[發明專利]一種杯形柔輪筒體結構

在審

• 申請號: 202011120805.1
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112413083A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 侍威;張兆晶;豆永強;鄭繼貴;李建軍
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所
• 主分類號: F16H49/00
• 分類號: F16H49/00;F16H55/17;F16H55/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 褚鵬蛟

一種杯形柔輪筒體結構，包括筒側壁、與筒側壁連接的筒底；所述筒底的中部設有通孔，通孔的兩側相對位置各設一個法蘭孔；所述筒側壁在靠近筒底處設有波紋結構和第一過渡部，波紋結構與第一過渡部連接，第一過渡部與筒底連接；所述波紋結構各處的厚度相等，波紋結構的波峰圓弧半徑與波紋結構的波谷圓弧半徑不等；所述第一過渡部為兩段半徑不等的圓弧，第一過渡部的厚度小于波紋結構的厚度；所述筒底在靠近法蘭孔的位置設有第二過渡部，第二過渡部為四段半徑不等的圓弧，從筒側壁到通孔的方向，四段圓弧的半徑依次減小。本發明能夠大幅降低筒底與筒體過渡區域應力集中、筒底輻板與筒底法蘭過渡區應力集中現象，提高抗疲勞能力、提高柔輪承載能力。

技術領域

本發明涉及一種杯形柔輪筒體結構，用于減小柔輪因彈性變形導致的應力 集中，提高柔輪承載能力。

背景技術

柔輪作為諧波減速器中最為薄弱也是最易發生疲勞破壞的零件，其結構形 式對柔輪的承載與壽命影響很大。柔輪作為彈性變形體，在凸輪強制變形力作 用下，呈交變應力狀態，在變形區過渡區域容易產生應力集中，載荷應力分布 不均的現象。

柔輪常用的結構有杯形、禮帽型、環形等，其中以杯形柔輪結構最為復雜 且存在嚴重的應力集中現象，導致柔輪極易發生疲勞破壞。目前杯形柔輪常用 筒體結構為直筒型，即采用光滑薄壁圓筒，且壁厚沒有變化，雖然會在筒體與 桶底區域采用圓弧過渡，但是仍然存在應力集中現象；目前柔輪筒底結構普遍 采用角度在1-3°傾斜線作為過渡結構，該結構雖然在一定程度上實現了等強 度梁的設計，但是在筒底輻板與筒底法蘭過渡區應力過渡區范圍小，應力集中 仍然突出。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種杯形柔輪 筒體結構，在筒側壁過渡區采用波紋結構，減弱柔輪開口處強制變形影響；在 筒底過渡區采用等強度輻板結構，減弱輻板與法蘭交接處應力集中，提高輻板 承載抗彎承載能力。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：

一種杯形柔輪筒體結構，包括筒側壁、與筒側壁連接的筒底；所述筒底的 中部設有通孔，通孔的兩側相對位置各設一個法蘭孔；

所述筒側壁在靠近筒底處設有波紋結構和第一過渡部，波紋結構與第一過 渡部連接，第一過渡部與筒底連接；

所述波紋結構各處的厚度相等，波紋結構的波峰圓弧半徑與波紋結構的波 谷圓弧半徑不等；

所述第一過渡部為兩段半徑不等的圓弧，第一過渡部的厚度小于波紋結構 的厚度；

所述筒底在靠近法蘭孔的位置設有第二過渡部，第二過渡部為四段半徑不 等的圓弧，從筒側壁到通孔的方向，四段圓弧的半徑依次減小。

上述杯形柔輪筒體結構，優選的，所述波紋結構的厚度T2為(0.52～0.55) ×T3，其中T3為柔輪齒圈壁厚；

T3＝(75+Z_R/4)×D/10000，其中為Z_R柔輪齒數，D為柔輪輪齒分度圓直 徑。

上述杯形柔輪筒體結構，優選的，所述第一過渡部靠近波紋結構的圓弧半 徑R6為(0.02～0.03)×柔輪輪齒分度圓直徑。

上述杯形柔輪筒體結構，優選的，所述第一過渡部遠離波紋結構的圓弧半 徑R5為(R6+T2)×(0.9～1.0)。

上述杯形柔輪筒體結構，優選的，所述筒底靠近第一過渡部處的厚度T1 為T2×(0.8～0.9)。

上述杯形柔輪筒體結構，優選的，所述第二過渡部的最大厚度T為T1× (3～4)。

上述杯形柔輪筒體結構，優選的，所述第二過渡部中最小的圓弧半徑為R1 為0.2mm～0.4mm，該圓弧弧度為45°～65°。