一种谐波齿轮减速器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及谐波传动技术领域，尤其涉及一种谐波齿轮减速器。
【背景技术】
[0002] 谐波传动具有结构简单、重量轻、传动比范围大、传动精度高、齿隙小、同时喃合齿 数多W及实现向密闭空间传递运动及动力等众多独特的优点。近几十年来，谐波齿轮传动 技术和传动装置已被广泛应用于空间技术、机床、仪器仪表、机器人、汽车、造船、纺织、冶 金、常规武器、精密光学设备、印刷包装机械W及医疗器械等领域。国内外的应用实践证明， 无论是作为高灵敏度随动系统的精密谐波传动，还是作为传递大转矩的动力谐波传动，都 表现出了良好的性能。
[0003] 随着在各种自动化设备中的应用越来越多，机器人关节、飞行器用伺服机构等特 定工况伺服动力传动机构对谐波齿轮传动要求越来越高，尤其对体积、重量、动力特性、可 靠性等方面的要求几乎达到苛刻的地步。而常用的渐开线齿形谐波传动存在诸多缺点：齿 根部应力集中较严重，易疲劳断裂；轮齿接触应力大，喃合区间小，影响承载能力；重载传 动时尖点喃合柔轮易发生崎变，难W实现高刚度，并会引起喃合齿廓干涉或滑齿，严重制约 整体承载能力。普通双圆弧齿廓虽然在一定程度上提高了承载能力，却由于无法变位，生产 巧雌能力受到极大限制，缺少实际使用价值。谐波传动齿形、参数和结构设计的研究不够深 入，远远落后于机器人关节、航天伺服机构等特定工况对谐波传动装置的性能要求，制约了 机器人技术和其它精密传动技术的发展。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种谐波齿轮减速器，克服了普通渐开线谐波齿轮传动高 承载下易出现齿根部应力集中、疲劳断裂、尖点喃合、柔轮崎变、卡齿和滑齿等不足。
[0005] 实现本发明目的的技术解决方案为；一种谐波齿轮减速器，包括柔轮、刚轮、楠 圆凸轮波发生器，柔轮的杯底与输出轴连接，楠圆凸轮波发生器与输入轴连接；柔轮沿 杯口的外壁设有齿廓，齿廓起始位置距离杯口边缘距离为bi;楠圆凸轮波发生器设置在 柔轮杯口内壁，楠圆凸轮波发生器的轴向宽度对称线与柔轮的齿廓宽度对称线重合；刚 轮与壳体固定连接，刚轮内壁设有与上述齿廓相配合的齿廓，刚轮套设在柔轮设有楠圆 凸轮波发生器一端的外侧，刚轮与柔轮通过齿廓喃合连接，刚轮的齿廓宽度对称线与柔 轮的齿廓宽度对称线重合；上述柔轮采用圆弧-渐开线-圆弧的齿廓，其基本齿廓参数 为；齿顶高系数/4 =0.6-1.2,齿根高系数喊=〇.8~I·35,顶隙系数(=〇.2~0. 35，压力 角α=15。~25。，齿顶工作段圆弧半径系数=1,4~1.8 ,齿根工作段圆弧半径系数 冷=y.25~1,雄在，齿厚比K=Ef/Sr= 1. 〇5~1.2,齿根过渡圆弧半径系数皆=0.2~比6;， 齿顶厚系数武>0.2，*表示相应参数除W模数的系数。
[0006] 为了防止上述柔轮的齿廓在喃入过程中发生齿顶干涉现象，齿顶部分作圆角处 理，圆角半径系数馬=0.1~0. 2。
[0007] 刚轮采用圆弧-渐开线-圆弧的齿廓，其压力角与上述柔轮的齿廓一致， 其基本齿廓参数为：齿顶高系数璋?= 0.6~1.2，齿根高系数爲=0.8~1.35，顶隙 系数4 = 0.2~0.35,齿顶工作段圆弧半径大于柔轮齿根工作段圆弧半径，其系数 《，=1,5~10，齿根工作段圆弧半径系数馬-成G，齿厚比K=Eg/Sg= 1.05~ 1. 2,齿根过渡圆弧半径系数巧;=〇.2~。
[000引柔轮齿廓完全喃入刚轮时的喃合深度系数二1.4~I.W.
[0009] 柔轮的齿廓宽度为1? ;刚轮的齿廓宽度为be,be=bK+(2~3)，单位为mm。
[0010] 上述齿廓起始位置距离杯口边缘距离为bi，bi= 0.化HD
[0011] 本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明谐波齿轮减速器中柔轮和刚轮的 齿廓采用新齿廓代替渐开线齿廓，减小了齿根应力集中，消除了边缘接触，重载传动下柔轮 不易发生崎变，模形侧隙更有利于油膜形成；另一方面，W此代替普通双圆弧齿廓，解决了 刀具无法变位的问题，有效地提高了制造能力。在喃合过程中，柔轮和刚轮齿廓处于连续共 辆喃合状态，并存在柔轮凸齿廓和凹齿廓分别与刚轮凹齿廓和凸齿廓同时处于共辆运动的 "双共辆"喃合区间，扩大了轮齿喃合区域，增大了喃合深度，同时还减小了接触应力，提高 了谐波齿轮减速器的喃合刚度、传动效率和承载能力。
【附图说明】
[0012] 图1是本发明谐波齿轮减速器的剖视图。
[0013] 图2是本发明柔轮与刚轮的整体喃合示意图。
[0014] 图3是本发明谐波齿轮减速器柔轮的齿廓曲线。
[0015] 图4是本发明谐波齿轮减速器刚轮的齿廓曲线。
[0016] 图5是本发明实施例柔轮与刚轮的局部喃合7K意图。
[0017] 图6是本发明柔轮滚刀法面齿廓的基准模型。
【具体实施方式】
[001引下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0019] 一种谐波齿轮减速器，包括柔轮1、刚轮2、楠圆凸轮波发生器3和壳体，柔轮1、刚 轮2和楠圆凸轮波发生器3均置于壳体内，柔轮1的杯底与输出轴连接，楠圆凸轮波发生 器3与输入轴连接；柔轮1沿杯口的外壁设有齿廓，齿廓起始位置距离杯口边缘距离为bi; 楠圆凸轮波发生器3设置在柔轮1杯口内壁，楠圆凸轮波发生器3的轴向宽度对称线与柔 轮1的齿廓宽度对称线重合；刚轮2与壳体固定连接，刚轮2内壁设有与上述齿廓相配合 的齿廓，刚轮2套设在柔轮1设有楠圆凸轮波发生器3 -端的外侧，刚轮2与柔轮1通过 齿廓喃合连接，刚轮2的齿廓宽度对称线与柔轮1的齿廓宽度对称线重合；上述柔轮1采 用圆弧-渐开线-圆弧的齿廓，其基本齿廓参数为：齿顶高系数苗^ = 0.6~1.2，齿根高系 数语=0.8…l.35,顶隙系数4=0.2心O.35,压力角α二！5。~25。，齿顶工作段圆弧半 径系数成A= 1.4~1J，齿根工作段圆弧半径系数= (1.25 ~i.5)iC，齿厚比Κ=Ef/Sf= 1. 05~1. 2,齿根过渡圆弧半径系数成> 0.2~0.6，齿顶厚系数<S化2，*表示相应参数除 W模数的系数。
[0020] 为了防止上述柔轮1的齿廓在喃入过程中发生齿顶干涉现象，齿顶部分作圆角处 理，圆角半径系数片=化1~0.2。
[0021] 刚轮2采用圆弧-渐开线-圆弧的齿廓，其压力角与上述柔轮1的齿廓一 致，其基本齿廓参数为：齿顶高系数/心=0.6~1.2,齿根高系数~05,顶隙 系数4=〇·2-〇·35 ,齿顶工作段圆弧半径大于柔轮1齿根工作段圆弧半径，其系数 礙=1乐~2.0，齿根工作段圆弧半径系数穴;,，二(1.1 -- 1.3)/C,，齿厚比Κ=Eg/Sg= 1. 05~ 1. 2,齿根过渡圆弧半径系数《=0.2~0.6。
[00过柔轮1齿廓完全喃入刚轮2时的喃合深度系数的二1.4~1.65。
[002引柔轮1的齿廓宽度为bu;刚轮2的齿廓宽度为be,be=V(2~3)，单位为mm。 [0024] 上述齿廓起始位置距离杯口边缘距离为bi，bi= 0.
[00巧]结合图1，一种谐波齿轮减速器包括柔轮1、刚轮2、楠圆凸轮波发生器3,其中刚轮 2和楠圆凸轮波发生器3为刚性体，柔轮1的杯底与输出轴连接，楠圆凸轮波发生器3与输 入轴连接，刚轮2与壳体固定连接；柔轮1沿杯口的外壁设有齿廓；楠圆凸轮波发生器