微弹轮传动装置和微弹轮制造方法及图纸

微弹轮传动装置主要是以微弹轮来进行零侧隙传动的减速机。微弹轮具有载荷性能各向异性，在啮合方向通过自身微小的弹性变形来减少侧隙、防卡死、过载保护或自动调心，同时，在周向刚性较大而不容易产生变形回差；正常工况下变形量小，材料性能和工艺要求较低；在循环周期中齿形变化可以忽略，渐开线齿形能满足使用，不苛求特殊齿形来提高性能；不需要柔性轴承和波发生器，结构简单，易损件少；用微弹轮替换行星轮系中的部分齿轮，不增加系统的复杂性；把微弹轮安排在一级减速组的下游，变形频率更低，有利于提高寿命；微弹轮形式多样，兼容性强，与结构灵活多变的行星结构结合，便于组合出不同领域专用性较强的定制方案。合出不同领域专用性较强的定制方案。合出不同领域专用性较强的定制方案。

【技术实现步骤摘要】
微弹轮传动装置和微弹轮


[0001]本专利技术关于一种齿轮传动装置，特别是减速机，涉及柔轮传动、零侧隙、小回差、高精度、防卡死、过载保护或动态调心等传动要求,以及各向异性结构、各向异性材料和自动应变系统在机械传动中的应用。

技术介绍

[0002]减速机广泛应用于动力设备的输出端，起到改变转速、扭矩或惯量的作用，是动力设备不可或缺的传动装置。在机器人、数控机床等精密应用领域，回差是减速机首要指标，指的是正转和反转之间的无载荷行程，主要来源是机械间隙和材料变形。传统的行星减速机结构简单，载荷强度大，轮系组合灵活多样，但刚性传动需要有侧隙来避免被卡死和磨损过快，而采用弹压轮轴来自动调中心距的安装方式会增加结构复杂性并降低可靠性，在用途广泛的NGW结构中也无法实现，另外，大传动比往往需要较长的传动链，累积回差大，难以在精密领域应用。目前，谐波减速机是高精度减速机的主要类型之一，采用柔轮来进行平衡的少齿差传动，具有减速比大、结构简单、重量轻等优点，但本身也存在难以克服的缺陷——柔轮的最大半径与最小半径至少相差一个全齿高，变形幅度大，对材料性能和工艺要求高，制造成本高；为了不引进更多的机械间隙，波发生器一般采用输入轴来直接驱动，转速较高，柔轮的变形频率高而更快到达疲劳极限，而且，柔轮更容易发热导致组件膨胀变形影响系统性能；一般采用外形较为平滑的凸轮作为波发生器，为降低摩擦，凸轮与柔轮之间需要有柔性轴承，高频率、大幅度的变形对柔性轴承的寿命同样也是严酷的考验；凸轮和柔性轴承的尺寸精度对柔轮与刚轮之间的侧隙有直接影响，需要有较高的尺寸精度，而且，在较高的转速下要求轴承有较小的径向游隙，这本身也是有矛盾的；在循环周期中，刚轮的齿形不变，而柔轮在啮合区和过渡区有多个参数差异较大的齿同时在啮合，设计和加工高质量啮合的齿形及其困难，而采用普通齿形容易导致局部磨损过快；不管是定柔轮还是动柔轮，都要有一端保持不变形而另一端保持周期性变形，结构的灵活性受限，而且应力计算复杂，设计难度大，不便于生产普及。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的主要是提供一种以微弹轮来进行零侧隙传动的减速机，结合刚性结构的灵活性和柔轮弹性自适应的特点发展出新的优势——微弹轮可以通过自身微小的弹性变形来减少回差、防卡死、过载保护或动态调心，正常工况下变形量小，材料性能和工艺相对于谐波柔轮要求较低；在循环周期中微弹轮的齿形变化小，结合渐开线齿形中心距可分性的特点就可以有较好的零侧隙传动效果，不苛求特殊齿形来提高性能；不需要柔性轴承，结构更简单，易损件更少；直接用微弹轮替换行星轮系中的部分齿轮，不增加结构的复杂性，制造难度小；把微弹轮安排在一级减速组的下游，变形频率更低，寿命更长；微弹轮形式多样，兼容性强，与结构灵活多变的行星结构结合，便于组合出不同领域专用性较强的定制方案。
[0004]本专利技术的啮合副组件中包含微弹轮；微弹轮自身有弹性，或有弹压装置来支撑，或有自动应变系统来辅助，因而在啮合方向可以通过微小的弹性变形或运动来适应空间的大小，从而对其所属的传动副或上、下游关联传动副起到减少侧隙、防卡死或过载保护的作用；微弹轮或弹压装置具有各向异性结构或采用各向异性材料制作，或者有辅助装置来压紧微弹轮，使啮合副不容易产生变形回差；一个微弹轮在周向有一个或多个传动点；包含有微弹轮的一对啮合副组件不同轴。
[0005]本专利技术的微弹轮的齿圈有弹性，其分度圆直径可以发生局部变化，或者，微弹轮带有刚性齿圈以及弹性圈、弹性轴或弹性轴承，齿圈的分度圆可以整体移动，或者，微弹轮带有弹性圈，以及挠性齿圈或活齿圈，分度圆直径可以发生局部变化。
[0006]本专利技术的微弹轮的齿圈是弹性薄壁结构，在轴向全长部分长度可径向变形；或者，微弹轮带有弹性齿圈以及具有载荷性能各向异性的弹性腹板或弹性杯底；或者，微弹轮为空鼓型，本身有弹性或内部填充压缩流体而具有弹性；或者，微弹轮的弹性圈带有载荷性能各向异性的多触点弹簧圈、分布式弹簧段、分布式薄壁或磁圈。
[0007]本专利技术的微弹轮的纵截面是柱形、锥形、筒型、杯型、腹板型或空鼓型，工作段背面悬空或者还带有轮芯或轮套来限定变形量、压紧、减震、消音、作为油液通道或作为轮轴，带有一个或多个弹性圈，齿圈是单层结构或是阶梯结构。
[0008]本专利技术的采用受力点错位分布的方式来压紧微弹轮，由此降低组件尺寸精度要求。
[0009]本专利技术以弹簧圈、弹簧段或薄壁的宽度、厚度、长度、层数或不同层的径向相对位置作为变量，通过变量组合或参数调整来使微弹轮的径向弹力在周向均匀化，减轻啮合点压力脉动造成的震动，内部缝隙为空心或带有填充材料来改变力学特性或减震降噪。
[0010]本专利技术带有限位装置来限定最小侧隙或最大变形量，限位装置为固定结构或可调结构。
[0011]本专利技术包含行星同位差动轮系，带有差动组和同步组；差动组包括定子和转子；同步组的组合类型为行星轮
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行星轮、行星轮
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RV轮、RV轮
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RV轮或中心轮
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中心轮；差动组和同步组双双直连或通过中间轮连接；同步组直接连接动力，或通过一级减速齿轮连接动力。
[0012]本专利技术包含行星传动与谐波传动组成的复合结构，带有刚轮和双面谐波柔轮，中心轮和行星轮组合成一级减速组作为波发生器来驱动谐波柔轮与刚轮啮合。
[0013]本专利技术具有载荷性能各向异性结构，或者，采用载荷性能各向异性材料制作，或者，带有空心或实心的弹性轴，啮合方向变形率大于周向变形率。
附图说明
[0014]图1是多触点弹簧圈微弹轮实施例；图2是分布式薄壁微弹轮；图3是中心曲面薄壁微弹轮；图4是轮芯的可调节结构；图5是空鼓型微弹轮；图6是微弹轮的限隙装置；图7是“行星轮
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行星轮”同位差动结构；
图8是“行星轮
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RV轮”同位差动结构；图9是“RV轮
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RV轮”同位差动结构；图10是“中心轮
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中心轮”同位差动结构；图11是行星传动与柔性谐波传动的复合结构。
具体实施方式
[0015]微弹轮传动装置带有机架和啮合副，传动类型为平行轴、相交轴或相错轴的定轴传动、行星传动、少齿差传动、蜗轮蜗杆、谐波传动等以及它们的相互组合，具体结构类型为包括WG、NG、NGW、2K
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H、WGGW、NGGW、NGGN和RV结构等在内的任何公知的结构。啮合副组件中包含微弹轮；微弹轮自身有弹性，或有弹压装置来支撑，或有自动应变系统来辅助，因而在啮合方向可以通过微小的弹性变形或运动来适应空间的大小，从而对其所属的传动副或上、下游关联传动副起到减少侧隙、防卡死或过载保护的作用；微弹轮或弹压装置具有各向异性结构或采用各向异性材料制作，或者有辅助装置来压紧微弹轮，使啮合副不容易产生变形回差；一个微弹轮在周向有一个或多个传动点；包含有微弹轮的一对啮合副组件不同轴并且只有一个共同的传动点。微弹轮带正常情况下变形程度远小于谐波柔轮，故称为微弹轮。如图1所示的少齿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微弹轮传动装置，带有机架和啮合副，其特征在于：啮合副组件中包含微弹轮；微弹轮自身有弹性，或有弹压装置来支撑，或有自动应变系统来辅助，因而在啮合方向可以通过微小的弹性变形或运动来适应空间的大小，从而对其所属的传动副或上、下游关联传动副起到减少侧隙、防卡死或过载保护的作用；微弹轮或弹压装置具有各向异性结构或采用各向异性材料制作，或者有辅助装置来压紧微弹轮，使啮合副不容易产生变形回差；包含有微弹轮的一对啮合副组件不同轴。2.根据权利要求1所述的微弹轮传动装置，其特征在于：微弹轮的齿圈有弹性，其分度圆直径可以发生局部变化，或者，微弹轮带有刚性齿圈以及弹性圈、弹性轴或弹性轴承，齿圈的分度圆可以整体移动，或者，微弹轮带有弹性圈，以及挠性齿圈或活齿圈，分度圆直径可以发生局部变化。3.根据权利要求2所述的微弹轮传动装置，其特征在于：微弹轮的齿圈是弹性薄壁结构，在轴向全长部分长度可径向变形；或者，微弹轮带有弹性齿圈以及具有载荷性能各向异性的弹性腹板或弹性杯底；或者，微弹轮为空鼓型，本身有弹性或内部填充压缩流体而具有弹性；或者，微弹轮的弹性圈带有载荷性能各向异性的多触点弹簧圈、分布式弹簧段、分布式薄壁或磁圈。4.根据权利要求3所述的微弹轮传动装置，其特征在于：微弹轮的纵截面是柱形、锥形、筒型、杯型、腹板型或空鼓型，工作段背面悬空或者还带有轮芯或轮套来限定变形量、压紧、减震、消音、作为油液通道或作为轮轴，带有一个或多个弹性圈，齿圈是单层结构或是阶梯结构。5.根据权利要求4所述的微弹轮传动装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周承岗，
申请(专利权)人：周承岗，
类型：发明
国别省市：