一种新型双圆弧谐波齿形制造技术

本发明专利技术公开了一种新型双圆弧谐波齿形，包括互相啮合的柔轮外齿和钢轮内齿，所述柔轮外齿的齿形为圆弧形，所述钢轮内齿的齿形与柔轮外齿齿形共轭，所述柔轮外齿和钢轮内齿的模数为0.2697，压力角为21.75°，所述柔轮外齿的齿数为160，钢轮内齿的齿数162。本发明专利技术的双圆弧齿形区别于传统的渐开线齿形，双圆弧齿形用圆弧段来替代渐开线，再加上对齿顶也进行修正操作，使得整个齿廓更为流畅，齿的承受能力也更强。

A new type of double circular arc harmonic tooth profile

The invention discloses a new type of double circular arc harmonic tooth profile, which includes the external teeth of a flexible wheel and the internal teeth of a steel wheel intermeshed with each other. The tooth profile of the external teeth of the flexible wheel is circular arc. The tooth profile of the internal teeth of the steel wheel is conjugated with that of the external teeth of the flexible wheel. The modulus of the external teeth of the flexible wheel and the internal teeth of the steel wheel is 0.2697, and the pressure angle is 21.75 degrees. The number of teeth is 160, and the number of teeth in the steel wheel is 162. The double circular arc tooth profile of the invention is different from the traditional involute tooth profile. The double circular arc tooth profile replaces the involute with the circular arc segment, and the top of the tooth is modified to make the whole tooth profile more fluent and the tooth bearing capacity stronger.

【技术实现步骤摘要】
一种新型双圆弧谐波齿形
本专利技术涉及机械传动
，特别是涉及一种新型双圆弧谐波齿形。
技术介绍
谐波齿轮传动的传动精度高，传动比大，可在密闭空间和辐射条件下正常运行的优势，因此，谐波齿轮传动已广泛应用于许多领域，特别是在工业机器人领域，其主要传动任务均是由谐波齿轮来承担的。就谐波技术本身而言，研究成果比较突出的是渐开线谐波齿轮传动，虽然渐开线的设计方法能满足设计指标，但是基于渐开线的设计方法成本高，效率低，周期也比较长，因此使得谐波减速器技术的推广受到了制约。由于受到渐开线齿理论本身的制约，基于渐开线谐波齿轮传动理论与设计方法的研究，主要是以保证齿廓不发生齿干涉作为设计准则，即通过改变渐开线变位系数来控制齿侧间隙。而渐开线齿形或渐开线变形而来的齿形在啮合过程中齿侧和齿顶存在间隙，不能完全啮合，会加速齿轮磨损，导致传动精度低，降低承载能力。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种新型双圆弧谐波齿形。本专利技术为解决其问题所采用的技术方案是：一种新型双圆弧谐波齿形，包括互相啮合的柔轮外齿和钢轮内齿，所述柔轮外齿的齿形为圆弧形，所述钢轮内齿的齿形与柔轮外齿齿形共轭，所述柔轮外齿和钢轮内齿的模数为0.2697，压力角为21.75°，所述柔轮外齿的齿数为160，钢轮内齿的齿数162。进一步地，所述柔轮外齿的齿顶圆直径为43.338mm，齿根圆直径为42.619mm。进一步地，所述柔轮外齿和钢轮内齿的齿顶高偏差系数为0.008。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用的一种新型双圆弧谐波齿形，采用双圆弧齿形设计，与渐开线齿形相比，齿高相较于渐开线齿形降低了20％左右，而齿宽增加了10％左右。由于齿形降低了齿顶高，加宽了齿的宽度，使得可承载的力矩大大增加。同时双圆弧啮合的齿数多，啮合比特别大，最高达32％，实现了无间隙啮合，啮合平稳，传动精度高。而且，双圆弧齿形模数小，齿数多，传动比特别高，使得可传递的力矩大大提高。附图说明图1是本专利技术柔轮外齿的齿形示意图；图2是本专利技术钢轮内齿的齿形示意图；具体实施方式下面结合附图和实例对本专利技术作进一步说明。如图1－2所示，本专利技术提供一种新型双圆弧谐波齿形，包括杆体，包括互相啮合的柔轮外齿和钢轮内齿，柔轮外齿的齿形为圆弧形，钢轮内齿的齿形与柔轮外齿齿形共轭，柔轮外齿和钢轮内齿的模数为0.2697，压力角为21.75°，柔轮外齿的齿数为160，钢轮内齿的齿数162。双圆弧齿形区别于传统的渐开线齿形，双圆弧齿形用圆弧段来替代渐开线，再加上对齿顶也进行修正操作，使得整个齿廓更为流畅，齿的承受能力也更强。本实施例中，柔轮外齿的齿顶圆直径为43.338mm，齿根圆直径为42.619mm。柔轮外齿和钢轮内齿的齿顶高偏差系数为0.008。如图1所示，柔轮外齿齿形采用圆弧设计，左侧的圆弧AB以F1为圆心，半径为R1；切线BC为圆弧AB和圆弧CD的公共切线；圆弧CD以F2为圆心，半径为R2；过渡圆弧DE以F3为圆心，半径为R3；齿顶圆弧修正EF以F4为圆心，半径为R4；圆弧AB与圆弧CD通过切线BC光滑连接；齿顶采用修正圆弧EF设计，圆弧CD与齿顶修正圆弧EF通过过渡圆弧DE相切连接；右侧圆弧与左侧圆弧通过中心对称线对称。柔轮外齿齿形各段圆弧的半径具体数值，可以通过模数和半径系数相乘得到，如下表：如图2所示，钢轮内齿齿形采用与柔轮外齿齿形共轭的设计，以使得钢轮可与柔轮啮合传动，圆弧BC与圆弧DE通过公共切线CD光滑连接，齿顶采用修正圆弧FG设计，齿顶修正圆弧与圆弧DE通过过渡圆弧EF连接，齿根采用过渡圆弧AB；右侧圆弧与左侧圆弧通过中心对称线对称。钢轮内齿齿形各段圆弧的半径具体数值，同样可以通过模数和半径系数相乘得到，如下表：齿廓名称数值模数0.2697过渡圆弧AB半径系数0.44～0.46圆弧BC半径系数3.65～3.85圆弧DE半径系数0.75～0.85压力角21.75过渡圆弧EF半径系数0.4～0.6以往对于渐开线谐波齿轮传动的设计方法，主要是以通过改变渐开线变位系数来控制齿侧间隙，保证柔轮齿廓和刚轮不发生齿干涉为设计准则。按这样的设计方法设计的谐波齿轮传动，在空载情况下，柔轮与刚轮只有几对齿处于啮合状态。当加载后，柔轮受转矩作用，柔轮再次发生变形，让更多对齿产生啮合，同时柔轮不再保持波发生器作用下的椭圆形状。在实际应用中，渐开线谐波齿轮传动渐渐暴露出齿形的不合理性。在相同条件下，双圆弧齿廓柔轮齿根应力比渐开线齿廓柔轮齿根应力减少了25％左右，圆弧曲线谐波传动齿轮的精度更比渐开线谐波传动齿轮的精度提高了几个弧分，精度甚至可以达到秒级。圆弧曲线谐波传动齿轮应用在机器人上可明显提高机器人的回差精度，同时减小机器人工作时的噪音，提高机器人的工作效率。本专利技术齿形采用双圆弧齿形设计，与渐开线齿形相比，齿高相较于渐开线齿形降低了20％左右，而齿宽增加了10％左右。由于齿形降低了齿顶高，加宽了齿的宽度，使得可承载的力矩大大增加。同时双圆弧啮合的齿数多，啮合比特别大，最高达32％，实现了无间隙啮合，啮合平稳，传动精度高。而且，双圆弧齿形模数小，齿数多，传动比特别高，使得可传递的力矩大大提高。以上所述，只是本专利技术的较佳实施例而已，本专利技术并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本专利技术的技术效果，都应属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型双圆弧谐波齿形，其特征在于：包括互相啮合的柔轮外齿和钢轮内齿，所述柔轮外齿的齿形为圆弧形，所述钢轮内齿的齿形与柔轮外齿齿形共轭，所述柔轮外齿和钢轮内齿的模数为0.2697，压力角为21.75°，所述柔轮外齿的齿数为160，钢轮内齿的齿数162。

【技术特征摘要】
1.一种新型双圆弧谐波齿形，其特征在于：包括互相啮合的柔轮外齿和钢轮内齿，所述柔轮外齿的齿形为圆弧形，所述钢轮内齿的齿形与柔轮外齿齿形共轭，所述柔轮外齿和钢轮内齿的模数为0.2697，压力角为21.75°，所述柔轮外齿的齿数为160，钢轮内齿的齿数1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志强，戴幸平，全鑫，
申请(专利权)人：广东南大机器人有限公司，广东南方职业学院，
类型：发明
国别省市：广东,44