新型减速机的制作方法

本发明涉及一种动力输出装置，特别涉及一种新型减速机。

背景技术

目前在机械加工行业，谐波减速机常被使用，常规的谐波传动装置的构成如下：

谐波传动装置主要由三个基本零部件构成，即凸轮(波发生器)、柔轮和刚轮。其中：

凸轮(波发生器)：由柔性轴承与椭圆形凸轮组成。凸轮通常安装在减速器输入端，柔性轴承内圈固定在凸轮上，外圈通过滚珠实现弹性变形成椭圆形。

柔轮：带有外齿圈的柔性薄壁弹性体零件，通常安装在减速器输出端。

刚轮：带有内齿圈的刚性圆环状零件，一般比柔轮多两个轮齿，通常固定在减速器机体上。

谐波减速的原理为：谐波作为减速器使用，通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式，当波发生器装入柔轮内圆时，迫使柔轮产生弹性变形而呈椭圆状，使其长轴处柔轮齿轮插入刚轮的轮齿槽内，成为完全啮台状态；而其短轴处两轮轮齿完全不接触，处于脱开状态。由啮合到脱开的过程之间则处于啮出或啮入状态。当波发生器连续转动时，迫使柔轮不断产生变形，使两轮轮齿在进行啮入、啮合、啮出、脱开的的过程中不断改变各自的工作状态，产生了所谓的错齿运动，从而实现了主动波发生器与柔轮的运动传递。

该种结构的谐波减速器对柔轮有着较高的要求，其既要产生柔性变形实现减速传动，又要有较高的刚性和强度，实现力矩的传动，导致柔轮很难加工制造，且长期使用容易损坏，目前柔轮主要采用拉伸形成带中心孔的碗形结构或者采用翻边形成t形环结构，该两种结构都导致柔轮轴向尺寸大，难以缩小，一方面导致柔轮难以保证充分刚性，无法承受较大扭矩，另一方面导致减速器轴向齿轮难以减小，无法适应越来越小型化的减速设备设计需求。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种新型减速机，该新型减速机能够实现谐波减速的同时，能够保证减速机的整体刚度，不易损坏，且能够实现减速机轴向厚度薄型化设计。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型减速机，包括波发生器、柔性齿圈、固定刚齿轮和随动刚齿轮，所述柔性齿圈紧密套设于波发生器圆周外侧，固定刚齿轮和随动刚齿轮分别套设于柔性齿圈两端的圆周外侧，且固定刚齿轮和随动刚齿轮分别与柔性齿圈啮合传动，固定刚齿轮上设有与外界传动机器连接的连接机构，随动刚齿轮上设有减速器输出连接结构，所述固定刚齿轮的齿数与柔性齿圈齿数不同,随动刚齿轮的齿数与柔性齿圈齿数相同，随动刚齿轮的分度圆与柔性齿圈长轴的分度圆一致。

作为本发明的进一步改进，所述固定刚性齿轮的齿数比柔性齿圈齿数多。

作为本发明的进一步改进，所述波发生器包括呈椭圆形的凸轮轴、柔性轴承内圈和柔性轴承滚子，所述柔性轴承内齿圈固定套设于凸轮轴圆周外侧，柔性轴承内圈外侧和柔性齿圈内侧之间形成有滚道，柔性轴承滚子能够在该滚道内滚动。

作为本发明的进一步改进，所述轴承滚子为圆柱滚子和球形滚子中的任意一种。

作为本发明的进一步改进，所述随动刚齿轮圆周外侧与固定刚齿轮通过第一轴承连接。

作为本发明的进一步改进，还设有刚性法兰环，所述刚性法兰环固定安装于固定刚齿轮一端端面上，刚性法兰环与固定刚齿轮共同形成t形环状结构，随动刚齿轮恰容纳于该t形环状结构内侧的空间内，固定刚齿轮和刚性法兰环形成的t形环状结构直径小的一端内侧壁上与随动刚齿轮圆周外侧壁上共同形成有第一轴承滚道，第一轴承的滚子容纳于该第一轴承滚道内。

作为本发明的进一步改进，所述刚性法兰环与固定刚齿轮为一体成型的整体结构。

作为本发明的进一步改进，所述第一轴承为十字交叉滚子轴承，刚性法兰环和固定刚齿轮相对的端面上分别形成有带台阶的倾斜结构，两个带台阶的倾斜结构拼接形成半个第一轴承滚道，第一轴承滚道内的相邻滚子之间紧密相连，第一轴承滚道内还装有润滑剂。

作为本发明的进一步改进，所述固定刚性齿轮圆周外侧形成有法兰结构，该法兰结构形成用于与外界机器连接的连接机构。

作为本发明的进一步改进，所述刚性法兰环远离固定刚齿轮一端内侧与随动刚齿轮外侧之间以及随动刚齿轮与波发生器之间还分别设有密封装置。

本发明的有益效果是：本发明通过固定刚齿轮和随动刚齿轮分别与柔性齿轮两端啮合传动，固定刚齿轮固定在机器上用于实现减速运动，随动刚齿轮与柔性齿圈同步啮合传动，由于二者齿数相同，转动速度相同，由随动刚齿圈形成输出端，进行转速和扭矩输出，避免了由柔轮进行扭矩输出，大大提高了减速机整体刚性，同时降低了对柔性齿圈的刚性要求，进而能够将传统谐波减速机柔轮取消，由柔性轴承外圈代替，简化了减速机的整体结构，降低了制造成本，同时能够实现大扭矩传动，提高了减速机的使用寿命，还大大减小了减速机轴向厚度，有利于设备小型化、薄型化发展。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为图1中a-a向剖视图；

图3为本发明的右视图；

图4为本发明的立体图；

图5为本发明的立体剖视图；

图6为本发明的结构原理分解图；

图7为本发明的柔性齿圈与随动刚齿轮啮合传动立体图；

图8为本发明的随动刚齿轮与固定刚齿轮定位结构立体图。

具体实施方式

实施例：一种新型减速机，包括波发生器1、柔性齿圈2、固定刚齿轮3和随动刚齿轮4，所述柔性齿圈2紧密套设于波发生器1圆周外侧，固定刚齿轮3和随动刚齿轮4分别套设于柔性齿圈2两端的圆周外侧，且固定刚齿轮3和随动刚齿轮4分别与柔性齿圈2啮合传动，固定刚齿轮3上设有与外界传动机器连接的连接机构，随动刚齿轮4上设有减速器输出连接结构，所述固定刚齿轮3的齿数与柔性齿圈2齿数不同,随动刚齿轮4的齿数与柔性齿圈2齿数相同，随动刚齿轮4的分度圆与柔性齿圈2长轴的分度圆一致。

使用时，将固定刚齿轮3固定安装在机器上，柔性齿圈2齿厚的上半部分与固定刚齿轮3啮合，实现减速运动，设固定刚齿轮3的齿数为z1，柔性齿圈2的齿数为z2，则减速器的减速比为1/r1＝(z2-z1)/z2,柔性齿圈2齿厚的下半部分与作为输出轴的随动刚齿轮4啮合，实现力的传递，柔性齿圈2齿数,和随动刚轮即输出轴齿数相同，齿型需可匹配，因为柔性齿圈2只在长轴区域与固定刚齿轮3和随动刚齿轮4实现啮合，同时与分度圆尺寸最接近，实际柔性齿圈2和随动刚齿轮4的分度圆周长不同，故柔性齿圈2和随动刚齿轮4的齿距分布不相等，设计随动刚轮齿型受限制时，设计的思路可以将随动钢轮的齿做“过切”，不需要按凸轮长轴最中心的一个齿啮合，可以考虑长轴中心齿左右两边一定数量的左半齿和一定数量的右半齿啮合，啮合的左半齿和右半齿中间部分全部间隙，该减速机，实现了谐波减速的同时提高了减速机的整体刚性，避免柔性齿轮安装部分轴向长度过长容易变形损坏，且还有利于减小整体减速器的轴向厚度，能够实现减速器的进一步小型化设计，适用现在各种设备小型化的发展趋势。

所述固定刚性齿轮的齿数比柔性齿圈2齿数多。实现减速传动，所述固定刚性齿轮的齿数比柔性齿圈2齿数多四个以内，保证减速比的前提下确保啮合传动强度，避免无法正常啮合传动，确保减速精度。

所述波发生器1包括呈椭圆形的凸轮轴11、柔性轴承内圈12和柔性轴承滚子13，所述柔性轴承内齿圈固定套设于凸轮轴11圆周外侧，柔性轴承内圈12外侧和柔性齿圈2内侧之间形成有滚道，柔性轴承滚子13能够在该滚道内滚动。考虑柔性轴承组装工艺需求，柔性轴承滚道内的滚子与滚子之间可以装有保持架，确保各滚子间距相对一致，各滚子也可以紧密相贴，并在滚子与滚道的滚动摩擦部位添加润滑剂，以确保凸轮轴11高速旋转时各滚子和内外圈可顺畅运动，该结构的柔性轴承外圈形成柔性齿轮圈，节省了传统谐波减速机柔轮的设计和应用，减化了减速机的整体结构，降低了制造成本，避免了柔轮在长期使用过程中变形损坏而导致整个减速机报废。

所述轴承滚子为圆柱滚子和球形滚子中的任意一种。当然也可以为其它类型的滚子。

所述随动刚齿轮4圆周外侧与固定刚齿轮3通过第一轴承5连接。第一轴承5实现随动刚齿轮4与柔性齿圈2的同步转动定位，且不会与固定刚齿轮3发生摩擦和干涉，随动刚齿轮4定位精确，保证减速输出稳定，避免能量损失。

还设有刚性法兰环6，所述刚性法兰环6固定安装于固定刚齿轮3一端端面上，刚性法兰环6与固定刚齿轮3共同形成t形环状结构，随动刚齿轮4恰容纳于该t形环状结构内侧的空间内，固定刚齿轮3和刚性法兰环6形成的t形环状结构直径小的一端内侧壁上与随动刚齿轮4圆周外侧壁上共同形成有第一轴承5滚道，第一轴承5的滚子容纳于该第一轴承5滚道内。通过刚性法兰环6与固定刚齿轮3共同形成第一轴承5的外圈，第一轴承5滚道由刚性法兰环6和固定刚齿轮3以分体的形式组成，便于第一轴承5的滚子的组装。

所述刚性法兰环6与固定刚齿轮3为一体成型的整体结构。使得第一轴承5外圈兼刚性齿轮于一体，一体式设计可有效提升第一轴承5强度，因轴承的内外圈都为整体结构，其沟道内滚子安装工艺，需要在轴承内圈或外圈上设计有滚子组装孔和孔塞，以便安装和密封，一体式设计时需考虑加工工艺，轴承沟道需较高硬度，刚性齿轮轮齿相对较软，需要恰当热处理工艺匹配。

所述第一轴承5为十字交叉滚子轴承，刚性法兰环6和固定刚齿轮3相对的端面上分别形成有带台阶的倾斜结构，两个带台阶的倾斜结构拼接形成半个第一轴承5滚道，第一轴承5滚道内的相邻滚子之间紧密相连，第一轴承5滚道内还装有润滑剂。十字交叉滚子轴承实现随动刚齿轮4与固定刚齿轮3能够转动的定位连接关系外，还可以实现对随动刚齿轮4的支撑，提高了减速器输送端的强度。

所述固定刚性齿轮圆周外侧形成有法兰结构31，该法兰结构31形成用于与外界机器连接的连接机构。提高减速器整体刚性和支撑强度。

所述刚性法兰环6远离固定刚齿轮3一端内侧与随动刚齿轮4外侧之间以及随动刚齿轮4与波发生器1之间还分别设有密封装置7。通过动密封装置7实现各个轴承的密封，避免杂质、灰尘等进入轴承内，导致轴承无法正常工作，确保减速机正常使用。