一种凸轮式波发生器和谐波减速器制造技术

本发明专利技术公开了一种凸轮式波发生器和谐波减速器，包括凸轮，所述凸轮的廓线的极坐标方程式如下：在0≤ψ≤β‑β

【技术实现步骤摘要】
一种凸轮式波发生器和谐波减速器
本专利技术用于波发生器领域，特别是涉及一种凸轮式波发生器和谐波减速器。
技术介绍
谐波减速器主要由波发生器、柔轮与刚轮三大基本构件组成，是一种靠波发生器使柔轮产生可控的弹性变形波，通过与刚轮的相互作用，实现运动和动力传递的传动装置。波发生器是使柔轮产生连续变形波的构件，其形式及几何参数，不仅决定了谐波齿轮传动原始曲线的形状，而且对传动的啮合性能和柔轮强度有重要影响。根据结构的不同，波发生器可分为凸轮式、滚轮式、圆盘式等不同类型的波发生器。凸轮式波发生器可使柔轮和刚轮的啮合达到理想状态，运转平稳、精度高、效率也较高；而且由于柔轮内的应力分布状态得到改善，承载能力高，因而适用于对传动精度要求较高的传动。目前，谐波减速器主要采用凸轮式波发生器。凸轮式波发生器是由一个按柔轮变形波运动规律设计、制作的凸轮，在其外面套装一个可在变形状态下工作的柔性轴承而构成。凸轮的变形形状和变形量直接决定着柔轮的变形形状和变形量，对整个谐波减速器的工作能力至关重要，因此，凸轮廓线的设计是凸轮式波发生器设计的主要内容。另外，凸轮式波发生器还可按变形波数不同，可分为：单波凸轮式波发生器、双波凸轮式波发生器、三波凸轮式波发生器、多波凸轮式波发生器，等不同类型。目前，应用最广泛的是双波凸轮式波发生器，其凸轮廓线的类型比较多，也比较成熟。但是，随着三波谐波减速器在振动性能等方面的优越表现，其需求越来越大。三波谐波减速器中普遍采用的都是三波凸轮式波发生器，相应地，三波凸轮式波发生器的应用也变得越来越多。现有技术中的三波凸轮式波发生器，其柔轮和柔性轴承的变形应力、整机承载能力、整机效率和传动精度寿命均有待提升。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种凸轮式波发生器和谐波减速器，有利于改善柔性轴承受力情况与变形应力，提升齿轮之间的啮合质量，延长传动精度寿命。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：第一方面，一种凸轮式波发生器，包括凸轮，所述凸轮的廓线的极坐标方程式如下：在0≤ψ≤β-β1区间，r(θ)＝r0+[ω0*m/(A-4/π)][Acos(3θ/2)+(3θ/2)sin(3β/2)sin(3θ/2)-4/π]；在β-β1≤ψ≤β区间，r(θ)＝r0+[ω0*m/(A-4/π)][Acos(3θ/2)+(3θ/2)sin(3β/2)sin(3θ/2)-4/π]-0.5Δ{1+cos[π(ψ-β)/β1]}；在β≤ψ≤β+β2区间，r(θ)＝r0+[ω0*m/(A-4/π)][Bsin(3θ/2)+(π/2-3θ/2)cos(3β/2)cos(3θ/2)-4/π]-0.5Δ{1+cos[π(ψ-β)/β2]}；在β+β2≤ψ≤π/3区间,r(θ)＝r0+[ω0*m/(A-4/π)][Bsin(3θ/2)+(π/2-3θ/2)cos(3β/2)cos(3θ/2)-4/π]；在π/3≤ψ≤2π/3区间,r(θ)＝r(2π/3-θ)；在2π/3≤ψ≤2π区间,r(θ)＝r(θ-2π/3)；其中，A＝sin(3β/2)+(π/2-3β/2)cos(3β/2)；B＝cos(3β/2)+(3β/2)sin(3β/2)；r0为柔性轴承的内圈半径；ω0*为最大径向变形量系数；m为柔轮的模数；β为形状主参数；Δ为局部形状调整参数一；β1为局部形状调整参数二；β2为局部形状调整参数三。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，当柔轮的齿数Z＜200时，ω0*为0.7～0.9，β为10°～14°，Δ为(0.02～0.05)ω0*m，β1为5°～10°，β2为5°～30°。结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，当柔轮的齿数200≤Z＜330时，ω0*为0.9～1.2，β为14°～17°，Δ为(0.02～0.05)ω0*m，β1为5°～10°，β2为5°～30°。结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，当柔轮的齿数330≤Z时，ω0*为1.0～1.3，β为17°～20°，Δ为(0.02～0.05)ω0*m，β1为5°～10°，β2为5°～30°。第二方面，一种谐波减速器，包括第一方面中任一实现方式所述的凸轮式波发生器。上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：与现有技术相比，采用本专利技术凸轮廓线的谐波减速器，其柔轮和柔性轴承的变形应力降低5％以上；整机承载能力提升5％～10％；在额定工况下，整机效率提升2％～5％。同时，与现有技术相比，采用本专利技术凸轮廓线的谐波减速器，在相同工况下，整机传动精度寿命有明显优势。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术谐波减速器的一个实施例结构示意图；图2是专利技术凸轮的一个实施例结构示意图；图3是本专利技术与现有技术传动精度寿命对比图。具体实施方式本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。本专利技术中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本专利技术的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本专利技术的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。本专利技术中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。参见图1，本专利技术的实施例提供了一种谐波减速器，包括谐波齿轮和凸轮式波发生器30，谐波齿轮包括刚轮10与柔轮20，凸轮式波发生器包括凸轮31和柔性轴承32，其工作原理是靠凸轮式波发生器30使柔轮20产生可控的弹性变形波，通过与刚轮10的相互作用，实现运动及动力传递。结合图1、图2，凸轮采用三波凸轮，凸轮的廓线的极坐标方程式如下：在0≤ψ≤β-β1区间，r(θ)＝r0+[ω0*m/(A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凸轮式波发生器，包括凸轮，其特征在于，所述凸轮的廓线的极坐标方程式如下：/n在0≤ψ≤β-β

【技术特征摘要】
1.一种凸轮式波发生器，包括凸轮，其特征在于，所述凸轮的廓线的极坐标方程式如下：
在0≤ψ≤β-β1区间，r(θ)＝r0+[ω0*m/(A-4/π)][Acos(3θ/2)+(3θ/2)sin(3β/2)sin(3θ/2)-4/π]；
在β-β1≤ψ≤β区间，r(θ)＝r0+[ω0*m/(A-4/π)][Acos(3θ/2)+(3θ/2)sin(3β/2)sin(3θ/2)-4/π]-0.5Δ{1+cos[π(ψ-β)/β1]}；
在β≤ψ≤β+β2区间，r(θ)＝r0+[ω0*m/(A-4/π)][Bsin(3θ/2)+(π/2-3θ/2)cos(3β/2)cos(3θ/2)-4/π]-0.5Δ{1+cos[π(ψ-β)/β2]}；
在β+β2≤ψ≤π/3区间,r(θ)＝r0+[ω0*m/(A-4/π)][Bsin(3θ/2)+(π/2-3θ/2)cos(3β/2)cos(3θ/2)-4/π]；
在π/3≤ψ≤2π/3区间,r(θ)＝r(2π/3-θ)；
在2π/3≤ψ≤2π区间,r(θ)＝r(θ-2π/3)；
其中，A＝sin(3β/2)+(π/2-3β/2...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄剑毅，赵凯，韩守磊，汤秀清，
申请(专利权)人：广州市昊志机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44