[实用新型]复级谐波齿轮机构

说明书

本实用新型的复级谐波齿轮机构属于应用广泛的齿轮传动装置。

谐波齿轮传动一般有单级谐波齿轮机构和复级谐波齿轮机构，单级谐波齿轮机构速比通常在70～200左右。复级谐波齿轮机构速比正常可在2000～100000。

对于单级谐波齿轮机构而言，如果要求更大的速比，由于齿的模数较小，二个齿轮间的啮合深度不够，加之构件的弹性变形及不可避免的制造误差，会使传动机构在受载后出现滑齿现象，传动机构不能正常工作，即使较大规格的单级减速机，虽然大规格容易实现较大的速比，若是使速比大于200也是困难的，较小规格的单级减速机受到尺寸的限制，更无法达到大于200速比，有的达到150速比也是困难的。

传统复级谐波齿轮机构有输入级和输出级，输入级刚轮的齿与柔轮的齿相啮合，输入级柔轮与输出级柔轮为一体的环状柔轮，输入级柔轮的齿与输出级柔轮的齿分布在环状柔轮两端的柱面上，输出级柔轮的齿与输出级刚轮的齿相啮合，在谐波发生器作用下实现减速传动。这种传统复级谐波齿轮机构目前都为单模数的复级谐波齿轮机构，实现的传动速比正常在2000～100000，如果希望速比小于2000，受到疲劳强度及传动原理的制约是无法实现的。但是，在实际工程应用当中要求速比在150～2000这个范围是相当多的。

本实用新型的目的是要提供一种传动速比在150～2000的谐波齿轮机构。

实现本实用新型的复级谐波齿轮机构的方案是采用双模数复级谐波齿轮机构，输入级和输出级的齿轮模数不同，或者是输出级齿轮的大于输入级齿轮的模数，或者是输出级齿轮的小于输入级齿轮的模数。

本实用新型的复级谐波齿轮机构的优点能够实现谐波齿轮机构的传动速比在150～2000的谐波齿轮传动。

图1本实用新型的复级谐波齿轮机构剖视图。

下面结合附图和实施例对实现本实用新型的复级谐波齿轮机构的方案进行详细描述。

传统的复级谐波齿轮机构设计均是采用输入级齿轮的模数与输出级齿轮的模数相同。为了保证一定的疲劳强度及承载能力，齿轮的模数不可能选得较大，因此，无法实现小于2000的速比。

例如，柔轮内孔直径do＝＝100mm

齿轮的模数        m＝0.7mm，求速比i：

输入级柔轮齿数    Z1＝143， 输入级刚轮齿数Z2＝145

则输入级速比      i1＝Z1/(Z2-Z1)＝143/2＝71.5

输出级柔轮齿数    Z3＝139，输出级刚轮齿数Z4＝141

则输出级速比      i2＝Z4/(Z4-Z3)＝141/2＝70.5

复级传动的速比     i＝(i1×i2)/(i1+1-i2)

                    ＝(71.5×70.5)/(72.5-70.5)

                    ＝2520

上述情况表明，传统的设计单级最小速比不可能小于70，因而复级的最小速比都要大于2000，不可能再小，否则疲劳强度降低，影响柔轮的寿命，这是不允许的。

为实现150～2000的速比，由公式i＝(i1×i2)/(i1+1-i2)

可见，若想i小，则可增大分母，即增大i1，而i2不变；或者减小i2，而i1不变，比较起来，后者的效果明显，这一点从公式上不难发现。

如何减小i2，由i2＝Z4/2可知，这只能使Z4(输出级刚轮齿数)减小，而对于分度圆直径一定的齿轮而言，d4＝m×Z4(分度圆直径等于齿的模数与齿数之积)，这样只有增大齿轮的模数m，才能使齿数4减少，即两级选用不同的模数，这就从原理上分析了输出级齿轮模数选用与输入级齿轮不同的模数是可行的。并达到使复级谐波传动速比i减少的目的。

例如，m1--输入级齿轮的模数

      m2--输出级齿轮的模数

输入级m1＝0.7mm Z1＝143 Z2＝145 i1＝Z1/2＝71.5

输出级m2＝0.8mm Z3＝120 Z4＝122 i2＝Z4/2＝61

复级的速比  i＝(i1×i2)/(i1+1-i2)

             ＝(71.5×61)/(72.5-61)＝379