[实用新型]柔轮固定式谐波减速器有效
申请号: | 201220274623.4 | 申请日: | 2012-06-12 |
公开(公告)号: | CN202707947U | 公开(公告)日: | 2013-01-30 |
发明(设计)人: | 叶骏绅 | 申请(专利权)人: | 叶骏绅 |
主分类号: | F16H1/32 | 分类号: | F16H1/32 |
代理公司: | 北京华夏博通专利事务所(普通合伙) 11264 | 代理人: | 刘俊 |
地址: | 中国台湾台北市信义*** | 国省代码: | 中国台湾;71 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 固定 谐波 减速器 | ||
技术领域
本实用新型涉及一种可以降低输出轴晃动、减少摩擦及操音,以及降低其中柔轮的损耗,进而降低生产成本的谐波减速器。
背景技术
谐波减速器是一种利用柔性组件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种齿轮传动,亦称为“谐波齿轮传动(简称谐波传动)”。
图1为显示现有的谐波减速器结构,主要包含有三个组件:一个具有内齿轮的刚轮A、一个具有外齿轮的柔轮B以及一个波发生器C。做为减速器使用时,传统上都是采用刚轮A固定、波发生器C主动运转、柔轮B输出动力的形式。
柔轮B则是一种可产生较大弹性变形的薄壁齿轮,其内径等于或略大于波发生器的总外径。波发生器C是使柔轮B产生可控弹性变形的构件;波发生器C具有一中心轴,该中心轴装有可形变滚动轴承而构成滚轮,波发生器C组合于柔轮B内部,使其外径与柔轮B的内壁相互压紧,且波发生器C连接动力源(一般为马达)。当波发生器C装入柔轮B后,迫使柔轮的端面由原先的圆形变成椭圆形,进而使其椭圆形的长轴两端附近的外轮齿与刚轮A的内轮齿完全啮合,而短轴两端附近的外轮齿则与刚轮的内轮齿完全脱开;而周长上其它区段的外轮齿则处于和刚轮的内轮齿啮合和脱离的过渡状态。当波发生器连续转动时,柔轮的变形会不断改变,使柔轮B与刚轮A的啮合状态也不断改变,产生啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入,周而复始地进行,从而实现柔轮相对刚轮沿波发生器C相反方向的缓慢旋转。
在传动过程中,波发生器C旋转一周,柔轮B上某点变形的循环次数称为波数,以n表示。常用的是双波传动,其柔轮应力较小,结构比较简单,易于获得大的传动比,故为目前应用最广的一种。谐波齿轮传动的柔轮和刚轮的周节相同,但齿数不等。
当刚轮固定、波发生器主动旋转、柔轮从动旋转时,谐波齿轮传动的传动比为i=-B1/(A1-B1)
式中A1、B1分别为刚轮A与柔轮B的齿数。
由于柔轮齿数很多,因此,谐波减速器可获得很大的传动比。
谐波减速器在谐波传动中,由于齿与齿的啮合是面接触,加上同时啮合齿数较多,因而单位面积的负荷小,使得承载能力较其它传动形式高,且传动比大,单级谐波齿轮传动的传动比可达i=70~500;再加上,具有体积小、重量轻、传动效率高、寿命长、传动平稳、无冲击、无噪音、运动精度高等特点,因此是一种应用十分广泛的减速器。
然而,由于柔轮在减速传动过程中需要承受较大的交变负荷,致使柔轮较容易损坏,因而对柔轮材料的抗疲劳强度、加工和热处理技术要求较高,制程技术也较复杂。
另外,现有谐波减速器的刚轮与柔轮啮合位置与输出轴的距离D较远,因而容易产生不同轴晃动的状况,增加了摩擦发热及噪音等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决一般谐波减速器采用刚轮固定而柔轮与输出轴同时被驱动旋转的方式,容易造成柔轮损坏,且对柔轮材料的抗疲劳强度、加工和热处理技术要求较高,制程技术也较复杂,制造成本较高的问题。
本实用新型的特征在于提供一种柔轮固定式谐波减速器,其包括有刚轮、柔轮与波发生器,所述柔轮组合于刚轮,该波发生器组合于柔轮与一动力源,使柔轮产生变形而局部啮合刚轮;该柔轮被固定,刚轮则连接一输出轴;藉由动力源驱动波发生器旋转时,经由柔轮带动该刚轮与输出轴同步旋转。
本实用新型的技术手段,包括一刚轮、一柔轮与一波发生器,其中,刚轮具有内空间,该内空间的内壁面圆周形成有由多个内轮齿构成的内齿轮,该刚轮连接一输出轴;所述柔轮为一薄壁圆筒,其外表面圆周形成有由多个外轮齿构成的外齿轮,该薄壁圆筒的一端边设有凸缘,该凸缘设有多个用来配合固定组件的洞孔,使该柔轮被固定;所述波发生器组合于该柔轮的内径,使该柔轮产生变形而使所述外齿轮的部分外轮齿啮合该内齿轮,该波发生器连接一动力源以被驱动旋转,进而经由该柔轮驱动该刚轮与输出轴旋转。
本实用新型设于柔轮的凸缘,可以是呈环状地设于该柔轮的一端。
藉由前述本实用新型将谐波减速器的柔轮设为具有凸缘的类似帽状形态,可达到将柔轮固定无法转动,但仍具有形变的功能,然后将刚轮结合输出轴而进行减速的动力输出;藉此,可以使对柔轮的加工变得更为容易、减少柔轮破裂损坏、降低材料损耗与生产成本;此外,藉由此一结构的改变,可以使刚轮与柔轮的啮合位置距离输出轴较近,因而降低不同轴晃动的状况,减少摩擦发热及噪音问题;刚轮转动方向亦可与马达输出的转动方向相同,方便机构的搭配组装。
附图说明
图1为显示现有的谐波减速器结构的平面剖视图;
图2为显示本实用新型的谐波减速器的组件组合关系的立体分解图;
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