[發(fā)明專利]諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510240466.3
• 申請(qǐng)日: 2015-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN104791426A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江濤;沙文瀚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): F16H1/32
• 分類號(hào): F16H1/32
• 代理公司: 蕪湖安匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 朱順利

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)電一體化機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

諧波傳動(dòng)是建立在彈性變形理論基礎(chǔ)上的一種新型傳動(dòng)，它的出現(xiàn)為機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)帶來(lái)了重大突破。諧波齒輪傳動(dòng)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，故在電子、工業(yè)機(jī)器人、航空、航天等機(jī)電一體化系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，另外，由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在化工行業(yè)的應(yīng)用也逐漸增多。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高一種諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括具有內(nèi)齒的剛輪、位于剛輪內(nèi)孔中且具有外齒的柔輪和位于柔輪內(nèi)孔中且作為主動(dòng)件的波發(fā)生器，波發(fā)生器至少具有與柔輪內(nèi)表面接觸的兩個(gè)端部。

所述剛輪為固定件時(shí)，則所述柔輪為從動(dòng)件。

所述柔輪為固定件時(shí)，則所述剛輪為從動(dòng)件。

所述波發(fā)生器的長(zhǎng)度大于所述柔輪的內(nèi)孔直徑。

所述波發(fā)生器包括轉(zhuǎn)臂和設(shè)置于轉(zhuǎn)臂相對(duì)兩端的滾輪，滾輪與所述柔輪的內(nèi)表面接觸。

所述滾輪為可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置于所述轉(zhuǎn)臂的端部。

所述剛輪和所述柔輪的齒數(shù)差等于所述波發(fā)生器的滾輪數(shù)量的整數(shù)倍。

諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比其中，ω_g,ω_r,ω_H分別為剛輪、柔輪和波形發(fā)生器的角速度，z_g,z_r分別為剛輪和柔輪的齒數(shù)。

當(dāng)柔輪固定時(shí)，ω_r＝0，則

當(dāng)剛輪固定時(shí)，ω_g＝0，則

本發(fā)明的諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)比范圍大、傳動(dòng)精度高、回程誤差小、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)、效率高等的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的原理圖；

上述圖中的標(biāo)記均為：1、剛輪；2、柔輪；3、波發(fā)生器；31、轉(zhuǎn)臂；32、滾輪。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，目的是幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解，并有助于其實(shí)施。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要由3個(gè)主要構(gòu)件組成，包括具有內(nèi)齒的剛輪1、位于剛輪1內(nèi)孔中且具有外齒的柔輪2和位于柔輪2內(nèi)孔中且作為主動(dòng)件的波發(fā)生器3，波發(fā)生器3至少具有與柔輪2內(nèi)表面接觸的兩個(gè)端部。剛輪1、柔輪2和波發(fā)生器3這3個(gè)構(gòu)件和少齒差行星傳動(dòng)中的中心內(nèi)齒輪、行星輪和系桿相當(dāng)。通常情況下，波發(fā)生器3為主動(dòng)件，剛輪1和柔輪2之一為從動(dòng)件，另一個(gè)則為固定件。當(dāng)波發(fā)生器3裝入柔輪2內(nèi)孔時(shí)，由于前者的總長(zhǎng)度略大于后者的內(nèi)孔直徑，故柔輪2變?yōu)闄E圓形，于是在橢圓的長(zhǎng)軸兩端產(chǎn)生了柔輪2與剛輪1輪齒的兩個(gè)局部嚙合區(qū)，同時(shí)，在橢圓短軸兩端兩輪輪齒則完全脫開。至于其余各處，則因柔輪2回轉(zhuǎn)方向的不同成處于嚙合狀態(tài)，或處于非嚙合狀態(tài)。當(dāng)波發(fā)生器3連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柔輪2長(zhǎng)短軸的位置不斷變化，從而使輪齒的嚙合處和脫開處也隨之不斷變化，于是在柔輪2與剛輪1之間就產(chǎn)生了相對(duì)位移，從而傳遞運(yùn)動(dòng)。

具體地說(shuō)，如圖1所示，剛輪1和柔輪2均為具有內(nèi)孔的圓環(huán)形構(gòu)件，且柔輪2為柔性可變形的，剛輪1不可變形，剛輪1的內(nèi)表面設(shè)有一圈內(nèi)齒，柔輪2的外表面設(shè)有一圈與剛輪1的內(nèi)齒配合的外齒。

如圖1所示，波發(fā)生器3包括轉(zhuǎn)臂31和設(shè)置于轉(zhuǎn)臂31相對(duì)兩端的滾輪32，轉(zhuǎn)臂31為長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)，滾輪32為可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置于轉(zhuǎn)臂31的兩端。滾輪32的軸線與剛輪1和柔輪2的軸線相平行，波發(fā)生器3兩端的滾輪32與柔輪2的內(nèi)孔內(nèi)表面相接觸。

在波發(fā)生器3轉(zhuǎn)動(dòng)一周期間，柔輪2上一點(diǎn)變形的循環(huán)次數(shù)與波發(fā)生器3上的凸起部位數(shù)是一致的，稱為波數(shù)。為了有利于柔輪2的力平衡和防止輪齒干涉，剛輪1和柔輪2的齒數(shù)差應(yīng)等于波發(fā)生器3波數(shù)(即波發(fā)生器3上的滾輪32總數(shù)量)的整倍數(shù)，通常等于波數(shù)。

由于在諧波齒輪傳動(dòng)過(guò)程中柔輪2與剛輪1的嚙合過(guò)程與行星齒輪傳動(dòng)類似，故其傳動(dòng)比可按周轉(zhuǎn)輪系的計(jì)算方法求得。

諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比計(jì)算如下：

諧波齒輪傳動(dòng)比的計(jì)算與行星齒輪輪系傳動(dòng)比的計(jì)算相類似，即：