高负载谐波减速机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种谐波减速机。
【背景技术】
[0002]谐波减速机具有精度高，体积小，承载扭矩高的特点，广泛用于工业机器人领域。图1具有杯型柔轮的谐波减速机结构简图。该谐波减速机具有三个基本部件，即刚轮A、柔轮B和波发生器C。柔轮B被波发生器C弯曲成椭圆形，柔轮B的外齿在椭圆形长轴方向的两端部位与刚轮A的内齿进行啮合。图2是谐波减速机齿轮啮合状态示意图。图3是具有礼帽型柔轮的谐波减速机结构简图。
[0003]图4 -图6是杯型柔轮外齿的开口部被波发生器弯曲成椭圆形的截面示意图。其中图4是柔轮外齿开口部变形前的形状；图5是柔轮外齿开口部包含椭圆长轴的形状；图6是柔轮外齿开口部包含椭圆短轴的形状。当柔轮外齿的开口部被波发生器弯曲成椭圆形时，在椭圆形长轴位置上的柔轮外齿和刚轮的内齿对应部分啮合。杯型或礼帽型的柔轮外齿被反复弯曲，其弯曲量从柔轮底部到开口部随着离开底部的距离成比例增加，柔轮外齿承受的弯曲形变称为“锥形效应”。
[0004]椭圆形的波发生器引起柔轮外齿反复弯曲，并与刚轮内齿啮合过程中传递负载。为了提高负载能力，就必须提高柔轮外齿齿底的抗疲劳强度，柔轮外齿薄壁厚度与其齿底的抗疲劳强度有着重要关系。为了提高柔轮外齿齿底的抗疲劳强度，应选择最佳的柔轮外齿薄壁厚度。
[0005]另一方面，在杯型或礼帽型柔轮谐波减速机中，柔轮外齿和刚轮内齿在啮合时产生的弯曲量，在齿线方向上，是随着离开柔轮底部的距离成比例变化。所以，要提高谐波减速机的负载能力，应选择与刚轮内齿啮合的柔轮外齿的最佳有效齿宽。柔轮外齿的齿宽越大，齿轮的抗疲劳强度越高。但是，由于“锥形效应”，如果无限增加柔轮外齿的齿宽，不仅在整个柔轮外齿的齿宽上得不到良好的负载分布，而且增加了柔轮外齿变形成椭圆的难度，从而降低了柔性外齿齿底的抗疲劳强度。
[0006]鉴于以上情况，本实用新型通过选择最佳的柔轮外齿薄壁厚度和有效齿宽，实现原来得不到的高强度性能的杯型或礼帽型柔轮谐波减速机。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的在于提供一种结构合理，具有高负载能力的高负载谐波减速机。
[0008]本实用新型的技术解决方案是:
[0009]一种高负载谐波减速机，包括刚轮、柔轮、波发生器，其特征是:柔轮外齿的薄壁厚度d为:
[0010]当减速比R <80时:
[0011](0.5237X In (R) — 1.3226) Xm 彡 d 彡(0.8728X In (R) — 2.2014) Xm ；
[0012]当减速比R彡80时:
[0013](1.5499X In (R) — 5.8099) Xm 彡 d 彡(2.5832X In (R) — 9.6832) Xm ；
[0014]柔轮外齿的有效齿宽η为:
[0015]21.5% D ^ n ^ 29.6% D
[0016]R为谐波减速机的减速比，m为柔轮外齿的模数，D为柔轮外齿节圆直径。
[0017]柔轮外齿的材料硬度在HRC36?HRC42之间。
[0018]本实用新型结构合理，能提高柔轮外齿在承受椭圆形弯曲变形和“锥形效应”的柔轮齿底部位抗疲劳强度。同时，通过对柔轮外齿有效齿宽的最佳选择和材料硬度选择，能够实现大幅提高谐波减速机负载能力和使用寿命。
【附图说明】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0020]图1具有杯型柔轮的谐波减速机结构简图。
[0021 ] 图2是谐波减速机齿轮啮合状态示意图。
[0022]图3是具有礼帽型柔轮的谐波减速机结构简图。
[0023]图4 -图6是杯型柔轮外齿的开口部被波发生器弯曲成椭圆形的截面示意图。其中图4是柔轮外齿开口部变形前的形状；图5是柔轮外齿开口部包含椭圆长轴的形状；图6是柔轮外齿开口部包含椭圆短轴的形状。
[0024]图7是本实用新型柔轮齿形示意图。
[0025]图8是本实用新型柔轮截面示意图。
【具体实施方式】
[0026]一种高负载谐波减速机，包括刚轮、柔轮、波发生器，柔轮外齿的薄壁厚度d为:
[0027]当减速比R <80时:
[0028](0.5237X In (R) — 1.3226) Xm 彡 d 彡(0.8728X In (R) — 2.2014) Xm ；
[0029]当减速比R彡80时:
[0030](1.5499X In (R) — 5.8099) Xm 彡 d 彡(2.5832X In (R) - 9.6832) Xm ；
[0031]柔轮外齿的有效齿宽η为:
[0032]21.5% D ^ n ^ 29.6% D
[0033]R为谐波减速机的减速比，m为柔轮外齿的模数，D为柔轮外齿节圆直径。
[0034]柔轮外齿的材料硬度在HRC36?HRC42之间。
【主权项】
1.一种高负载谐波减速机，包括刚轮、柔轮、波发生器，其特征是:柔轮外齿的薄壁厚度d为: 当减速比R < 80时:(0.5237X In (R) — 1.3226) Xm 彡 d 彡(0.8728X In (R) — 2.2014) Xm ； 当减速比R彡80时:(1.5499X In (R) — 5.8099) Xm 彡 d 彡(2.5832X In (R) - 9.6832) Xm ； 柔轮外齿的有效齿宽η为:.21.5% D ^ n ^ 29.6% D R为谐波减速机的减速比，m为柔轮外齿的模数，D为柔轮外齿节圆直径。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高负载谐波减速机，包括刚轮、柔轮、波发生器，柔轮外齿的薄壁厚度d为：当减速比R＜80时：（0.5237×ln(R)－1.3226）×m≤d≤（0.8728×ln(R)－2.2014）×m；当减速比R≥80时：（1.5499×ln(R)－5.8099）×m≤d≤（2.5832×ln(R)－9.6832）×m；柔轮外齿的有效齿宽n为：21.5%D≤n≤29.6%D。本实用新型结构合理，具有高负载能力。
【IPC分类】F16H55/08, F16H49/00
【公开号】CN204739190
【申请号】CN201520297155
【发明人】顾京君
【申请人】上海鑫君传动科技有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年5月11日