一种柔轮和谐波减速器的制作方法

本发明属于传动减速，尤其涉及一种柔轮和谐波减速器。

背景技术：

1、柔性齿轮即柔轮，有薄壁杯形、薄壁圆筒形或平嵌式等多种。薄壁圆筒形柔轮的开口端部外面有齿圈，它随波发生器的转动而变形，筒底部分与输出轴联接。一般齿轮传动均采用刚性机构，旋转零件也都是刚性的。而谐波齿轮传动，则是利用柔性工作构件的弹性变形运动来达到传动目的的一种新型传动。柔轮应用于谐波传动减速器中，谐波传动减速器是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种机械传动器。谐波减速器具有传动效率高、体积小、重量轻、传动平稳、噪音小等特点，广泛应用于机器人领域，特别是在协作形机械臂、服务机器人等得到了广泛的应用。随着机器人技术的发展，对谐波减速器的尺寸要求越来越严格。谐波传动包括三个基本构件：波发生器、柔轮和钢轮。

2、目前谐波减速器的小型化是趋势，但是谐波减速器的小型化的同时容易造成质量不高，如：结构强度下降，承载力不足等导致的寿命较短的问题，间接的提高了企业的成本。谐波减速器的小型化受柔轮变形的影响，柔轮的尺寸受限制，使得谐波减速器小型化存在设计壁垒，只能通过降低柔轮的壁厚来缩小体积，但势必会因此增加加工难度，同时使得整体的强度降低、输出扭矩变小，承载力欠缺的问题，同时使得谐波减速器的整体寿命缩小。大大提高了企业的制造成本和使用成本。

技术实现思路

1、（一）发明目的

2、本发明的目的是提供一种不需要降低柔轮的壁厚来缩小体积，在减小轴向尺寸同时不降低承载力的柔轮，第二个目的是提供一种能同时减小径向、轴向尺寸，减少零部件，并且能保持强度、输出扭矩和使用寿命的谐波减速器。

3、（二）技术方案

4、为解决上述问题，本发明的提供了一种柔轮，所述柔轮包括柔轮传动齿、柔轮第一部分、柔轮第二部分和柔轮第三部分；

5、所述柔轮第一部分与柔轮第三部分通过柔轮第二部分连接；

6、所述柔轮第一部分的外径小于所述柔轮第二部分外径，所述柔轮第一部分的内径小于所述柔轮第三部分的内径，所述柔轮第二部分外径大于所述柔轮第三部分的外径；所述柔轮通过所述柔轮第二部分与外部连接；

7、所述柔轮传动齿设置在所述柔轮第三部分外周壁。

8、本发明的另一方面，优选地，所述柔轮第二部分包括第一边、第二边和连接部，所述第一边沿所述柔轮径向的长度大于所述第二边沿所述柔轮径向的长度；所述第一边和第二边通过连接部连接，所述第一边与所述柔轮第一部分连接，所述第二边与所述柔轮第三部分连接。

9、本发明的另一方面，优选地，所述柔轮第一部分、第一边、连接部、第二边和柔轮第三部分两两之间平滑连接。

10、本发明的另一方面，优选地，所述柔轮第一部分的轴向长度为l1，柔轮第二部分的轴向长度为l2，柔轮第三部分的轴向长度为l3，所述柔轮第三部分的内径为d,所述l1、l2、l3和d满足以下关系：l1+l2+l3≥0.5d。

11、本发明的另一方面，优选地，所述第一边沿所述柔轮径向的长度为l4，所述第二边沿所述柔轮径向的长度为l5,所述l1、l2、l3、l4、l5和d满足以下关系：l1+l2+l3+l4+l5≥1.2d。

12、本发明的另一方面，优选地，所述连接部设置为曲线结构，所述第一边和第二边通过所述曲线结构连接，所述曲线结构的半径满足以下公式：r≥1+§，§为所述柔轮的壁的厚度，单位：mm。

13、本发明的另一方面，优选地，所述柔轮第一部分采用刚性材料。

14、本发明的另一方面，优选地，一种谐波减速器，包括如上所述的柔轮，还包括第一钢轮、第二钢轮和波发生器；

15、所述第一钢轮和第二钢轮为环形结构，所述第一钢轮与第二钢轮连接，所述第二钢轮设置于所述第一钢轮环形结构内；

16、所述柔轮设置于所述第一钢轮和第二钢轮的环形容置腔中，在所述第一钢轮内周壁设置有与柔轮传动齿啮合的钢轮传动齿；

17、所述第二钢轮与所述柔轮第一部分连接；

18、所述波发生器设置于所述柔轮第三部分的环形容置腔中。

19、本发明的另一方面，优选地，

20、所述第一钢轮内环设置有钢轮第一部分、钢轮第二部分和钢轮第三部分；

21、所述钢轮第二部分的内径分别大于钢轮第一部分内径和钢轮第三部分内径；

22、所述钢轮第二部分的内径与所述柔轮第二部分的外径相适配；

23、所述钢轮第一部分的轴向长度大于等于所述第二钢轮的轴向长度；

24、所述钢轮第一部分内周壁设有第一v形环槽，所述第二钢轮外周壁设有第二v形环槽，所述第二v形环槽与所述第一v形环槽配合形成矩形环槽；

25、还包括滚子，所述滚子设于所述矩形环槽内。

26、本发明的另一方面，优选地，

27、所述第二钢轮与所述柔轮第一部分连接方式包括：

28、所述第二钢轮与所述柔轮第一部分一体成型；

29、所述第二钢轮的内周壁设置有钢轮螺纹，所述柔轮第一部分外周壁设置有与钢轮螺纹相适配的柔轮螺纹；

30、或所述第二钢轮的内周壁设置有内齿，所述柔轮第一部分外周壁设置有与第二钢轮内齿齿数相同的外齿。

31、（三）有益效果

32、本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

33、本发明通过将柔轮设置为柔轮第一部分、柔轮第二部分和柔轮第三部分，且柔轮第二部分的直径大于柔轮第一部分和柔轮第三部分的直径，通过柔轮第二部分可以起到固定柔轮的作用，减少固定柔轮要使用的零部件，并且在柔轮轴向长度上减少固定零部件的尺寸，可以缩小谐波减速器的体积；本发明可以扩大柔轮内部的空间，方便走线，有效节约空间，并且仍可保证高强度，结构简单，利于推广。

技术特征：

1.一种柔轮，其特征在于：所述柔轮（1）包括柔轮传动齿（1-1）、柔轮第一部分（1-2）、柔轮第二部分（1-3）和柔轮第三部分（1-4）；

2.根据权利要求1所述的柔轮，其特征在于：所述柔轮第二部分（1-3）包括第一边（1-3-1）、第二边（1-3-2）和连接部（1-3-3），所述第一边（1-3-1）沿所述柔轮径向的长度大于所述第二边（1-3-2）沿所述柔轮径向的长度；所述第一边（1-3-1）和第二边（1-3-2）通过连接部（1-3-3）连接，所述第一边（1-3-1）与所述柔轮第一部分（1-2）连接，所述第二边（1-3-2）与所述柔轮第三部分（1-4）连接。

3.根据权利要求2所述的柔轮，其特征在于：所述柔轮第一部分（1-2）、第一边（1-3-1）、连接部（1-3-3）、第二边（1-3-2）和柔轮第三部分（1-4）两两之间平滑连接。

4.根据权利要求2所述的柔轮，其特征在于：所述柔轮第一部分（1-2）的轴向长度为l1，柔轮第二部分（1-3）的轴向长度为l2，柔轮第三部分（1-4）的轴向长度为l3，所述柔轮第三部分（1-4）的内径为d,所述l1、l2、l3和d满足以下关系：l1+l2+l3≥0.5d。

5.根据权利要求4所述的柔轮，其特征在于：所述第一边（1-3-1）沿所述柔轮径向的长度为l4，所述第二边（1-3-2）沿所述柔轮径向的长度为l5,所述l1、l2、l3、l4、l5和d满足以下关系：l1+l2+l3+l4+l5≥1.2d。

6.根据权利要求2所述的柔轮，其特征在于：所述连接部（1-3-3）设置为曲线结构，所述第一边（1-3-1）和第二边（1-3-2）通过所述曲线结构连接，所述曲线结构的半径满足以下公式：r≥1+§，§为壁的厚度，单位：mm。

7.根据权利要求1所述的柔轮，其特征在于：所述柔轮第一部分（1-2）采用刚性材料。

8.一种谐波减速器，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项权利要求所述的柔轮（1），还包括第一钢轮（2）、第二钢轮（3）和波发生器（4）；

9.根据权利要求8所述的谐波减速器，其特征在于，

10.根据权利要求8所述的谐波减速器，其特征在于：

技术总结
一种柔轮和谐波减速器，包括柔轮传动齿、柔轮第一部分、柔轮第二部分和柔轮第三部分；柔轮第一部分的外径小于柔轮第二部分外径，柔轮第一部分的内径小于柔轮第三部分的内径，柔轮第二部分外径大于柔轮第三部分的外径；柔轮传动齿设置在柔轮第三部分外周壁。本发明通过将柔轮设置为柔轮第一部分、柔轮第二部分和柔轮第三部分，且柔轮第二部分的外径大于柔轮第一部分和柔轮第三部分的外径，通过柔轮第二部分可以起到固定柔轮的作用，减少固定柔轮要使用的零部件，并且在柔轮轴向长度上减少固定零部件的尺寸，可以缩小谐波减速器的体积；本发明可以扩大柔轮内部的空间，方便走线，有效节约空间，并且仍可保证高强度，结构简单，利于推广。

技术研发人员：冀浩宇,郑随兵,张旭龙
受保护的技术使用者：睿尔曼智能科技（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15