一种轴承与谐波一体化的超小型谐波减速器制造技术

本发明专利技术公开了一种轴承与谐波一体化的超小型谐波减速器，包括钢轮a、钢轮b、柔轮、凸轮、柔性轴承、滚子、滚子挡块、轴承挡圈、安装螺钉等。钢轮a和滚子挡块连接一起组成输入钢轮或输出钢轮，钢轮b作为输出钢轮或输入钢轮。钢轮a内径加工有V形环槽与钢轮b外壁加工的V形环槽配合形成矩形环槽，钢轮a上还加工有扇形凹槽，滚子通过扇形凹槽被装进矩形环槽内，钢轮a作为轴承外圈，钢轮b作为轴承内圈，与滚子一起形成轴承与钢轮一体化结构。本发明专利技术的设计减少了结构件数量、降低了结构厚度、减轻了轴承壁的重量，实现尺寸更小，提高了安装性和操作性。

A miniature harmonic reducer with integrated bearings and harmonics

The invention discloses a super miniature harmonic reducer with integration of bearings and harmonics, including steel wheel a, steel wheel B, flexible wheel, cam, flexible bearing, roller, roller block, bearing ring, installation screw and so on. The steel wheel a is connected with the roller block to form an input steel wheel or an output steel wheel. The steel wheel B is used as the output steel wheel or the input steel wheel. The a inner diameter of the steel wheel is machined with V shaped ring groove and V shaped ring groove formed by the steel wheel B outer wall. The steel wheel is also machined with a fan-shaped groove on a. The roller is loaded into the rectangular groove through the fan groove, the steel wheel a is used as the bearing outer ring, and the steel wheel B is used as the inner ring of the bearing, and the bearing and the steel wheel are formed together with the roller together. The design of the invention reduces the number of structural parts, reduces the thickness of the structure, reduces the weight of the bearing wall, realizes the smaller size, and improves the installation and operability.

【技术实现步骤摘要】
一种轴承与谐波一体化的超小型谐波减速器
本专利技术涉及一种谐波减速器，特别是一种轴承与谐波一体化的超小型谐波减速器。
技术介绍
谐波减速器具有传动效率高、体积小、重量轻、传动平稳、噪音小等特点，广泛应用于机器人领域，特别是在协作形机械臂、服务机器人等得到了广泛的应用。随着机器人技术的发展，对谐波的尺寸要求越来越严格。传统的谐波减速器分为三大件：波发生器、柔轮和钢轮，为了满足谐波对轴向力、径向力、弯矩的要求，多采用交叉滚子轴承来连接柔轮和钢轮。如绿的谐波LCD系列，采用杯状柔轮的形式，将柔轮的输出部分连接交叉滚针轴承外环，然后将钢轮连接到交叉滚子轴承的内圈，最终实现柔轮外齿与钢轮内齿的配合，形成一种谐波减速器的方案，同样其余帽状柔轮均为此连接原理，同时为了避免应力集中，在柔轮齿和安装盘的过渡连接上采用了薄壁结构。如上所述，谐波减速器的直径最终被交叉滚子轴承限定，大于实际谐波原理上需求的直径。同时由于独立交叉滚子轴承的使用需要其它的中间连接形式，如连接法兰、紧固螺钉等，导致减速器制造难度大、体积和重量大等特点。
技术实现思路
本专利技术根据机器人关节应用现状，针对现有谐波减速器的设计缺点，采用筒状柔轮形式，并通过将输入钢轮、输出钢轮和交叉滚子轴承进行一体化设计，提出一种轴承与谐波一体化的超小型谐波减速器，具有小体积、重量轻、精度高、安装便利的特点。本专利技术提出的一种轴承与谐波一体化的超小型谐波减速器，包括：钢轮a、钢轮b、柔轮、凸轮、柔性轴承、滚子、滚子挡块、轴承挡圈和安装螺钉。钢轮a和滚子挡块通过安装螺钉连接在一起，组成输入钢轮或输出钢轮，相应的，钢轮b作为输出钢轮或输入钢轮。钢轮a的内环有直径较大和较小两部分，在直径较大内壁上加工有V形环槽，与钢轮b外壁加工的V形环槽配合形成矩形环槽。钢轮a和钢轮b分别通过内齿与柔轮的外齿相啮合。柔轮、柔性轴承和凸轮按序套装。轴承挡圈安装在凸轮上，用于对柔性轴承轴向限位。钢轮a上加工有扇形凹槽，扇形凹槽与钢轮a内径上的V形环槽相连通，滚子通过扇形凹槽被装进所述的矩形环槽内；在将滚子安装完成后，通过安装螺钉将滚子挡块安装在钢轮a上的扇形凹槽中。所述的钢轮a作为轴承外圈，钢轮b作为轴承内圈，与滚子一起形成轴承与钢轮一体化结构。所述的超小型谐波减速器还包括密封圈a、密封圈b和密封圈c，在钢轮a两个端面和钢轮b的外端面均加工有环形凹槽，作为密封圈a、密封圈b和密封圈c的安装槽。所述的钢轮a和钢轮b，在其上端面和外环沿圆周上均布加工有螺纹孔，作为输入钢轮和输出钢轮的安装孔，可根据实际使用需求选择端面安装或径向安装方式。所述的钢轮a和钢轮b，在柔轮齿数固定的情况下，通过改变钢轮a和钢轮b的内齿齿数比，实现谐波减速器减速比调节功能。所述的柔轮为筒状柔轮，通过调整柔轮的宽度改变谐波减速器输出的力矩。本专利技术的优点与积极效果在于：(1)本专利技术设计的谐波减速器将轴承与钢轮一体化设计，比传统设计减少结构件数量、降低结构厚度、减轻了轴承壁的重量，使得谐波重量更轻，结构更简单；(2)本专利技术设计的谐波减速器的直径为钢轮的直径，比市场上同参数谐波减速器形式减小了一个轴承环的宽度，并且超小型谐波减速器结构更加简单、实现的尺寸可以更小；(3)本专利技术将轴承与钢轮一体化设计，增加柔轮与钢轮的啮合宽度，比同类产品在相同尺寸下有更高的承载能力；(4)本专利技术在常规的端面安装形式基础上增加了径向安装方式，提高安装性和操作性，适用更多的应用场景；(5)本专利技术采用筒状柔轮形式，在同样承载条件下，减小了谐波减速器尺寸；(6)本专利技术在柔轮齿数固定的情况下，通过改变钢轮a和钢轮b的内齿齿数比，实现谐波减速器减速比调节功能，可以达到比市场上同参数谐波减速器更高的减速比；(7)本专利技术在外形尺寸基本不变的情况下，可以通过调节啮合的内外齿的齿宽达到不同的扭矩输出。附图说明图1是本专利技术的一种轴承与谐波一体化设计的超小型谐波减速器正视图；图2是本专利技术的一种轴承与谐波一体化设计的超小型谐波减速器后视图；图3是本专利技术的一种轴承与谐波一体化设计的超小型谐波减速器剖面图；图4是本专利技术的谐波减速器中钢轮a的结构示意图；图5是本专利技术的谐波减速器中钢轮b的结构示意图；图中：1-钢轮a；2-钢轮b；3-柔轮；4-凸轮；5-柔性轴承；6-滚子；7-滚子挡块；8-轴承挡圈；9-安装螺钉；10-密封圈a；11-密封圈b；12-密封圈c。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。如图1～图3所示，本专利技术提供的一种轴承与谐波一体化设计的超小型谐波减速器，包括钢轮a1、钢轮b2、柔轮3、凸轮4、柔性轴承5、滚子6、滚子挡块7、轴承挡圈8和安装螺钉9。此外，本专利技术的谐波减速器还包括密封圈a10、密封圈b11和密封圈c12。钢轮a1和滚子挡块7通过安装螺钉9连接在一起，组成输入钢轮或输出钢轮，相应的，钢轮b2作为输出钢轮或输入钢轮。钢轮a1的内环有直径较大和较小两部分，在直径较大内壁上加工有V形环槽，与钢轮b2外壁加工的V形环槽配合形成矩形环槽，滚子6安装在矩形环槽中。钢轮a1和钢轮b2分别通过内齿与柔轮3的外齿相啮合，动力通过凸轮4输入，带动柔性轴承5转动变形，柔轮3发生相应变形，柔轮3与钢轮a1和钢轮b2相啮合，实现动力的传递。在钢轮a1或钢轮b2固定时，在滚子6配合下，动力通过钢轮b2或钢轮a1完成输出。钢轮a1为金属材料加工成的环形回转体结构，如图4所示。图4中左侧为正视图，右侧为A-A剖视图。钢轮a1的内环有直径较大和较小两部分，内环中直径较小内壁加工有内齿，通过内齿与柔轮3外齿啮合实现动力的传动，直径较大内壁加工有V形环槽，与钢轮b2的V形环槽配合形成矩形环槽，提供滚子6安装空间和限位结构。钢轮a1上加工有扇形凹槽，扇形凹槽与钢轮a1内径上的V形环槽相连通，滚子7通过扇形凹槽被装进所述的矩形环槽内。扇形凹槽内加工有螺纹孔，可通过安装螺钉9将滚子挡块7和钢轮a1固定连接。钢轮b2为金属材料加工成的环形回转体结构，内壁加工有内齿，通过内齿和柔轮3外齿啮合实现动力的传动。如图5所示，左侧为钢轮b2的正视图，右侧为A-A剖视图。钢轮b2的内环加工有柔轮环形限位凸台，实现柔轮3的轴向限位。钢轮b2外壁加工有环形V槽，用于滚子6的安装空间和限位。钢轮a1和钢轮b2，在其上端面和外环沿圆周上均布加工有螺纹孔，作为输入钢轮和输出钢轮的安装孔，可根据实际使用需求选择端面安装或径向安装方式，在实际使用时通过标准螺钉实现谐波减速器的固定安装。在钢轮a1两个端面和钢轮b2的外端面均加工有环形凹槽，作为密封圈a10、密封圈b11和密封圈c12的安装槽。钢轮a1和钢轮b2之间通过滚子6实现连接。将钢轮a1作为滚子轴承的外圈，钢轮b2作为内圈，于是两个钢轮和滚子6形成了滚子轴承和钢轮一体化结构。相对于现有的采用交叉滚子轴承来连接柔轮和钢轮的结构，本专利技术通过滚子轴承内圈和外圈直接作为钢轮使用，实现保证性能要求情况下简化了结构，减小了直径和厚度。同时，通过钢轮a1和钢轮b2加工内齿与柔轮啮合，增加了承载能力。钢轮a1和钢轮b2的内齿与柔轮3外齿接触的高度相同，保证本专利技术的输出扭矩。柔轮3为金属材料加工成的环形回转薄壁结构，外壁加工有外齿，柔轮3外齿与钢轮a1和钢轮b2内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴承与谐波一体化的超小型谐波减速器，其特征在于，包括：钢轮a、钢轮b、柔轮、凸轮、柔性轴承、滚子、滚子挡块、轴承挡圈和安装螺钉；钢轮a和滚子挡块通过安装螺钉连接在一起，组成输入钢轮或输出钢轮，相应的，钢轮b作为输出钢轮或输入钢轮；钢轮a的内环有直径较大和较小两部分，在直径较大内壁上加工有V形环槽，与钢轮b外壁加工的V形环槽配合形成矩形环槽；钢轮a和钢轮b分别通过内齿与柔轮的外齿相啮合；柔轮、柔性轴承和凸轮按序套装，轴承挡圈安装在凸轮上，用于对柔性轴承轴向限位；钢轮a上加工有扇形凹槽，扇形凹槽与钢轮a内径上的V形环槽相连通，滚子通过扇形凹槽被装进所述的矩形环槽内；在将滚子安装完成后，通过安装螺钉将滚子挡块安装在钢轮a上的扇形凹槽中；所述的钢轮a作为轴承外圈，钢轮b作为轴承内圈，与滚子一起形成轴承与钢轮一体化结构。

【技术特征摘要】
1.一种轴承与谐波一体化的超小型谐波减速器，其特征在于，包括：钢轮a、钢轮b、柔轮、凸轮、柔性轴承、滚子、滚子挡块、轴承挡圈和安装螺钉；钢轮a和滚子挡块通过安装螺钉连接在一起，组成输入钢轮或输出钢轮，相应的，钢轮b作为输出钢轮或输入钢轮；钢轮a的内环有直径较大和较小两部分，在直径较大内壁上加工有V形环槽，与钢轮b外壁加工的V形环槽配合形成矩形环槽；钢轮a和钢轮b分别通过内齿与柔轮的外齿相啮合；柔轮、柔性轴承和凸轮按序套装，轴承挡圈安装在凸轮上，用于对柔性轴承轴向限位；钢轮a上加工有扇形凹槽，扇形凹槽与钢轮a内径上的V形环槽相连通，滚子通过扇形凹槽被装进所述的矩形环槽内；在将滚子安装完成后，通过安装螺钉将滚子挡块安装在钢轮a上的扇形凹槽中；所述的钢轮a作为轴承外圈，钢轮b作为轴承内圈，与滚子一起形成轴承与钢轮一体化结构。2.根据权利要求1所述的超小型谐波...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑随兵，张旭龙，董芹鹏，
申请(专利权)人：睿尔曼智能科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11