[实用新型]筒壁厚度渐变式杯型柔轮及谐波齿轮传动装置

说明书

本实用新型公开一种筒壁厚度渐变式杯型柔轮及谐波齿轮传动装置，涉及传动装置技术领域，能够提升柔轮的使用寿命，进而延长谐波齿轮传动装置的使用寿命。该筒壁厚度渐变式杯型柔轮包括齿圈、筒体、筒底和法兰；其中，筒体包括依次连接的直线筒体段、薄壁筒体段和圆弧过渡段，薄壁筒体段和圆弧过渡段的外壁侧形状由互为相切的第一变厚曲线段和第二变厚曲线段构成，齿圈、直线筒体段、薄壁筒体段、圆弧过渡段和筒底依次连接，法兰设在筒底远离圆弧过渡段的面上；第一变厚曲线段的外壁侧形状由互为相切的第一曲线圆弧和第二曲线圆弧构成，直线筒体段的外壁侧与第一曲线圆弧相切连接，第二曲线圆弧与第二变厚曲线段的外壁侧相切连接。

技术领域

本实用新型涉及传动装置技术领域，尤其涉及一种筒壁厚度渐变式杯型柔轮及谐波齿轮传动装置。

背景技术

谐波齿轮传动技术是20世纪50年代后期随航天技术发展而产生的一种新型传动技术。由于具有结构简单、体积小、重量轻、噪声低、承载能力高、传动精度和传动效率高、特别是可以向密封空间传递运动和动力等诸多特点，被广泛应用于空间技术、能源、机器人、机床、仪表、医疗器械等各个工业领域。

谐波齿轮传动装置与普通齿轮传动存在本质的区别，其主要由3个构件组成，分别是波发生器、刚轮和柔轮，在刚轮固定，波发生器主动，柔轮从动时即可实现减速运动。杯型柔轮是一种可变形薄壁零件，运转传动过程中一直承受交变应力的作用，在其圆角过渡区域极易存在疲劳断裂，因此，其寿命决定了整个谐波传动装置的寿命。

由于谐波齿轮传动装置在运行时，柔轮承受波发生器交变应力与刚性齿轮的啮合力矩，长期运行时，筒体与筒底易发生损坏，降低了谐波齿轮传动装置使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种筒壁厚度渐变式杯型柔轮及谐波齿轮传动装置，能够提升柔轮的使用寿命，进而延长谐波齿轮传动装置的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型的第一方面提供一种筒壁厚度渐变式杯型柔轮，包括齿圈、筒体、筒底和法兰；其中，

所述筒体包括依次连接的直线筒体段、薄壁筒体段和圆弧过渡段，所述薄壁筒体段和圆弧过渡段的外壁侧形状由互为相切的第一变厚曲线段和第二变厚曲线段构成，所述齿圈、所述直线筒体段、所述薄壁筒体段、所述圆弧过渡段和所述筒底依次连接，所述法兰设在所述筒底远离所述圆弧过渡段的面上；

所述第一变厚曲线段的外壁侧形状由互为相切的第一曲线圆弧和第二曲线圆弧构成，所述直线筒体段的外壁侧与第一曲线圆弧相切连接，所述第二曲线圆弧与第二变厚曲线段的外壁侧相切连接。

优选地，所述直线筒体段、所述薄壁筒体段和所述圆弧过渡段的内壁无缝且呈水平直线连接。

较佳地，所述第二变厚曲线段的外壁侧形状呈第三曲线圆弧，所述第二变厚曲线段的内壁侧形状呈第四曲线圆弧，且所述第三曲线圆弧的圆弧半径为所述第四曲线圆弧的圆弧半径的0.6至1.1倍。

进一步地，所述第三曲线圆弧的一端与所述第二曲线圆弧相切连接，所述第三曲线圆弧的另一端与所述筒底底面相切连接。

优选地，所述第二曲线圆弧与所述第一变厚曲线段内壁形成壁厚的最薄处为直线筒体段壁厚的0.8至0.9倍。

优选地，以齿圈远离直线筒体段的端面中心点为原点构建极坐标系，所述直线筒体段的外壁侧与第一曲线圆弧相切线的中心点定义为点A，所述第一曲线圆弧和所述第二曲线圆弧相切线的中心点定义为点B，所述第一变厚曲线段和所述二变厚曲线段的曲线满足以下条件：

点A在极坐标系中的坐标表示为(x_A，y_A)，点B在极坐标系中的坐标表示为(x_B，y_B)；