本发明专利技术提供了一种单对齿啮合的双刚轮谐波减速机，涉及减速机技术领域，包括波发生器、柔轮、刚轮一、刚轮二，柔轮设置在波发生器外，刚轮一和刚轮二设置在柔轮外；柔轮的外齿包括第一外齿和第二外齿，刚轮一的内齿与第一外齿之间为同齿数花键配合，刚轮二的内齿与第二外齿之间为两齿差啮合；波发生器和柔轮之间设有与刚轮一对应的轴承一、与刚轮二对应的轴承二，且波发生器上安装轴承一的位置为真圆，安装轴承二的位置为椭圆凸轮。本发明专利技术能够大幅度缩小齿隙，提高传动精度，降低噪音和振动，满足高精密领域的使用需求。高精密领域的使用需求。高精密领域的使用需求。
【技术实现步骤摘要】
一种单对齿啮合的双刚轮谐波减速机
[0001]本专利技术涉及减速机
，尤其涉及一种单对齿啮合的双刚轮谐波减速机。
技术介绍
[0002]谐波减速机具有精度高、体积小、承载扭矩高等特点，广泛应用于工业机器人领域。传统的谐波减速机为单刚轮结构，柔轮形状为杯型或礼帽型，齿部在筒体部位，底部法兰部位通常用于输出转矩。底部法兰与直筒齿部之间有接近90
°
直角的过渡连接，为满足柔轮柔性变形，柔轮此处位置的壁厚较薄，一般接近0.3毫米，是谐波减速机最薄弱的部位，在减速机承载大扭矩或冲击扭矩时极易产生扭曲变形，导致减速机损坏，极大地限制了谐波减速机的负载能力和抗冲击能力。
[0003]常规双刚轮结构的谐波减速机中，柔轮呈圆环状，没有传统单刚轮结构中的90
°
弯角结构，可以提高柔轮的承载能力和抗冲击能力。然而，传统双刚轮结构谐波减速机存在两对齿啮合，故其齿隙约为单刚轮谐波减速机的两倍，难以做到较高的齿隙精度，并且多一对齿啮合带来的噪音、振动也明显大于单刚轮谐波减速机，导致这种常规双刚轮结构的谐波减速机难以应用于高精密领域。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种单对齿啮合的双刚轮谐波减速机，其能够大幅度缩小齿隙，提高传动精度，降低噪音和振动，满足高精密领域的使用需求。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]一种单对齿啮合的双刚轮谐波减速机，包括波发生器、柔轮、刚轮一、刚轮二，所述柔轮设置在波发生器外，所述刚轮一和刚轮二设置在柔轮外；所述柔轮的外齿包括第一外齿和第二外齿，所述刚轮一的内齿与第一外齿之间为同齿数花键配合，所述刚轮二的内齿与第二外齿之间为两齿差啮合；所述波发生器和柔轮之间设有与刚轮一对应的轴承一、与刚轮二对应的轴承二，且所述波发生器上安装轴承一的位置为真圆，安装轴承二的位置为椭圆凸轮。
[0007]通过采用上述技术方案，刚轮一和刚轮二其中任意一个作为固定端，另一个作为输出端，刚轮二的内齿与柔轮的第二外齿之间两齿差啮合，两者啮合原理与单刚轮谐波减速机中刚轮与柔轮的啮合原理一致。刚轮一的内齿与柔轮的第一外齿之间同齿数且花键啮合，采用花键配合方式既取代传动单刚轮谐波减速机中柔轮法兰的90
°
弯角结构，又取代常规双刚轮谐波减速机的同齿数刚轮与柔轮啮入啮出的啮合方式，大大减小配合间隙，提高谐波减速机的齿隙精度、传动精度和扭转刚度。另外，刚轮一与柔轮的同齿数花键配合，使得双刚轮谐波减速机由两对齿啮合变为仅一对齿啮合，不仅规避了同齿数啮合由加工、装配误差带来的噪音、振动，提升了双刚轮谐波减速机运转的稳定性，满足高精密领域的使用需求，而且规避了同齿数啮合带来的齿形设计困难，降低设计难度。
[0008]进一步地，所述柔轮上设有位于第一外齿和第二外齿之间的薄壁连接段，且所述
薄壁连接段处的柔轮最小厚度为0.2mm
‑
1mm。
[0009]通过采用上述技术方案，由于第一外齿与刚轮一之间为花键咬死状态，第二外齿与刚轮二为两齿差啮合，这样柔轮上对应第一外齿位置和对应第二外齿位置的受力差别更大，形变差异更大，因此在第一外齿和第二外齿之间设置薄壁连接段，可以在谐波减速机运转时产生微量形变，一方面可在柔轮的第二外齿段被撑成椭圆并且不断周期性形变的过程中随之发生形变，为柔轮的第二外齿段提供足够的弹性形变空间，另一方面可在第一外齿和第二外齿的中间部位起到缓冲作用，减少第一外齿和第二外齿之间的相互影响。
[0010]进一步地，所述轴承一为柔性轴承或深沟球轴承，所述轴承二为柔性轴承，且常态下所述轴承一和轴承二外径相同。
[0011]通过采用上述技术方案，轴承二为柔性轴承安装在波发生器的椭圆凸轮外置，波发生器将轴承二撑成椭圆状，进而将柔轮上对应第二外齿外置撑成椭圆状，使其与刚轮二进行差齿数谐波啮合。而波发生器对应轴承一位置为真圆，轴承一也为真圆，由于轴承一不会被波发生器撑成椭圆状，因此轴承一既可以是柔性轴承也可以是普通的深沟球轴承，使用具有灵活性。其中，常规状态下轴承一与轴承二的外径相同，便于保证谐波减速机组装完毕后两端外径相同。
[0012]进一步地，所述第一外齿的轴向花键齿宽及刚轮一的轴向厚度均小于第二外齿与刚轮二啮合的轴向齿宽，且所述第一外齿的轴向花键齿宽及刚轮一的轴向厚度不小于2mm。
[0013]通过采用上述技术方案，柔轮的第一外齿与刚轮一花键配合，具有一定的刚度，第一外齿的轴向花键齿宽及刚轮一的轴向厚度均小于第二外齿与刚轮二啮合的轴向齿宽，这样在保证刚度的前提下尽可能减小谐波减速机的轴向厚度，在一定程度上实现小型化和轻量化。其中，第一外齿的轴向花键齿宽及刚轮一的轴向厚度不小于2mm，保证第一外齿和刚轮一之间花键配合的稳定性和工作效果。
[0014]进一步地，所述第一外齿与刚轮一的花键配合间隙为0
‑
1弧分。
[0015]通过采用上述技术方案，第一外齿与刚轮一的花键配合间隙尽可能小，或为零间隙，比普通的花键配合精度更好，减小配合间隙，提高谐波减速机的齿隙精度和传动精度。
[0016]进一步地，所述刚轮一和刚轮二的轴向厚度相同，且其之间设有不小于0.5mm的缝隙。
[0017]通过采用上述技术方案，刚轮一和刚轮二的轴向厚度相同，且其之间设有不小于0.5mm的缝隙，从刚轮一靠近刚轮二的一侧增加刚轮一的厚度，从而提高刚轮一的刚性，进而可以减小刚轮一的内齿轴向宽度。其中，刚轮一和刚轮二之间必须留有不小于0.5mm的缝隙，避免刚轮一和刚轮二之间发生干涉。
[0018]进一步地，所述刚轮一的内齿轴向齿宽小于第二外齿与刚轮二啮合的轴向齿宽，且所述刚轮一的内齿轴向齿宽不小于1mm。
[0019]通过采用上述技术方案，在刚轮一的轴向厚度增加后，刚轮一的整体刚性提高，因此可以将刚轮一的内齿轴向齿宽设计为小于第二外齿与刚轮二啮合的轴向齿宽但最小不小于1mm，降低对刚轮一内齿轴向齿宽的设计和加工要求，并保证刚轮一内齿与柔轮上第一外齿的花键配合效果。
[0020]进一步地，所述柔轮内孔呈锥形，所述轴承一为柔性轴承或深沟球轴承，所述轴承二为柔性轴承，且所述轴承一的外径小于轴承二的外径；所述刚轮一的内齿节圆小于刚轮
二的内齿节圆，所述柔轮上对应第一外齿位置的内径小于对应第二外齿位置的外径；所述柔轮套入轴承二后，所述第二外齿的齿轴线与刚轮二的内齿形成倾斜角β。
[0021]通过采用上述技术方案，柔轮套入轴承二后，所述第二外齿的齿轴线与刚轮二的内齿形成倾斜角β，使得柔轮的第二外齿与刚轮二靠近外端面一侧的内齿之间的间隙缩小，即减小柔轮第二外齿与刚轮二内齿之间的啮合间隙，甚至可以消除齿隙，从而可以提高谐波减速机的齿隙精度，同时降低噪音和振动，进一步提高谐波减速机运转的稳定性。
[0022]进一步地，所述刚轮一与第一外齿的花键配合为渐开线花键配合或矩形花键配合。
[0023]通过采用上述技术方案，花键本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种单对齿啮合的双刚轮谐波减速机，其特征在于：包括波发生器(1)、柔轮(2)、刚轮一(3)、刚轮二(4)，所述柔轮(2)设置在波发生器(1)外，所述刚轮一(3)和刚轮二(4)设置在柔轮(2)外；所述柔轮(2)的外齿包括第一外齿(21)和第二外齿(22)，所述刚轮一(3)的内齿与第一外齿(21)之间为同齿数花键配合，所述刚轮二(4)的内齿与第二外齿(22)之间为两齿差啮合；所述波发生器(1)和柔轮(2)之间设有与刚轮一(3)对应的轴承一(5)、与刚轮二(4)对应的轴承二(6)，且所述波发生器(1)上安装轴承一(5)的位置为真圆(11)，安装轴承二(6)的位置为椭圆凸轮(12)。2.根据权利要求1所述的一种单对齿啮合的双刚轮谐波减速机，其特征在于：所述柔轮(2)上设有位于第一外齿(21)和第二外齿(22)之间的薄壁连接段(23)，且所述薄壁连接段(23)处的柔轮(2)最小厚度为0.2mm
‑
1mm。3.根据权利要求2所述的一种单对齿啮合的双刚轮谐波减速机，其特征在于：所述轴承一(5)为柔性轴承或深沟球轴承，所述轴承二(6)为柔性轴承，且常态下所述轴承一(5)和轴承二(6)外径相同。4.根据权利要求3所述的一种单对齿啮合的双刚轮谐波减速机，其特征在于：所述第一外齿(21)的轴向花键齿宽及刚轮一(3)的轴向厚度均小于第二外齿(22)与刚轮二(4)啮合的轴向齿宽，且所述第一外齿(21)的轴向花键齿宽及刚轮一(3)的轴向厚度不小于2mm。5...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾京君，童彤，
申请(专利权)人：南通振康焊接机电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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