【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于谐波减速，具体涉及一种谐波减速机构、谐波减速器和机器人。
技术介绍
1、谐波齿轮传动是建立在柔性元件波动变形原理基础上的一种传动。谐波减速机主要由柔轮、刚轮和波发生器组成，它与一般齿轮传动相比，具有传动比大、体积小、重量轻、精度高、噪音小等优点。波发生器一般呈椭圆形，柔轮套设在波发生器上，柔轮在波发生器的作用下产生弹性变形，长轴端的柔轮齿与刚轮齿相互啮合，因柔轮齿数比刚轮齿数少，两轮之间产生相对转动，从而传递运动和动力。
2、柔轮的变形过程是一个基本对称的和谐波，不同的柔轮变形形状有不同的工作能力，评价各种方案的准则是承载能力、效率、寿命。研究工作者提出了按ω＝ω0cos2φ规律的变形形状、按椭圆的变形形状、由渐开线段构成的变形形状、由圆弧构成的变形形状、按集中力系作用下的变形形状等等，任何一种变形形状都能使用凸轮波发生器得到，凸轮波发生器按所取的柔轮变形形状设计。
3、凸轮式波发生器是由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的。凸轮的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。
4、谐波齿轮传动中，柔轮具有外齿，刚轮具有内齿。刚轮上的内齿有时也可称之为刚轮齿。柔轮上的外齿有时也可称之为柔轮齿。传动比由齿数决定，例如刚轮固定，柔轮输出的减速比为：irh＝-zr/(zg-zr)，其中，zg为刚轮的齿数，zr为柔轮的齿数。
5、按此公式，传动比与变形量无关。在保证轮齿啮合与轮齿无干涉的条件下，它可以是任意的。但
6、上述波发生器的最大变形量为ω0，柔轮的模数为m。如图2所示，当ω0＝m时，柔轮分度圆201与刚轮分度圆301相切，此时柔轮的轨迹具有尖峰形状(如图5所示)，啮合中心点在波发生器长轴，此处的啮入深度最大而轮齿的滑动最小，此时柔轮与刚轮的啮合质量最佳。如图3所示，当ω0＜m时，柔轮的运动轨迹具有钝化的形状(如图6所示)，柔轮和刚轮两者的分度圆不相接触，这样的方案，摩擦传动不可能工作，而齿轮传动则能工作，因为轮齿啮合还没有丧失。轮齿啮入深度减小，形成了啮合侧隙。此时啮合质量变坏，因为啮合中的滑动增大了，结果使效率降低，轮齿磨损增加。如图4所示，当ω0＞m时，柔轮的运动轨迹具有环形线状(如图7所示)，啮合中心点由波发生器长轴向波发生器旋转的相反方向移动，空载传动中，初始啮合在啮出弧上实现，滑动增加，结果也会使效率降低，轮齿磨损增加。
7、为了保证在不同的减速比下，柔轮与刚轮均具有较好的啮合质量，优选的，ω0＝m。但是当在小减速比下时，柔轮的模数m较大，此时如果仍选用ω0＝m，将会导致柔轮的最大变形量ω0也较大，如此会使柔轮上的应力较大，容易发生损坏。另外，当在大减速比下时，柔轮的模数m较小，柔轮本身的应力较小，此时如果仍选用ω0＝m，虽然柔轮具有较小的应力，但是柔轮的承载能力较低，无法与大减速比下的承载能力相匹配，使得柔轮容易过载发生损坏。
8、如此，如何保证在不同的减速比下，柔轮既具有较好的啮合质量，又不容易发生损坏成了本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
1、因此，本专利技术提供一种谐波减速机构、谐波减速器和机器人，主要所要解决的技术问题是：如何保证在不同的减速比下，柔轮既具有较好的啮合质量，又不容易发生损坏。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供一种谐波减速机构，其包括柔轮、刚轮和波发生器，所述柔轮套设在波发生器上，所述刚轮套设在柔轮上、且与柔轮啮合；所述谐波减速机构的减速比为i，波发生器的最大变形量为ω0，柔轮的模数为m；
3、其中，a*i+b≤ω0/m≤a*i+c，a∈[0.002,0.004]，b∈[0.6,0.7]，c∈[0.8,1]，ω0和m的单位均为毫米；
4、当ω0＜m时，所述柔轮与刚轮之间无侧隙啮合；当ω0＞m时，所述柔轮与刚轮之间无干涉啮合。
5、在一些实施方式中，当i＜80时，0.8≤ω0/m<0.9。
6、在一些实施方式中，当80≤i＜100时，0.9≤ω0/m<1.2。
7、在一些实施方式中，当100≤i＜120时，1.1≤ω0/m<1.2。
8、在一些实施方式中，当120≤i时，1.2≤ω0/m<1.3。
9、在一些实施方式中，当ω0＜m时，利用刀具负移距切削刚轮，对刚轮的轮齿形状进行调整，使所述柔轮与刚轮之间无侧隙啮合。
10、在一些实施方式中，当ω0＞m时，利用刀具正移距切削刚轮，对刚轮的轮齿形状进行调整，使所述柔轮与刚轮之间无干涉啮合。
11、本专利技术还提供一种谐波减速器，其可以包括上述中任一项所述的谐波减速机构。
12、本专利技术还提供一种机器人，其可以包括上述中所述的谐波减速器。
13、本专利技术提供的一种谐波减速机构、谐波减速器和机器人具有如下有益效果：
14、1、可以保证在不同的减速比下，柔轮既具有较好的啮合质量，又不容易发生损坏。
15、2、当谐波减速机构的减速比i较小比如小于80时，此时ω0＜m，由于波发生器的最大变形量ω0较小，使得柔轮上的应力较小，可以提升柔轮的使用寿命。并且此时通过使柔轮与刚轮之间无侧隙啮合，还可消除由于ω0＜m所带来的柔轮与刚轮之间的侧隙，如此使柔轮在小减速比下既具有较好的啮合质量，并且应力也较小，不容易发生损坏。
16、3、当谐波减速机构的减速比i较大比如大于100时，此时ω0＞m，由于在较大的减速比i下，因模数m较小，柔轮上的应力本身就较小，此时可适当增大柔轮的最大变形量ω0，使ω0＞m，柔轮上的应力因ω0增大会有些许增大，但此时柔轮上的整体应力仍处于较低水平，并且因ω0的增大可增大柔轮的承载能力，防止柔轮在大传动比下因承载能力过大而发生损坏。其中，还通过使柔轮与刚轮之间无干涉啮合，消除由于ω0＞m所带来的柔轮与刚轮之间的啮合干涉，如此使柔轮在大减速比下既具有较好的啮合质量，并且承载能力得到提升，不容易发生损坏。
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1.一种谐波减速机构，其特征在于：包括柔轮(2)、刚轮(3)和波发生器(1)，所述柔轮(2)套设在波发生器(1)上，所述刚轮(3)套设在柔轮(2)上、且与柔轮(2)啮合；所述谐波减速机构的减速比为i，波发生器(1)的最大变形量为ω0，柔轮(2)的模数为m；
2.根据权利要求1所述的谐波减速机构，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的谐波减速机构，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的谐波减速机构，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的谐波减速机构，其特征在于：
6.根据权利要求1至5中任一项所述的谐波减速机构，其特征在于：
7.根据权利要求1至5中任一项所述的谐波减速机构，其特征在于：
8.一种谐波减速器，其特征在于：包括权利要求1-7中任一项所述的谐波减速机构。
9.一种机器人，其特征在于：包括权利要求8中所述的谐波减速器。
【技术特征摘要】
1.一种谐波减速机构，其特征在于：包括柔轮(2)、刚轮(3)和波发生器(1)，所述柔轮(2)套设在波发生器(1)上，所述刚轮(3)套设在柔轮(2)上、且与柔轮(2)啮合；所述谐波减速机构的减速比为i，波发生器(1)的最大变形量为ω0，柔轮(2)的模数为m；
2.根据权利要求1所述的谐波减速机构，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的谐波减速机构，其特征在于：
4.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：张皓，钟成堡，程中甫，谷甲甲，蔡达成，唐江枫，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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