一种摆线针齿谐波减速器制造技术

一种摆线针齿谐波减速器，包括刚性齿轮，刚性齿轮内设有柔性齿轮，柔性齿轮中设有柔性轴承，柔性轴承中设有凸轮，柔性轴承与凸轮构成谐波发生器；刚性齿轮和柔性齿轮的轮齿啮合方式为摆线针齿啮合。本发明专利技术摆线针齿谐波减速器的精度保持能力和传动效率高，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及减速器，具体是涉及一种摆线针齿谐波减速器。
技术介绍
谐波减速器又称谐波减速机或称谐波传动减速器，是利用行星齿轮原理发展起来的一种新型减速器。参照图1、2，谐波减速器主要由刚性齿轮1'、柔性齿轮2'、波发生器三个基本构件组成，波发生器由凸轮3'和柔性轴承4'构成，通过波发生器使柔性齿轮2'产生可控弹性变形，并与刚性齿轮1'啮合来传递运动和动力的齿轮传动。参照图3，现有谐波减速器的刚性齿轮1'与柔性齿轮2'轮齿间啮合运动为滑动，轮齿的啮合面形成滑动摩擦，滑动摩擦磨损大，降低了减速器的精度保持能力、传动效率和使用寿命。同时，由于谐波减速器是通过柔性齿轮2'的径向循环弹性变形使柔性齿轮轮齿与刚性齿轮轮齿依次交替啮合来实现传递运动和动力的目的，且现有的谐波减速器刚性齿轮1'与柔性齿轮2'的轮齿啮合深度深，导致柔性齿轮2'和柔性轴承4'的弹性变形量大，为了减小柔性齿轮2'弹性变形的变形抗力，谐波减速器柔性齿轮2'通常为薄壁筒状结构，该结构虽然减小了变形抗力，却降低了柔性齿轮2'传递力矩的扭转刚度，影响了谐波减速器的传动精度；且柔性齿轮2'和柔性轴承4'的弹性变形使柔性齿轮2'、柔性轴承4'在圆周上反复产生直径方向弯曲变形，该弯曲变形使谐波减速器柔性齿轮2'和柔性轴承4'疲劳破坏，影响柔性齿轮2'和柔性轴承4'的使用寿命（一般情况下，柔性齿轮2'和柔性轴承4'为谐波减速器最易损坏的零件）；从而影响谐波减速器的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服上述
技术介绍
的不足，提供一种精度保持能力和传动效率高，使用寿命长的摆线针齿谐波减速器。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是，一种摆线针齿谐波减速器，包括刚性齿轮，所述刚性齿轮内设有柔性齿轮，所述柔性齿轮中设有柔性轴承，柔性轴承中设有凸轮，柔性轴承与凸轮构成谐波发生器；所述刚性齿轮和柔性齿轮的轮齿啮合方式为摆线针齿啮合。进一步，所述刚性齿轮的轮齿为滚针轮齿，所述柔性齿轮的轮齿为摆线轮齿。进一步，所述凸轮包括凸轮本体，所述凸轮本体的外圆周边缘设有弹性补偿装置。进一步，所述弹性补偿装置为一中部开有弧形细长槽孔的弧形块，弧形块的内弧面中部与凸轮本体连接成一体，弧形块的内弧面左部和右部与凸轮本体之间均开有第一缝槽，弧形块的两侧与凸轮本体之间均开有第二缝槽，同侧的第一缝槽和第二缝槽相互连通，弧形块的外弧面高于凸轮本体的外弧面。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：（1）有效减少谐波减速器的刚性齿轮与柔性齿轮轮齿啮合时传递运动（或动力）轮齿间的磨损，提高谐波减速器精度保持能力和传动效率；（2）减小柔性齿轮和柔性轴承因变形所产生的疲劳载荷，提高柔性齿轮和柔性轴承的使用寿命，提高谐波减速器的使用寿命；（3）柔性齿轮壁厚的选择空间大，可通过增加柔性齿轮的壁厚来增强柔性齿轮传递力矩的扭转刚度，从而增强抗扭能力，提高谐波减速器传动精度。附图说明图1是现有谐波减速器的端面视图。图2是现有谐波减速器的轴向剖面视图。图3是现有谐波减速器的刚性齿轮与柔性齿轮轮齿形状及啮合状态的局部放大图A。图4是本专利技术实施例1的端面视图。图5是图4所示实施例的轴向剖面视图。图6是图4所示实施例的刚性齿轮与柔性齿轮轮齿形状及啮合状态的局部发大图B。图7是图4所示实施例的刚性齿轮与柔性齿轮轮齿形状及未啮合状态的局部发大图C。图8是图4所示实施例的刚性齿轮的端面视图。图9是图8所示刚性齿轮的轮齿形状的局部放大图D。图10是图4所示实施例的柔性齿轮的端面视图。图11是图10所示柔性齿轮的轮齿形状的局部放大图E。图12是本专利技术实施例2的端面视图。图13是图12所示实施例的凸轮的结构示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1参照图4-11，本实施例包括刚性齿轮1，刚性齿轮1内设有柔性齿轮2，柔性齿轮2中设有柔性轴承4，柔性轴承4中设有凸轮3，柔性轴承4与凸轮3构成谐波发生器；刚性齿轮1和柔性齿轮2的轮齿啮合方式为摆线针齿啮合，刚性齿轮1与柔性齿轮2的轮齿间啮合运动主要为滚动，刚性齿轮1的轮齿为滚针轮齿，柔性齿轮2的轮齿为摆线轮齿。实施例2同样的传动精度下，摆线针轮减速器的齿轮加工精度比谐波减速器的齿轮加工精度要求更高，加工制造难度更大；大传动比谐波减速器的齿轮轮齿尺寸比其他类型的减速器（包括摆线针轮减速器）齿轮轮齿尺寸小许多，在同样的传动精度下，加工制造难度更大；谐波减速器的柔性齿轮2为非刚性体，摆线针轮减速器的摆线齿轮为刚性体，相对于刚性体的摆线齿轮而言，非刚性体柔性齿轮2加工时容易变形，加工制造难度更大。而在现有的技术条件下，谐波减速器采用摆线针齿啮合的方式，加工精度难以达到所需要求，若加工精度达不到所需要求，则啮合的轮齿之间容易产生干涉，影响传动的平稳性甚至咬死；为避免影响传动的平稳性或咬死现象，传动轮齿之间需留有间隙，但留有间隙又会影响传动精度。本实施例可进一步解决上述问题。参照图12、13，本实施例与实施例1的区别仅在于：还设有弹性补偿装置5，凸轮3包括凸轮本体，弹性补偿装置5设于凸轮本体的外圆周边缘。弹性补偿装置5为一中部开有弧形细长槽孔6的弧形块，弧形块的内弧面中部与凸轮本体连接成一体，弧形块的内弧面左部和右部与凸轮本体之间均开有第一缝槽7，弧形块的两侧与凸轮本体之间均开有第二缝槽8，同侧的第一缝槽7和第二缝槽8相互连通，弧形块的外弧面高于凸轮本体的外弧面。弹性补偿装置5可有效消除传动轮齿之间的间隙，且能使轮齿在传动啮合时不发生干涉。本实施例将摆线针齿啮合和弹性补偿装置5结合在一起，在不降低传动精度的条件下，有效地回避高精度摆线针轮传动所需的零部件超精加工难题，减小制造加工难度，降低制造成本，以经济的制造工艺实现高精度谐波减速器上的刚性齿轮1与柔性齿轮2轮齿传动由滑动啮合变为摆线针齿滚动啮合。本专利技术将摆线针轮减速器的摆线针齿啮合应用到谐波减速器上，将原谐波减速器的传动方式由滑动摩擦传动改为摆线针轮的滚动摩擦传动，轮齿的啮合面形成滚动摩擦，滚动摩擦磨损小，能够显著提高谐波减速器精度保持能力、传动效率和使用寿命。同时，摆线针齿啮合能够减少刚性齿轮1与柔性齿轮2间轮齿啮合深度，减小谐波减速器柔性齿轮2和柔性轴承4的弹性变形量，降低谐波减速器柔性齿轮、柔性轴承4所承受的疲劳载荷，提高柔性齿轮2、柔性轴承4的疲劳寿命，也即提高谐波减速器的疲劳寿命。如
技术介绍
中所述，现有的谐波减速器刚性齿轮1与柔性齿轮2的轮齿啮合深度深，导致柔性齿轮2和柔性轴承4的弹性变形量大，为了减小柔性齿轮2弹性变形的变形抗力，谐波减速器柔性齿轮通常为薄壁筒状结构，该结构虽然减小了变形抗力，却降低了柔性齿轮2传递力矩的扭转刚度，影响了谐波减速器的传动精度。实际上，为了使柔性齿轮2弹性变形的变形抗力和疲劳寿命满足要求，现有的谐波减速器只能降低柔性齿轮2壁厚来实现。本专利技术刚性齿轮1与柔性齿轮2间轮齿啮合深度小，柔性齿轮2和柔性轴承4的弹性变形量小，故对谐波减速器柔性齿轮2壁厚没有苛刻的要求，柔性齿轮2壁厚的选择空间显著提高。在相同的弹性变形量下，本专利技术谐波减速器的柔性齿轮2壁厚可比传统的谐波减速器的柔性齿轮2壁厚厚得多，而柔性齿轮2壁厚越厚，柔性齿轮2传递力矩的扭转刚度越高，柔性齿轮2抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摆线针齿谐波减速器，包括刚性齿轮（1），所述刚性齿轮（1）内设有柔性齿轮（2），所述柔性齿轮（2）中设有柔性轴承（4），柔性轴承（4）中设有凸轮（3），柔性轴承（4）与凸轮（3）构成谐波发生器；其特征在于：所述刚性齿轮（1）和柔性齿轮（2）的轮齿啮合方式为摆线针齿啮合。

【技术特征摘要】
1.一种摆线针齿谐波减速器，包括刚性齿轮（1），所述刚性齿轮（1）内设有柔性齿轮（2），所述柔性齿轮（2）中设有柔性轴承（4），柔性轴承（4）中设有凸轮（3），柔性轴承（4）与凸轮（3）构成谐波发生器；其特征在于：所述刚性齿轮（1）和柔性齿轮（2）的轮齿啮合方式为摆线针齿啮合。2.如权利要求1所述的摆线针齿谐波减速器，其特征在于：所述刚性齿轮（1）的轮齿为滚针轮齿，所述柔性齿轮（2）的轮齿为摆线轮齿。3.如权利要求1或2所述的摆线针齿谐波...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴治华，
申请(专利权)人：湖南同晟精传技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43