專利名稱：滾柱(珠)諧波減速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于速度控制裝置。
目前有二種諧波減速器，一種為柔筒齒輪結(jié)構(gòu)，另一種為活齒結(jié)構(gòu)。柔筒齒輪諧波減速器雖然其減速比大，效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但柔筒齒輪的加工工藝復(fù)雜，難度大，又由于其柔性要求，這就決定了該種減速器的傳動(dòng)扭矩較小，同時(shí)柔筒齒輪的疲勞強(qiáng)度也受到柔性要求及材料和熱處理工藝所限，因此相對(duì)而言，其使用壽命低。如果用來(lái)傳動(dòng)較大扭矩，那么為了確保柔筒齒輪的柔性及疲勞強(qiáng)度，就必須加大柔筒的幾何尺寸，因而勢(shì)必要增大該種減速器的體積。柔筒齒輪幾何尺寸越大，加工難度也越大，上述缺點(diǎn)也就更突出。活齒諧波減速器雖然其零件加工工藝難度小了，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，同時(shí)，由于其結(jié)構(gòu)本身所限，減速比小。要想增大減速比，就勢(shì)必增大結(jié)構(gòu)本身的幾何尺寸，也就是增大該種減速器的體積。另外，由于每個(gè)活齒的柱都要在滑道孔中不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因而摩擦損耗功大，效率低；同時(shí)活齒與銷齒之間、活齒的柱與凸輪之間都存在著撞擊，因此噪音大。
本發(fā)明人為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述難題，推出一種滾柱(珠)諧波減速器，它與上述兩種諧波減速器比較，其體積小，零件加工工藝難度低，因而制造成本也低。
本實(shí)用新型滾柱諧波減速器的結(jié)構(gòu)如


圖1和圖2所示，前者為基本結(jié)構(gòu)圖，后者為基本結(jié)構(gòu)的橫斷面剖視圖。其中1架輪(架輪的軸作為輸出軸)，2三角內(nèi)牙輪，3滾柱，4大擋圈，5波凸輪，6輸入軸，7機(jī)體，8軸座。三角內(nèi)牙輪〔2〕裝在機(jī)體〔7〕上，用螺釘或合縫銷固定。架輪〔1〕通過(guò)其軸和滾動(dòng)軸承安裝在軸座〔8〕上。滾柱〔3〕嵌在架輪〔1〕上面的滾柱槽內(nèi)。大擋圈〔4〕裝在機(jī)體〔7〕上，擋在三角內(nèi)牙輪〔2〕和架輪〔1〕的端面上。波凸輪〔5〕通過(guò)鍵與輸入軸〔6〕連接，二者組裝成一體，再通過(guò)滾動(dòng)軸承裝在機(jī)體〔7〕上。亦可以將輸出端改用機(jī)體，輸入端改用軸座。從橫斷面結(jié)構(gòu)剖視圖(圖2)來(lái)看，架輪1在三角內(nèi)牙輪〔2〕和波凸輪〔5〕之間，滾柱〔3〕嵌在架輪〔1〕上面的槽中，亦處于三角內(nèi)牙輪〔2〕和波凸輪〔5〕之間，且波凸輪〔5〕曲率半徑愈大處的滾柱嵌入三角內(nèi)牙輪〔2〕的三角槽內(nèi)的深度愈大。
架輪〔1〕上面嵌有的滾柱數(shù)Zn與三角內(nèi)牙輪的三角槽數(shù)Zw不等，二者之差為u，(三者均為正整數(shù))，因此，當(dāng)波凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于最大曲率半徑前的滾柱依次逐漸嵌入三角內(nèi)牙輪的三角槽內(nèi)，其后的滾柱則依次逐漸從三角槽內(nèi)退出，以致完全不在三角槽內(nèi)(在波凸輪曲率半徑最小處)。這樣，當(dāng)波凸輪旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，相對(duì)三角內(nèi)牙輪的某一指定三角槽(例如圖2中y向上的三角槽)來(lái)說(shuō)，滾柱便向前移動(dòng)了u個(gè)位量，從而推動(dòng)架輪轉(zhuǎn)動(dòng)u／Zn轉(zhuǎn)。于是其傳動(dòng)比為i＝1／u／Zn＝Zn／u，也就是說(shuō)，當(dāng)波凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)Zn／u轉(zhuǎn)時(shí)，架輪才轉(zhuǎn)動(dòng)1轉(zhuǎn)。
為了不增大單機(jī)體積，而增大其減速比，可采用擴(kuò)充結(jié)構(gòu)，如圖3所示，除上述基本構(gòu)件外，擴(kuò)充構(gòu)件有內(nèi)齒輪〔9〕、行星輪〔10〕、行星輪軸〔11〕和中心輪(亦稱太陽(yáng)輪)〔12〕。其中內(nèi)齒輪〔9〕裝在機(jī)體〔7〕上，用螺釘或合縫銷固定；中心輪〔12〕與輸入軸〔6〕構(gòu)成一體，通過(guò)滾動(dòng)軸承裝在機(jī)體〔7〕上。在此擴(kuò)充結(jié)構(gòu)中，波凸輪〔5〕通過(guò)行星輪軸〔11〕與行星輪〔10〕組裝在一起，由行星輪〔10〕通過(guò)行星輪軸〔11〕帶動(dòng)波凸輪〔5〕旋轉(zhuǎn)。
在上述結(jié)構(gòu)中亦可用滾珠代替滾柱，同時(shí)取消大擋圈，并且在架輪上面不再銑滾柱槽，而是沿徑向鉆(或銑)有直徑比滾珠稍大的柱孔，以嵌裝滾珠。采用此種結(jié)構(gòu)時(shí)，滾珠與三角內(nèi)牙輪上的三角槽斜壁為點(diǎn)接觸，磨損較快，故不適用于大扭矩傳動(dòng)。
本實(shí)用新型滾柱(珠)諧波減速器可以制作成單機(jī)，用戶通過(guò)連軸器與電機(jī)連接，使之進(jìn)入工作；亦可制作成與電機(jī)直接裝配在一起的機(jī)體，其輸入軸和電機(jī)軸用連軸器連接。這兩種機(jī)體均可制作成臥式或立式。
本發(fā)明滾柱(珠)諧波減速器的基本結(jié)構(gòu)速比i0＝6～n，其中n為自然數(shù)，且n≥6；減速比i為任何正數(shù)；輸出扭矩Mc＝1－106kgf.m。其型號(hào)編制建議采用例如ZB15Ⅱ10X40.7，其中ZB為滾柱(珠)諧波減速器；15表示基本結(jié)構(gòu)速比，即i0＝15；羅馬數(shù)字Ⅱ表示架輪強(qiáng)度等級(jí)；10為滾柱(珠)直徑，X表示擴(kuò)充結(jié)構(gòu)有一級(jí)行星輪系傳動(dòng)，有k級(jí)用k個(gè)X表示；40.7表示整機(jī)減速比，即i＝40.7。如無(wú)此X，則表示無(wú)行星輪系傳動(dòng)，此時(shí)i＝i0，可用B來(lái)表示。
本發(fā)明滾柱(珠)諧波減速器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，零件加工工藝難度低，因而制造成本低；傳動(dòng)扭矩和減速比可大可??；傳動(dòng)效率高；使用面廣，輕工、化工、紡織、礦山、建筑等行業(yè)均可使用。
權(quán)利要求1.一種諧波減速器，其特征在于其基本結(jié)構(gòu)是由架輪(其軸為輸出軸)、三角內(nèi)牙輪、滾柱、大擋圈、波凸輪、輸入軸、機(jī)體、軸座、滾動(dòng)軸承組成的，其中三角內(nèi)牙輪裝在機(jī)體上，架輪通過(guò)其軸和滾動(dòng)軸承安裝在軸座(或機(jī)體)上，滾柱嵌在架輪上面的滾柱槽內(nèi)，大擋圈裝在機(jī)體上，擋在三角內(nèi)牙輪和架輪的端面上，波凸輪通過(guò)鍵與輸入軸連接組裝成一體，再通過(guò)滾軸承裝在機(jī)體上；其擴(kuò)充構(gòu)件有內(nèi)齒輪、行星輪、行星輪軸和中心輪，中心輪與輸入軸構(gòu)成一體，波凸輪通過(guò)行星輪軸與行星輪組裝在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的諧波減速器，其特征在于所述的滾柱可用滾珠代替，同時(shí)取消大擋圈，并且滾柱槽用柱孔代替。
3.如權(quán)利要求1所述的諧波減速器，其特征在于它可以制作成單機(jī)，亦可以制作成與電機(jī)直接裝配在一起的機(jī)體，此兩種機(jī)體均可作成立式或臥式。
專利摘要本實(shí)用新型為滾柱(珠)諧波減速器，它的基本結(jié)構(gòu)是由架輪(輸出軸)、三角內(nèi)牙輪、滾柱、大擋圈、波凸輪、輸入軸、機(jī)體、軸座、滾動(dòng)軸承組成的。擴(kuò)充結(jié)構(gòu)除上述基本構(gòu)件外，還有內(nèi)齒輪、行星輪、行星輪軸和中心輪。在上述結(jié)構(gòu)中可用滾珠代替滾柱，同時(shí)取消大擋圈，并用柱孔代替滾柱槽。本減速器可制作成單機(jī)、亦可制作成直接與電機(jī)裝配在一起的機(jī)體。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，加工工藝難度低，制造成本低，傳動(dòng)扭矩和減速比可大可小，傳動(dòng)效率高，使用面廣。
文檔編號(hào)F16H57/02GK2043692SQ8921073
公開(kāi)日1989年8月30日 申請(qǐng)日期1989年1月9日 優(yōu)先權(quán)日1989年1月9日
發(fā)明者莊惠凱 申請(qǐng)人:莊惠凱