[发明专利]一种多波数谐波减速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多波数的谐波减速器，属于谐波传动技术领域。

背景技术

目前的在机械传动领域，谐波减速器由于原理上的先天优势，在相同速比和相同负载下，其精度最高、结构体积最小、机构重量最轻，因此广泛用于中小型工业机器人。但由于其材料特殊，生产工艺要求高，因此世界上只有少数公司能够生产出满足工业机器人要求的谐波减速器。因此其价格比其他类型的减速器高。

常用的谐波减速器，为了达到较高的减速比和较多的啮合齿数，谐波发生器都设计为椭圆形，并且轮齿的模数都很小，加工精度要求高，这样降低了谐波减速器的承载能力，同时增加了加工难度。目前世界上普遍采用一刚轮一柔轮配对生产模式，既生产的刚轮和柔轮一一配对，不存在同批次产品互换的可能性，因此谐波减速器的产能较低，货期较长，价格居高不下。

发明内容

为解决以上问题，本发明提出一种多波数的谐波减速器，该谐波减速器由谐波发生器1，柔轮2，刚轮3构成，其特征在于：谐波发生器1由刚性骨架101和多个滚动支撑102构成，滚动支撑102铰接于刚性骨架101，均匀分布于柔轮2内侧，滚动支撑102压迫柔轮2啮合于刚轮3；滚动支撑102的数量不少于3，即谐波减速器的波数不小于3；滚动支撑102与柔轮2的接触的外圆柱表面包覆防滑材料。

附图说明

通过附图描述了采用本发明所述实施方式的两个实施例，其中图1、图2、图3、图4描述第一个实施例，图5、图6描述第二个实施例。

图1为本发明提出的波数为3的谐波减速器的一个实施例的俯视图；

图2为图1中所述实施例的B方向的剖视图；

图3、图4为图1所述实施例的立体图；

图5为本发明提出的另一个波数为4的谐波减速器的实施例的俯视图；

图6为图5中所述实施例的A方向的剖视图；

为清楚起见，不同附图中同名部件以相同标号标出，同一部件用到多个时以“-”加数字区分，如102-1和102-2表示同一个部件的不同个体。

具体实施方式

图1、图2为本发明提到的波数为3的谐波减速器的一个实施例，由谐波发生器1，柔轮2，刚轮3构成； 其中谐波发生器1由一个刚性骨架101和3个滚动支撑102铰接而成，且3个滚动支撑102均匀布置于柔轮2内侧；滚动支撑102压迫柔轮2与刚轮3啮合于3个区段。

优选地，本例中滚动支撑102选用滚动轴承实现，也可采用滑动轴承、滚轮、滚针等部件替代。

图5、图6为本发明提到的波数4的谐波减速器的一个实施例，由谐波发生器1、柔轮2、刚轮3、刚性固定座4，和负载支撑5构成； 其中谐波发生器由一个刚性骨架101和4个滚动支撑102构成，滚动支撑102压迫柔轮2与刚轮3啮合于4个区段，并均匀布置于柔轮2内侧；其中刚性固定座4与刚轮3以及负载支撑5的外圈刚性连接，负载支撑5的内圈与柔轮2刚性连接，用于承受外部的径向和轴向负载，即该实施例可以直接承受外部负载。

上述两实施例中，滚动支撑102与柔轮2接触的外圆柱表面，包覆一层防滑材料，以降低滚动支撑与柔轮间打滑的风险，进而降低机械磨损和震动。

本发明中，谐波发生器转动时，滚动支撑绕谐波减速器的中心轴公转的同时绕本身的回转中心自转，且滚动支撑与柔轮之间不存在相对滑动。设柔轮的外齿数为M，刚轮的内齿数为N，显然N>M且N和M均为正整数，则当谐波发生器旋转一周后柔轮旋转的角度为（N-M）/N*360度，减速比为-N/（N-M），其中负号表明柔轮输出的转动方向与谐波发生器的输入转动方向相反。

根据图2和图6对比可以看出，在相同体积下，本发明实施的谐波减速器，其波数越大，柔轮受压与刚轮啮合后的形态越接近圆形，由于柔轮输出端也必须成圆形，因此柔轮的形变量就越小，耐疲劳性增强；同时波数越大，柔轮与刚轮的啮合区段越多，因此其承载也更加平均，承受负载能力越强；同时，随着波数越大，柔轮的外齿数也越大，根据上述减速比的公式推导，其减速比也越大。