[发明专利]一种轴承与谐波一体化的超小型谐波减速器

说明书

本发明公开了一种轴承与谐波一体化的超小型谐波减速器，包括钢轮a、钢轮b、柔轮、凸轮、柔性轴承、滚子、滚子挡块、轴承挡圈、安装螺钉等。钢轮a和滚子挡块连接一起组成输入钢轮或输出钢轮，钢轮b作为输出钢轮或输入钢轮。钢轮a内径加工有V形环槽与钢轮b外壁加工的V形环槽配合形成矩形环槽，钢轮a上还加工有扇形凹槽，滚子通过扇形凹槽被装进矩形环槽内，钢轮a作为轴承外圈，钢轮b作为轴承内圈，与滚子一起形成轴承与钢轮一体化结构。本发明的设计减少了结构件数量、降低了结构厚度、减轻了轴承壁的重量，实现尺寸更小，提高了安装性和操作性。

技术领域

本发明涉及一种谐波减速器，特别是一种轴承与谐波一体化的超小型谐波减速器。

背景技术

谐波减速器具有传动效率高、体积小、重量轻、传动平稳、噪音小等特点，广泛应用于机器人领域，特别是在协作形机械臂、服务机器人等得到了广泛的应用。随着机器人技术的发展，对谐波的尺寸要求越来越严格。

传统的谐波减速器分为三大件：波发生器、柔轮和钢轮，为了满足谐波对轴向力、径向力、弯矩的要求，多采用交叉滚子轴承来连接柔轮和钢轮。

如绿的谐波LCD系列，采用杯状柔轮的形式，将柔轮的输出部分连接交叉滚针轴承外环，然后将钢轮连接到交叉滚子轴承的内圈，最终实现柔轮外齿与钢轮内齿的配合，形成一种谐波减速器的方案，同样其余帽状柔轮均为此连接原理，同时为了避免应力集中，在柔轮齿和安装盘的过渡连接上采用了薄壁结构。

如上所述，谐波减速器的直径最终被交叉滚子轴承限定，大于实际谐波原理上需求的直径。同时由于独立交叉滚子轴承的使用需要其它的中间连接形式，如连接法兰、紧固螺钉等，导致减速器制造难度大、体积和重量大等特点。

发明内容

本发明根据机器人关节应用现状，针对现有谐波减速器的设计缺点，采用筒状柔轮形式，并通过将输入钢轮、输出钢轮和交叉滚子轴承进行一体化设计，提出一种轴承与谐波一体化的超小型谐波减速器，具有小体积、重量轻、精度高、安装便利的特点。

本发明提出的一种轴承与谐波一体化的超小型谐波减速器，包括：钢轮a、钢轮b、柔轮、凸轮、柔性轴承、滚子、滚子挡块、轴承挡圈和安装螺钉。钢轮a和滚子挡块通过安装螺钉连接在一起，组成输入钢轮或输出钢轮，相应的，钢轮b作为输出钢轮或输入钢轮。

钢轮a的内环有直径较大和较小两部分，在直径较大内壁上加工有V形环槽，与钢轮b外壁加工的V形环槽配合形成矩形环槽。钢轮a和钢轮b分别通过内齿与柔轮的外齿相啮合。柔轮、柔性轴承和凸轮按序套装。轴承挡圈安装在凸轮上，用于对柔性轴承轴向限位。

钢轮a上加工有扇形凹槽，扇形凹槽与钢轮a内径上的V形环槽相连通，滚子通过扇形凹槽被装进所述的矩形环槽内；在将滚子安装完成后，通过安装螺钉将滚子挡块安装在钢轮a上的扇形凹槽中。所述的钢轮a作为轴承外圈，钢轮b作为轴承内圈，与滚子一起形成轴承与钢轮一体化结构。

所述的超小型谐波减速器还包括密封圈a、密封圈b和密封圈c，在钢轮a两个端面和钢轮b的外端面均加工有环形凹槽，作为密封圈a、密封圈b和密封圈c的安装槽。

所述的钢轮a和钢轮b，在其上端面和外环沿圆周上均布加工有螺纹孔，作为输入钢轮和输出钢轮的安装孔，可根据实际使用需求选择端面安装或径向安装方式。

所述的钢轮a和钢轮b，在柔轮齿数固定的情况下，通过改变钢轮a和钢轮b的内齿齿数比，实现谐波减速器减速比调节功能。

所述的柔轮为筒状柔轮，通过调整柔轮的宽度改变谐波减速器输出的力矩。

本发明的优点与积极效果在于：

(1)本发明设计的谐波减速器将轴承与钢轮一体化设计，比传统设计减少结构件数量、降低结构厚度、减轻了轴承壁的重量，使得谐波重量更轻，结构更简单；