[发明专利]一种谐波减速机刚轮及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种谐波减速机刚轮及其制备方法和应用。根据本发明的谐波减速机刚轮，其基材为球墨铸铁，该球墨铸铁通过球化和孕育处理，碳以球状石墨析出，颗粒状的石墨更多，润滑性能更好，从而具有良好的铸造性、耐磨性和切削加工性。本发明的谐波减速机刚轮，与现有材料相比，在特定的原料配比下，具有优良的力学性能和机加工工艺性能，并能通过热处理再进一步提高力学性能，最终保证了谐波减速机刚轮具有良好的力学性能。本发明还提供了上述谐波减速机刚轮的制备方法和应用。

技术领域

本发明属于减速机技术领域，具体涉及一种谐波减速机刚轮及其制备方法和应用。

背景技术

谐波减速机具有结构紧凑、体积小、质量轻、传动比与承载能力大、传动精度高等优点，广泛应用于电子、航天航空、机器人、自动化等行业。谐波减速机的主要结构包括波发生器、柔轮及刚轮三个基本构件。其中，波发生器由柔性轴承及凸轮组成。柔轮是可挠性外齿轮，刚轮是刚性内齿圈。

谐波减速机是通过齿与齿之间的啮合来传递运动的。在整个运动过程中，内外齿啮合的区域较大，啮合齿对数占比约30％，刚轮内齿与柔轮外齿啮合，齿的啮合数量与工况相关，转矩越大啮合的齿的数量越多，由于柔轮为薄壁结构，其在波发生器装配后呈现与凸轮相同形状，波发生器运转过程中柔轮端面呈现周期性喇叭口变形形式，柔轮端面为曲面，柔轮齿面与刚轮齿面存在啮合相对运动，即切向的相对运动和柔轮变形带来的齿向窜动，柔轮齿与刚轮齿的啮合承载实现了谐波减速机力和运动的传递，齿之间的接触近似于线接触，实验表明刚轮齿与柔轮齿之间的润滑状态为混合润滑，因此需要刚轮和柔轮均具有较高的耐磨性。相关技术中，刚轮耐磨性不够理想。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种谐波减速机刚轮，该谐波减速机刚轮，通过特定原料配比的球磨铸铁，使得刚轮具有较高的耐磨性和力学强度。

本发明还提供了一种制备谐波减速机刚轮的方法。

本发明还提供了一种谐波减速机。

本发明还提供了一种工业机器人。

本发明的第一方面提供了一种谐波减速机刚轮，所述谐波减速机刚轮的基材为球墨铸铁，所述球墨铸铁的制备原料包括Fe和以下质量百分比计的组分：

C：3.0％～4.0％，

Si：2.0％～3.0％，

Cu：0.5％～1.0％，

Mn：≤1.0％，

Cr：≤0.1％，

P：≤0.1％，

S：≤0.06％，

所述球墨铸铁中，金相组织的石墨球化率≥95％。

本发明关于谐波减速机刚轮的一个技术方案，至少具有以下有益效果：

本发明的谐波减速机刚轮，基材为球墨铸铁，球墨铸铁中，金相组织的石墨球化率≥95％，符合GB/T9441-2009规定的一级球化标准。该球墨铸铁是一种通过球化和孕育处理得到的碳以球状石墨析出的铸铁，具有良好的铸造性、耐磨性和切削加工性。本发明的谐波减速机刚轮，在特定的原料配比下，具有优良的力学性能和工艺性能，并能通过热处理再进一步提高力学性能，因此，该球墨铸铁可用于制造负荷较大、受力较复杂的零件，比如曲轴、连杆、齿轮、机床主轴等，特别适用于本发明的谐波减速机刚轮。