筒壁厚度漸變式杯型柔輪及諧波齒輪傳動裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開一種筒壁厚度漸變式杯型柔輪及諧波齒輪傳動裝置，涉及傳動裝置技術領域，能夠提升柔輪的使用壽命，進而延長諧波齒輪傳動裝置的使用壽命。該筒壁厚度漸變式杯型柔輪包括齒圈、筒體、筒底和法蘭；其中，筒體包括依次連接的直線筒體段、薄壁筒體段和圓弧過渡段，薄壁筒體段和圓弧過渡段的外壁側形狀由互為相切的第一變厚曲線段和第二變厚曲線段構成，齒圈、直線筒體段、薄壁筒體段、圓弧過渡段和筒底依次連接，法蘭設在筒底遠離圓弧過渡段的面上；第一變厚曲線段的外壁側形狀由互為相切的第一曲線圓弧和第二曲線圓弧構成，直線筒體段的外壁側與第一曲線圓弧相切連接，第二曲線圓弧與第二變厚曲線段的外壁側相切連接。

【技術實現步驟摘要】
筒壁厚度漸變式杯型柔輪及諧波齒輪傳動裝置
本技術涉及傳動裝置
，尤其涉及一種筒壁厚度漸變式杯型柔輪及諧波齒輪傳動裝置。
技術介紹
諧波齒輪傳動技術是20世紀50年代后期隨航天技術發展而產生的一種新型傳動技術。由于具有結構簡單、體積小、重量輕、噪聲低、承載能力高、傳動精度和傳動效率高、特別是可以向密封空間傳遞運動和動力等諸多特點，被廣泛應用于空間技術、能源、機器人、機床、儀表、醫療器械等各個工業領域。諧波齒輪傳動裝置與普通齒輪傳動存在本質的區別，其主要由3個構件組成，分別是波發生器、剛輪和柔輪，在剛輪固定，波發生器主動，柔輪從動時即可實現減速運動。杯型柔輪是一種可變形薄壁零件，運轉傳動過程中一直承受交變應力的作用，在其圓角過渡區域極易存在疲勞斷裂，因此，其壽命決定了整個諧波傳動裝置的壽命。由于諧波齒輪傳動裝置在運行時，柔輪承受波發生器交變應力與剛性齒輪的嚙合力矩，長期運行時，筒體與筒底易發生損壞，降低了諧波齒輪傳動裝置使用壽命。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種筒壁厚度漸變式杯型柔輪及諧波齒輪傳動裝置，能夠提升柔輪的使用壽命，進而延長諧波齒輪傳動裝置的使用壽命。為了實現上述目的，本技術的第一方面提供一種筒壁厚度漸變式杯型柔輪，包括齒圈、筒體、筒底和法蘭；其中，所述筒體包括依次連接的直線筒體段、薄壁筒體段和圓弧過渡段，所述薄壁筒體段和圓弧過渡段的外壁側形狀由互為相切的第一變厚曲線段和第二變厚曲線段構成，所述齒圈、所述直線筒體段、所述薄壁筒體段、所述圓弧過渡段和所述筒底依次連接，所述法蘭設在所述筒底遠離所述圓弧過渡段的面上；所述第一變厚曲線段的外壁側形狀由互為相切的第一曲線圓弧和第二曲線圓弧構成，所述直線筒體段的外壁側與第一曲線圓弧相切連接，所述第二曲線圓弧與第二變厚曲線段的外壁側相切連接。優選地，所述直線筒體段、所述薄壁筒體段和所述圓弧過渡段的內壁無縫且呈水平直線連接。較佳地，所述第二變厚曲線段的外壁側形狀呈第三曲線圓弧，所述第二變厚曲線段的內壁側形狀呈第四曲線圓弧，且所述第三曲線圓弧的圓弧半徑為所述第四曲線圓弧的圓弧半徑的0.6至1.1倍。進一步地，所述第三曲線圓弧的一端與所述第二曲線圓弧相切連接，所述第三曲線圓弧的另一端與所述筒底底面相切連接。優選地，所述第二曲線圓弧與所述第一變厚曲線段內壁形成壁厚的最薄處為直線筒體段壁厚的0.8至0.9倍。優選地，以齒圈遠離直線筒體段的端面中心點為原點構建極坐標系，所述直線筒體段的外壁側與第一曲線圓弧相切線的中心點定義為點A，所述第一曲線圓弧和所述第二曲線圓弧相切線的中心點定義為點B，所述第一變厚曲線段和所述二變厚曲線段的曲線滿足以下條件：點A在極坐標系中的坐標表示為(xA，yA)，點B在極坐標系中的坐標表示為(xB，yB)；l1為齒圈軸向長度在x軸上的坐標表示；L表示所述筒壁厚度漸變式杯型柔輪的內孔深度；K為常數，取值為0.7～0.85；θ表示點A與極坐標系原點連線同x軸的夾角；R0表示直線筒體段的截面的內半徑。具體實施時，θ為自變量參數，改變參數θ及上述各系數，即可改變第一曲線圓弧和第二曲線圓弧的曲率半徑。優選地，所述第一曲線圓弧和所述第二曲線圓弧的弧心分布于第一變厚曲線段壁體的內外兩側。較佳地，所述第一曲線圓弧的弧心分布于第一變厚曲線段壁體的外側，所述第二曲線圓弧的弧心分布于第一變厚曲線段壁體的內側。較佳地，所述齒圈、所述直線筒體段、所述薄壁筒體段和所述圓弧過渡段沿軸向依次連接，且采用一體成型式結構。與現有技術相比，本技術提供的筒壁厚度漸變式杯型柔輪具有以下有益效果：本技術提供的筒壁厚度漸變式杯型柔輪，由齒圈、筒體、筒底和法蘭組成，其中，筒體包括依次連接的直線筒體段、薄壁筒體段和圓弧過渡段，薄壁筒體段和圓弧過渡段的外壁側形狀由互為相切的第一變厚曲線段和第二變厚曲線段構成，齒圈、直線筒體段、薄壁筒體段、圓弧過渡段和筒底依次連接，法蘭設在筒底遠離圓弧過渡段的面上；第一變厚曲線段的外壁側形狀由互為相切的第一曲線圓弧和第二曲線圓弧構成，直線筒體段的外壁側與第一曲線圓弧相切連接，第二曲線圓弧與第二變厚曲線段的外壁側相切連接。考慮到現有結構中諧波減速器中柔輪承受波發生器交變應力和剛輪的嚙合力矩，容易導致圓弧過渡段發生損壞，從而縮短諧波減速器的使用壽命。本技術通過變厚曲線段筒體的設計方案，能夠增加柔輪強度降低杯型柔輪在運轉時的疲勞應力，降低柔輪圓弧過渡段的失效風險，利于提高柔輪的使用壽命，提高減速器的可靠性。本技術的第二方面提供一種諧波齒輪傳動裝置，應用有上述技術方案所提的筒壁厚度漸變式杯型柔輪。與現有技術相比，本技術提供的諧波齒輪傳動裝置的有益效果與上述技術方案提供的筒壁厚度漸變式杯型柔輪的有益效果相同，在此不做贅述。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本技術的進一步理解，構成本技術的一部分，本技術的示意性實施例及其說明用于解釋本技術，并不構成對本技術的不當限定。在附圖中：圖1為本技術實施例中筒壁厚度漸變式杯型柔輪的三維示意圖；圖2為本技術實施例中筒壁厚度漸變式杯型柔輪沿中軸線的剖面示意圖；圖3為圖2中A部分的局部放大圖；圖4為圖2中B部分的局部放大圖。附圖標記：1-齒圈，2-筒體；3-圓弧過渡段，4-筒底；5-法蘭，20-直線筒體段；21-第一變厚曲線段，211-第一曲線圓弧；212-第二曲線圓弧，24-直線；31-第二變厚曲線段，311-第三曲線圓弧，312-第四曲線圓弧。具體實施方式為使本技術的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，均屬于本技術保護的范圍。實施例一請參閱圖1-圖4，本實施例提供一種筒壁厚度漸變式杯型柔輪，包括齒圈1、筒體2、筒底4和法蘭5；其中，筒體2包括依次連接的直線筒體段20、薄壁筒體段和圓弧過渡段3，薄壁筒體段和圓弧過渡段3的外壁側形狀由互為相切的第一變厚曲線段21和第二變厚曲線段31構成，齒圈1、直線筒體段20、薄壁筒體段、圓弧過渡段3和筒底4依次連接，法蘭5設在筒底4遠離圓弧過渡段3的面上；第一變厚曲線段21的外壁側形狀由互為相切的第一曲線圓弧211和第二曲線圓弧212構成，直線筒體段20的外壁側與第一曲線圓弧211相切連接，第二曲線圓弧212與第二變厚曲線段3122的外壁側相切連接。如圖3所示，第一曲線圓弧211為AB段，第二曲線圓弧212為BC段。本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種筒壁厚度漸變式杯型柔輪，其特征在于，包括齒圈、筒體、筒底和法蘭；其中，/n所述筒體包括依次連接的直線筒體段、薄壁筒體段和圓弧過渡段，所述薄壁筒體段和圓弧過渡段的外壁側形狀由互為相切的第一變厚曲線段和第二變厚曲線段構成，所述齒圈、所述直線筒體段、所述薄壁筒體段、所述圓弧過渡段和所述筒底依次連接，所述法蘭設在所述筒底遠離所述圓弧過渡段的面上；/n所述第一變厚曲線段的外壁側形狀由互為相切的第一曲線圓弧和第二曲線圓弧構成，所述直線筒體段的外壁側與第一曲線圓弧相切連接，所述第二曲線圓弧與第二變厚曲線段的外壁側相切連接。/n

【技術特征摘要】
1.一種筒壁厚度漸變式杯型柔輪，其特征在于，包括齒圈、筒體、筒底和法蘭；其中，
所述筒體包括依次連接的直線筒體段、薄壁筒體段和圓弧過渡段，所述薄壁筒體段和圓弧過渡段的外壁側形狀由互為相切的第一變厚曲線段和第二變厚曲線段構成，所述齒圈、所述直線筒體段、所述薄壁筒體段、所述圓弧過渡段和所述筒底依次連接，所述法蘭設在所述筒底遠離所述圓弧過渡段的面上；
所述第一變厚曲線段的外壁側形狀由互為相切的第一曲線圓弧和第二曲線圓弧構成，所述直線筒體段的外壁側與第一曲線圓弧相切連接，所述第二曲線圓弧與第二變厚曲線段的外壁側相切連接。


2.根據權利要求1所述的筒壁厚度漸變式杯型柔輪，其特征在于，所述直線筒體段、所述薄壁筒體段和所述圓弧過渡段的內壁無縫且呈水平直線連接。


3.根據權利要求2所述的筒壁厚度漸變式杯型柔輪，其特征在于，所述第二變厚曲線段的外壁側形狀呈第三曲線圓弧，所述第二變厚曲線段的內壁側形狀呈第四曲線圓弧，且所述第三曲線圓弧的圓弧半徑為所述第四曲線圓弧的圓弧半徑的0.6至1.1倍。


4.根據權利要求3所述的筒壁厚度漸變式杯型柔輪，其特征在于，所述第三曲線圓弧的一端與所述第二曲線圓弧相切連接，所述第三曲線圓弧的另一端與所述筒底底面相切連接。


5.根據權利要求4所述的筒壁厚度漸變式杯型柔輪，其特征在于，所述第二曲線圓弧與所述第一變厚曲線段內壁形成壁厚的最薄處為直線筒體段壁厚的0.8至0.9倍。

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊國強，王浩，劉倩倩，穆曉彪，
申請(專利權)人：北京中技克美諧波傳動股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11