[发明专利]一种谐波减速方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及减速器技术领域，尤其涉及一种谐波减速方法及装置。

背景技术

谐波齿轮减速器是利用材料的变形传动原理发展起来的一种新型减速器。如图1所示，常见的谐波齿轮减速器通常包括三个基本部件，即刚轮1、柔轮2和波发生器3，转轴与波发生器3固定。工作中，柔轮2被波发生器3弯曲成椭圆形，柔轮2的外齿在椭圆形长轴方向的两端部位与刚轮1的内齿进行啮合，以达到减速的目的。

现有的这种谐波减速装置必须有柔轮，柔轮对材料性能要求高，目前国内因为材料的原因制作出来的谐波减速装置寿命短，因此制造柔轮的材料也都依赖进口，价格高昂，不利于产品的推广。

另外，受减速原理本身的制约，柔性材料使用一段时间后不可避免地发生抗疲劳强度下降现象，这是传统谐波减速齿轮使用寿命难以提高的瓶颈。据统计，目前谐波齿轮减速装置80％以上的失效形式在于柔轮弯曲部位扭曲变形。由于柔轮的壁厚不超过0.5mm，所以当谐波齿轮减速装置承受过载或冲击时，柔轮弯曲部位极易变形，导致精度降低失效。

针对柔性材料使用寿命不长这一致命缺陷，行业内做了多种尝试，但都没能找到一种很好的替代品。早在上世纪八十年代就有人提出一种活齿谐波减速机专利(公告号为CN87206444)，它是一种机械传动减速装置，利用一种活齿机构与设有一定轮廓曲线的固定轮的卤槽相配合来实现减速传动。它没有普通谐波减速机难以加工的柔轮。但活齿结构较为复杂，加工不易；而且，活齿使用一段时间后也极易出现故障，使用寿命有时还不能与一些性能比较好的柔轮相比，因而并没能形成产品。

近年来，在谐波齿轮减速器的研发上，行业内已普遍形成一种如何开发更好的柔轮材料，而对谐波齿轮减速器结构本身的突破几不可见。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的一个目的在于提供一种不依赖柔轮的谐波减速方法。

本发明的另一个目的在于提供一种结构强度高、使用寿命长、性能好、制造成本低的谐波减速装置。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种谐波减速方法，其特征在于，它是通过设置与输入轴连动的平行偏心轴，在平行偏心轴上套接与刚性内齿轮啮合的刚性外齿轮，通过刚性外齿轮沿刚性内齿轮周沿啮合运动，由刚性内齿轮或刚性外齿轮连接输出轴实现谐波减速。

作为上述谐波减速方法的进一步说明，所述刚性外齿轮不超过四个，对应每个刚性外齿轮设有一个与输入轴连动的平行偏心轴；当刚性外齿轮为二个时，二个平行偏心轴绕输入轴为相对设置；当刚性外齿轮为三个时，三个平行偏心轴绕输入轴轴心为相互间隔120度角相对设置；当刚性外齿轮为四个时，三个平行偏心轴绕输入轴轴心为相互间隔90度角对称设置。

一种谐波减速装置，包括输入轴及刚性内齿轮，其特征在于，所述输入轴上连动有平行偏心轴，平行偏心轴上套接有可沿刚性内齿轮周沿运动的刚性外齿轮，刚性内齿轮局部啮合刚性外齿轮。

作为上述谐波减速装置的进一步说明，所述刚性外齿轮不超过四个，对应每个刚性外齿轮设有一个与输入轴连动的平行偏心轴，四个刚性外齿轮罗叠在一起并分别啮合在刚性内齿轮的不同齿上。

作为上述谐波减速装置的进一步说明，当刚性外齿轮超过1个时，套接后一个刚性外齿轮的平行偏心轴依次设置在前一个刚性外齿轮上，结构简单，便于安装。

作为上述谐波减速装置的进一步说明，当刚性外齿轮超过1个时，每个刚性外齿轮的平行偏心轴均与输入轴固定。

作为上述谐波减速装置的进一步说明，相邻平行偏心轴之间、及平行偏心轴与输入轴之间均通过挡板固定连接，各刚性外齿轮设置在相应的档板上。

作为上述谐波减速装置的进一步说明，所述平行偏心轴与输入轴之间的偏心间距为1-18mm。

作为上述谐波减速装置的进一步说明，所述刚性外齿轮通过轴承套接在平行偏心轴上。

作为上述谐波减速装置的进一步说明，所述刚性内齿轮与输入轴相对的另一端设置有端盖，该端盖上设置有输出轴连接端。

本发明提供的一种谐波减速方法，采用刚性外齿轮代替柔轮，并利用与输入轴连动的平行偏心轴带动刚性外齿轮沿刚性内齿轮周沿进行啮合运动，当啮合运动进行一周后，刚性内齿轮或刚性外齿轮刚好自转一个角度进行减速输出。与传统的谐波减速齿轮相比，它不需要柔轮，完全避免了因柔轮变形带来的对于材质的要求、使用寿命要求、制造成本要求等各方面的难题，开创性地提出了一种全新的谐波减速方法，没有柔轮失效问题，具有极其广阔的应用空间、并极具市场的推广价值。