[发明专利]一种柔轮及谐波减速器

说明书

本发明公开了一种柔轮，柔轮呈礼帽形，柔轮圆筒部的厚度△与柔轮的内孔尺寸D之间的关系：0.001D≤△≤0.009D，柔轮圆筒部的长度L与柔轮的内孔尺寸D的关系：0.1D≤L≤0.9D。本发明还公开了一种谐波减速器，包括上述的柔轮。本发明涉及一种改进结构的礼帽形柔轮，该结构可改善在工作过程中柔轮的变形、应力分布情况及减小应力集中的问题，还可有利于提升谐波减速器整机的承载能力、工作效率及使用寿命等。

技术领域

本发明涉及一种减速器，尤其涉及一种柔轮及谐波减速器。

背景技术

谐波齿轮传动是一种依靠柔性齿轮来传递运动的减速装置，亦称谐波减速器。谐波减速器主要由三个元件组成，即柔轮、刚轮及波发生器，通常情况下，刚轮比柔轮多2个齿。一般工作中，刚轮固定，波发生器安装在柔轮内部作为输入端，柔轮输出。电机带动波发生器旋转1周，柔轮发生2次变形，此时，变形为椭圆的柔轮长轴处与刚轮接触啮合，短轴处则与刚轮完全脱开。电机带动波发生器不断旋转，柔轮与刚轮轮齿重复进行啮入、啮合、啮出、脱开的错齿运动，从而获得较大的减速比。

如图1所示，谐波减速器在工作过程中，凸轮3.1与柔性轴承3.2构成波发生器3，波发生器3装入柔轮2的内孔，电机(未画出)带动波发生器3旋转，柔轮2在波发生器3的作用下发生弹性变形，如图2所示。柔轮2在变形过程中，若其结构设计不合理，柔轮2在很短的时间内发生断裂。由于柔轮要进行反复的弹性变形，使得其要承受较大的交变应力，因此，柔轮的寿命严重制约着整机的寿命。

为减小柔轮在工作过程中所承受的交变应力，保证谐波减速器的传动性能，有必要对柔轮的结构进行改进。

现有技术中礼帽形结构的柔轮，其改善了柔轮在实际工作中的应力分布情况，但其结构更倾向于轴向尺寸较小的柔轮，即短筒柔轮。而在工业机器人中，有的关节处所承受的力矩较大，短筒型谐波减速器无法满足使用需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种柔轮，其可有效改善传统结构的标准长度礼帽形柔轮在工作过程中的变形、应力分布情况及轮齿啮合质量。

本发明的目的之二在于提供一种谐波减速器，其可有效改善传统结构的标准长度礼帽形柔轮在工作过程中的变形、应力分布情况及轮齿啮合质量，同时，可大幅提升谐波减速器整机的承载能力、效率及寿命等。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种柔轮，所述柔轮呈礼帽形，所述柔轮圆筒部的厚度△与柔轮的内孔尺寸D之间的关系：0.001D≤△≤0.009D，所述柔轮圆筒部的长度L与柔轮的内孔尺寸D的关系：0.1D≤L≤0.9D。

进一步地，所述柔轮圆筒部的厚度△与柔轮的内孔尺寸D之间的关系：0.004D≤△≤0.005D，所述柔轮圆筒部的长度L与柔轮的内孔尺寸D的关系：0.4D≤L≤0.6D；所述柔轮法兰处最小厚度△1与柔轮圆筒部的厚度△的关系：0.6△≤△1≤0.8△。

进一步地，所述柔轮圆筒部圆弧的半径R1与柔轮的内孔尺寸D的关系：1.9D≤R1≤3.4D，圆弧的半径R1圆心位置径向定位尺寸L1与柔轮的内孔尺寸D的关系：0.5D≤L1≤0.7D。

进一步地，所述柔轮法兰处设有第一圆弧，所述第一圆弧位于柔轮法兰的外侧，所述第一圆弧的半径R2与柔轮的内孔尺寸D的关系：1.0D≤R2≤2.2D，圆弧的半径R2圆心位置径向定位尺寸L2与柔轮的内孔尺寸D的关系：0.5D≤L2≤0.7D。

进一步地，所述柔轮法兰处还设有第二圆弧，所述第二圆弧位于柔轮法兰的内侧，所述第二圆弧的半径r1与柔轮圆筒部的厚度△的关系：0.7△≤r1≤1.0△。

进一步地，所述柔轮法兰处还设有第三圆弧，所述第三圆弧与第二圆弧相连，所述第三圆弧的半径r2与柔轮圆筒部的厚度△的关系：3.0△≤r2≤3.7△。