[发明专利]谐波式减速机构

说明书

技术领域

本发明涉及减速机构，特别是指一种谐波式减速机构。

背景技术

参阅图1所示，显示US7178427B号谐波式减速机构的一图式，包含一刚性内齿轮11、一穿设于该刚性内齿轮11的挠性外齿轮12、一穿设于该挠性外齿轮12的挠性轴承13、及一穿设于该挠性轴承13的波产生轮14，该波产生轮14转动时是顶推挠性轴承13及挠性外齿轮12变形，以驱动该挠性外齿轮12依序在不同位置的啮合齿和该刚性内齿轮11所相对应的啮合齿啮合，并藉由该刚性内齿轮11与挠性外齿轮12所设计的齿数差，来产生一减速传动效用。

然而，由于该波产生轮14是呈椭圆形，被该波产生轮14带动的挠性外齿轮12也呈椭圆状，反观该刚性内齿轮11为圆形状，因此使得该挠性外齿轮12与刚性内齿轮11间真正有相互啮合的地方只有两个点，相互啮合的齿数少，而具有每齿受力高、接触压力大、承受力矩大等缺陷。

而为使啮合齿数增加，现有技术研究了非常多的齿型，以使啮合的齿数增加，但是由于特殊的齿型的公齿15型和母齿16型间有很大的轮廓上的差异，反而使每一齿的接触区域都不大，此导致齿面的接触压力变大而磨耗增加。例如：图2所示的US3996816B图式、图3所示的US5456139B图式、图4所示的US4974470B图式、图5所示的US4823638B图式、图6所示的US8028603B图式。

此外，图7所示的US8011273B图式、及图8所示的JPU-1978165179图式，其波产生轮14皆呈椭圆形，而同样具有上述缺陷。

再者，图9所示的JPA-1994174018图式、图10所示的JPA-1999094030图式、及图11所示的JPU-19741405830图式，其波产生轮14对应长轴141处的轮廓142仍是呈圆弧状，且该圆弧半径143小于长轴半径144，所以被该波产生轮14带动的挠性外齿轮12和刚性内齿轮11完全啮合的区域只有两个点(虽然有一圆弧状的区域有相啮合)，而同样具有该挠性外齿轮12与刚性内齿轮11间相互啮合的齿数少，具有每齿受力高、接触压力大、承受力矩大等缺陷。

紧接着，参阅图12、13所示的JPA-2012251603图式，其波产生轮14的外轮廓是使用三个圆弧来模拟一椭圆，但因为其使用三圆孤的方式，其圆孤半径为R1部份的α角只有5度，故该波产生轮的强度有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种谐波式减速机构，主要使啮合的齿数增加，使每一齿的节距误差被平均而减少，而提高传动精度。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种谐波式减速机构，主要使啮合的齿数增加，以增加可传动的扭力。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种谐波式减速机构，主要使波产生轮的轮廓为一次微分连续，使挠性轴承可平滑转动。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种谐波式减速机构，主要使刚性内齿轮各齿与挠性外齿轮各齿的齿形一致，使齿与齿的啮合区域大，减少啮合面上的接触压力。

本发明所要解决的还一技术问题在于提供一种谐波式减速机构，主要避免刚性内齿轮与挠性外齿轮的各齿的尾端局部受力而产力的大力矩，造成齿的断裂。

为解决上述问题，本发明提供一种谐波式减速机构，包含：一刚性内齿轮，中空状，其上设有为2（ｎ＋1）的齿数、及模数为ｍ；一挠性外齿轮，中空状，穿设于该刚性内齿轮中，并设有为2ｎ的齿数、及与该刚性内齿轮模数m相同的模数ｍ；一挠性轴承，中空状，穿设于该挠性外齿轮中；一波产生轮，穿设于该挠性轴承中；其中，定义该挠性轴承内径至该挠性外齿轮节径间的厚度为ｔ，该波产生轮的剖面的轮廓线由第一段曲线、第二段曲线、第三段曲线、及第四段曲线依序相接所围成，且令该第一、三段曲线的曲率半径为Ｒ，并满足下列关系式：Ｒ＝ｍ（ｎ＋1）－ｔ；该第一、三段曲线的圆心角为ｋ度(角度量)，并满足下列关系式：10＜ｋ≦60；另外，该第二、四段曲线能够一次微分，且在该第二、四段曲线与该第一、三段曲线相接的端点能够一次微分。第一段曲线及第三段曲线相对波产生轮的中心为对称；而第二段曲线及第四段曲线相对波产生轮的中心为对称。

较佳地，所述刚性内齿轮与该挠性外齿轮的齿形在有效区域内齿形相同。

较佳地，所述刚性内齿轮与该挠性外齿轮的各齿形为渐开线齿形。

较佳地，所述第二、四段曲线为半椭圆形的等角比例压缩。