CN108869694A - L型谐波齿形结构 - Google Patents

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赵铭
谢文魁
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Jiangsu Baocon Intelligent Equipment Technology Co., Ltd.
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Dongguan Bao Control Intelligent System Technology Co Ltd
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    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/17—Toothed wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions

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Abstract

本发明公开了一种L型谐波齿形结构，其包括刚轮和柔轮，所述柔轮包括固定盘体和形变套体，固定盘体的中心位置设有通孔，形变套体的一端周缘位置与通孔周缘相连接，形变套体的另一端外周面上设有外轮齿，刚轮的装配孔的内壁上设有内轮齿；内轮齿的横截面呈等腰梯形状，顶齿面和齿廓曲面的连接结构呈L形，不仅能增强结构强度，减小了柔轮的变形量，减少啮合时的摩擦并提高谐波减速器的使用寿命，而且还能在啮合深度不变的情况下增加了轮齿的啮合数量，极大的提高齿啮合效率，有效减少发生轮齿断裂的风险，增强了扭矩承受能力；外轮齿的齿槽宽为≤1.1倍齿厚，且外轮齿的底部有圆弧倒角过渡，能有效减少发生断裂的风险，延长使用寿命。

Description

L型谐波齿形结构
技术领域
本发明涉及谐波减速器技术领域，具体涉及一种应用在谐波减速器中的谐波齿形结构。
背景技术
谐波传动（Harmonic Drive）是由美国发明家C.Walt Musser马瑟于上世纪50年代中期发明创造的凭借应用了金属弹性力学的独创动作原理和仅有的3个基本部件（波发生器、柔轮、刚轮）构成的精密控制用减速机，谐波传动具有其它传动所不具备的优点。目前已经广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业。
当波发生器装入柔轮内圆时，迫使柔轮产生弹性变形而呈椭圆状，使其长轴处柔轮轮齿啮入刚轮的齿槽内，成为完全啮合状态，而其短轴处两轮轮齿完全不接触，处于脱开状态，从啮合到脱开的过程之间则处于啮出或者啮入状态。当波发生器连续转动时，迫使柔轮不断发生变形，使两轮轮齿在进入啮入、啮合、啮出、脱开的过程中不断改变各自的工作状态，产生了所谓的错齿运动，从而实现了主动波发生器与柔轮运动的传递。在这啮合过程中，现有的齿形啮合结构的轮齿的啮合数量较少，导致轮齿容易断裂失效，扭矩承受能力不是很强。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，提高齿啮合效率，增强了扭矩承受能力的L型谐波齿形结构。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种L型谐波齿形结构，其包括刚轮和柔轮，所述柔轮包括固定盘体和形变套体，所述固定盘体的中心位置设有通孔，形变套体的一端周缘位置与通孔周缘相连接，形变套体的另一端外周面上设有外轮齿，所述刚轮的中心位置设有外形尺寸略大于所述形变套体的装配孔，该装配孔的内壁上设有内轮齿，该内轮齿的横截面呈等腰梯形状，该内轮齿的顶齿面和齿廓曲面之间夹角为108～111度，所述外轮齿的齿槽宽为≤1.1倍齿厚，所述刚轮的背面对应装配孔的周缘位置轴向凸起形成凸缘，所述内轮齿的一端延伸至凸缘的内壁上。
作为本发明的一种改进，所述外轮齿的齿根部设有半径为0.01mm的倒圆角。
作为本发明的一种改进，所述固定盘体和形变套体为一体连接结构。
作为本发明的一种改进，所述固定盘体的周缘位置设有若干安装孔。
作为本发明的一种改进，所述刚轮上呈圆心对称设有若干安装孔。
作为本发明的一种改进，所述刚轮的正面周缘位置设有U形凹位。
本发明的有益效果为：本发明结构设计巧妙、合理，内轮齿的横截面呈等腰梯形状，顶齿面和齿廓曲面的连接结构呈L形，不仅能增强结构强度，减小了柔轮的变形量，减少啮合时的摩擦并提高谐波减速器的使用寿命，而且还能在啮合深度不变的情况下增加了轮齿的啮合数量，极大的提高齿啮合效率，有效减少发生轮齿断裂的风险，增强了扭矩承受能力；外轮齿的齿槽宽为≤1.1倍齿厚，且外轮齿的底部有圆弧倒角过渡，能有效减少发生断裂的风险，延长使用寿命，另外还设有凸缘，有效延长内轮齿的长度，进一步增强结构强度和啮合效率，提升工作稳定性，利于广泛推广应用。
下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的分解结构示意图。
图3是本发明的局部结构放大示意图。
具体实施方式
参见图1、图2和图3，本实施例提供的一种L型谐波齿形结构，其包括刚轮1和柔轮2，所述柔轮2包括固定盘体21和形变套体22，所述固定盘体21的中心位置设有通孔23，形变套体22的一端周缘位置与通孔23周缘相连接。较佳的，所述固定盘体21和形变套体22为一体连接结构，即采用一体冲压拉伸成型工艺制造而成。
所述形变套体22的另一端外周面上设有外轮齿24，所述刚轮1的中心位置设有外形尺寸略大于所述形变套体22的装配孔11，该装配孔11的内壁上设有内轮齿12。参见图3，该内轮齿12的横截面呈等腰梯形状，该内轮齿12的顶齿面和齿廓曲面之间夹角a为108～111度，夹角a优选为110度,整体连接结构呈L形。不仅能增强结构强度，减小了柔轮2的变形量，减少啮合时的摩擦并提高谐波减速器的使用寿命，而且还能在啮合深度不变的情况下增加了轮齿的啮合数量，极大的提高齿啮合效率，有效减少发生轮齿断裂的风险，增强了扭矩承受能力。所述刚轮1的背面对应装配孔11的周缘位置轴向凸起形成凸缘13，所述内轮齿12的一端延伸至凸缘13的内壁上。有效延长内轮齿12的长度，进一步增强结构强度和啮合效率，提升工作稳定性。同时凸缘13的端面能抵压在固定盘体21上，能减少刚轮1和柔轮2之间的接触面积，提升运动的顺畅性。
参见图3，所述外轮齿24的齿槽宽D为≤1.1倍齿厚d，该外轮齿24的齿根部设有半径为0.01mm的倒圆角。能有效减少发生断裂的风险，延长使用寿命。
在所述固定盘体21的周缘位置设有若干安装孔25和在所述刚轮1上呈圆心对称设有若干安装孔14，给安装带来方便。在所述刚轮1的正面周缘位置设有U形凹位15，方便快速对位安装。
工作时，由于内轮齿12的横截面呈等腰梯形状，齿顶部分呈L形，能增强结构强度，减小了柔轮2的变形量，减少啮合时的摩擦并提高谐波减速器的使用寿命，而且还能在啮合深度不变的情况下增加了轮齿的啮合数量，极大的提高齿啮合效率，有效减少发生轮齿断裂的风险，增强了扭矩承受能力；外轮齿24的齿槽宽为≤1.1倍齿厚，且外轮齿24的底部有圆弧倒角过渡，能有效减少发生断裂的风险，延长使用寿命。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制，采用与其相同或相似的其它结构的齿形结构，均在本发明保护范围内。

Claims (6)

1.一种L型谐波齿形结构，其包括刚轮和柔轮，其特征在于，所述柔轮包括固定盘体和形变套体，所述固定盘体的中心位置设有通孔，形变套体的一端周缘位置与通孔周缘相连接，形变套体的另一端外周面上设有外轮齿，所述刚轮的中心位置设有外形尺寸略大于所述形变套体的装配孔，该装配孔的内壁上设有内轮齿，该内轮齿的横截面呈等腰梯形状，该内轮齿的顶齿面和齿廓曲面之间夹角为108～111度，所述外轮齿的齿槽宽为≤1.1倍齿厚，所述刚轮的背面对应装配孔的周缘位置轴向凸起形成凸缘，所述内轮齿的一端延伸至凸缘的内壁上。
2.根据权利要求1所述的L型谐波齿形结构，其特征在于：所述外轮齿的齿根部设有半径为0.01mm的倒圆角。
3.根据权利要求1或2所述的L型谐波齿形结构，其特征在于：所述固定盘体和形变套体为一体连接结构。
4.根据权利要求1所述的L型谐波齿形结构，其特征在于：所述固定盘体的周缘位置设有若干安装孔。
5.根据权利要求1所述的L型谐波齿形结构，其特征在于：所述刚轮上呈圆心对称设有若干安装孔。
6.根据权利要求1所述的L型谐波齿形结构，其特征在于：所述刚轮的正面周缘位置设有U形凹位。
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