[发明专利]渐开线谐波齿轮的修形方法及谐波减速器

摘要

本发明公开了渐开线谐波齿轮的修形方法，包括如下修形步骤，A)柔轮修形步骤：(1)通过公式计算出柔轮的齿轮模数；(2)根据计算得出柔轮的齿形基本要素，绘制柔轮原始渐开线齿形；(3)根据柔轮的齿形基本要素参数，得到柔轮未修形前的左齿面渐开线齿形曲线，根据计算出柔轮齿形形状修正参数，对柔轮原始渐开线齿形的齿顶部分进行修形以形成光滑的曲线；(4)根据柔轮齿宽和利用柔轮啮入或啮出瞬时不发生齿顶干涉的约束条件确定齿向修正参数，对齿形在齿向方向进行修正，完成齿形的最终设计。其还公开了谐波减速器，包括柔轮、刚轮和波发生器；其加工制造参数由上述的修形方法计算得到。本发明能够提高谐波齿轮运动性能且制造成本较低。

主权项

1.渐开线谐波齿轮的修形方法，谐波齿轮包括柔轮和刚轮，其特征在于：包括如下修形步骤，A)柔轮修形步骤：(1)通过如下公式计算出所述柔轮的齿轮模数m_r，m_r＝(d_rn+2δ_r)/[Z_r‑2(h_ra+c_r)]，其中，Z_r为柔轮齿数，h_ra为柔轮齿顶高系数，c_r为柔轮顶隙系数，d_rn为柔轮齿轮内孔直径，δ_r为柔轮齿根壁厚；(2)确定基本要素的取值范围，得到符合取值范围的解集；为了保证工作柔轮压力角为16°～19°，柔轮齿根壁厚δ_r取值范围为(0.008～0.015)d_rn，得到柔轮分度圆直径d_r＝m_r*Z_r，柔轮齿顶圆直径d_ra＝d_r+2m_r*h_ra，柔轮齿根圆直径d_rf＝d_rn+2δ_r或d_r–2m_r(h_ra+c_r)，柔轮齿距p_r＝πm_r，柔轮齿厚s_r＝(0.35～0.45)p_r，柔轮齿根圆弧ρ_r＝(0.6～0.8)m_r，m_r为柔轮的齿轮模数；根据计算得出柔轮的齿形基本要素，绘制柔轮原始渐开线齿形；(3)根据所述柔轮的齿形基本要素参数，得到所述柔轮未修形前的左齿面渐开线齿形曲线ah；所述柔轮未修形前的左齿面渐开线齿形曲线ah由圆弧ab，圆弧bc，渐开线cd、de、ef、fg，以及齿顶圆弧gh构成；计算所述柔轮的齿形形状修正参数，d_rs＝d_r+2m_r*h_rs，d_r1＝d_r+2m_r*h_r1，d_r2＝d_r+2m_r*h_r2，其中，h_rs为柔轮修形起始点高度系数，d_rs为柔轮修形起始点所在圆直径，h_r1为柔轮修形控点一高度系数，d_r1为柔轮修形控点一所在圆直径，h_r2为柔轮修形控点二高度系数，d_r2为柔轮修形控点二所在圆直径，根据所述柔轮齿形形状修正参数，对柔轮原始渐开线齿形的齿顶部分进行修形以形成光滑的曲线；(4)根据所述柔轮齿宽和利用所述柔轮啮入或啮出瞬时不发生齿顶干涉的约束条件确定齿向修正参数，对齿形在齿向方向上进行修正，完成齿形的最终设计；B)刚轮修形步骤：(1)确定基本要素的取值范围，得到符合取值范围的解集；为了保证工作刚轮压力角为16°～19°，使刚轮分度圆直径d_g＝m_g*Z_g，刚轮齿顶圆直径d_ga＝d_g‑2h_ga*m_g，刚轮齿根圆直径d_gf＝d_g+2(h_ga+c_g)m_g，刚轮齿距p_g＝πm_g，刚轮齿槽宽e_g＝(0.35～0.45)p_g，m_g＝m_r，其中，m_g为所述刚轮的齿轮模数，Z_g为刚轮齿数，h_ga为刚轮齿顶高系数，c_g为刚轮顶隙系数；根据计算得出齿轮的齿形基本要素，绘制原始渐开线齿形；(2)根据所述刚轮的齿形基本要素参数，得到所述刚轮未修形前的左齿面渐开线齿形曲线AH；所述刚轮未修形前的左齿面渐开线齿形曲线AH由圆弧AB，圆弧BC，渐开线CD、DE、EF、FG，以及齿顶圆弧GH构成；计算所述刚轮的齿形形状修正参数，d_gs＝d_g–2m_g*h_gs，d_g1＝d_g–2m_g*h_g1，d_g2＝d_g–2m_g*h_g2，其中，h_gs为刚轮修形起始点高度系数，d_gs为刚轮修形起始点所在圆直径，h_g1为刚轮修形控点一高度系数，d_g1为刚轮修形控点一所在圆直径，h_g2为刚轮修形控点二高度系数，d_g2为刚轮修形控点二所在圆直径，根据所述刚轮齿形形状修正参数，对所述刚轮原始渐开线齿形的齿顶部分进行修形以形成光滑的曲线，完成所述刚轮齿形的最终设计。