一种双传动比二级-谐波齿轮减速器的制作方法

本发明属于机械传动领域，特别是一种双传动比二级-谐波齿轮减速器。

背景技术

二级齿轮传动是依靠两对齿轮啮合来传递动力，这种传动的特点是工作可靠，传动效率高，维护方便，运转平稳，齿形易加工，环境适应性好，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置，在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。

但是，二级齿轮传动的传动比上限值小，为增大传动比，如果采用多级齿轮传动时，需增大减速器体积，增加重量，效率降低且结构复杂，应用范围减小。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种双传动比二级-谐波齿轮减速器，以解决二级齿轮传动为获得大传动比时体积和重量增大、结构复杂、效率降低、装配困难的问题。

一种双传动比二级-谐波齿轮减速器，包括机箱、设置在机箱内的二级齿轮传动机构、谐波齿轮传动机构、输出轴；所述二级齿轮传动机构包括输入轴、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第一转轴、第三转动齿轮；所述输入轴两端通过轴承支撑在机箱内；所述输入轴的齿轮与第一传动齿轮啮合；所述第一传动齿轮、第二传动齿轮均与第一转轴相连；所述第一转轴两端通过轴承支撑在机箱内；所述第二传动齿轮与第三转动齿轮啮合；所述第三传动齿轮与输出轴相连；所述输入轴的齿数大于第一传动齿轮的齿数，；所述第二传动齿轮的齿数小于第三转动齿轮的齿数；

所述谐波齿轮传动机构包括端盖、波发生器、柔轮、刚轮、柔性轴承、交叉滚子轴承；所述输出轴一端通过轴承撑在机箱内，另一端通过轴承支撑在交叉滚子轴承内；所述波发生器与输出轴固连；所述柔性轴承内圈与波发生器过渡配合；柔轮为杯形柔轮，柔轮的一端内圈与柔性轴承外圈间隙配合；所述柔轮的另一端与交叉滚子轴承内圈固连；所述刚轮与交叉滚子轴承外圈固连，且所述刚轮与机箱固连；所述端盖固与交叉滚子轴承内圈固连，中间设有通孔；输出轴穿过端盖通孔。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)本发明的双传动比二级-谐波齿轮减速器，传动比范围较大，最低为8，最高可达数千，甚至上万；

(2)本发明的双传动比二级-谐波齿轮减速器，具有高低两种传功比输出，并且两种传动比可同轴线相反方向输出，以驱动不同部件运动；

(3)本发明的双传动比二级-谐波齿轮减速器，整机结构紧凑、结构简单、拆卸方便、应用范围更加广泛。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明双传动比二级-谐波齿轮减速器的整体结构示意图。

图2为本发明双传动比二级-谐波齿轮减速器的凸轮波发生器的连接示意图。

图3为本发明双传动比二级-谐波齿轮减速器的二级齿轮传动机构的运动简图。

图4为本发明双传动比二级-谐波齿轮减速器的谐波齿轮传动机构的运动简图。

具体实施方式

为了说明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

结合图1，本发明的目的在于提供一种双传动比二级-谐波齿轮减速器，包括机箱13、设置在机箱13内的二级齿轮传动机构、谐波齿轮传动机构、输出轴2；所述二级齿轮传动机构输入轴7、第一传动齿轮6、第二传动齿轮8、第一转轴9、第三转动齿轮10；所述输入轴7两端通过轴承支撑在机箱13内，输入轴7为齿轮轴；所述输入轴7的齿轮与第一传动齿轮6啮合；所述第一传动齿轮6、第二传动齿轮8均与第一转轴9相连；所述第一转轴9两端通过轴承支撑在机箱13内；所述第二传动齿轮8与第三转动齿轮10啮合；所述第三传动齿轮10与输出轴2相连；所述输入轴7的齿数z7、第一传动齿轮6的齿数z6，二者关系为z6>z7；所述第二传动齿轮8的齿数z8、第三转动齿轮10的齿数z10，二者关系为z10>z8。；

所述谐波齿轮传动机构包括端盖1、波发生器11、柔轮4、刚轮5、柔性轴承12、交叉滚子轴承3；所述输出轴2一端通过轴承撑在机箱13内，另一端通过轴承支撑在交叉滚子轴承3内；所述波发生器11与输出轴2固连；所述柔性轴承12内圈与波发生器11过渡配合；柔轮4为杯形柔轮，柔轮4的一端内圈与柔性轴承12外圈间隙配合；所述柔轮4的另一端与交叉滚子轴承3内圈固连；所述刚轮5与交叉滚子轴承3外圈固连，且所述刚轮5与机箱13固连；所述端盖1与交叉滚子轴承3内圈固连，中间设有通孔；输出轴2穿过端盖1通孔，端盖1同时可对支撑轴承进行轴向限位。

优选的，结合图2，所述波发生器11采用椭圆凸轮波发生器，包括凸轮111、轴套112、十字滑块联轴器113；所述轴套112与输出轴2固连；所述凸轮111通过十字滑块联轴器113与轴套112相连；所述凸轮111外圆与柔性轴承14内圈间隙配合。

在另外一些实施方式中，所述波发生器11也可采用四滚轮波发生器或双圆盘发生器。

进一步的，所述谐波齿轮传动机构设置在第一传动齿轮6同一侧，可减小机箱13的内部体积。

优选的，所述二级齿轮传动机构采用展开式，结构简单，拆卸方便，内部齿轮布置形式更适合谐波减速器的安装。

优选的，所述柔轮6、刚轮7均采用双圆弧直齿圆柱齿轮，相比渐开线圆柱齿轮，齿轮啮合时有更大的啮合区域，提高了承载能力和传动刚度。

结合图3，传统的二级齿轮传动机构的减速器，传动比i1为：

式中z6为第一传动齿轮6的齿数，z7为输入轴7的齿数，z8为第二传动齿轮8的齿数，z10为第三传动齿轮10的齿数。

结合图4，本发明的双传动比二级-谐波齿轮减速器，传动比i2为：

式中z4为柔轮4的齿数，z5为刚轮5的齿数。

本发明可实现两种传动比的输出，即通过输出轴2实现传动比i1的输出，进行第一级传动比减速，保证原有的二级减速器的减速作用；交叉滚子轴承3内圈与驱动对象相连，可实现传动比i2的输出，进行第二级传动比减速，提供新的减速比传动。

二级齿轮传动机构的传动比范围为8-40，谐波齿轮传动机构的单级传动比可达300，根据传动比计算公式，本发明所述的双传动比二级-谐波齿轮减速器的第二级传动比可达数千，甚至上万，大大增加了二级齿轮传动机构的传动比。

工作时，输入轴9通过二级减速器带动输出轴2转动，实现第一级减速输出，获得一组传动比；同时，输出轴2驱动谐波减速器带动交叉滚子轴承3内圈转动，交叉滚子轴承3内圈可与输出法兰连接实现第二级减速输出，获得另一组传动比。本发明充分利用谐波齿轮传动机构和二级齿轮传动机构的优点，其传动比可变范围大，且两种传动比可以同轴线输出，结构紧凑，设计较大传动比时也不会使体积过分增大，结构简单，拆装方便，有效避免了齿轮传动多级传动体积和重量大、传动效率降低及结构复杂的缺点。