减速齿轮系统技术方案

减速齿轮系统，它包括一具有基本为圆柱形的支承表面（２）的支承环（１）和具有外周向表面（７）的可径向变形的滚动套筒（５），该周向表面（７）有比支承表面（２）短的周向长度，其中，外周向表面（７）的一个或更多的周向段借助位于驱动芯（２０）的包络圆上的一个或更多的部分连续交替地与支承环（１）的支承表面（２）保持基本无滑动的接合，该驱动芯设置成在滚动套筒（５）之间旋转并用一驱动轴（１４）转动，其特征为，包络圆（２０）有一比基本为圆柱形的滚动套筒（５）少得多的直径（Ｄｈ），以及滚动套筒（５）用多个基本沿径向延伸的传动元件（３２，３３）支承在驱动芯（２０，２０／１）上，该传动元件全部有同样的长度。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及按照本专利技术的权利要求1的前序部分所述的减速齿轮系统。这类机构在
中以术语“谐波传动系统”著称(Dubbel，机械工程手册，15版，1069页；Harmonic Drive System有限公司，63225,Langen/Hessen，公司刊物)。此机构主要包括三个基本部件，即a)所谓的波发生器，它是实际的驱动部件。它包括一椭圆形的芯部，在其上装有球轴承并还装有输入轴；b)所谓的柔性花键，它基本上是一圆柱形的但是可以沿径向变形的钢套筒(滚动套筒)，它具有外面的齿，其中布置有用于旋转的椭圆形芯，以及c)所谓的圆花键。这部分是一个在里面带齿的固定的支承环，其齿始终与可按椭圆变形的柔性花键即上述可以变形的钢套筒啮合。就此而论，里面带齿的支承环有比柔性钢套筒大的齿数，柔性钢套筒的两个沿径向相对的周向段始终与固定的支承环的内齿啮合。由于椭圆形芯在柔性钢套筒中旋转的结果，使钢套筒的所有的齿都在每转中依次与固定的支承环的内齿啮合，其结果为，钢套筒由于有齿数差而产生旋转。采用具有非常紧凑的结构的机构，有可能得到相当大的减速比或速度降。不过，驱动部分和输出部分的旋转方向是相反的。用于计算各自的齿数比的公式为i=Z2Z1-Z2]]>其中，Z1为柔性钢套筒的齿数，Z2为固定的在里面带齿的支承环的齿数。根据从这种谐波传动机构的制造商得到的信息，齿数比可能从1∶72至1∶320。这类机构主要用在特殊用途的机器和工业机器人中。在这种谐波传动机构的已知设计中(EP 0514829A2)，可径向变形的钢套筒被设计成釜形并在沿轴向与其外齿相隔一段距离处设有稳定的端壁。钢套筒的薄的基本为圆柱形的壁是可弹性地变形的，以致它一方面能适应端壁的圆柱形形状，而另一方面又能弹性地适应机构的芯即所谓的波发器的旋转的椭圆形周围。在这种机构的其它设计中，作为柔性钢套筒即柔性花键和导波之间的传动元件(DE 3906053C2和EP 0309197B2)在每种情况下都设置一包含内齿的第二带齿的环，而且它相对于第一固定的里面带齿的支承环共轴线地布置，它同时至少基本具有与固定的支承环相同的内径，但是具有与固定的支承环不同的齿数。就此而论，柔性钢套筒的齿同时与固定的支承环和旋转的带齿的环啮合，也就是说，以这样一种方式啮合，即柔性钢套筒的旋转被直接传至旋转的带齿的环上，而且以1∶1的速比传递，这是因为，旋转的带齿的环有与柔性钢套筒相同的齿数，该套筒在椭圆形驱动芯旋转时自然在固定的支承环的齿圈中滚动。钢套筒此后将称为滚动套筒。在原理上，使普通的减速齿轮系统起作用的方法在于，不同长度的周向表面彼此无滑动地滚过，其结果为，在滚动时，较短的周向表面按长度差旋转。由于这些已知机构的所有单独的部分都是用钢或类似的材料制造的，而机构通常都装备有可径向有弹性的即可变形的球轴承，该轴承布置在椭圆形的驱动芯的周向表面与柔性的滚动套筒之间，这些机构需要相当高的制造费用，特别是因为，高的精加工精度是无故障运行的前决条件。本专利技术所根据的目的为设计一种在开始时所提到的那种减速齿轮系统，以使能更简单而更经济地制造它的各个部件，然而特别是具有小的尺寸，同时能非常快速地特别是自动地装配，从而使之能得到高的效率、无间隙啮合和较大的齿数比或减速比，同时使摩擦损耗为最小。此目的可用具有权利要求1的特征的减速齿轮系统得到满足。其它改进在从属权利要求中提出。与已知的普通类型的机构相比，按照本专利技术的设计不仅提供非常经济的生产措施而且还提供非常广的设计变化范围，特别是非常小而紧凑的结构。还可能采用相当简单的措施达到旋转运动的传递精度。这是由于这样一个事实，即在按照本专利技术的设计中，在任何情况下都不需要在滚动套筒与驱动芯或包围后者的支承轮毂之间有滚子轴承或球轴承。另一个重要的优点为，机构是自锁的，这意味着，不管转矩的大小如何，作用在滚动套筒上的转矩都不可能使驱动轴朝前或朝后转。与此同时，这还意味着，当机构是空转时或驱动不起作用时，由于滚动套筒的作用而处于传动关系的传动轴在每种的情况下都采取一精确地规定的角度位置，而且只能靠驱动即靠驱动芯的相应的旋转才可能沿一个方向或另一个方向改变此角度位置。已知的普通型的机构不包括自锁特征。有利的是，传动元件靠它能沿径向变形的驱动芯包括一个零件。不过，在本专利技术的范围内，传动芯包括多个零件。此处，关键的事实是，多零件驱动芯还能使柔性滚动套筒的外周向表面的一个或更多的周向段能连续交替地与支承环的支承表面啮合。为了减少传动元件与驱动芯之间的摩擦，按照权利要求6的设计是有利的。通过按照权利要求7的设计，有可能得到非常好或最佳的力和转矩的比例，和提供很大的齿数比或减速比。采用如权利要求8的设计，就有可能不仅保证非常高的功能可靠度，而且在操作时磨损很少，特别是非常精确。在权利要求9中提出了一种特别经济的实施例，而按照权利要求10和/或权利要求11的设计则保证最小的摩擦损耗，从而保证高的效率。虽然按照权利要求12、13和14的设计是已经在已知的普通型机构中提供的那种，但是也可能有利地将这种设计用在按照本专利技术的实施例中。按照权利要求15的设计提供一种用于在一定范围内选择任意齿数比的措施，这是因为，在摩擦接合中，周节的值为零，而所得到的齿数比或减速比则只由彼此滚离的摩擦表面的周长的长度差决定。因此，有可能选择减速比，使与之有关的分母不是整数，而是它可以包括一十进位的分数。自然也可以做出非常小或细的周节，以代替纯摩擦接合，在精确的等角驱动传动不是一个决定性的因素的情况下，也可能提供不规则的齿形例如波纹形、滚花形或其类似物。在这方面，在权利要求16中提供了一种有利的设计，其有利之处在于，此设计保证有可能等角地而且无损耗地传递滚动套筒的旋转运动。在权利要求17中提出了一种非常有利的设计。其结果为，有可能保证还非常经济而且以有效的直接方式建立滚动套筒与传动轴之间的连接。在权利要求18中提出了与上面不同的方案。由于此设计的结果，有可能用附加的齿轮零件得到进一步的减速比。虽然按照权利要求19的设计在原理上是在普通型的原有技术的机构中已知的，但是按照权利要求20的设计则提供一另一种方案，它打开了使用附加的齿数比的其它可能性。按照权利要求21的设计对于按照本专利技术的减速齿轮系统的实施例是有利的，该实施例就性能而言更为苛求，因为对于设计成顶杆的传动元件，有可能用不同的材料制造，该材料有比整个塑料部分的幅条高的承载能力。因此，有可能从驱动芯将较大的径向力传至滚动套筒上，这是有利的而且有重大的功能上的意义，特别是在非常细的齿或不规则的齿的情况下或用摩擦传递力时。按照权利要求22和23的设计已经证明在此方面是最合适的。权利要求24和25涉及两种有利的设计方案，就传动元件的导向笼的形状与结构而言，它被设计成顶杆。采用按照权利要求26和27的设计，提供了一种简单的用于补偿制造公差的生产措施，以便得到滚动套筒与支承环之间的齿的无隙啮合。对于某些用途，特别是涉及传动轴上的高转矩的应力，提供按照权利要求28的设计，以代替包括两个径向相对地设置的偏心凸轮或突起的椭圆驱动芯而用于下列情况，可能是有利的和合适的，在该情况的每一个情况中，滚动套筒的三个周向段同时与支承环的内表面或内齿力锁或形锁啮合。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔穆特·伊恩，弗朗斯·劳登巴赫，
申请(专利权)人：IMS莫纳特舒纳有限公司，
类型：发明
国别省市：