[发明专利]一种活齿谐波减速器

说明书

本发明公开一种活齿谐波减速器，所述机构由定位轴、柔轮、交叉轴承、螺钉、外壳、滚针、柔性轴承、输入轴等组成，外壳内圆柱面加工有多个圆弧槽齿，圆弧槽内安装有滚针，柔性轴承安装在输入轴外表面，柔性轴承安装在柔轮内，柔性轴承外表面与柔轮内表面接触，柔轮齿的分度圆为椭圆，柔轮上的齿与滚针啮合。柔轮通过螺栓与交叉轴承连接。本发明专利的优点和有益效果是：该减速器简单、紧凑易于小型化；对加工精度要求低，噪声小；同时参与啮合的齿数多，承载能力强；在啮合副径向预紧条件下，减速啮合副处于无间隙啮合状态，传动精度高；滚针与摆线齿纯滚动啮合，传动效率高，啮合面磨损率低。

技术领域

本发明涉及机械传动领域，具体是指一种活齿谐波减速器。

背景技术

谐波减速器又称谐波减速机或称谐波传动减速器，是利用行星齿轮原理发展起来的一种减速器，其结构包括有带有内齿圈的刚性齿轮(相当于行星系中的中心轮刚轮)、带有外齿圈的柔性齿轮(相当于行星齿轮)和波发生器(相当于行星架)。作为减速器使用，其工作原理是波发生器是一个杆状部件，其两端装有滚动轴承构成滚轮，与柔轮的内壁相互压紧。柔轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮，其内孔直径略小于波发生器的总长。波发生器是使柔轮产生可控弹性变形的构件。当波发生器装入柔轮后，迫使柔轮的剖面由原先的圆形变成椭圆形，其长轴两端附近的齿与刚轮的齿完全啮合，而短轴两端附近的齿则与刚轮完全脱开。周长上其他区段的齿处于啮合和脱离的过渡状态。当波发生器沿图示方向连续转动时，柔轮的变形不断改变，使柔轮与刚轮的啮合状态也不断改变，由啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入……，周而复始地进行，从而实现柔轮相对刚轮沿波发生器相反方向的缓慢旋转。工作时，固定刚轮，由电机带动波发生器转动，柔轮作为从动轮，输出转动，带动负载运动。

谐波减速器具有传动精密的技术效果且体积易于小型化的优点，但是柔轮的是基于筒体材料的宏观弹性变形而实现啮合传动的，因而制约了谐波减速器在大功率重负荷领域的开发应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种活齿谐波减速器，该技术方案在外壳加工多个圆弧齿，柔轮外圆柱面加工有多个齿，输入轴为轴对称结构，啮合副可达到多齿啮合的状态，结构简单、紧凑、承载能力强、效率高，能实现精密传动。

为实现上述目的，本发明的技术方案是包括有作为定位轴、柔轮、交叉轴承、外壳、滚针、柔性轴承和输入轴；

所述的输入轴上设置有实现波发生器作用的外表面，该外表面为第一椭圆曲面；

所述的输入轴上安装有柔性轴承，柔性轴承的内表面为第二椭圆曲面，该第二椭圆曲面与输入轴的第一椭圆曲面等距偏移面重合；

所述的外壳内圆柱面加工有Z₂个圆弧槽齿，直径为d₁，Z₂个圆弧槽齿均匀分布在半径为R的圆上，圆弧槽内安装有直径为d_r的滚针，d_rd₁；

所述的柔轮包括有沿着轴向方向连接的柔轮齿部、柔轮过渡部和柔轮定位部；

所述的柔性轴承与柔轮齿部的内表面接触受力配合，柔轮齿部外表面加工Z₁个齿，柔轮齿部外表面的理论齿形为柔轮理论齿形为：

其中，ε＝θ-φ，a为椭圆长半轴，b为椭圆段半轴，θ根据下式求解

其中，φ∈[0,2Z₂π)；

柔轮实际齿形为柔轮理论齿形的等距偏移线，其等距偏移距离为d_r-d₁/2；

所述柔轮齿部的齿的分度圆为椭圆；