一种双传动比谐波齿轮减速器制造技术

本发明专利技术公开了一种双传动比谐波齿轮减速器，包括机箱、设置在机箱内的单级齿轮传动机构、谐波齿轮传动机构、输出轴；单级齿轮传动机构包括输入轴、相啮合的第一传动齿轮和第二传动齿轮；第一传动齿轮与输入轴相连；第二传动齿轮与输出轴相连；谐波齿轮传动机构包括端盖、波发生器、柔轮、刚轮、柔性轴承、交叉滚子轴承；输出轴两端分别承撑在机箱和交叉滚子轴承内；波发生器与输出轴固连；柔性轴承内圈与波发生器过渡配合；柔轮的一端内圈与柔性轴承外圈配合，另一端与交叉滚子轴承内圈固连；刚轮与交叉滚子轴承外圈固连，且与机箱固连；端盖与交叉滚子轴承内圈固连；输出轴穿过端盖通孔，端盖可支撑轴承进行限位；本发明专利技术传动比范围大，可同轴线反向输出。

【技术实现步骤摘要】
一种双传动比谐波齿轮减速器
本专利技术属于机械传动领域，特别是一种双传动比谐波齿轮减速器。
技术介绍
谐波齿轮传动技术是美国科学家C.W.Musser于1955年专利技术的，该传动是一种依靠弹性变形运动来达到传动目的的新型传动。具有结构简单、重量轻、传动比范围大、传动精度高、承载能力大、齿隙小、甚至可达到无侧隙传动、同时啮合齿数多和可实现向密闭空间传递运动及动力等许多优点。谐波齿轮传动被广泛的应用于自动控制、机电一体化、数控设备、航空航天和机器人等领域。单级齿轮传动是依靠一对齿轮啮合来传递动力，这种传动的特点是工作可靠，传动效率高，维护方便，运转平稳，齿形易加工，环境适应性好，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置，在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。但是，谐波齿轮传动的输入轴与输出轴是同轴的，在输入轴一侧轴向结构较为复杂的机构中难以适用。单级齿轮传动的传动比上限值小，为增大传动比，如果采用多级齿轮传动时，需增大减速器体积，增加重量，效率降低且结构复杂，应用范围减小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双传动比谐波齿轮减速器，以解决谐波齿轮传动的输入轴与输出轴同轴的问题，以及单级齿轮传动为获得大传动比时体积和重量增大、结构复杂、效率降低、装配困难的问题。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种双传动比谐波齿轮减速器，包括机箱、设置在机箱内的单级齿轮传动机构、谐波齿轮传动机构、输出轴；所述单级齿轮传动机构包括输入轴、第一传动齿轮、第二传动齿轮；所述输入轴两端通过轴承支撑在机箱内；所述第一传动齿轮与输入轴相连；所述第二传动齿轮与输出轴相连；所述第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合；所述第一传动齿轮的齿数小于第二传动齿轮的齿数；所述谐波齿轮传动机构包括端盖、波发生器、柔轮、刚轮、柔性轴承、交叉滚子轴承；所述输出轴一端通过轴承撑在机箱内，另一端通过轴承支撑在交叉滚子轴承内；所述波发生器与输出轴固连；所述柔性轴承内圈与波发生器过渡配合；所述柔轮为杯形柔轮，柔轮的一端内圈与柔性轴承外圈间隙配合；所述柔轮的另一端与交叉滚子轴承内圈固连；所述刚轮与交叉滚子轴承外圈固连；所述刚轮与机箱固连；所述端盖与交叉滚子轴承内圈固连，中间设有通孔；所述输出轴穿过端盖通孔，端盖同时可对支撑轴承进行轴向限位。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：(1)本专利技术的双传动比谐波齿轮减速器，传动比范围较大，最高可达数千；(2)本专利技术的双传动比谐波齿轮减速器，具有高低两种传功比输出，并且两种传动比可同轴线相反方向输出，以驱动不同部件运动；(3)本专利技术的双传动比谐波齿轮减速器，输入轴在一侧，输出轴在另一侧的非输入轴轴线上，可适用于输入轴一侧轴向结构较为复杂的机构，应用范围更加广泛。(4)本专利技术的双传动比谐波齿轮减速器，整机结构紧凑、简单，拆卸方便，工作耐久。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术双传动比谐波齿轮减速器的整体结构示意图。图2为本专利技术双传动比谐波齿轮减速器的凸轮波发生器的连接示意图。图3为本专利技术双传动比谐波齿轮减速器的谐波齿轮传动机构的运动简图。具体实施方式为了说明本专利技术的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的介绍。结合图1，本专利技术的目的在于提供一种双传动比谐波齿轮减速器，包括机箱5、设置在机箱5内的单级齿轮传动机构、谐波齿轮传动机构、输出轴9；所述单级齿轮传动机构包括输入轴7、第一传动齿轮6、第二传动齿轮8；所述输入轴7两端通过轴承支撑在机箱5内；所述第一传动齿轮6与输入轴7相连；所述第二传动齿轮8与输出轴9相连；所述第一传动齿轮6与第二传动齿轮8啮合；所述第一传动齿轮6的齿数Z6、第二传动齿轮8的齿数Z8，二者关系为Z8>Z6。所述谐波齿轮传动机构包括端盖2、波发生器10、柔轮3、刚轮4、柔性轴承11、交叉滚子轴承1；所述输出轴9一端通过轴承撑在机箱5内，另一端通过轴承支撑在交叉滚子轴承1内；所述波发生器10与输出轴9固连；所述柔性轴承11内圈与波发生器10过渡配合；所述柔轮3为杯形柔轮，柔轮3的一端内圈与柔性轴承11外圈间隙配合；所述柔轮3的另一端与交叉滚子轴承1内圈固连；所述刚轮4与交叉滚子轴承1外圈固连，且所述刚轮4与机箱5固连；所述端盖2与交叉滚子轴承1内圈固连，中间设有通孔；所述输出轴9穿过端盖2通孔，端盖2同时可对支撑轴承进行轴向限位。优选的，结合图2，所述波发生器10采用椭圆凸轮波发生器，包括凸轮101、轴套102、十字滑块联轴器103；所述轴套102与输出轴9固连；所述凸轮101通过十字滑块联轴器103与轴套102相连；所述凸轮101外圆与柔性轴承11内圈间隙配合。在另外一些实施方式中，所述波发生器10也可采用四滚轮波发生器或双圆盘发生器。优选的，所述单级齿轮传动机构的输入轴7在机箱5一侧，输出轴9在机箱5另一侧的非输入轴轴线上，便于谐波齿轮传动机构的安装。优选的，所述柔轮3、刚轮4均采用双圆弧直齿圆柱齿轮，相比渐开线圆柱齿轮，齿轮啮合时有更大的啮合区域，提高了承载能力和传动刚度。传统的单级齿轮传动机构的减速器，传动比i1为：式中z6为第一传动齿轮6的齿数，z8为第二传动齿轮8的齿数。结合图3，本专利技术的双传动比谐波齿轮减速器，传动比i2为：式中z3为柔轮3的齿数，z4为刚轮4的齿数。本专利技术可实现两种传动比的输出，即通过输出轴9实现传动比i1的输出，进行第一级传动比减速，保证原有的单级减速器的减速作用；交叉滚子轴承1内圈与驱动对象相连，可实现传动比i2的输出，进行第二级传动比减速，提供新的减速比传动。单级齿轮传动机构的传动比范围为1-8，谐波齿轮传动机构的单级传动比可达300，根据传动比计算公式，本专利技术所述的双传动比谐波齿轮减速器的第二级传动比可达数千，大大增加了单级齿轮传动机构的传动比。工作时，输入轴7通过单级减速器带动输出轴9转动，实现第一级减速输出，获得一组传动比；同时，输出轴9驱动谐波减速器带动交叉滚子轴承1内圈转动，交叉滚子轴承内圈1可与输出法兰连接实现第二级减速输出，获得另一组传动比。本专利技术充分利用谐波齿轮传动机构和单级齿轮传动机构的优点，其输入轴与输出轴非同轴，传动比可变范围大，且两种传动比可以同轴线输出，结构紧凑，设计较大传动比时也不会使体积过分增大，结构简单，拆装方便，有效避免了谐波齿轮传动输入轴与输出轴同轴时适用性降低以及齿轮传动多级传动体积和重量大、传动效率降低及结构复杂的缺点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双传动比谐波齿轮减速器，其特征在于，包括机箱(5)、设置在机箱(5)内的单级齿轮传动机构、谐波齿轮传动机构、输出轴(9)；所述单级齿轮传动机构包括输入轴(7)、第一传动齿轮(6)、第二传动齿轮(8)；所述输入轴(7)两端通过轴承支撑在机箱(5)内；所述第一传动齿轮(6)与输入轴(7)相连；所述第二传动齿轮(8)与输出轴(9)相连；所述第一传动齿轮(6)与第二传动齿轮(8)啮合；所述第一传动齿轮(6)的齿数小于第二传动齿轮(8)的齿数；所述谐波齿轮传动机构包括端盖(2)、波发生器(10)、柔轮(3)、刚轮(4)、柔性轴承(11)、交叉滚子轴承(1)；所述输出轴(9)一端通过轴承撑在机箱(5)内，另一端通过轴承支撑在交叉滚子轴承(1)内；所述波发生器(10)与输出轴(9)固连；所述柔性轴承(11)内圈与波发生器(10)过渡配合；所述柔轮(3)为杯形柔轮，柔轮(3)的一端内圈与柔性轴承(11)外圈间隙配合；所述柔轮(3)的另一端与交叉滚子轴承(1)内圈固连；所述刚轮(4)与交叉滚子轴承(1)外圈固连，且所述刚轮(4)与机箱(5)固连；所述端盖(2)与交叉滚子轴承(1)内圈固连，中间设有通孔；所述输出轴(9)穿过端盖(2)通孔。...

【技术特征摘要】
1.一种双传动比谐波齿轮减速器，其特征在于，包括机箱(5)、设置在机箱(5)内的单级齿轮传动机构、谐波齿轮传动机构、输出轴(9)；所述单级齿轮传动机构包括输入轴(7)、第一传动齿轮(6)、第二传动齿轮(8)；所述输入轴(7)两端通过轴承支撑在机箱(5)内；所述第一传动齿轮(6)与输入轴(7)相连；所述第二传动齿轮(8)与输出轴(9)相连；所述第一传动齿轮(6)与第二传动齿轮(8)啮合；所述第一传动齿轮(6)的齿数小于第二传动齿轮(8)的齿数；所述谐波齿轮传动机构包括端盖(2)、波发生器(10)、柔轮(3)、刚轮(4)、柔性轴承(11)、交叉滚子轴承(1)；所述输出轴(9)一端通过轴承撑在机箱(5)内，另一端通过轴承支撑在交叉滚子轴承(1)内；所述波发生器(10)与输出轴(9)固连；所述柔性轴承(11)内圈与波发生器(10)过渡配合；所述柔轮(3)为杯形柔轮，柔轮(3)的一端内圈与柔性轴承(11)外圈间隙配合；所述柔轮(3)的另一端与交叉滚子轴承(1)内圈固连；所述刚轮(4)与交叉滚子轴承(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：范元勋，余金宝，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32