谐波齿轮传动齿数的确定方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102927211A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102927211A(43)申请公布日2013.02.13(21)申请号201210450219.2(22)申请日2012.11.13(71)申请人常州大学地址213164江苏省常州市武进区滆湖路1号常州大学(72)发明人祝海林邹旻钱志达宁鹏秦兴培潘俊(51)Int.Cl.F16H1/32(2006.01)F16H57/04(2010.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图22页(54)发明名称谐波齿轮传动齿数的确定方法(57)摘要本发明涉及一种谐波齿轮传动齿数的确定方法，以解决目前谐波齿轮传动中齿轮齿数的选择依据不尽充分合理的问题。该方法包括以下步骤：(1)按照设计工况要求拟定理论传动比；(2)根据齿轮轮齿的承载能力，采用类比法选取齿轮的模数，并取标准模数值；(3)兼顾啮合齿轮副不发生齿顶干涉、润滑与散热问题，拟定柔轮的齿顶圆弧与刚轮的齿顶圆之间的最大径向间隙；(4)拟定刚轮与柔轮的齿数差；(5)根据谐波齿轮传动的齿数差应等于波数的整数倍的原则，拟定刚轮、柔轮的齿数，并得出实际传动比；(6)判断所述实际传动比是否满足设计要求，若不满足要求，则返回步骤(2)；否则，将上述确定的刚轮与柔轮的齿数作为最终结果。CN10297ACN102927211A权利要求书1/1页1.一种谐波齿轮传动齿数的确定方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)按照设计工况要求拟定理论传动比；(2)根据齿轮轮齿的承载能力，采用类比法选取齿轮的模数，并取标准模数值；(3)兼顾啮合齿轮副不发生齿顶干涉、润滑与散热问题，拟定柔轮的齿顶圆弧与刚轮的齿顶圆之间的最大径向间隙；(4)拟定刚轮与柔轮的齿数差；(5)根据谐波齿轮传动的齿数差应等于波数的整数倍的原则，拟定刚轮、柔轮的齿数，并得出实际传动比；(6)判断所述实际传动比是否满足设计要求，若不满足要求，则返回步骤(2)；否则，将上述确定的刚轮与柔轮的齿数作为最终结果。2CN102927211A说明书1/3页谐波齿轮传动齿数的确定方法技术领域[0001]本发明涉及机械传动领域，特别涉及一种谐波齿轮传动中齿轮的齿数的确定方法。背景技术[0002]谐波齿轮传动机构是一种通过柔轮弹性变形来传递运动或动力的机械装置，它具有结构简单、传动比大、承载能力高、噪音低等优点，广泛应用于航天航空技术、仿生技术、原子反应堆和通用机械、医学器械等领域。[0003]在谐波齿轮传动中，大多采用内波发生器的谐波传动，图1示出了其基本结构，包括波发生器B、柔轮R和刚轮G，其中，柔轮、刚轮是两个关键齿轮。在各种设计参数中，柔轮和刚轮的齿数是显著影响两个齿轮的承载能力、啮合性能、装配、柔轮强度、机构动态特性的两个基本参数，需要精心选取。[0004]国内近二十年来的有关机械设计手册或书籍中，在谈到谐波齿轮传动中刚轮、柔轮的齿数选择时，除了要求应满足传动比等条件外，均建议两者的齿数差取为柔轮的变形波数，或者在某些情况下取成变形波数的倍数，同时指出了柔轮的变形波数和刚轮与柔轮的齿数差的选择应按柔轮的强度条件和传动比的大小确定，参见北京机械工业出版社1992年出版的，由中国减速器实用技术手册编委会编写的《减速器实用技术手册》，及北京国防工业出版社1994年出版的，作者为饶振纲的《行星传动机构设计》。[0005]我国在谐波齿轮传动机构或谐波齿轮减速器设计时，刚轮、柔轮的齿数差通常取等于柔轮的变形波数，这基本上仅适用于容易配齿的简单情况，设计过程有赖于经验。对于较复杂的谐波齿轮传动，在具体配齿计算时，与传动比要求往往不能同时满足。如果需要兼顾两种齿轮啮合过程中的齿顶干涉、机构或减速器的润滑与散热问题时，以柔轮变形波数的值作为两种齿轮的齿数差也是不妥的。由于柔轮变形等方面的理论计算复杂，在什么情况下刚轮与柔轮的齿数差取成变形波数的倍数？究竟齿数差的合理范围是多少？迄今还没有直接的分析指导方法。发明内容[0006]为了克服现有技术的不足和满足在某些特殊应用场合润滑与散热空间的需要，本发明提供了一种计算简单、使用方便的谐波齿轮传动中刚轮与柔轮齿数的确定方法，可以解决目前谐波齿轮传动中齿轮齿数的确定依据不充分和靠经验选取而带来的设计保守或设计不合理的问题。[0007]为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：[0008]一种谐波齿轮传动齿数的确定方法，包括以下步骤：[0009](1)按照设计工况要求拟定理论传动比；[0010](2)根据齿轮轮齿的承载能力，采用类比法选取齿轮的模数，并取标准模数值；[0011](3)兼顾啮合齿轮副不发生齿顶干涉、润滑与散热问题，拟定柔轮的齿顶圆弧与刚3CN102927211A说明书2/3页轮的齿顶圆之间的