一种谐波减速器用多点接触柔性轴承制造技术

一种谐波减速器用多点接触柔性轴承，包括三点接触柔性球轴承、四点接触柔性球轴承、线接触柔性滚子轴承，单个滚动体同外圈滚道之间即同外圈‑柔轮过盈配合件之间具有两个或两个以上的接触点，同现有技术仅有一个接触点相比，具有提高外圈‑柔轮过盈配合件的既定变形精度、柔轮轮齿同刚轮轮齿的啮合精度、降低乃至避免不必要的附加变形、降低滚动体与滚道的接触应力、控制滚动体滑动、改善轴承装配条件和运转时的润滑条件等质量和技术优势，并最终提高柔性轴承、柔轮乃至整个谐波减速器的运行精度和服役寿命，具有非常重要的工程实际意义。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及特种滚动轴承
，特别涉及一种谐波减速器用多点接触柔性轴承和采用该轴承的柔轮轮齿低附加变形波发生器-柔轮组件。
技术介绍
谐波齿轮减速器(下简称谐波减速器)是一种先进、精密的减速器，因体积小、质量轻、回差小、定位精度和传动效率高、易于实现精确的位置控制等突出优势而在工业机器人、高档轿车、航空航天、光学仪器、高档印刷机等精密机械领域获得广泛应用。随着以工业机器人等为核心的智能制造的兴起，谐波减速器同RV减速器一起，因其固有的先进性而受到世界各国的广泛重视。波发生器一柔轮组件是谐波减速器中的核心功能组件，如图7所示，包括波发生器和柔轮，波发生器包括凸轮式、滚轮式和偏心盘式，其中凸轮式波发生器最为常用，它包括凸轮和柔性轴承(或称谐波轴承)，凸轮按照传动的要求其横截面设计为椭圆形(对应双波传动)、三棱形(对应三波传动)，凸轮与柔性轴承的内圈过盈配合，柔轮与柔性轴承的外圈过盈配合。波发生器-柔轮组件上的柔轮轮齿与刚轮轮齿相啮合，实现减速或增速传动。谐波减速器用柔性轴承，其套圈壁厚仅为轴承外径的0.01-0.025倍，以凸轮形波发生器为例，安装时，柔性轴承的内圈内圆面与凸轮型波发生器的凸轮廓线面过盈配合，柔性轴承的外圈外圆面与柔轮轮齿部分对应的内孔过盈配合，安装后，轴承内圈被强制变形为凸轮廓线的形状，比如双波传动的椭圆状，并由此使滚动体呈椭圆状分布，使外圈连同柔轮变为椭圆状。谐波减速器工作时，内圈-凸轮过盈配合件旋转，带动外圈-柔轮过盈配合件旋转而且椭圆长轴和短轴的位置发生周期性的变化，处于椭圆长轴端部附近的那些柔轮轮齿才有机会和刚轮轮齿相啮合，从而实现动力输出。可以看出，柔性轴承是非常特殊的滚动轴承，突出表现在壁厚很薄，轴承很窄，工作原理非常特殊；波发生器-柔轮是非常特殊的组件，两者过盈装配，柔轮轮齿的宏观形变受波发生器类型和作用于外圈-柔轮过盈配合件上的滚动体接触力的性质共同决定。国内外长期的应用实践均表明，柔性轴承和柔轮是谐波减速器中的关键件和易损件，常常先于其它部件发生精度失效和疲劳失效。现行柔性轴承为单列浅沟向心球轴承，滚珠与外圈沟型滚道(下将沟型滚道简称为沟道)和内圈沟道各只有一个接触点，从而存在如下问题：(1)迫使外圈-柔轮过盈配合件发生周期性弯曲变形的外部力是滚珠同外圈沟道的接触力，这些力处在沿轴承外圈宽度方向或柔轮轮齿宽度方向无穷多个横截面的其中一个横截面上，这样就存在两个问题，一是发生既定变形时所需的接触力过大，二是轴承外圈和柔轮不可避免地发生沿轴承外圈或柔轮轮齿宽度方向的翘曲变形和沿圆周方向的扭曲变形，从而影响柔轮与刚轮的啮合精度和传动效率；(2)轴承沿轴向和角向的刚度很低，一旦外载存在轴向和角向分量，轴承套圈和滚珠就会发生沿这两个方向的非柔性轴承功能所需的变形和位移，降低了谐波减速器的传动效率和传动精度；(3)沟道对滚珠的约束不够，滚珠运动中会产生大量的滑动分量，由此引起轴承工作面的擦伤和轴承精度的劣化。因此，迫切需要研发滚动体和外圈滚道非单个接触点的新型结构的柔性轴承，以克服现行柔性轴承和波发生器-柔轮过盈配合组件所存在的上述原理性技术和质量局限，从而提高柔性轴承乃至整个谐波减速器的传动精度、精度寿命和疲劳寿命。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种多点接触柔性轴承，以克服现行技术单列浅沟向心球柔性轴承所存在的一些原理性技术和质量局限，比如，滚珠同套圈沟道接触应力较高、轴承的轴向和角向刚度过低、迫使轴承外圈和柔轮过盈配合件产生所必须的既定变形所需的滚珠同外圈沟道的接触力全部处在沿轴承或柔轮轮齿宽度的其中一个横截面上，从而引发附加变形，影响谐波减速器的传动精度、精度寿命和疲劳寿命等。本技术的另一目的就是提供采用多点接触柔性轴承的波发生器-柔轮组件，从而避免现行技术柔轮轮齿在发生既定径向变形时所产生的沿齿宽方向的翘曲变形和沿圆周方向的扭曲变形，以提高谐波减速器的传动精度和运行可靠度。本技术的目的是通过如下技术方案实现的：一种谐波减速器用多点接触柔性轴承，包括薄壁外圈、薄壁内圈、嵌入外圈滚道和内圈滚道之间的滚动体和将各滚动体沿圆周方向均匀隔开的保持器，其特征是，单个滚动体同外圈滚道两点接触或线接触，以降低薄壁外圈在滚动体接触力的作用下发生既定径向变形时沿外圈宽度方向的翘曲变形和/或沿外圈圆周方向的扭曲变形。所述的柔性轴承，其特征是，外圈的滚道为桃形或椭圆弧沟型滚道，内圈的滚道为单一圆弧沟型滚道，滚动体为滚珠，单个滚珠同外圈沟型滚道有两个接触点，同内圈沟型滚道有一个接触点，柔性轴承为三点接触柔性球轴承。所述的柔性轴承，其特征是，外圈的滚道和内圈的滚道均为桃形或椭圆弧沟型滚道，滚动体为滚珠，单个滚珠同外圈沟型滚道和内圈沟型滚道均有两个接触点，柔性轴承为四点接触柔性球轴承。所述的柔性轴承，其特征是，两个套圈的滚道全部为直线或带微量凸起的曲线线型滚道，滚动体为滚子，单个滚子同内圈线型滚道和外圈线型滚道之间为线接触，柔性轴承为线接触柔性滚子轴承。所述的三点接触和四点接触柔性球轴承，其特征是，滚珠材料为轴承钢或工程陶瓷。所述的三点接触和四点接触柔性球轴承，其特征是，滚珠同沟型滚道之间的接触角为5度至40度。所述的线接触柔性滚子轴承，其特征是，包括如下结构：内圈无挡边型，外圈无挡边型，内圈和外圈均带单挡边且两个挡边不在轴承的同一侧。所述的线接触柔性滚子轴承，其特征是，滚子材料为轴承钢或工程陶瓷，保持器材料为工程塑料、薄钢板或钢带。所述的线接触柔性滚子轴承，其特征是，带微量凸起的曲线，凸型为对数曲线，凸量不超过300微米。一种谐波减速器用柔轮轮齿低附加变形波发生器-柔轮组件，包括波发生器和柔轮，当为凸轮式波发生器(包括凸轮和柔性轴承)时，凸轮与轴承内圈的内圆面过盈配合，柔轮与轴承外圈的外圆面过盈配合，其特征是，柔性轴承为所述的三点接触柔性球轴承或所述的四点接触柔性球轴承或所述的线接触柔性滚子轴承，柔性轴承中的单个滚动体同柔性轴承外圈和柔轮过盈配合件形成两点接触或线接触，以降低柔轮轮齿发生既定径向变形时沿齿宽方向的翘曲变形和/或沿柔轮圆周方向的扭曲变形。为改变现有技术向心球柔性轴承滚动体同单一套圈的接触点个数只有一个的不利情况，首先从球轴承即轴承所用滚动体为滚珠的范围内进行考虑，为此，将现有技术柔性轴承的沟道截面形状从单一圆弧形沟道改变为双圆弧对接而成的桃形沟道和变曲率沟道，变曲率沟道优选椭圆弧沟道，滚珠同桃形沟道和椭圆弧沟道都有两个接触点。当一个套圈(如外圈)的沟道形状为桃形或椭圆弧形，另一个套圈(内圈)的沟道仍然为圆弧形时，一个滚珠同两个套圈共有三个接触点，此时的柔性轴承为三点接触柔性轴承；当两个套圈的沟道形状全部为桃形或椭圆弧形时，此时的柔性轴承为四点接触柔性轴承。由于滚珠与桃形沟道和椭圆弧沟道有两个接触点，因此，在同样的外部载荷下，降低了接触应力；由于滚珠同桃形沟道和椭圆弧沟道存在一个不为零的接触角，因此，轴承在具有径向刚度的同时，具有轴向刚度，接触角越大，轴向刚度也越大；当外圈滚道为桃形沟道和椭圆弧沟道时，单一滚珠与外圈-柔轮过盈配合件上的接触力，沿套圈宽度方向有两个作用点，两个力的径向分量相同，轴向分量大小相等方向相反，有利于阻止外圈-柔轮过盈配合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐波减速器用多点接触柔性轴承，包括薄壁外圈、薄壁内圈、嵌入外圈滚道和内圈滚道之间的滚动体和将各滚动体沿圆周方向均匀隔开的保持器，其特征是，单个滚动体同外圈滚道之间设计成两点接触或线接触，以减小或避免薄壁外圈在滚动体接触力的作用下发生既定径向变形时沿外圈宽度方向的附加翘曲变形和/或沿外圈圆周方向的附加扭曲变形。

【技术特征摘要】
1.一种谐波减速器用多点接触柔性轴承，包括薄壁外圈、薄壁内圈、嵌入外圈滚道和内圈滚道之间的滚动体和将各滚动体沿圆周方向均匀隔开的保持器，其特征是，单个滚动体同外圈滚道之间设计成两点接触或线接触，以减小或避免薄壁外圈在滚动体接触力的作用下发生既定径向变形时沿外圈宽度方向的附加翘曲变形和/或沿外圈圆周方向的附加扭曲变形。2.如权利要求1所述的柔性轴承，其特征是，外圈的滚道为桃形或椭圆弧沟型滚道，内圈的滚道为单一圆弧沟型滚道，滚动体为滚珠，单个滚珠同外圈沟型滚道形成两个接触点，同内圈沟型滚道形成一个接触点，柔性轴承为三点接触柔性球轴承。3.如权利要求1所述的柔性轴承，其特征是，外圈的滚道和内圈的滚道均为桃形或椭圆弧沟型滚道，滚动体为滚珠，单个滚珠同外圈沟型滚道和内圈沟型滚道均形成两个接触点，柔性轴承为四点接触柔性球轴承。4.如权利要求1所述的柔性轴承，其特征是，两个套圈的滚道全部为直线或带微量凸起的曲线线型滚道，滚动体为滚子，单个滚子同内圈线型滚道和外圈线型滚道之间形成线接触，柔性轴承为线接触柔性滚子轴承。5.如权利要求2或权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵联春，赵思澄，陈淑英，
申请(专利权)人：上海斐赛轴承科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31