柔性齿轮及其组件、采用该组件的减速器及减速比算法制造技术

本发明专利技术公开了一种柔性齿轮及其组件、采用该组件的减速器及减速比算法，包括减速器外壳、驱动轴承和输出轴承、柔性齿轮本体、一个固定刚性齿轮和一个旋转刚性齿轮，柔性齿轮本体采用管状结构，在管状结构的柔性齿轮本体外部上开有两列轮齿，两列轮齿在管状结构外部上形成具有两级外齿的管状柔性齿轮结构，两级外齿中的一级外齿与固定刚性齿轮内齿相啮合，另一级外齿与旋转刚性齿轮内齿相啮合。按

Flexible gear and its components, reducer using the component and deceleration ratio algorithm

The invention discloses a flexible gear and its components, and the component decelerates the reduction ratio of the algorithm, including speed reducer shell, drive bearing and bearing, flexible output gear body, a fixed rigid gear and a rotating rigid flexible gear, gear body adopts a tube like structure in the outer part of the body flexible gear tubular structure on the two rows of teeth, tooth form two column tubular flexible gear structure has two outer teeth in the outer tubular structure, an outer gear meshing gear with fixed rigid gear two outer gear in gear meshing another outer gear and rotating rigid internal gear. Press

【技术实现步骤摘要】
柔性齿轮及其组件、采用该组件的减速器及减速比算法
本专利技术涉及一种减速器，尤其是涉及一种使用于驱动电机的旋转速度减速需要减速器的齿轮及其组件、采用该组件的减速器及减速比算法。
技术介绍
通常对驱动电机的旋转速度减速控制需要使用到减速器来实现减速比控制，而通常对驱动电机的减速控制采用谐波传动减速器进行减速传动控制，现有谐波减速器是通过具有一定弹性变形来实现得到高减少比，存在着减速比高、反弹少、位置精度和旋转精度高、高转矩传达能力等优点。也因这样的优点而被广泛使用于机器人、数控机床、医疗器械、宇宙船等诸多精密产品产业上。现有谐波传动减速器一般是在椭圆形凸轮外侧上装入滚珠轴承的波动发生器，在外周上带有齿面的薄壁形状弹性体柔性齿轮、内周上带有齿面和刚体环形状的刚性齿轮等3个基本构件构成柔性齿轮结构。现有柔性齿轮结构为薄壁齿轮结构，所以减速器在动力传达构成上诱发弹性变形上与现有减速器存在区别，也即依靠柔性齿轮的弹性变形与刚性齿轮接合，减速比算法上跟柔性齿轮与刚性齿轮的齿数差相关联。假设一般刚性齿轮的齿数是N个，柔性齿轮的齿数是n个时，减速比算法则按的算法进行；跟上述算法一样带减速比的谐波传动减速器运行过程如下：输入轴的旋转使波动发生器被旋转，柔性齿轮是靠波动发生器外周的滚珠轴承，波动发生器的椭圆形状而变成弹性变形，与刚性齿轮的齿轮吻合。这时柔性齿轮与刚性齿轮的齿轮是椭圆的长轴部分啮合，剩余的部分脱开。凸轮的旋转使得啮合的部分依序变化，脱开部分也依序变化。波动发生器旋转一周，其柔性齿轮的刚性齿轮的齿数差反方向被旋转使造成减速。这样的谐波传动减速器是构造上有很多优点，齿型是微细的加工时容易得比较大的减速比的段。齿轮吻合做相对运动时，为了顺畅的运行弹力是必须要素，谐波传动减速器是可以通过一个齿轮组合反弹降低到最小化。而且上面原因使旋转精密度也很高。谐波传动减速器虽然具有上述多种优秀特性，然而现有谐波传动减速器仍然存在的问题是：由于现有谐波传动减速器的柔性齿轮是带有薄壁形状结构，所以无法缩短减速器的全体长度。为了缩短减速器的长度增加柔性齿轮的弹性变形，因而降低谐波传动减速器的减速效率。而且过分的反复变形造成薄壁齿轮的寿命急速下降。谐波传动减速器上使用的柔性齿轮是因薄壁齿轮又出现另一个问题，输出轴上惯性力矩等原因造成超过预想的旋转负荷时，柔性齿轮的旋转方向而造成扭曲变形出现控制角度上误差。
技术实现思路
本专利技术为解决现有谐波传动减速器存在着减速效率低，薄壁齿轮寿命短，易发生扭曲变形，控制角度误差大、使用耐久性低等现状而提供的一种可提高减速效率，受扭曲变形长度短，控制角度误差小，使用耐久性高的柔性齿轮及其组件、采用该组件的减速器及减速比算法。本专利技术为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种柔性齿轮，包括柔性齿轮本体，其特征在于：柔性齿轮本体采用管状结构，在管状结构的柔性齿轮本体外部上开有两列轮齿，两列轮齿在管状结构外部上形成具有两级外齿的管状柔性齿轮结构。不易发生扭曲变形，质量稳定更容量控制，可改变常规薄壁齿轮为防止变形而使用倾斜形齿型齿轮的特殊齿型，齿轮弹性变低，传动效率高，两级齿轮传动结构降低齿轮整体变形可能性，提高齿轮使用寿命及使用稳定可靠性。作为优选，所述的两级外齿为具有阶梯分级的大小两级外齿结构，两级外齿具有不同的齿轮数。提高两级外齿的结构设置灵活性，降低齿轮弹性变形。作为优选，所述的两级外齿为具有相同的齿顶圆直径尺寸，两级外齿具有不同的齿轮数。提高两级外齿的结构设置简单灵活性，降低齿轮弹性变形能量。作为优选，在两级外齿之间位置处设有外定位连接槽。提高柔性齿轮与固定刚性齿轮和旋转刚性齿轮之间的组装定位有效性，提高能量传递有效稳定性。作为优选，所述的两级外齿均为直齿结构。提高齿轮齿型结构简单性，齿轮齿型结构更加简单稳定，齿型加工成本低。本专利技术的另一个专利技术目的在于提供一种柔性齿轮组件，其特征在于：包括一个固定刚性齿轮、一个旋转刚性齿轮和具有上述技术方案之一两级外齿结构的管状柔性齿轮，两级外齿中的一级外齿与固定刚性齿轮内齿相啮合，另一级外齿与旋转刚性齿轮内齿相啮合。不易发生扭曲变形，齿轮齿型结构更加简单，质量稳定更容量控制，可改变常规薄壁齿轮为防止变形而使用倾斜形齿型齿轮的特殊齿型，固定刚性齿轮和旋转刚性齿轮分别与柔性齿轮相配合的柔性齿轮组件可使齿轮弹性变形能量得到极大程度上的降低，能量传递效率高，使弹性变形只出现一个方向，提高减速使用的耐久稳定性。作为优选，所述的旋转刚性齿轮连接有旋转输出轴，旋转刚性齿轮一端封闭，封闭端中心向外延伸连接有旋转输出轴，旋转输出轴与旋转刚性齿轮为一体成型式的旋转刚性齿轮结构。提高能量旋转输出传递效率。作为优选，管状柔性齿轮在外定位连接槽上设有定位环。提高柔性齿轮组件的安装定位效果及稳定可靠性,提高旋转刚性齿轮与柔性齿轮间的安装定位稳定有效性。作为优选，所述的固定刚性齿轮外壁面上设有若干个外固定槽，若干个外固定槽在固定刚性齿轮外壁面上沿与轴向中心线相平行的分布设置在固定刚性齿轮外壁面上，且外固定槽延伸穿出固定刚性齿轮两端头。提高固定刚性齿轮的安装固定稳定有效性。本专利技术申请的再一个专利技术目的在于提供一种减速器，包括减速器外壳、驱动轴承和输出轴承，其特征在于：还包括上述技术方案之一固定刚性齿轮和旋转刚性齿轮，以及上述技术方案之一具有两级外齿结构的管状柔性齿轮，管状柔性齿轮的管状内管道设有传动轴承和波发生器，传动轴承设置在波发生器外周与管状柔性齿轮的内壁之间位置处。提高减速能量效率，受扭曲变形长度短，控制角度误差小，使用耐久性高。作为优选，所述的波发生器具有椭圆形状的波发生面。提高传动平稳性，提高传动承载能力，传动回差小，不易发生扭曲变形。作为优选，所述的波发生器上设有传动电机旋转力的驱动轴，驱动轴与波发生器为一体加工成型结构。提高驱动传动平稳性，提高传动承载能力。本专利技术申请又一个专利技术目的在于提供一种减速器的减速比算法，其特征在于：减速比算法按下述公式进行计算其中：M为上述技术方案之一旋转刚性齿轮的第一齿轮数，N为上述技术方案之一固定刚性齿轮的第二齿轮数；m为旋转刚性齿轮与上述技术方案之一两级外齿结构的管状柔性齿轮中的第一级柔性齿轮相啮合的第一级啮合齿轮数，n为固定刚性齿轮与上述技术方案之一两级外齿结构的管状柔性齿轮中的第二级柔性齿轮相啮合的第二级啮合齿轮数。可获得更高的减速比，可获得比常规减速器轴方向更缩短整体长度的减速器。作为优选，第一齿轮数M的齿数范围为20～1000，第二齿轮数N的齿数范围为20～1000，第一级啮合齿轮数m的齿数范围为20～1000，第二级啮合齿轮数n的齿数范围为20～1000；柔性齿轮组件的齿轮模数为0.2～2。根据实际情况，提高使用选择灵活性。本专利技术的有益效果是：不易发生扭曲变形，齿轮齿型结构更加简单，质量稳定更容量控制，可改变常规薄壁齿轮为防止变形而使用倾斜形齿型齿轮的特殊齿型，齿轮弹性变低，传动效率高。本专利技术使用管桩形状的柔性齿轮，在轴方向上形成短谐波传动减速器，有效改变现有薄壁齿轮形状存在受轴长度方向限制，控制角度误差大，因弹性变形导致能量损失较大等缺陷问题。本专利技术可获得现有的2个谐波传动减速器串联连接才能得到的高减速比，比一个谐波传动减速器的轴方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性齿轮，包括柔性齿轮本体，其特征在于：柔性齿轮本体采用管状结构，在管状结构的柔性齿轮本体外部上开有两列轮齿，两列轮齿在管状结构外部上形成具有两级外齿的管状柔性齿轮结构。

【技术特征摘要】
1.一种柔性齿轮，包括柔性齿轮本体，其特征在于：柔性齿轮本体采用管状结构，在管状结构的柔性齿轮本体外部上开有两列轮齿，两列轮齿在管状结构外部上形成具有两级外齿的管状柔性齿轮结构。2.按照权利要求1所述的柔性齿轮，其特征在于：所述的两级外齿为具有阶梯分级的大小两级外齿结构，两级外齿具有不同的齿轮数。3.按照权利要求1所述的柔性齿轮，其特征在于：所述的两级外齿为具有相同的齿顶圆直径尺寸，两级外齿具有不同的齿轮数。4.按照权利要求1所述的柔性齿轮，其特征在于：在两级外齿之间位置处设有外定位连接槽。5.按照权利要求1或2或3或4所述的柔性齿轮，其特征在于：所述的两级外齿均为直齿结构。6.一种柔性齿轮组件，其特征在于：包括一个固定刚性齿轮、一个旋转刚性齿轮和具有权利要求1～5所述之一两级外齿结构的管状柔性齿轮，两级外齿中的一级外齿与固定刚性齿轮内齿相啮合，另一级外齿与旋转刚性齿轮内齿相啮合。7.按照权利要求6所述的柔性齿轮组件，其特征在于：所述的旋转刚性齿轮连接有旋转输出轴，旋转刚性齿轮一端封闭，封闭端中心向外延伸连接有旋转输出轴，旋转输出轴与旋转刚性齿轮为一体成型式的旋转刚性齿轮结构。8.按照权利要求6所述的柔性齿轮组件，其特征在于：所述的管状柔性齿轮在外定位连接槽上设有定位环。9.按照权利要求6所述的柔性齿轮组件，其特征在于：所述的固定刚性齿轮外壁面上设有若干个外固定槽，若干个外固定槽在固定刚性齿轮外壁面上沿与轴向中心线相平行的分布设置在固定刚...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承進，金明必，
申请(专利权)人：金明必，
类型：发明
国别省市：韩国,KR