[发明专利]一种双排滚珠薄壁柔性轴承及谐波齿轮减速器

说明书

技术领域

本发明涉及谐波传动技术领域，尤其涉及一种双排滚珠薄壁柔性轴承及谐波齿轮减速器。

背景技术

精密谐波齿轮传动是随着航天、火箭、卫星等发展应运而生的高技术产品，由于其具有体积小、重量轻、传动比大、传动精度高以及回差小等优点，在自动控制、机电一体化、数控设备、武器系统、航空航天、机器人等领域有着广泛的应用。

柔性轴承是谐波齿轮传动中的关键零部件之一，传统的柔性轴承由单排滚珠、薄壁内、外圈和保持架组成，其工作时随刚柔轮啮合区间的变化，内外圈不断在变形，因此工作条件较普通轴承要恶劣得多。机器人关节和航空航天领域的空间飞行器等在特定工况下对谐波传动承载、刚度和可靠性等方面的要求特别高。对于传递动力的大功率谐波齿轮传动来说，工作时波发生器长短轴的位置不断地变化，使柔性轴承反复承受高速交变周向和轴向弯曲应力的作用，以至于其不仅像普通轴承一样，存在由接触应力引起的疲劳点蚀现象，还存在由交变弯曲应力引起的弯曲疲劳现象及在外载扭矩作用下产生的畸变现象。柔性轴承的受力分布及弯曲应力都与外载扭矩有密切关系，当外载扭矩增大到一定程度时，由于柔性轴承外环承受的交变弯曲应力的增加，外环疲劳断裂时有发生。在使用过程中常常发现由于承载能力不足导致的柔性轴承的早期破坏，而接触疲劳破坏是其主要的破坏形式之一。

另一方面，当凸轮嵌入柔性轴承后，轴承内圈随凸轮的廓线形状而产生强制变形，再通过滚动体使外圈也产生变形。因此，柔性轴承的径向和轴向刚度直接影响谐波传动的整体扭转刚度和过载情况下柔轮是否发生畸变。现有柔性轴承是满足通用柔轮的基础上设计的，难以适应机器人关节和航天宇航伺服机构等强载荷运行工况。通过优化柔性轴承滚珠排数、数量、直径和布置及改变保持架的结构等措施，可以提高波发生器的周向和齿向弯曲刚度，保证过载情况下轮齿的良好接触，避免高过载情况下柔轮的畸变和卡齿，进而提高谐波传动的刚度和承载能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双排滚珠薄壁柔性轴承及谐波齿轮减速器，克服了现有谐波传动柔性轴承存在的径向和轴向弯曲刚度低、承载能力低、使用寿命短以及工作可靠性低的不足。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种双排滚珠薄壁柔性轴承，包括外圈、内圈、滚动体和保持架，其特征在于：外圈与内圈同轴布置，内圈设置在外圈内，外圈宽度与内圈宽度相等，外圈的内壁沿圆周方向设有两圈平行、对称且等宽凹槽作为滚道，内圈的外壁上具有与外圈的内壁相对应的滚道；外圈与内圈之间设有保持架，保持架为环形保持架，沿其外圆周设有两排半圆式开口球窝孔，同一排的半圆式开口球窝孔开口方向相同且等间隔排列，不同排的半圆式开口球窝孔的开口方向相反，两排半圆式开口球窝孔交错排列；滚动体设置在保持架的球窝孔内，且位于外圈与内圈的滚道上，滚动体沿滚道滚动。

上述保持架为环形整体式保持架；上述外圈和内圈的滚道底面为圆弧形，便于滚动体滚动。