CN216478766U

CN216478766U - 一种谐波减速器柔轮齿形及谐波减速器

Info

Publication number: CN216478766U
Application number: CN202122243971.7U
Authority: CN
Inventors: 陈芳; 胡群飞
Original assignee: Hubei Kefeng Intelligent Transmission Co Ltd
Current assignee: Hubei Kefeng Intelligent Transmission Co Ltd
Priority date: 2021-09-15
Filing date: 2021-09-15
Publication date: 2022-05-10
Anticipated expiration: 2031-09-15

Abstract

本实用新型提供一种谐波减速器柔轮齿形，涉及谐波减速器领域；柔轮齿形由连续单齿构成；单齿包括对称分布的齿顶圆弧段、第一过渡圆弧段、公切线段、第二过渡圆弧段和齿根圆弧段；齿顶圆弧段和第一过渡圆弧段的弧顶向外凸出；公切线段为第一过渡圆弧段和第二过渡圆弧段的公切线；第二过渡圆弧段和齿根圆弧段的弧顶向内凹陷；齿顶圆弧段、第一过渡圆弧段、公切线段、第二过渡圆弧段和齿根圆弧段依次平滑连接；本实用新型还提出一种谐波减速器，能够有效地增加谐波减速器柔轮轮齿与谐波减速器刚轮轮齿的啮合齿数，并增大谐波减速器柔轮轮齿与谐波减速器刚轮轮齿的啮合接触面，提升谐波减速器中柔轮轮齿与刚轮轮齿传动的力学性能和啮合性能。

Description

一种谐波减速器柔轮齿形及谐波减速器

技术领域

本实用新型涉及谐波减速器领域，尤其涉及一种谐波减速器柔轮齿形及谐波减速器。

背景技术

谐波减速器在上世纪50年代诞生，被认为是机械传动领域的重大突破，在航天、机器人、雷达、精密机床、仪器仪表等领域广泛应用。谐波减速器主要由三大部件构成，柔轮，刚轮，波发生器，是一种依靠柔性齿轮的弹性变形来传递力和运动的传动方式。谐波齿轮传动的传动精度高，传动比大，可在密闭空间和辐射条件下正常运行的优势，因此，谐波齿轮传动已广泛应用于许多领域，特别是在工业机器人领域，其主要传动任务均是由谐波减速器来承担的。

就谐波技术本身而言，研究成果比较突出的是渐开线谐波齿轮传动，虽然渐开线的设计方法能满足设计指标，但是采用现有渐开线齿形或由渐开线变形而来的齿形的谐波减速器中齿轮传动的力学性能和啮合性能较差。

实用新型内容

本实用新型旨在解决采用现有渐开线齿形或由渐开线变形而来的齿形的谐波减速器中齿轮传动的力学性能和啮合性能较差的技术问题。

本实用新型提供一种谐波减速器柔轮齿形，所述柔轮齿形由连续单齿构成；所述单齿包括对称分布的齿顶圆弧段、第一过渡圆弧段、公切线段、第二过渡圆弧段和齿根圆弧段；所述齿顶圆弧段和所述第一过渡圆弧段的弧顶向外凸出；所述公切线段为所述第一过渡圆弧段和所述第二过渡圆弧段的公切线；所述第二过渡圆弧段和所述齿根圆弧段的弧顶向内凹陷；所述齿顶圆弧段、所述第一过渡圆弧段、所述公切线段、所述第二过渡圆弧段和所述齿根圆弧段依次平滑连接。

本实用新型还提出一种谐波减速器，包括上述谐波减速器柔轮齿形。

本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型实施例中的谐波减速器柔轮齿形由连续单齿构成；其中，所述单齿包括对称分布的齿顶圆弧段、第一过渡圆弧段、公切线段、第二过渡圆弧段和齿根圆弧段；所述齿顶圆弧段和所述第一过渡圆弧段的弧顶向外凸出；所述公切线段为所述第一过渡圆弧段和所述第二过渡圆弧段的公切线；所述第二过渡圆弧段和所述齿根圆弧段的弧顶向内凹陷；所述齿顶圆弧段、所述第一过渡圆弧段、所述公切线段、所述第二过渡圆弧段和所述齿根圆弧段依次平滑连接；通过在所述齿顶圆弧段和所述齿根圆弧段之间增加所述第一过渡圆弧段、所述公切线段和所述第二过渡圆弧段，能够有效地增加谐波减速器柔轮轮齿与谐波减速器刚轮轮齿的啮合齿数，并增大谐波减速器柔轮轮齿与谐波减速器刚轮轮齿的啮合接触面，避免谐波减速器柔轮轮齿与谐波减速器刚轮轮齿啮合时发生干涉，从而提升谐波减速器中柔轮轮齿与谐波减速器刚轮轮齿传动的力学性能和啮合性能，提高谐波减速器柔轮中单齿的承载能力；另外，由于在所述齿顶圆弧段和所述齿根圆弧段之间增加所述第一过渡圆弧段、所述公切线段和所述第二过渡圆弧段，使得所述谐波减速器柔轮齿形的齿槽比渐开线齿形宽，减少了应力集中，并且可以利用谐波减速器中柔轮轮齿的弹性变形来补偿边缘啮合，从而有利于油膜的形成，进而延长谐波减速器的使用寿命，提高谐波减速器的精度保持能力。

附图说明

图1为本实用新型某一实施例中谐波减速器柔轮齿形的结构示意图；

图2为本实用新型某一实施例中谐波减速器柔轮齿形与谐波减速器刚轮齿形啮合的结构示意图；

图3为本实用新型某一实施例中谐波减速器柔轮齿形与谐波减速器刚轮齿形啮合的另一结构示意图；

图4为本实用新型某一实施例中谐波减速器柔轮的剖面结构示意图；

其中，1、齿顶圆弧段；2、第一过渡圆弧段；3、公切线段；4、第二过渡圆弧段；5、齿根圆弧段；6、谐波减速器柔轮齿形；7、谐波减速器刚轮齿形。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种谐波减速器柔轮齿形，柔轮齿形由连续单齿构成；所述单齿包括对称分布的齿顶圆弧段1、第一过渡圆弧段2、公切线段3、第二过渡圆弧段4和齿根圆弧段5；齿顶圆弧段1和第一过渡圆弧段2的弧顶向外凸出；公切线段3为第一过渡圆弧段2和第二过渡圆弧段4的公切线；公切线段3为直线段；第二过渡圆弧段4和齿根圆弧段5的弧顶向内凹陷；齿顶圆弧段1、第一过渡圆弧段2、公切线段3、第二过渡圆弧段4和齿根圆弧段5依次平滑连接。

参考图2和图3，在本实施例中，谐波减速器柔轮齿形6与谐波减速器刚轮齿形7啮合时，谐波减速器柔轮轮齿与谐波减速器刚轮轮齿的啮合齿数较多，啮合区域达到30％以上，且单齿啮合接触面较大。

本实施例还提出一种谐波减速器，包括上述谐波减速器柔轮齿形6。

参考图4，本实施例中谐波减速器柔轮齿形的设计方法包括如下步骤：

(1)根据谐波减速器的规格，首先确定所述谐波减速器中柔轮的内径D，再根据所述谐波减速器的承载能力，计算出所述谐波减速器柔轮齿形中齿根圆的壁厚S1，并计算齿根圆直径dF＝D+2S1；

(2)计算出所述谐波减速器柔轮齿形中齿顶圆的直径da及分度圆直径d；

(3)分度圆直径d＝Z×M；其中，Z为齿数，M为谐波减速器模数；将分度圆直径d及齿数Z代入上式，即可确定该型号和速比对应的谐波减速器模数M；

(4)根据所述谐波减速器模数M确定所述谐波减速器柔轮齿形轮廓曲线；

(5)根据谐波减速器柔轮齿形，并利用谐波传动包络共轭理论求得共轭刚轮轮廓曲线。

本实施例中谐波减速器柔轮齿形的优点如下：

(1)本实施例中谐波减速器柔轮齿形能提高谐波减速器的转矩；

(2)通过在所述齿顶圆弧段和所述齿根圆弧段之间增加所述第一过渡圆弧段、所述公切线段和所述第二过渡圆弧段，能够有效地增加谐波减速器柔轮轮齿与谐波减速器刚轮轮齿的啮合齿数，并增大谐波减速器柔轮轮齿与谐波减速器刚轮轮齿的啮合接触面，避免谐波减速器柔轮轮齿与谐波减速器刚轮轮齿啮合时发生干涉，从而提升谐波减速器中柔轮轮齿与谐波减速器刚轮轮齿传动的力学性能和啮合性能，提高谐波减速器柔轮中单齿的承载能力；

(3)由于在所述齿顶圆弧段和所述齿根圆弧段之间增加所述第一过渡圆弧段、所述公切线段和所述第二过渡圆弧段，使得所述谐波减速器柔轮齿形的齿槽比渐开线齿形宽，减少了应力集中，并且可以利用谐波减速器中柔轮轮齿的弹性变形来补偿边缘啮合，从而有利于油膜的形成，进而延长谐波减速器的使用寿命，提高谐波减速器的精度保持能力。

以上未涉及之处，适用于现有技术。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种谐波减速器柔轮齿形，其特征在于，所述柔轮齿形由连续单齿构成；所述单齿包括对称分布的齿顶圆弧段、第一过渡圆弧段、公切线段、第二过渡圆弧段和齿根圆弧段；所述齿顶圆弧段和所述第一过渡圆弧段的弧顶向外凸出；所述公切线段为所述第一过渡圆弧段和所述第二过渡圆弧段的公切线；所述第二过渡圆弧段和所述齿根圆弧段的弧顶向内凹陷；所述齿顶圆弧段、所述第一过渡圆弧段、所述公切线段、所述第二过渡圆弧段和所述齿根圆弧段依次平滑连接。

2.一种谐波减速器，其特征在于，包括如权利要求1所述的谐波减速器柔轮齿形。