[发明专利]一种谐波减速器波发生器用非椭圆曲线凸轮及其加工和检测方法

说明书

本发明提供了一种谐波减速器波发生器用非椭圆曲线凸轮及其加工和检测方法，凸轮曲线的长轴和短轴与标准椭圆的长、短轴比例一致，凸轮曲线的长轴和短轴将曲线分成0°～90°、90°～180°、180°～270°、270°～360°四段曲线，四段曲线的曲率相对于标准椭圆的曲率，其曲线外移，且四段曲线相对于凸轮曲线的长、短轴互相对称，且所述凸轮曲线保证谐波减速器的柔轮和刚轮在啮合时无干涉。加工时，先确定凸轮曲线，再采集凸轮曲线的加工点，最后装入设备进行加工。本发明的非椭圆曲线凸轮，增加了柔轮和刚轮之间啮合的齿数，提高了谐波减速器的精度及承载能力。加工方法可以满足此凸轮的加工，且加工简单、方便。

技术领域

本发明涉及一种谐波减速器波发生器用非椭圆曲线凸轮及其加工和检测方法，属于机械加工、谐波减速器技术领域。

背景技术

谐波减速器是一种利用柔性组件产生弹性变形来传递动力的减速机构。谐波减速器主要由三大部分组成：具有外齿的柔轮、具有内齿的刚轮和具有长短轴的波发生器，波发生器装于柔轮内孔中，柔轮在波发生器的作用下变形形成具有长短轴的椭圆，柔轮同轴装在刚轮内，变形后的柔轮长轴区域与刚轮内齿啮合，短轴区域则与刚轮内齿脱开；工作时，波发生器连续转动，迫使柔轮产生连续的弹性变形，使柔轮齿的啮入—啮合—啮出—脱开这四种状态循环往复不断地改变各自原来的啮合状态，这种现象称之错齿运动。正是这一错齿运动，作为减速器便可将输入的高速转动变为输出的低速转动。由于谐波减速器特定的结构，其可在体积很小的情况下获得较大的减速比，此外由于在工作时谐波减速器参与啮合的齿数多，单位面积的负载小，使得其承载能力较其它传动高，且还具有体积小、重量轻、传动效率高、传动平稳、无冲击等优点。因此广泛应用于航空航天、医疗机械、机器人等精密传动领域，尤其随着科技的不断发展，机器人的应用越来越广泛，人们对谐波减速器的设计、制作也越来越重视。

波发生器是使柔轮变形产生变形波的构件，是谐波减速器传动的重要元件之一，它决定了柔轮啮合的特征曲线。它的结构形式不仅决定了柔轮构件的受力状态，还决定了柔轮的啮合特性。

波发生器的凸轮有多种形式，目前常用的是标准椭圆凸轮，其优点是结构简单，加工方便。但随着人们对谐波减速器精度及承载能力的要求不断提高，而标准椭圆凸轮的长、短轴比例及曲率固定，使柔轮与刚轮啮合时的齿数也为定值，因此其性能无法提高，难以满足更高的要求。而如果采用非椭圆曲线作为凸轮的外轮廓线，则存在线条之间可能存在干扰的情况，且由于是非标准的曲线，加工复杂，难度大。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种谐波减速器波发生器用非椭圆曲线凸轮及其加工和检测方法，本发明的非椭圆曲线凸轮，增加了柔轮和刚轮之间啮合的齿数，提高了谐波减速器的精度及承载能力。本发明的加工方法可以满足非椭圆曲线凸轮的加工，且加工方法简单、方便。使用本发明的检测方法可验证凸轮的加工效果，确定该加工方法是否可靠。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种谐波减速器波发生器用非椭圆曲线凸轮，凸轮曲线的长轴和短轴与标准椭圆的长、短轴一致，凸轮曲线的长轴和短轴将曲线分成0°～90°、90°～180°、180°～ 270°、270°～360°四段曲线，四段曲线的曲率相对于标准椭圆的曲率，其曲线外移，且四段曲线相对于凸轮曲线的长、短轴互相对称，且所述凸轮曲线保证谐波减速器的柔轮和刚轮在啮合时无干涉。

对本技术方案的进一步改进是：

所述凸轮曲线与标准椭圆曲线之间相差的距离根据柔轮齿形和刚轮齿形，以及柔轮和刚轮的啮合齿数来确定。

一种谐波减速器波发生器用非椭圆曲线凸轮的加工方法，：包括以下步骤，

S1、确定凸轮曲线：根据权利要求1所述的非椭圆曲线凸轮，设计具体的凸轮曲线，再通过软件进行修整后，保证谐波减速器的柔轮和刚轮在啮合时无干涉；