擬一橢圓，但因為其使用三圓孤的方式，其圓孤半徑為R1部份的α角只有5度，故該波產生輪的強度有限。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種諧波式減速機構，主要使嚙合的齒數增加，使每一齒的節距誤差被平均而減少，而提高傳動精度。

本發明所要解決的另一技術問題在于提供一種諧波式減速機構，主要使嚙合的齒數增加，以增加可傳動的扭力。

本發明所要解決的另一技術問題在于提供一種諧波式減速機構，主要使波產生輪的輪廓為一次微分連續，使撓性軸承可平滑轉動。

本發明所要解決的另一技術問題在于提供一種諧波式減速機構，主要使剛性內齒輪各齒與撓性外齒輪各齒的齒形一致，使齒與齒的嚙合區域大，減少嚙合面上的接觸壓力。

本發明所要解決的還一技術問題在于提供一種諧波式減速機構，主要避免剛性內齒輪與撓性外齒輪的各齒的尾端局部受力而產力的大力矩，造成齒的斷裂。

為解決上述問題，本發明提供一種諧波式減速機構，包含：一剛性內齒輪，中空狀，其上設有為2（ｎ＋1）的齒數、及模數為ｍ；一撓性外齒輪，中空狀，穿設于該剛性內齒輪中，并設有為2ｎ的齒數、及與該剛性內齒輪模數m相同的模數ｍ；一撓性軸承，中空狀，穿設于該撓性外齒輪中；一波產生輪，穿設于該撓性軸承中；其中，定義該撓性軸承內徑至該撓性外齒輪節徑間的厚度為ｔ，該波產生輪的剖面的輪廓線由第一段曲線、第二段曲線、第三段曲線、及第四段曲線依序相接所圍成，且令該第一、三段曲線的曲率半徑為Ｒ，并滿足下列關系式：Ｒ＝ｍ（ｎ＋1）－ｔ；該第一、三段曲線的圓心角為ｋ度(角度量)，并滿足下列關系式：10＜ｋ≦60；另外，該第二、四段曲線能夠一次微分，且在該第二、四段曲線與該第一、三段曲線相接的端點能夠一次微分。第一段曲線及第三段曲線相對波產生輪的中心為對稱；而第二段曲線及第四段曲線相對波產生輪的中心為對稱。

較佳地，所述剛性內齒輪與該撓性外齒輪的齒形在有效區域內齒形相同。

較佳地，所述剛性內齒輪與該撓性外齒輪的各齒形為漸開線齒形。

較佳地，所述第二、四段曲線為半橢圓形的等角比例壓縮。