一种谐波减速器扁平筒体结构设计方法与流程

本发明涉及谐波减速器技术领域，具体为一种谐波减速器扁平筒体结构设计方法。

背景技术

谐波齿轮减速器是一种减速装置，由三个基本构件所组成：固定的内齿刚轮、柔轮(即其基体与从动轴相连的弹性薄壁套杯“在柔轮开端的母线上做出齿圈”)、和使柔轮发生径向变形的波发生器。

现有技术中对于谐波减速器筒体部分的结构存在不合理的设计特征，其主要表现为：柔轮筒体杯口径向厚度过大，导致刚度大，容易在齿圈部分形成应力集中，筒体的轮齿轴向长度尺寸(包含轮齿后端过渡圆角半径)设计不合理，导致在柔轮筒体在正常工作发生径向变形时，柔轮轮齿与刚轮轮齿易产生干涉，筒体与筒底过渡的内外面圆角设计为相同圆角，使结构应力传导不佳，形成应力集中，导致减速器容易产生结构疲劳破坏，筒底壁厚为均匀设计，不利于应力释放及结构轻量化。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种谐波减速器扁平筒体结构设计方法，以解决上述背景技术中提出的现有技术中对于谐波减速器筒体部分的结构存在不合理的设计特征，其主要表现为：柔轮筒体杯口径向厚度过大，导致刚度大，容易在齿圈部分形成应力集中，筒体的轮齿轴向长度尺寸(包含轮齿后端过渡圆角半径)设计不合理，导致在柔轮筒体在正常工作发生径向变形时，柔轮轮齿与刚轮轮齿易产生干涉，筒体与筒底过渡的内外面圆角设计为相同圆角，使结构应力传导不佳，形成应力集中，导致减速器容易产生结构疲劳破坏，筒底壁厚为均匀设计，不利于应力释放及结构轻量化。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种谐波减速器扁平筒体结构设计方法，包括筒体、外筒壳、中心穿孔、侧边穿孔和内凹槽，其特征在于：所述筒体前端安置有外筒壳，且外筒壳的中部贯穿设置有中心穿孔，所述中心穿孔的外侧贯穿安置有侧边穿孔，所述筒体的内槽设置有内凹槽。

优选的，所述筒体包括外筒壳、中心穿孔、侧边穿孔和内凹槽，且中心穿孔的深度与外筒壳的厚度相同，而且中心穿孔关于中心穿孔的中心呈环形分布。

优选的，所述包括：

预设：筒体端面杯口对柔轮内径进行了倒斜角结构，角度为a,斜面轴向长为la；

预设2：筒体的轮齿轴向长度尺寸l1(包含轮齿后端过渡圆角半径)，l1与柔轮轴向总长l的比值满足最佳比例范围；

预设3：筒体与筒底内外面过渡圆角内侧设计半径r2,外侧设计半径r3；

预设4：减速器筒底壁厚采用三段半径不同的圆弧光滑过渡，形成非均匀壁厚s2,s3,s4；

预设5：l1为轮齿轴向长；s为轮齿底部壁厚；s1为筒体壁厚；s2为筒底圆弧过渡结构壁厚1；s3为筒底圆弧过渡结构厚度2；s4为筒底圆弧过渡结构厚度3；r1为轮齿后端过渡圆角半径；r2为筒底过渡圆角内侧半径；r3为筒底过渡圆角外侧半径；r4为筒底壁厚外侧过渡圆角半径1；r5为筒底壁厚外侧过渡圆角半径2；r6为筒底壁厚外侧过渡圆角半径3；d1为筒底凸缘外径；d2为筒底凸缘内径；di为柔轮内径；la为柔轮筒体杯口内径斜角轴向长；m为减速器柔轮轮齿模数；dr为减速器节圆直径；。

优选的，所述特别地，s须满足：s＝(0.01～0.015)dm，特别地，l1须满足：l1<＝0.235*l。

优选的，所述特别地，s2须满足：s2＝(1.1～1.2)s1，特别地，s1须满足：s1＝(0.5～0.7)s。

优选的，所述针对s2,s3,s4特别地，须满足：0.012dm<＝s4<＝0.025dm，s2/s4<＝0.333，0.4<＝s3/s4<＝0.7。

优选的，所述特别地，r3须满足：r3＝(1.2～1.3)r2，特别地，r2须满足：r2＝(2.5～3.5)s，特别地，r1须满足：r1＝(5～10)m。

优选的，所述特别地，a须满足:a＝3～5°，特别地，la须满足：la＝0.6～1.5。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明通过筒体、外筒壳、中心穿孔、侧边穿孔和内凹槽的设置，通过中心穿孔与侧边穿孔即可方便提高筒体的通透性与衔接性能，从而便于筒体进行衔接安装使用，而经过内凹槽即可便于筒体来组接其他结构。

2、本发明通过筒体各个部位结构的比例配比方法，使得结构应力分布均匀，不易形成应力集中，提升了减速器疲劳寿命；柔轮轮齿部分不易与其配对的刚轮轮齿发生干涉，提升了减速器传动平顺性；谐波减速器整机重量减轻，提升了减速器传动效率。

附图说明

图1为本发明一种谐波减速器扁平筒体结构设计方法的结构示意图；

图2为本发明一种谐波减速器扁平筒体结构设计方法的外筒壳正视结构示意图；

图3为本发明一种谐波减速器扁平筒体结构设计方法的内凹槽正视结构示意图；

图4为本发明一种谐波减速器扁平筒体结构设计方法的筒体侧视结构示意图；

图5为本发明一种谐波减速器扁平筒体结构设计方法的筒体轴侧结构示意图；

图6为本发明一种谐波减速器扁平筒体结构设计方法的中心穿孔与侧边穿孔轴侧结构示意图。

图中：1、筒体；2、外筒壳；3、中心穿孔；4、侧边穿孔；5内凹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种谐波减速器扁平筒体结构设计方法，包括筒体1、外筒壳2、中心穿孔3、侧边穿孔4和内凹槽5，筒体1前端安置有外筒壳2，且外筒壳2的中部贯穿设置有中心穿孔3，中心穿孔3的外侧贯穿安置有侧边穿孔4，筒体1的内槽设置有内凹槽5。

本发明方案中：筒体1包括外筒壳2、中心穿孔3、侧边穿孔4和内凹槽5，且中心穿孔3的深度与外筒壳2的厚度相同，而且中心穿孔3关于中心穿孔3的中心呈环形分布。

本发明方案中：包括：

预设1：筒体端面杯口对柔轮内径进行了倒斜角结构，角度为a,斜面轴向长为la；

预设2：筒体的轮齿轴向长度尺寸l1包含轮齿后端过渡圆角半径，l1与柔轮轴向总长l的比值满足最佳比例范围；

预设3：筒体与筒底内外面过渡圆角内侧设计半径r2,外侧设计半径r3；

预设4：减速器筒底壁厚采用三段半径不同的圆弧光滑过渡，形成非均匀壁厚s2,s3,s4；

预设5：l1为轮齿轴向长；s为轮齿底部壁厚；s1为筒体壁厚；s2为筒底圆弧过渡结构壁厚1；s3为筒底圆弧过渡结构厚度2；s4为筒底圆弧过渡结构厚度3；r1为轮齿后端过渡圆角半径；r2为筒底过渡圆角内侧半径；r3为筒底过渡圆角外侧半径；r4为筒底壁厚外侧过渡圆角半径1；r5为筒底壁厚外侧过渡圆角半径2；r6为筒底壁厚外侧过渡圆角半径3；d1为筒底凸缘外径；d2为筒底凸缘内径；di为柔轮内径；la为柔轮筒体杯口内径斜角轴向长；m为减速器柔轮轮齿模数；dr为减速器节圆直径；。

本发明方案中：特别地，s须满足：s＝(0.01～0.015)dm，特别地，l1须满足：l1<＝0.235*l。

本发明方案中：特别地，s2须满足：s2＝(1.1～1.2)s1，特别地，s1须满足：s1＝(0.5～0.7)s。

本发明方案中：针对s2,s3,s4特别地，须满足：0.012dm<＝s4<＝0.025dm，s2/s4<＝0.333，0.4<＝s3/s4<＝0.7。

本发明方案中：特别地，r3须满足：r3＝(1.2～1.3)r2，特别地，r2须满足：r2＝(2.5～3.5)s，特别地，r1须满足：r1＝(5～10)m。

本发明方案中：特别地，a须满足:a＝3～5°，特别地，la须满足：la＝0.6～1.5。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。