一種兩級(jí)諧波行星齒輪減速器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種兩級(jí)諧波行星齒輪減速器，包括設(shè)置在減速器殼體內(nèi)用于接收動(dòng)力的波發(fā)生器，波發(fā)生器上從內(nèi)向外依次套接柔輪和剛輪，組成第一級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；柔輪同軸連接太陽(yáng)輪，減速器殼體前端設(shè)置電機(jī)接口，剛輪固定安裝在電機(jī)接口內(nèi)壁上；減速器殼體內(nèi)壁上還一體設(shè)置有環(huán)繞在太陽(yáng)輪外部的內(nèi)齒輪，太陽(yáng)輪和內(nèi)齒輪之間設(shè)置有行星輪組，行星輪組中的每個(gè)行星輪均連接用于輸出動(dòng)力的行星架，形成第二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型第一級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可提高減速器的傳動(dòng)比；同時(shí)，本實(shí)用新型諧波傳動(dòng)與行星傳動(dòng)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。
【專利說(shuō)明】-種兩級(jí)諧波行星齒輪減速器 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型設(shè)及減速器領(lǐng)域，具體設(shè)及一種兩級(jí)諧波行星齒輪減速器。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 減速器是原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置。用來(lái)降低轉(zhuǎn)速和增大扭 矩，W滿足工作需要。目前，國(guó)內(nèi)減速機(jī)的主要類型有圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、蝸 桿減速器、齒輪一蝸桿減速器、行星齒輪減速器等。行星減速器W其傳動(dòng)比大、傳動(dòng)效率高、 結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中。但當(dāng)所需的傳動(dòng)比過(guò)大時(shí)，單獨(dú)采用行星輪系結(jié) 構(gòu)導(dǎo)致了減速箱的體積過(guò)大，局限了其使用范圍。并且行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件多、體積大、 生產(chǎn)成本高。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種兩級(jí)諧波行星齒輪 減速器，在保留大傳動(dòng)比的同時(shí)，減小體積。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0005] 包括設(shè)置在減速器殼體內(nèi)用于接收動(dòng)力的波發(fā)生器，波發(fā)生器上從內(nèi)向外依次套 接柔輪和剛輪，組成第一級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu);柔輪同軸連接太陽(yáng)輪，減速器殼體前端設(shè)置 電機(jī)接口，剛輪固定安裝在電機(jī)接口內(nèi)壁上；
[0006] 減速器殼體內(nèi)壁上還一體設(shè)置有環(huán)繞在太陽(yáng)輪外部的內(nèi)齒輪，太陽(yáng)輪和內(nèi)齒輪之 間設(shè)置有行星輪組，行星輪組中的每個(gè)行星輪均連接用于輸出動(dòng)力的行星架，形成第二級(jí) 行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0007] 進(jìn)一步地，波發(fā)生器采用滾動(dòng)摩擦式波發(fā)生器。
[000引進(jìn)一步地，柔輪采用杯形柔輪。
[0009] 進(jìn)一步地，柔輪齒數(shù)為200,剛輪齒數(shù)為202。
[0010] 進(jìn)一步地，第二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用2K-H(A)型式。
[0011] 進(jìn)一步地，太陽(yáng)輪、內(nèi)齒輪和行星輪組均采用直齒圓柱齒輪。
[0012] 進(jìn)一步地，太陽(yáng)輪的齒數(shù)為12,行星輪組中的行星輪齒數(shù)均為30,內(nèi)齒輪的齒數(shù)為 12。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有W下有益的技術(shù)效果：
[0014] 本實(shí)用新型通過(guò)采用串聯(lián)的第一級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)，第一級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用剛輪固定，波發(fā)生器輸入，柔輪輸出的形式，可大大提高 減速器的傳動(dòng)比。第一級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出作為第二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入， 最終通過(guò)第二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行星架輸出，運(yùn)種諧波傳動(dòng)與行星傳動(dòng)相結(jié)合的結(jié) 構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、承載能力大、傳動(dòng)精度高、側(cè)隙小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等特點(diǎn)；同 時(shí)，本實(shí)用新型中內(nèi)齒輪與減速器殼體為一體，在保持大的傳動(dòng)比的前提下縮小了整個(gè)減 速器的體積。
[0015] 進(jìn)一步地，本實(shí)用新型通過(guò)采用滾動(dòng)摩擦式波發(fā)生器，在傳動(dòng)中獲得滾動(dòng)摩擦，摩 擦系數(shù)小，效率高。
[0016] 進(jìn)一步地，本實(shí)用新型采用2K-H(A)型式，該型式的行星傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積 小、重量輕、制造方便、傳遞效率高等特點(diǎn)。
[0017] 進(jìn)一步地，本實(shí)用新型通過(guò)采用特定齒數(shù)的第二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，行星傳動(dòng) 滿足定傳動(dòng)比條件、裝配條件、同屯、條件與鄰接條件，傳動(dòng)比可達(dá)700。 【【附圖說(shuō)明】】
[0018] 圖1是本實(shí)用新型的剖視圖。
[0019] 圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0020] 圖3是本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖4是本實(shí)用新型行星齒輪傳動(dòng)剖視圖。
[0022] 其中：1-波發(fā)生器;2-柔輪;3-剛輪;4-太陽(yáng)輪;5-行星輪組;6-行星架;7-內(nèi)齒輪； 8-電機(jī)接口； 9-減速器殼體。 【【具體實(shí)施方式】】
[0023] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0024] 如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型包括設(shè)置在減速器殼體9內(nèi)的波發(fā)生器1，波發(fā)生器1 上從內(nèi)向外依次套接柔輪2和剛輪3組成第一級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu);還包括由太陽(yáng)輪4、行星 輪組5、行星架6和內(nèi)齒輪7組成的第二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。柔輪2同軸連接太陽(yáng)輪4。
[0025] 波發(fā)生器1與電機(jī)輸出軸相連，作為減速器的輸入端A，用于接收動(dòng)力;柔輪2采用 杯形柔輪;減速器殼體9前端設(shè)置電機(jī)接口 8，剛輪3固定安裝在電機(jī)接口 8內(nèi)壁上，波發(fā)生器 1主動(dòng)，剛輪3固定，柔輪2輸出。柔輪2輸出端與第二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)輪4相連，作 為第二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端。內(nèi)齒輪7-體設(shè)置在減速器殼體9內(nèi)壁上，固定不動(dòng)， 且內(nèi)齒輪7環(huán)繞在太陽(yáng)輪4外部，行星輪組5設(shè)置在太陽(yáng)輪4與內(nèi)齒輪7之間，行星架6連接行 星輪組5中的每個(gè)行星輪，太陽(yáng)輪4輸入，行星輪組5既繞中屯、軸轉(zhuǎn)動(dòng)，又繞自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)，行星 架6輸出并作為整體減速器的輸出端B用于輸出動(dòng)力。
[0026] 第二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用2K-H(A)型式，該型式的行星傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、 體積小、重量輕、制造方便、傳遞效率高等特點(diǎn)。太陽(yáng)輪4、內(nèi)齒輪7和行星輪組5均采用直齒 圓柱齒輪。
[0027] 本實(shí)用新型主要的工作過(guò)程及原理:在使用過(guò)程中，動(dòng)力由波發(fā)生器1 一端傳入， 剛輪3固定，由柔輪2輸出，且柔輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與波發(fā)生器1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。第一級(jí)諧波齒 輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出轉(zhuǎn)速作為第二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入，太陽(yáng)輪4與柔輪2同軸，內(nèi)齒 輪7固定，行星輪組5在太陽(yáng)輪4與內(nèi)齒輪7的帶動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)了與行星輪組5相連的行星架6的 旋轉(zhuǎn)，最終完成了動(dòng)力的同軸輸出。
[0028] 當(dāng)剛輪3和內(nèi)齒輪7固定，波發(fā)生器1輸入，行星架6輸出時(shí)，本實(shí)用新型是單級(jí)諧波 齒輪機(jī)構(gòu)與一級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)串聯(lián)的兩級(jí)諧波行星齒輪減速器，根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，則可得其 傳動(dòng)比關(guān)系為
[0029] i = ii X i2 (I)
[0030] 第一級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比ii的計(jì)算公式為：
[0031] )
[0032] 式(2)中，&為柔輪2的齒數(shù);Zg為剛輪3的齒數(shù);n為波數(shù)。
[0033] 笛^純巧居祀輪佑對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比12計(jì)算公式為
[0034] (3)
[0035] 式(3)中，P為行星齒輪機(jī)構(gòu)的特性參數(shù);Zb為內(nèi)齒輪7的齒數(shù);Za為太陽(yáng)輪4的齒數(shù)。
[0036] 佐+咖m祐井如咸速器的傳動(dòng)比計(jì)算公式為
[0037]
[0038] 式中的負(fù)號(hào)表示作為輸出件的行星架6的轉(zhuǎn)向與作為輸入件的波發(fā)生器1的轉(zhuǎn) 向相反，即行星架6的角速度W6與波發(fā)生器1的角速度Wl的轉(zhuǎn)向相反。
[0039] 本實(shí)用新型具體實(shí)施例如下：第一級(jí)諧波傳動(dòng)中，剛輪3齒數(shù)為202,柔輪2齒數(shù)為 200,波發(fā)生器1采用積極控制式波發(fā)生器中的滾動(dòng)摩擦式波發(fā)生器，其特點(diǎn)是在楠圓輪的 外面，套裝有薄壁滾動(dòng)軸承，使其在傳動(dòng)中獲得滾動(dòng)摩擦，摩擦系數(shù)小，效率高。波發(fā)生器1 輸入，剛輪3固定，柔輪2輸出。對(duì)于行星齒輪傳動(dòng)，太陽(yáng)輪4、行星輪組5中的行星輪及內(nèi)齒輪 7均采用直齒圓柱齒輪行星傳動(dòng)。當(dāng)壓力角為20°時(shí)，不發(fā)生根切的最少齒數(shù)是17。第二級(jí)行 星齒輪傳動(dòng)中，設(shè)定太陽(yáng)輪4的齒數(shù)為12,行星輪組5中的行星輪齒數(shù)為30,內(nèi)齒輪7的齒數(shù) 為72。由于太陽(yáng)輪的齒數(shù)小于17,需要對(duì)太陽(yáng)輪4、行星輪組5中的行星輪和內(nèi)齒輪7進(jìn)行變 位，在此采用高度變位，經(jīng)計(jì)算，選取太陽(yáng)輪4的變位系數(shù)為0.31，行星輪和內(nèi)齒輪7的變位 系數(shù)均為-0.31。行星傳動(dòng)滿足定傳動(dòng)比條件、裝配條件、同屯、條件與鄰接條件。根據(jù)傳動(dòng)比 計(jì)算公式，得到傳動(dòng)比i = 700。
[0040] 若本實(shí)用新型內(nèi)的行星傳動(dòng)的所有齒輪的模數(shù)為1，則在減速器中，最大分度圓直 徑為72mm。而市面上傳動(dòng)比達(dá)到700的行星減速器大多是多級(jí)行星傳動(dòng)相結(jié)合或者采用大 齒數(shù)的內(nèi)齒輪，小齒數(shù)的太陽(yáng)輪來(lái)提高行星減速器的傳動(dòng)比。比如一種現(xiàn)有的傳動(dòng)比為700 的行星減速器，采用=組行星齒輪傳動(dòng)相串聯(lián)的方式，第一級(jí)行星齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比為10,太 陽(yáng)輪齒數(shù)為30，內(nèi)齒輪齒數(shù)為270，行星輪個(gè)數(shù)為6，齒數(shù)為120。第二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比 也為10，太陽(yáng)輪齒數(shù)為30，內(nèi)齒輪齒數(shù)為270，行星輪個(gè)數(shù)為6，齒數(shù)為120。第=級(jí)行星齒輪 傳動(dòng)傳動(dòng)比為7，太陽(yáng)輪齒數(shù)為，20，內(nèi)齒輪齒數(shù)為120，行星輪個(gè)數(shù)為4，齒數(shù)為50。所有行星 齒輪傳動(dòng)均滿足定傳動(dòng)比條件，同屯、條件，裝配條件及鄰接條件。若所有齒輪模數(shù)均為1mm， 則該行星減速器的齒輪最大分度圓直徑是270mm，遠(yuǎn)大于本實(shí)用新型。
[0041] 因此相較于市面上傳動(dòng)比達(dá)到700的行星齒輪減速器，本實(shí)用新型的減速器的體 積大大減小了。
[0042] 本實(shí)用新型采用諧波傳動(dòng)與行星傳動(dòng)相結(jié)合的方式，由于該兩級(jí)諧波行星齒輪減 速器采用了具有多個(gè)輪齒曬合的諧波齒輪傳動(dòng)，具有傳動(dòng)比大、體積小的特點(diǎn)，行星齒輪傳 動(dòng)采用了 2K-H(A)型即NGW型傳動(dòng)形式，運(yùn)種型式的行星傳動(dòng)具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)， 故使其整體具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、承載能力大、傳動(dòng)精度高、側(cè)隙小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等 特點(diǎn)。尤其是在保證裝置體積小的前提下，大大提高了減速器的傳動(dòng)比。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種兩級(jí)諧波行星齒輪減速器，其特征在于:包括設(shè)置在減速器殼體(9)內(nèi)用于接收 動(dòng)力的波發(fā)生器（1)，波發(fā)生器（1)上從內(nèi)向外依次套接柔輪(2)和剛輪(3)，組成第一級(jí)諧 波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu);柔輪(2)同軸連接太陽(yáng)輪(4)，減速器殼體(9)前端設(shè)置電機(jī)接口（8)，剛輪 (3)固定安裝在電機(jī)接口（8)內(nèi)壁上； 減速器殼體(9)內(nèi)壁上還一體設(shè)置有環(huán)繞在太陽(yáng)輪(4)外部的內(nèi)齒輪(7)，太陽(yáng)輪(4)和 內(nèi)齒輪(7)之間設(shè)置有行星輪組(5)，行星輪組(5)中的每個(gè)行星輪均連接用于輸出動(dòng)力的 行星架(6)，形成第二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)諧波行星齒輪減速器，其特征在于:波發(fā)生器（1)采 用滾動(dòng)摩擦式波發(fā)生器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)諧波行星齒輪減速器，其特征在于:柔輪(2)采用杯 形柔輪。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)諧波行星齒輪減速器，其特征在于:柔輪(2)齒數(shù)為 200,剛輪(3)齒數(shù)為202。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)諧波行星齒輪減速器，其特征在于:第二級(jí)行星齒輪 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用2K-H(A)型式。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)諧波行星齒輪減速器，其特征在于:太陽(yáng)輪(4)、內(nèi)齒 輪(7)和行星輪組(5)均采用直齒圓柱齒輪。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)諧波行星齒輪減速器，其特征在于:太陽(yáng)輪(4)的齒 數(shù)為12,行星輪組(5)中的行星輪齒數(shù)均為30,內(nèi)齒輪(7)的齒數(shù)為72。
【文檔編號(hào)】F16H1/32GK205534041SQ201620360522
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】楊連花, 常肖, 齊亞磊
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)安大學(xué)