[發明專利]諧波減速機齒廓設計方法及諧波減速機

在審

• 申請號: 202011570896.9
• 申請日: 2020-12-26
• 公開（公告）號: CN112613144A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 張皓;程中甫;谷甲甲;楊繁榮;袁成林;郭霜
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;F16H49/00;G06F111/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 譚玲玲

本發明提供了一種諧波減速機齒廓設計方法及諧波減速機，包括：以波發生器的短軸的延伸方向為X軸，以波發生器的長軸的延伸方向為Y軸，以減速機的回轉中心為原點O建立直角坐標系；設定剛性齒輪的第一齒槽中線為C軸，設定柔性齒輪的第二輪齒中線為f軸，第一齒槽和第二輪齒相互嚙合；以f軸與變形后的柔性齒輪輪廓線的交點為Of’，并以Of’點與O點之間的極徑ρ與Y軸之間的極角為θ，θ_S≤θ≤θ_B；其中，θ_B的值域為[π/3，2π/5]，根據θ值以及齒條近似法確定剛性齒輪的齒頂輪廓方程和柔性齒輪的齒頂輪廓方程。本發明解決了現有技術中的諧波減速機中剛輪和柔輪的嚙合齒數低的問題。

技術領域

本發明涉及諧波減速機齒廓設計領域，具體而言，涉及一種諧波減速機齒廓設計方法及諧波減速機。

背景技術

目前，諧波減速機主要由剛輪、柔輪和波發生器組成，柔輪在波發生器的作用下產生彈性變形，并與剛輪互相作用，從而達到轉動目的。繞曲成橢圓狀的柔輪在其長軸的兩端部分與剛輪嚙合。因此，嚙合部分傳遞負載扭矩而產生拉伸應力。為了提高諧波減速機傳遞的扭矩容量，降低柔輪單個齒所產生的應力，可增加嚙合齒數。

現有技術中，大多依據齒條近似法，對柔輪中性層上一點運動軌跡進行相似變換，得到柔輪與剛輪的齒廓。

但是，現有技術中的齒廓設計，并沒有增加剛輪和柔輪的嚙合齒數，導致諧波減速機的扭矩容量低，減速機的使用壽命低。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種諧波減速機齒廓設計方法及諧波減速機，以解決現有技術中的諧波減速機中剛輪和柔輪的嚙合齒數低的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種諧波減速機齒廓設計方法，包括：以波發生器的短軸的延伸方向為X軸，以波發生器的長軸的延伸方向為Y軸，以減速機的回轉中心為原點O建立直角坐標系；設定剛性齒輪的第一齒槽中線為C軸，設定柔性齒輪的第二輪齒中線為f軸，第一齒槽和第二輪齒相互嚙合；以f軸與變形后的柔性齒輪輪廓線的交點為Of’，并以Of’點與O點之間的極徑ρ與Y軸之間的極角為θ，θ_S≤θ≤θ_B；其中，θ_B的值域為[π/3，2π/5]，根據θ值以及齒條近似法確定剛性齒輪的齒頂輪廓方程和柔性齒輪的齒頂輪廓方程。

進一步地，極角θ與其對應的極徑ρ之間的關系式為：極徑ρ(θ)＝r+ωcos(2θ)；其中，r和ω均為常數。

進一步地，柔性齒輪的齒頂面與剛性齒輪的齒底面之間具有預定距離。

進一步地，諧波減速機齒廓設計方法包括：設定柔性齒輪的輪齒相對于剛性齒輪的齒槽的運動軌跡為F，θ_S對應的點(x₀(θ_S)，y₀(θ_S))為運動軌跡F的最高點。

進一步地，諧波減速機齒廓設計方法包括：設定柔性齒輪的輪齒相對于剛性齒輪的齒槽的運動軌跡為F，θ_S對應的點(x₀(θ_S)，y₀(θ_S))為運動軌跡F的斜率無窮大的點。

進一步地，諧波減速機齒廓設計方法包括：設定柔性齒輪的輪齒相對于剛性齒輪的齒槽的運動軌跡為F，θ_S對應的點(x₀(θ_S)，y₀(θ_S))為運動軌跡F的二階導數的正負發生變化的點。

進一步地，諧波減速機齒廓設計方法包括：設定C軸與Y軸之間的夾角為角θ與角的差值為ε。