一种用于短筒柔轮谐波减速器的刚轮与柔轮及其加工工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102678881A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102678881A(43)申请公布日2012.09.19(21)申请号201210176679.0B23H9/00(2006.01)(22)申请日2012.05.31B23H7/02(2006.01)(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人吴伟国于鹏飞(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人杨立超(51)Int.Cl.F16H55/17(2006.01)F16H55/08(2006.01)F16H1/28(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书99页页附图附图99页(54)发明名称一种用于短筒柔轮谐波减速器的刚轮与柔轮及其加工工艺(57)摘要一种用于短筒柔轮谐波减速器的刚轮与柔轮及其加工工艺，它涉及一种短筒柔轮谐波减速器的刚轮与柔轮及其加工工艺。刚轮的内齿为具有倾斜角α的轮齿，倾斜角α倾斜方向与柔轮在长轴处的张角方向θ2一致，倾斜角α为0.1°～2°。柔轮外齿齿廓的两段齿廓曲线段的顶端通过齿顶直线段连接在一起，每个齿廓曲线段由上圆弧半径和下圆弧半径平滑过渡连接而成。谐波减速器包含刚轮、柔轮和波发生器；柔轮的长度与其内径之比小于1。短筒柔轮谐波减速器中的柔轮与刚轮均由慢走丝线切割机床加工而得到的。本发明中的柔轮轮齿与刚轮轮齿成一定倾斜角啮合，较为没有倾斜角时相比，所有啮合齿对总接触面积提高15％，从而提高了谐波齿轮的重合度，进而提高了谐波传动的刚度。CN102678ACN102678881A权利要求书1/2页1.一种短筒柔轮谐波减速器的刚轮，其特征在于：所述刚轮(6，9)的内齿为具有倾斜角α的轮齿，倾斜角α倾斜方向与柔轮在长轴处的张角方向θ2一致，倾斜角α为0.1°～2°。2.根据权利要求1所述的短筒柔轮谐波减速器的刚轮，其特征在于：所述倾斜角α的计算公式为：其中n为长轴附近啮合区啮合齿数，ci为第j个轮齿加权系数，bj1、bj2是由波发生器极半径的位置决定的加权系数。3.一种短筒柔轮谐波减速器的柔轮，其特征在于：所述柔轮(5，8)外齿齿廓由两段齿廓曲线段和齿顶直线段ld构成，两段齿廓曲线段的顶端通过齿顶直线段ld连接在一起，每个齿廓曲线段由上圆弧半径ρa和下圆弧半径ρf平滑过渡连接而成。4.根据权利要求3所述的短筒柔轮谐波减速器的柔轮，其特征在于：所述柔轮(5，8)的具体结构参数为：Zr＝iudr＝mZrdra＝m(Zr+2xr-2ha*-2c*)drf＝dra+3.5mδ＝(0.01～0.015)drδ1＝(0.5～0.7)δδ2＝(0.5～0.7)δr1＝(10～20)mr2＝(10～20)mr3＝(4-10)δt＝(3-4)δ1d1＝(0.5-0.6)drd2＝0.5d1drn＝drf-2δL2＝(0.2-0.25)drL1＝(0.2-0.3)L2式中：i——减速器的减速比；u——波发生器的波数；Zr——齿数；xr——变位系数；dr——分度圆直径；dra——齿顶圆直径；drf——齿根圆直径；δ——轮齿底部壁厚；2CN102678881A权利要求书2/2页δ1——壳体壁厚；δ2——筒底壁厚；r1——轮齿前端过渡圆角半径；r2——轮齿后端过渡圆角半径；r3——筒底过渡圆角半径；r4——筒底凸缘过渡圆角半径；t——筒底凸缘壁厚；d1——筒底凸缘外径；d2——筒底凸缘内径；drn——柔轮内径；L——柔轮长度；L2——轮齿宽度；L1——轮齿前端长度；m——模数；ha*——齿顶高系数，ha＝mha*，ha——齿顶高；c*——顶隙系数；xr、r4、L、m分别为给定值。5.一种短筒柔轮谐波减速器，其特征在于：所述谐波减速器包含权利要求1所述刚轮(6，9)、权利要求3所述柔轮(5，8)和波发生器(4，7)，波发生器(4，7)安装在柔轮(5，8)内部，刚轮(6，9)套在柔轮(5，8)上，刚轮(6，9)上的内齿与柔轮(5，8)上的外齿相啮合；柔轮(5，8)的长度与其内径之比小于1。6.一种权利要求5所述的短筒柔轮谐波减速器的加工工艺，其特征在于：所述加工工艺的具体过程为：步骤A、短筒柔轮谐波减速器的刚轮的加工过程为：将刚轮毛坯(8-3)放在慢走丝线切割机床的工作台(8-12)上并利用夹具刚轮毛坯(8-3)固定在工作台(8-12)上，利用慢走丝线切割机床的加工锥角的功能使电极丝(8-2)与刚轮毛坯(8-3)的轴向形成倾斜角α，依次整周加工出具有倾斜角α的刚轮轮齿，从而完成刚轮轮齿的加工；步骤B、短筒柔轮谐波减速器的柔轮的加工过程为：利用柔轮轮齿加工卡具短筒柔轮谐波减速器的柔轮轮齿，将柔轮毛坯(7-3)装在柔轮轮齿加工卡具的心轴(7-7)上，并通