一種諧波齒輪減速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及諧波傳動技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種諧波齒輪減速器。
【背景技術(shù)】
[0002] 諧波傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、傳動比范圍大、傳動精度高、齒隙小、同時(shí)喃合齒 數(shù)多W及實(shí)現(xiàn)向密閉空間傳遞運(yùn)動及動力等眾多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。近幾十年來，諧波齒輪傳動 技術(shù)和傳動裝置已被廣泛應(yīng)用于空間技術(shù)、機(jī)床、儀器儀表、機(jī)器人、汽車、造船、紡織、冶 金、常規(guī)武器、精密光學(xué)設(shè)備、印刷包裝機(jī)械W及醫(yī)療器械等領(lǐng)域。國內(nèi)外的應(yīng)用實(shí)踐證明， 無論是作為高靈敏度隨動系統(tǒng)的精密諧波傳動，還是作為傳遞大轉(zhuǎn)矩的動力諧波傳動，都 表現(xiàn)出了良好的性能。
[0003] 隨著在各種自動化設(shè)備中的應(yīng)用越來越多，機(jī)器人關(guān)節(jié)、飛行器用伺服機(jī)構(gòu)等特 定工況伺服動力傳動機(jī)構(gòu)對諧波齒輪傳動要求越來越高，尤其對體積、重量、動力特性、可 靠性等方面的要求幾乎達(dá)到苛刻的地步。而常用的漸開線齒形諧波傳動存在諸多缺點(diǎn)：齒 根部應(yīng)力集中較嚴(yán)重，易疲勞斷裂；輪齒接觸應(yīng)力大，喃合區(qū)間小，影響承載能力；重載傳 動時(shí)尖點(diǎn)喃合柔輪易發(fā)生崎變，難W實(shí)現(xiàn)高剛度，并會引起喃合齒廓干涉或滑齒，嚴(yán)重制約 整體承載能力。普通雙圓弧齒廓雖然在一定程度上提高了承載能力，卻由于無法變位，生產(chǎn) 巧雌能力受到極大限制，缺少實(shí)際使用價(jià)值。諧波傳動齒形、參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究不夠深 入，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于機(jī)器人關(guān)節(jié)、航天伺服機(jī)構(gòu)等特定工況對諧波傳動裝置的性能要求，制約了 機(jī)器人技術(shù)和其它精密傳動技術(shù)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種諧波齒輪減速器，克服了普通漸開線諧波齒輪傳動高 承載下易出現(xiàn)齒根部應(yīng)力集中、疲勞斷裂、尖點(diǎn)喃合、柔輪崎變、卡齒和滑齒等不足。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為；一種諧波齒輪減速器，包括柔輪、剛輪、楠 圓凸輪波發(fā)生器，柔輪的杯底與輸出軸連接，楠圓凸輪波發(fā)生器與輸入軸連接；柔輪沿 杯口的外壁設(shè)有齒廓，齒廓起始位置距離杯口邊緣距離為bi;楠圓凸輪波發(fā)生器設(shè)置在 柔輪杯口內(nèi)壁，楠圓凸輪波發(fā)生器的軸向?qū)挾葘ΨQ線與柔輪的齒廓寬度對稱線重合；剛 輪與殼體固定連接，剛輪內(nèi)壁設(shè)有與上述齒廓相配合的齒廓，剛輪套設(shè)在柔輪設(shè)有楠圓 凸輪波發(fā)生器一端的外側(cè)，剛輪與柔輪通過齒廓喃合連接，剛輪的齒廓寬度對稱線與柔 輪的齒廓寬度對稱線重合；上述柔輪采用圓弧-漸開線-圓弧的齒廓，其基本齒廓參數(shù) 為；齒頂高系數(shù)/4 =0.6-1.2,齒根高系數(shù)喊=〇.8~I·35,頂隙系數(shù)(=〇.2~0. 35，壓力 角α=15。~25。，齒頂工作段圓弧半徑系數(shù)=1,4~1.8 ,齒根工作段圓弧半徑系數(shù) 冷=y.25~1,雄在，齒厚比K=Ef/Sr= 1. 〇5~1.2,齒根過渡圓弧半徑系數(shù)皆=0.2~比6;， 齒頂厚系數(shù)武>0.2，*表示相應(yīng)參數(shù)除W模數(shù)的系數(shù)。
[0006] 為了防止上述柔輪的齒廓在喃入過程中發(fā)生齒頂干涉現(xiàn)象，齒頂部分作圓角處 理，圓角半徑系數(shù)馬=0.1~0. 2。
[0007] 剛輪采用圓弧-漸開線-圓弧的齒廓，其壓力角與上述柔輪的齒廓一致， 其基本齒廓參數(shù)為：齒頂高系數(shù)璋?= 0.6~1.2，齒根高系數(shù)爲(wèi)=0.8~1.35，頂隙 系數(shù)4 = 0.2~0.35,齒頂工作段圓弧半徑大于柔輪齒根工作段圓弧半徑，其系數(shù) 《，=1,5~10，齒根工作段圓弧半徑系數(shù)馬-成G，齒厚比K=Eg/Sg= 1.05~ 1. 2,齒根過渡圓弧半徑系數(shù)巧;=〇.2~。
[000引柔輪齒廓完全喃入剛輪時(shí)的喃合深度系數(shù)二1.4~I.W.
[0009] 柔輪的齒廓寬度為1? ;剛輪的齒廓寬度為be,be=bK+(2~3)，單位為mm。
[0010] 上述齒廓起始位置距離杯口邊緣距離為bi，bi= 0.化HD
[0011] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明諧波齒輪減速器中柔輪和剛輪的 齒廓采用新齒廓代替漸開線齒廓，減小了齒根應(yīng)力集中，消除了邊緣接觸，重載傳動下柔輪 不易發(fā)生崎變，模形側(cè)隙更有利于油膜形成；另一方面，W此代替普通雙圓弧齒廓，解決了 刀具無法變位的問題，有效地提高了制造能力。在喃合過程中，柔輪和剛輪齒廓處于連續(xù)共 輛喃合狀態(tài)，并存在柔輪凸齒廓和凹齒廓分別與剛輪凹齒廓和凸齒廓同時(shí)處于共輛運(yùn)動的 "雙共輛"喃合區(qū)間，擴(kuò)大了輪齒喃合區(qū)域，增大了喃合深度，同時(shí)還減小了接觸應(yīng)力，提高 了諧波齒輪減速器的喃合剛度、傳動效率和承載能力。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明諧波齒輪減速器的剖視圖。
[0013] 圖2是本發(fā)明柔輪與剛輪的整體喃合示意圖。
[0014] 圖3是本發(fā)明諧波齒輪減速器柔輪的齒廓曲線。
[0015] 圖4是本發(fā)明諧波齒輪減速器剛輪的齒廓曲線。
[0016] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例柔輪與剛輪的局部喃合7K意圖。
[0017] 圖6是本發(fā)明柔輪滾刀法面齒廓的基準(zhǔn)模型。
【具體實(shí)施方式】
[001引下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0019] 一種諧波齒輪減速器，包括柔輪1、剛輪2、楠圓凸輪波發(fā)生器3和殼體，柔輪1、剛 輪2和楠圓凸輪波發(fā)生器3均置于殼體內(nèi)，柔輪1的杯底與輸出軸連接，楠圓凸輪波發(fā)生 器3與輸入軸連接；柔輪1沿杯口的外壁設(shè)有齒廓，齒廓起始位置距離杯口邊緣距離為bi; 楠圓凸輪波發(fā)生器3設(shè)置在柔輪1杯口內(nèi)壁，楠圓凸輪波發(fā)生器3的軸向?qū)挾葘ΨQ線與柔 輪1的齒廓寬度對稱線重合；剛輪2與殼體固定連接，剛輪2內(nèi)壁設(shè)有與上述齒廓相配合 的齒廓，剛輪2套設(shè)在柔輪1設(shè)有楠圓凸輪波發(fā)生器3 -端的外側(cè)，剛輪2與柔輪1通過 齒廓喃合連接，剛輪2的齒廓寬度對稱線與柔輪1的齒廓寬度對稱線重合；上述柔輪1采 用圓弧-漸開線-圓弧的齒廓，其基本齒廓參數(shù)為：齒頂高系數(shù)苗^ = 0.6~1.2，齒根高系 數(shù)語=0.8…l.35,頂隙系數(shù)4=0.2心O.35,壓力角α二！5。~25。，齒頂工作段圓弧半 徑系數(shù)成A= 1.4~1J，齒根工作段圓弧半徑系數(shù)= (1.25 ~i.5)iC，齒厚比Κ=Ef/Sf= 1. 05~1. 2,齒根過渡圓弧半徑系數(shù)成> 0.2~0.6，齒頂厚系數(shù)<S化2，*表示相應(yīng)參數(shù)除 W模數(shù)的系數(shù)。
[0020] 為了防止上述柔輪1的齒廓在喃入過程中發(fā)生齒頂干涉現(xiàn)象，齒頂部分作圓角處 理，圓角半徑系數(shù)片=化1~0.2。
[0021] 剛輪2采用圓弧-漸開線-圓弧的齒廓，其壓力角與上述柔輪1的齒廓一 致，其基本齒廓參數(shù)為：齒頂高系數(shù)/心=0.6~1.2,齒根高系數(shù)~05,頂隙 系數(shù)4=〇·2-〇·35 ,齒頂工作段圓弧半徑大于柔輪1齒根工作段圓弧半徑，其系數(shù) 礙=1樂~2.0，齒根工作段圓弧半徑系數(shù)穴;,，二(1.1 -- 1.3)/C,，齒厚比Κ=Eg/Sg= 1. 05~ 1. 2,齒根過渡圓弧半徑系數(shù)《=0.2~0.6。
[00過柔輪1齒廓完全喃入剛輪2時(shí)的喃合深度系數(shù)的二1.4~1.65。
[002引柔輪1的齒廓寬度為bu;剛輪2的齒廓寬度為be,be=V(2~3)，單位為mm。 [0024] 上述齒廓起始位置距離杯口邊緣距離為bi，bi= 0.
[00巧]結(jié)合圖1，一種諧波齒輪減速器包括柔輪1、剛輪2、楠圓凸輪波發(fā)生器3,其中剛輪 2和楠圓凸輪波發(fā)生器3為剛性體，柔輪1的杯底與輸出軸連接，楠圓凸輪波發(fā)生器3與輸 入軸連接，剛輪2與殼體固定連接；柔輪1沿杯口的外壁設(shè)有齒廓；楠圓凸輪波發(fā)生器