一种变壁厚谐波减速器柔轮的制作方法

本发明涉及谐波减速器领域，尤其涉及一种变壁厚谐波减速器柔轮。

背景技术：

在谐波减速器中，柔轮同时承受波发生器对其施加的变形力和钢轮齿对其施加的多齿啮合力，是受力情况最为复杂的零件，因此其壁厚的设计对柔轮的强度影响很大。目前通用柔轮大都采用均匀壁厚，这种柔轮的特点就是加工简单，但是由于谐波减速器柔轮受载复杂，这种柔轮有其固有的缺点，容易在某些部位长期承受较大的疲劳应力，增大柔轮疲劳失效的风险，影响谐波减速器的寿命。因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种变壁厚谐波减速器柔轮。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种变壁厚谐波减速器柔轮。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明由谐波齿段、定壁厚段、圆弧过渡段、变壁厚段和法兰段一体成型而成，所述定壁厚段的一侧与所述谐波齿段的一侧固定连接，所述定壁厚段的另一侧通过所述圆弧过渡段与所述变壁厚段的内圆固定连接，所述变壁厚段的外圆与所述法兰段的内圆固定连接。

优选的，所述定壁厚段的厚度为所述谐波齿段厚度的三分之一。

优选的，所述变壁厚段的厚度由内到外，由薄到厚，所述变壁厚段的薄处与所述圆弧过渡段的厚度相等，所述变壁厚段的厚处为所述谐波齿段的二分之一。

本发明的有益效果在于：

本发明是一种变壁厚谐波减速器柔轮，与现有技术相比，本发明可减小谐波减速器负载运行时柔轮的疲劳应力，降低柔轮发生疲劳失效的风险，有利于柔轮寿命的提高，具有推广应用的价值。

附图说明

图1是本发明的侧面结构剖视图；

图2是本发明的图1的A部分局部放大图；

图3是本发明的俯视结构示意图；

图4是本发明的立体结构示意图。

图中：1-谐波齿段、2-定壁厚段、3-圆弧过渡段、4-变壁厚段、5-法兰段。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1至图4所示：本发明由谐波齿段1、定壁厚段2、圆弧过渡段3、变壁厚段4和法兰段5一体成型而成，所述定壁厚段的一侧与所述谐波齿段的一侧固定连接，所述定壁厚段的另一侧通过所述圆弧过渡段与所述变壁厚段的内圆固定连接，所述变壁厚段的外圆与所述法兰段的内圆固定连接。

优选的，所述定壁厚段的厚度为所述谐波齿段厚度的三分之一。

优选的，所述变壁厚段的厚度由内到外，由薄到厚，所述变壁厚段的薄处与所述圆弧过渡段的厚度相等，所述变壁厚段的厚处为所述谐波齿段的二分之一。

谐波齿段是柔轮的主要啮合段,因此此段壁厚根据啮合的齿根疲劳强度进行设计,确定啮合段壁厚。

定壁厚段是柔轮为了减小啮合齿处段的变形对法兰固定端的影响,而设计的一段长度较长的定壁厚段。此段的长度和壁厚应使得法兰端变形量在许可范围内，同时能够在变扭矩扭转下有着较高的抗扭能力。

圆弧过渡段是连接定壁厚段和法兰面的过渡段，此段的主要设计参数是圆弧半径，选取合适的圆弧半径可减小拐角处的疲劳应力。

变壁厚段是本发明的主要创新之处。在法兰面处设计了一定长度的变壁厚段，从小壁厚逐渐过渡到固定法兰连接面的大壁厚，即可保证了固定法兰连接处的连接强度，又可以减小拐角处小壁厚处的疲劳应力。

法兰段是柔轮连接交叉滚子轴承的部分，法兰段承受着外部的负载扭矩，因此一般是柔轮最大壁厚处。

设计上述柔轮壁厚的方法，包括如下步骤：

(1)根据谐波减速器的型号确定设计要求，计算该柔轮啮合段的变形负载和固定法兰端的负载；

(2)将各段壁厚和长度作为结构设计的主要优化参数；

(3)根据负载和壁厚参数，采用有限元优化分析方法对整体结构进行优化设计，得出最优的一组壁厚参数，从而设计出变壁厚的谐波柔轮。

采用上述方案后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

这种变壁厚设计可使得谐波减速器柔轮始终处于良好的工作状态，与常规的定壁厚柔轮相比，相同负载下此种柔轮的最大疲劳应力减少20％左右，疲劳应变也相应减小，因此这种柔轮的有效使用寿命也要比常规定壁厚柔轮长。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。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等效物界定。