一体谐波减速电机的制作方法

本实用新型涉及谐波减速器与伺服电机领域，具体的说涉及一种一体谐波减速电机。

背景技术：

谐波减速机是一种具有速比大、扭矩大、重量轻、体积小、精度高等特点的减速机，广泛应用于精密传动的设备中。目前谐波减速机在实际应用中是和电机一起使用的，为了连接谐波减速机和电机而增加的中间传动机构不仅会使整个谐波减速机和电机的组合机构的质量和体积增加，而且会使整个机构的精度降低并给装配增加难度。

技术实现要素：

为了解决上述技术缺陷，本实用新型提供了一种一体谐波减速电机来替代谐波减速机和电机的组合机构。与谐波减速机和电机的组合比较，这种一体谐波减速电机质量轻、体积小、精度高、装配简单。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一体谐波减速电机，包括伺服电机、刚轮、与刚轮啮合传动的柔轮、使柔轮产生弹性变形的波发生器以及十字交叉圆柱滚子轴承，所述伺服电机与刚轮为一体化结构，所述伺服电机的动力输出轴与波发生器固定连接；柔轮与十字交叉圆柱滚子轴承的内圈固定连接；十字交叉圆柱滚子轴承的外圈与所述伺服电机的外壳固定连接。

进一步的，所述的伺服电机外壳材料为铝合金，刚轮材料为球墨铸铁；刚轮的毛坯通过异种金属焊接与伺服电机外壳毛坯连接为一体，再经一体加工成型得到所述一体化结构。

进一步的，所述的异种金属焊接为搅拌摩擦焊；所用的搅拌头为伸缩式搅拌头。

进一步的，所述伺服电机1的电机轴长度与电机外壳直径比值为(1-1.1)：1，优选的为1.04。

进一步的，所述的伺服电机的动力输出轴设有轴肩，动力输出轴通过第二螺钉以及平键与波发生器固定连接，第二螺钉与波发生器的一侧之间设有输出轴垫片，波发生器另一侧抵靠输出轴轴肩处，动力输出轴的轴肩和输出轴垫片使波发生器不会有轴向窜动。

进一步的，所述的柔轮与十字交叉圆柱滚子轴承的内圈通过第三螺钉固定连接，并通过定位销保证同心度。

进一步的，所述十字交叉圆柱滚子轴承的外圈通过第一螺钉与伺服电机的外壳固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的一体谐波减速电机在使用时省去了减速机和电机的中间传动机构，优化了整体的质量和体积，同时能免去装配调试环节，提高了装配精度、简化了装配工序。

附图说明

图1为搅拌摩擦焊示意图；

图2为本实用新型实施例的结构示意图。

图中：1-伺服电机；2-刚轮；3-柔轮；4-第一螺钉；5-十字交叉圆柱滚子轴承；6-定位销；7-输出轴垫片；8-第二螺钉；9-输出法兰；10-第三螺钉；11-波发生器；12-平键；13-搅拌头；14-两种材料结合处；15-刚轮毛坯；16-电机外壳毛坯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

为使本实用新型的目的、采用的技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用与解释本实用新型，而不用于限定本实用新型。

如图2所示，本实施例的一体谐波减速电机，包括伺服电机、刚轮、柔轮、波发生器以及十字交叉圆柱滚子轴承。其中，刚轮、柔轮、波发生器为构成谐波减速器的三大基本组件，波发生器使柔轮产生可控制的弹性变形波，引起刚轮与柔轮的齿间相对错齿来传递动力和运动。

本实施例的所述伺服电机与刚轮为一体化结构。伺服电机1外壳材料为铝合金。刚轮2材料为球墨铸铁，刚轮2的毛坯通过搅拌摩擦焊与伺服电机1外壳毛坯连接为一体再一体加工成型，其中搅拌摩擦焊采用伸缩式搅拌头可以使焊接不留下焊接匙孔，搅拌轴肩直接15mm、搅拌头探针直径2mm、长度1.9mm，以刚轮毛坯与伺服电机外壳毛坯接合处为零点，搅拌头探针置于偏向刚轮毛坯一侧 0.2mm进行焊接(如图1所示)。

本实施例的波发生器11由凸轮和柔性轴承组成，其中凸轮的外轮廓是一个标准的数学椭圆。伺服电机1的动力输出轴设有轴肩，通过第二螺钉8以及平键 12与波发生器固定连接，第二螺钉8与波发生器11之间设有一个输出轴垫片7，伺服电机1的动力输出轴设有轴肩和输出轴垫片7使波发生器11不会有轴向窜动。

柔轮3与十字交叉圆柱滚子轴承5的内圈通过第三螺钉10固定连接，并通过定位销6保证同心度。波发生器11放入柔轮3腔体内使柔轮3发生基于凸轮的等距形变，使柔轮3的外齿圈与刚轮2的内齿圈啮合。

十字交叉圆柱滚子轴承5的外圈通过第一螺钉4与伺服电机1的外壳固定连接。

与直接把伺服电机与谐波减速机通过螺栓连接相比，这种一体谐波减速电机质量减轻55％，体积缩小30％，免去了中间传动环节的装配而减少了尺寸链误差，提高了精度。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，然其并非用以限制本实用新型。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。