可提升传动精度的谐波减速机的利记博彩app
【专利摘要】一种谐波减速机，包含有一刚性内齿轮、一啮接于刚性内齿轮的挠性外齿轮，以及一抵接于挠性外齿轮的波产生器，通过特殊的参数设定将波产生器的外周缘设计成一变曲率表面，以增加波产生器与挠性外齿轮之间的接触面积，由于接触面积的增加，使得波产生器在安装于挠性外齿轮内之后可以改善微动磨耗现象，以提升传动效率及降低迟滞误差。
【专利说明】
可提升传动精度的谐波减速机
技术领域
[0001] 本发明与谐波减速机有关，特别是指一种可提升传动精度的谐波减速机。
【背景技术】
[0002] 谐波减速机是一种具有高减速比的减速装置，在已知的结构配置上主要包含有一 刚性内齿轮、一可转动地设于刚性内齿轮内的挽性外齿轮，W及一可转动地设于挽性外齿 轮内的波产生器，当波产生器组装于挽性外齿轮之后，挽性外齿轮会被波产生器的外周缘 所推顶而变成楠圆形，由此，当波产生器受到动力源的驱动而开始转动时，刚性内齿轮与挽 性外齿轮之间在波产生器的长轴处可W完全咬合，而在波产生器的短轴处会完全脱离，由 于刚性内齿轮与挽性外齿轮之间有齿数的差异，所W当波产生器持续转动时，此一齿数差 异便能达到高减速比的效果，如此即可产生高力矩的输出。
[0003] 然而，由于挽性外齿轮在塞入波产生器之后会变成楠圆形，W至于挽性外齿轮的 内环面在动力传动的过程中会产生微动磨耗的现象，如此在长久使用之下会影响传动精 度，为了解决上述问题，日本实公平6-19872号专利案主要是在波产生器的轴承外环端面 加工出一凹部，此一凹部与挽性外齿轮的宽度之间具有特定比例，使挽性外齿轮能通过波 产生器的端面凹部降低波产生器在组装时所产生的推力而减少微动磨耗的情况，但是在实 际使用上所能改善的效果相当有限。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的在于提供一种谐波减速机，其能有效改善微动磨耗现象且提升 传动精度。
[0005] 为了达成上述目的，本发明的谐波减速机包含有一刚性内齿轮、一挽性外齿轮， W及一波产生器。该挽性外齿轮可转动地设于该刚性内齿轮内；该波产生器可转动地 设于该挽性外齿轮内且具有一轴承与一设于该轴承内的楠圆轮，该轴承具有一外周缘， 该外周缘抵接于该挽性外齿轮的内环面，而且，该外周缘在YZ平面上的曲率半径定义为
yx与Z义间满足W下楠圆参数式：
[0006] Yx= bx+caxX (sin(4 目-(31/2))+1)} Xsin 目，0《目《2 31
[0007] Zx= Ib x+cbyX (sin (4 白一(31/?)+1)} X COS 白，0《白《2 31
[0008] 在前述参数式中，a,为该轴承的外周缘在未塞入该楠圆轮时于YZ平面上的半长 轴，Ca,为半长轴修正系数，b,为该轴承的外周缘在未塞入该楠圆轮时于YZ平面上的半短 轴，Cby为半短轴修正系数，0为该波产生器的外周缘在YZ平面上的离必角。
[0009] 更佳地，该波产生器的外周缘在XY平面上的曲率半径定义为
[0010]
，Xz与y之间满足W下楠圆参数式：
[0011] Xz= {曰 z+c3zX (sin (4 白-(31/?)+1)} X sin 白，0《白《2 31
[001 引 Yz二化 z+cb,X (sin(4 白一(31/2))+1)} Xcos 白，0《白《2 31
[0013] 在前述参数式中，a,为该波产生器的外周缘在XY平面上的半长轴，Ca,为半长轴 修正系数，K为该波产生器的外周缘在XY平面上的半短轴，Cb,为半短轴修正系数，0为该 波产生器的外周缘的离必角。
[0014] 由此，当该谐波减速机的波产生器的外周缘在经过前述参数式的修正之后会形成 变曲率的弧面，使得该波产生器与该挽性外齿轮之间可W增加接触面积而达到改善微动磨 耗现象及提升传动精度的目的。
【附图说明】
[0015] 为进一步说明本发明的技术内容，W下结合实施例及附图详细说明如后，其中：
[0016] 图1为本发明的结构示意图。
[0017] 图2为本发明的波产生器在YZ平面的曲率修正示意图。
[0018] 图3为本发明的波产生器在XY平面的曲率修正示意图。
[0019] 图4为本发明的传动误差在曲率调整前后的曲线图。
[0020] 图5为本发明的迟滞误差在曲率调整前后的曲线图。
【具体实施方式】
[0021] 请先参阅图1，本发明的谐波减速机10包含有一刚性内齿轮20、一挽性外齿轮30， W及一波产生器40。
[0022] 刚性内齿轮20具有一内环齿部22,挽性外齿轮30设置于刚性内齿轮20内且具 有一外环齿部32,外环齿部32对应于刚性内齿轮20的内环齿部22。在此需要补充说明的 是，刚性内齿轮20的内环齿部22的齿数比挽性外齿轮30的外环齿部32的齿数多了两齿， 而且，刚性内齿轮20与挽性外齿轮30之间具有相同的模数，在此所指的模数为齿轮的节径 除W齿数所得之商。
[0023] 波产生器40设置于挽性外齿轮30内且具有一轴承42与一楠圆轮44,轴承42的 外周缘抵接于挽性外齿轮30的内环面34,楠圆轮44设于轴承42内，当楠圆轮44受到动 力源的驱动而开始转动时会同步推动轴承42,接着轴承42的外周缘46会推顶挽性外齿轮 30的内环面34,使挽性外齿轮30产生变形，由此，刚性内齿轮20的内环齿部22与挽性外 齿轮30的外环齿部32之间在波产生器40的长轴处可W完全咬合，而在波产生器40的短 轴处会完全脱离，如此即能达到力矩输出的效果。
[0024] 为了增加波产生器40的轴承42的外周缘46与挽性外齿轮30的内环面34之间 的接触面积，本发明对波产生器40的外周缘46提出曲率修巿，首先配合图2所示，波产生 器40的外周缘46在YZ平面上的曲率半径定义为
yx与Z X之 间满足W下楠圆参数式（1);
[00巧]Yx= {曰 x+ca^X (sin (4 白一(31/?)+1)} X sin 白，0《白《2 31
[0026] Zx= Ib x+cbxX (sin(4 0-(31/2))+1)} Xcos 0，0《0《231
[0027] 在前述楠圆参数式（I)中，a,为波产生器40的轴承42的外周缘46在未塞入楠圆 轮44时于YZ平面上的半长轴，Ca,为半长轴修正系数，b X为波产生器40的轴承42的外周 缘46在未塞入楠圆轮44时于YZ平面上的半短轴，Cbx为半短轴修正系数，0为波产生器 40的外周缘46在YZ平面上的离必角。
[0028] 接着再配合图3所示，波产生器40的外周缘46在XY平面上的曲率半径定义为
X占y之间满足W下楠圆参数式似；
[0029] Xz= {曰 z+c3zX (sin (4 白一(31/?)+1)} X sin 白，0《白《2 31
[0030] Yz二化 z+cb,X (sin(4 目-(31/2))+1)} Xcos 目，0《目《2 31
[003。 在前述楠圆参数式似中，a为波产生器40的外周缘46在XY平面上的半长轴， Ca,为半长轴修正系数，b ,为波产生器40的外周缘46在XY平面上的半短轴，Cb ,为半短轴 修正系数，0为波产生器40的外周缘46的离必角。
[0032] 除了楠圆参数式似之外，波产生器40的外周缘46在YZ平面上的曲率半径斬、 还需要满足下列几个条件；当楠圆轮44在装设于轴承42内之后，波产生器40的外周缘46 呈楠圆形，所W Ra要满足楠圆参数式（3);
[0033]
[0034]
[0035] e = 0. 00IX Dfx~0.0 SXDfx
[0036] 在前述楠圆参数式（3)中，斬、为波产生器40的外周缘46在YZ平面上的曲率半 径，W为波产生器40的轴承42的宽度，Dn为挽性外齿轮30在变形前的内径，e为弧形修正 系数。
[0037] 此外，当楠圆轮44在装设于轴承42内之后，波产生器40未塞入楠圆轮前的外周 缘46在YZ平面上的半长轴ax需要满足方程式（2);
[003引
曼方程式（3) ;a,= A+T，其中的D PX为挽性外齿轮30在变形前的内径， A为楠圆轮44的半长轴，T为轴承42的厚度。
[0039] 由上述可知，通过楠圆参数式（1)-(3)及方程式（1)-(3)可W得到波产生器40在 YZ平面与XY平面的曲率半径Rex及R ez，最后再由Rex及R U之间的关系而让波产生器40的 外周缘42能够调整到优化的楠圆曲线，在调整之后即可增加波产生器40与挽性外齿轮30 之间的接触面积，W改善波产生器40在传动过程中所产生的微动磨耗现象，再由图4及表 一可W发现，在相同的实验条件之下，传动误差方面相较于调整之前降低了约43. 61%，而 在迟滞现象方面（如图5及表二所示），相较于调整之前降低了约62. 67%，因此，本发明在 经过曲率调整之后可W大幅提升传动精度且降低迟滞误差。
[0040] 表一
[0041]
[0042] 表二
[0043]
[0044] 另一方面，本发明可W根据前述所得到的曲率半径斬、与R<；z而进一步计算出挽性 外齿轮30与波产生器40之间的接触压力值，首先由方程式（4);
[004引 波方程式巧）；
[0046]
[0047] 其中的Rx为波产生器40的外周缘46在塞入楠圆轮44前于YZ平面上的曲率半 径，Rpx为挽性外齿轮30在YZ平面的曲率半径，R Z为波产生器40的外周缘46在XY平面上 的曲率半径，Rpz为挽性外齿轮30在XY平面的曲率半径，接着由方程式化）；
[0048]
f到等效曲率半径
接着配合等效杨氏系数E、近似楠 圆积分#.与楠圆参数k。计算出楠圆形接触面积的长轴
与楠圆形接触 面积的短辑
其中的等效杨氏系蠻
近似楠圆积分
備圆参数
Wz为刚性内齿轮20与挽 性外齿轮30在喃合时的接触应力施加于波产生器40的外周缘46的力量，V。与E。为挽性 外齿轮30的蒲松比及杨氏系数，Vb与E b为波产生器40的蒲松比及杨氏系数，最后再由方 程式（7) ;
!P可得到接触压力值。
【主权项】
1. 一种可提升传动精度的谐波减速机，包含有： 一刚性内齿轮； 一挠性外齿轮，可转动地设于该刚性内齿轮内；以及 一波产生器，可转动地设于该挠性外齿轮内且具有一轴承与一设于该轴承内的椭圆 轮，该轴承具有一外周缘，该外周缘抵接于该挠性外齿轮的内环面，该外周缘在YZ平面上 的曲率半径定义为yx= {a x+caxX (sin(4 9- (ji/2))+l)}Xsin9,〇^ θ ζχ= {b x+cbxX (sin(4 9- (ji/2))+l)}Xcos9,〇^ θ 其中的ax为该轴承的外周缘在未塞入该椭圆轮时于ΥΖ平面上的半长轴，caxS半长轴 修正系数，bx为该轴承的外周缘在未塞入该椭圆轮时于YZ平面上的半短轴，cbxS半短轴 修正系数，Θ为该波产生器的外周缘在YZ平面上的离心角。2. 如权利要求1所述的可提升传动精度的谐波减速机，其中该波产生器的外周缘在XY 平面上的曲率半径定义为Rez，> \与y z之间满足以下椭圆参数式： xz= {a z+caz X (sin (4 θ - ( jt /2)) +1)} X sin θ , 〇 ^ Θ ^ 2 π yz= {b z+cbz X (sin (4 Θ - ( jt /2)) +1)} X cos Θ，〇 < Θ < 2 π 其中的az为该波产生器的外周缘在XY平面上的半长轴，ca z为半长轴修正系数，b 2为 该波产生器的外周缘在XY平面上的半短轴，cbz为半短轴修正系数，Θ为该波产生器的外 周缘的离心角。3. 如权利要求1或2所述的可提升传动精度的谐波减速机，其中当该椭圆轮在装设于 该轴承内之前，该波产生器的外周缘在YZ平面上的半长轴与该挠性外齿轮的内径之间成 立以下关系式：其中DFX为该挠性外齿轮在变形前的内径，且该波产生器的外周缘在YZ平面上的半长 轴、该椭圆轮的半长轴及该轴承的厚度之间成立以下关系式：ax= A+T，其中的axS该轴承 的外周缘在未塞入该椭圆轮时于YZ平面上的半长轴，A为该轴承的内半径，T为该轴承的厚 度。4. 权利要求3所述的可提升传动精度的谐波减速机，其中该波产生器的外周缘在YZ平 面上的曲率半径、该波产生器的轴承的宽度、该挠性外齿轮在变形前的内径及弧形修正系 数之间成立以下关系式：e = 0. 001 XDfx~0. 05XD FX 其中的Ra为该波产生器的外周缘在YZ平面上的曲率半径，W为该波产生器的轴承的 宽度，DFX为该挠性外齿轮在变形前的内径，e为弧形修正系数。
【文档编号】F16H1/32GK105822725SQ201510004461
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年1月6日
【发明人】蔡翼鸿, 粘芳绫
【申请人】上银科技股份有限公司