一种谐波齿轮的修形方法和谐波减速器与流程

    专利2022-07-07  140


    本发明用于谐波减速器领域,特别是涉及一种谐波齿轮的修形方法和谐波减速器。
    背景技术
    :如图1及图2所示,谐波减速器,主要由谐波齿轮与波发生器3组成,而谐波齿轮包括刚轮1与柔轮2,其工作原理是靠波发生器3使柔轮2产生可控的弹性变形波,通过与刚轮1的相互作用,实现运动及动力传递的传动装置。一般地,柔轮2设计为外齿,刚轮1设计为内齿,刚轮1比柔轮2多2个齿。波发生器3由凸轮31和柔性轴承32组成,其中凸轮31廓是椭圆或近似椭圆的曲线,柔性轴承32安装在凸轮31的椭圆外表面,内外圈在凸轮31的作用下也随之形成椭圆曲线。波发生器3的外表面即是柔性轴承32的外圈,为椭圆曲线,存在长轴与短轴。波发生器3安装在柔轮开口端21(即远离固定法兰22的一端)内孔中,迫使内孔产生椭圆变形。柔轮开口端21同时设计有齿部,这样,具有外齿的柔轮2与具有内齿的刚轮1在波发生器3的长轴一定范围内处于啮合状态,若刚轮1固定不动,波发生器3每旋转一周,由于柔轮2比刚轮1少2个齿,柔轮2会反方向旋转2个齿的角度,从而实现减速和传递动力的作用。在谐波齿轮的设计中,齿形的设计是关键技术之一。柔轮2与刚轮1最早采用直线齿形,后来为了制造方便并能够提升性能,渐开线齿形被普遍采用。目前,性能、体积和重量要求不高的谐波减速器依然采用渐开线齿形。随着谐波减速器向高速化发展,要求减速比i越来越小,相应地齿数z越来越小。当柔轮齿数z≤130时,则对谐波齿轮的啮合质量要求非常高。现有的谐波减速器存在以下缺陷:(1)渐开线齿廓参数选择不合适,或者修形不合理,存在容易干涉的现象;(2)虽能改善谐波齿轮齿形的啮合情况,但存在齿形加工比较困难、成本较高等问题。(3)不能在齿的全部长度上都得到好的啮合效果。技术实现要素:本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种谐波齿轮的修形方法和谐波减速器,针对柔轮齿数z≤130的情况,避免齿顶干涉和减小齿根应力集中,改善整个齿部的啮合情况,以提升谐波减速器整机的承载能力、效率与使用寿命。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种谐波齿轮的修形方法,所述谐波齿轮包括柔轮,包括柔轮修形步骤,所述柔轮修形步骤包括:(1)通过如下公式计算出所述柔轮的齿轮模数mr,mr=(drn 2δr)/[zr-2(hra cr)],其中,zr为柔轮齿数,hra为柔轮齿顶高系数,cr为柔轮顶隙系数,drn为柔轮内孔直径,δr为柔轮齿根壁厚;(2)确定柔轮齿形基本要素的取值范围,得到符合取值范围的解集;柔轮齿形基本要素包括:柔轮的压力角αr,当90<zr≤130时,αr=25°~30°,当zr≤90时,αr=30°~35°;柔轮的齿根壁厚δr=(0.007~0.012)drn;柔轮的分度圆直径dr=mr×zr;柔轮的齿顶高系数hra;柔轮的齿顶圆直径dra=dr 2mr×hra;柔轮的顶隙系数cr;柔轮的齿根圆直径drf=drn 2δr或dr–2mr(hra cr);柔轮的齿距pr=πmr;柔轮的齿厚sr,当90<zr≤130时,sr=(0.35~0.40)pr,当zr≤90时,sr=(0.3~0.35)pr;根据柔轮的齿形基本要素,绘制柔轮原始渐开线齿形,柔轮未修形前的左齿面渐开线齿形曲线包括圆弧ab、圆弧bc、渐开线cd、de、ef以及圆弧fg;其中,d点为修形起始点,d点的高度系数为hrs,所在圆直径为:drs=dr 2mr×hrs;e点为修形控点,e点的高度系数为hrk,所在圆直径为:drk=dr 2mr×hrk;(3)对柔轮原始渐开线齿形进行形状修正,对接近齿顶圆的渐开线段df进行修正,用一段曲线df’取代渐开线段df,曲线df’由一段或多段圆弧组成,曲线df’在点d与渐开线段cd光滑连接,与e点所在圆交于点e’,与齿顶圆弧fg交于f’,经形状修正后的柔轮左齿面齿形曲线为包括圆弧ab、圆弧bc、渐开线cd、曲线df’以及齿顶圆弧f’g的新曲线;右齿面齿形曲线与左齿面齿形曲线关于齿形的中心线轴对称;(4)根据所述柔轮齿宽和利用所述柔轮啮入或啮出瞬时不发生齿顶干涉的约束条件确定齿向修正参数,对柔轮齿形在齿向方向上进行修正,完成柔轮齿形的最终设计。结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述柔轮的齿顶高系数hra=0.5~0.6,柔轮的顶隙系数cr=0.1~0.2,所述柔轮齿形基本要素还包括:齿根圆弧ρr,当90<zr≤130时,ρr=(0.6~0.8)mr,当zr≤90时,ρr=(0.8~1.0)mr。结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,d点的高度系数为hrs=0.15~0.2,e点的高度系数为hrk=0.4。结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,点e与e’的距离定义为修形控点修形量δrk,其满足不等式:0.02mr≤δrk≤0.04mr。结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,所述柔轮啮入或啮出瞬时不发生齿顶干涉的约束条件包括:靠近柔轮开口端的一段齿部,其齿顶与齿底向轴线倾斜形成锥度β1;该段齿部的长度为l1,其满足不等式:0.25lr≤l1≤0.35lr,其中lr为齿宽;锥度β1满足不等式:0.5°≤β1≤1.5°;中间段齿部,与轴线之间不存在锥度,长度为l2,其满足不等式:0.3lr≤l2≤0.4lr;靠近柔轮法兰端的一段齿部,其齿顶与齿底向轴线倾斜形成锥度β3,其满足不等式:0.5°≤β3≤1.5°。结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,所述谐波齿轮包括刚轮,刚轮修形步骤包括:(1)确定刚轮齿形基本要素的取值范围,得到符合取值范围的解集;柔轮齿形基本要素包括:刚轮的齿数zg=zr 2;刚轮的模数mg,当92<zg≤132时,mr[zg-(0.2~0.4)]/zg,当zg≤92时,mr[zg-(0.5~0.8)]/zg;刚轮的压力角αg,当92<zg≤132时,αg=25°~30°,当zg≤92时,αg=30°~35°;刚轮的齿顶高系数hga=0.5~0.6;刚轮的顶隙系数cg=0.1~0.2;刚轮的分度圆直径dg=mg×zg;刚轮的齿顶圆直径dga=dg-2hgamg;刚轮的齿根圆直径dgf=dg 2(hga cg)mg;刚轮的齿距pg=πmg;刚轮的齿槽宽eg,当92<zg≤132时,eg=(0.35~0.40)pg,当zg≤92时,eg=(0.30~0.35)pg;根据刚轮的齿形基本要素,绘制刚轮原始渐开线齿形,刚轮未修形前的左齿面渐开线齿形曲线包括圆弧ab、圆弧bc、渐开线cd、de、ef以及圆弧fg;其中,d点为修形起始点,d点的高度系数为hgs,所在圆直径为:dgs=dg 2mg×hgs;e点为修形控点,e点的高度系数为hgk,所在圆直径为:dgk=dg 2mg×hgk;(3)对刚轮原始渐开线齿形进行形状修正,对接近齿顶圆的渐开线段df进行修正,用一段曲线df’取代渐开线段df,曲线df’由一段或多段圆弧组成,曲线df’在点d与渐开线段cd光滑连接,与e点所在圆交于点e’,与齿顶圆弧fg交于f’,经形状修正后的柔轮左齿面齿形曲线为包括圆弧ab、圆弧bc、渐开线cd、曲线df’以及齿顶圆弧f’g的新曲线;右齿面齿形曲线与左齿面齿形曲线关于齿形的中心线轴对称,完成所述刚轮齿形的最终设计。结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,d点的高度系数为hgs=0.3~0.35,e点的高度系数为hgk=0.45。结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,点e与e’的距离定义为修形控点修形量δgk,其满足不等式:0.02mg≤δgk≤0.03mg。第二方面,一种谐波减速器,包括谐波齿轮,所述谐波齿轮按照第一方面中任一实现方式所述的谐波齿轮的修形方法获得。上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一:针对柔轮齿数z≤130的情况,通过对谐波齿轮(包括柔轮与刚轮)的齿顶部分进行修形,并对柔轮进行齿向修正,避免齿轮啮合运动时的干涉,改善啮合质量。同时,通过减小柔轮齿的齿厚系数、并增大齿根圆弧,改善柔轮齿根的应力情况。1)与现有技术相比,本发明谐波减速器整机的承载能力能够提升50%以上,同时,传动效率也有较大提升。2)与现有技术相比,本发明谐波减速器整机的传动精度寿命与刚度寿命均有显著提升。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:图1是现有技术中谐波减速器结构示意图;图2是现有技术中谐波减速器结构剖视图;图3是本发明一个实施例柔轮齿形修正示意图;图4是本发明又一个实施例柔轮齿形修正示意图;图5是本发明中柔轮的剖视结构示意图;图6是图5中i处局部放大图;图7是本发明谐波齿轮与现有技术传动精度寿命对比示意图;图8是本发明谐波齿轮与现有技术刚度寿命对比示意图。具体实施方式本发明的实施例提供了一种谐波齿轮的修形方法,谐波齿轮包括柔轮2和刚轮1,包括柔轮2修形步骤和刚轮修正步骤,柔轮修形步骤包括:(1)通过如下公式计算出柔轮的齿轮模数mr,mr=(drn 2δr)/[zr-2(hra cr)],其中,zr为柔轮齿数,hra为柔轮齿顶高系数,cr为柔轮顶隙系数,drn为柔轮内孔直径,δr为柔轮齿根壁厚;(2)确定柔轮齿形基本要素的取值范围,得到符合取值范围的解集;柔轮齿形基本要素包括:柔轮的压力角αr,当90<zr≤130时,αr=25°~30°,当zr≤90时,αr=30°~35°;柔轮的齿根壁厚δr=(0.007~0.012)drn;柔轮的分度圆直径dr=mr×zr;柔轮的齿顶高系数hra;柔轮的齿顶圆直径dra=dr 2m×hra;柔轮的顶隙系数cr;柔轮的齿根圆直径drf=drn 2δr或dr–2mr(hra cr);柔轮的齿距pr=πmr;柔轮的齿厚sr,当90<zr≤130时,sr=(0.35~0.40)pr,当zr≤90时,sr=(0.3~0.35)pr;参见图3、图4,根据柔轮的齿形基本要素,绘制柔轮原始渐开线齿形,柔轮未修形前的左齿面渐开线齿形曲线包括圆弧ab、圆弧bc、渐开线cd、de、ef以及圆弧fg;其中,d点为修形起始点,d点的高度系数为hrs,所在圆直径为:drs=dr 2mr×hrs;e点为修形控点,e点的高度系数为hrk,所在圆直径为:drk=dr 2mr×hrk;(3)参见图3、图4,对柔轮原始渐开线齿形进行形状修正,对接近齿顶圆的渐开线段df进行修正,用一段曲线df’取代渐开线段df,曲线df’由一段或多段圆弧组成,曲线df’在点d与渐开线段cd光滑连接,与e点所在圆交于点e’,与齿顶圆弧fg交于f’,经形状修正后的柔轮左齿面齿形曲线为包括圆弧ab、圆弧bc、渐开线cd、曲线df’以及齿顶圆弧f’g的新曲线,点f’甚至可以与齿顶中心点g重合;右齿面齿形曲线与左齿面齿形曲线关于齿形的中心线轴对称;(4)根据柔轮齿宽和利用柔轮啮入或啮出瞬时不发生齿顶干涉的约束条件确定齿向修正参数,对柔轮齿形在齿向方向上进行修正,完成柔轮齿形的最终设计。进一步的,柔轮的齿顶高系数hra=0.5~0.6,柔轮的顶隙系数cr=0.1~0.2,柔轮齿形基本要素还包括:齿根圆弧ρr,当90<zr≤130时,ρr=(0.6~0.8)mr,当zr≤90时,ρr=(0.8~1.0)mr。结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,d点的高度系数为hrs=0.15~0.2,e点的高度系数为hrk=0.4。结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,点e与e’的距离定义为修形控点修形量δrk,其满足不等式:0.02mr≤δrk≤0.04mr。进一步的,柔轮啮入或啮出瞬时不发生齿顶干涉的约束条件包括:参见图图5、图6,靠近柔轮开口端的一段齿部,其齿顶与齿底向轴线倾斜形成锥度β1;该段齿部的长度为l1,其满足不等式:0.25lr≤l1≤0.35lr,其中lr为齿宽;锥度β1满足不等式:0.5°≤β1≤1.5°;中间段齿部,与轴线之间不存在锥度,长度为l2,其满足不等式:0.3lr≤l2≤0.4lr;靠近柔轮法兰端的一段齿部,其齿顶与齿底向轴线倾斜形成锥度β3,其满足不等式:0.5°≤β3≤1.5°。进一步的,谐波齿轮包括刚轮,刚轮的齿形修形方法与柔轮类似,具体的,刚轮修形步骤包括:(1)确定刚轮齿形基本要素的取值范围,得到符合取值范围的解集;柔轮齿形基本要素包括:刚轮的齿数zg=zr 2;刚轮的模数mg,当92<zg≤132时,mr[zg-(0.2~0.4)]/zg,当zg≤92时,mr[zg-(0.5~0.8)]/zg;刚轮的压力角αg,当92<zg≤132时,αg=25°~30°,当zg≤92时,αg=30°~35°;刚轮的齿顶高系数hga=0.5~0.6;刚轮的顶隙系数cg=0.1~0.2;刚轮的分度圆直径dg=mg×zg;刚轮的齿顶圆直径dga=dg-2hgamg;刚轮的齿根圆直径dgf=dg 2(hga cg)mg;刚轮的齿距pg=πmg;刚轮的齿槽宽eg,当92<zg≤132时,eg=(0.35~0.40)pg,当zg≤92时,eg=(0.30~0.35)pg;根据刚轮的齿形基本要素,绘制刚轮原始渐开线齿形,刚轮未修形前的左齿面渐开线齿形曲线包括圆弧ab、圆弧bc、渐开线cd、de、ef以及圆弧fg;其中,d点为修形起始点,d点的高度系数为hgs,所在圆直径为:dgs=dg 2mg×hgs;e点为修形控点,e点的高度系数为hgk,所在圆直径为:dgk=dg 2mg×hgk;(3)对刚轮原始渐开线齿形进行形状修正,对接近齿顶圆的渐开线段df进行修正,用一段曲线df’取代渐开线段df,曲线df’由一段或多段圆弧组成,曲线df’在点d与渐开线段cd光滑连接,与e点所在圆交于点e’,与齿顶圆弧fg交于f’,经形状修正后的柔轮左齿面齿形曲线为包括圆弧ab、圆弧bc、渐开线cd、曲线df’以及齿顶圆弧f’g的新曲线;右齿面齿形曲线与左齿面齿形曲线关于齿形的中心线轴对称,完成刚轮齿形的最终设计。进一步的,d点的高度系数为hgs=0.3~0.35,e点的高度系数为hgk=0.45。结合第一方面和上述实现方式,在第一方面的某些实现方式中,点e与e’的距离定义为修形控点修形量δgk,其满足不等式:0.02mg≤δgk≤0.03mg。一种谐波减速器,包括谐波齿轮,谐波齿轮按照以上谐波齿轮的修形方法获得。具体的,柔轮的齿形设计过程如下:首先,谐波齿轮设计前先选定柔性轴承型号,根据柔性轴承的外圈直径确定柔轮的内孔直径,再结合一些给定参数计算出模数mr。柔轮的齿形基本要素推荐取值或设计计算公式见表1。根据表1所示齿轮的齿形基本要素,绘制原始渐开线齿形。表1.柔轮齿形的基本要素及其推荐取值或设计计算公式根据表2所示的齿形形状修正参数,用一段或多段光滑曲线,对原始渐开线齿形的齿顶部分进行修形。表2.柔轮齿形的形状修正参数最后,根据表3所示的齿向修正参数,对齿形在齿向方向上进行修正,完成齿形的最终设计。序号名称符号推荐取值或设计计算公式1齿宽lr设计前给定2开口端齿向修正长度l1(0.25~0.35)lr3开口端齿向修正角度β10.5°~1.5°4中间段长度l2(0.3~0.4)lr5法兰端齿向修正角度β30.5°~1.5°刚轮的齿形设计相对简单,只需要对齿顶部分的形状进行修正,在齿向上不需要修正。过程如下:首先,根据表4所示齿轮的齿形基本要素,绘制原始渐开线齿形。其次,根据表5所示的齿形形状修正参数,用一段或多段光滑曲线,对原始渐开线齿形的齿顶部分进行修形,即可完成齿形的最终设计。表4.刚轮齿形的基本要素及其推荐取值或设计计算公式表5.刚轮齿形的形状修正参数1)与现有技术相比,本发明谐波减速器整机的承载能力能够提升50%以上,同时,传动效率也有较大提升。2)与现有技术相比,参见图本7、图8,发明谐波减速器整机的传动精度寿命与刚度寿命均有显著提升,在本说明书的描述中,参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。当然,本发明创造并不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。当前第1页1 2 3 
    技术特征:

    1.一种谐波齿轮的修形方法,所述谐波齿轮包括柔轮,其特征在于,包括柔轮修形步骤,所述柔轮修形步骤包括:

    (1)通过如下公式计算出所述柔轮的齿轮模数mr,

    mr=(drn 2δr)/[zr-2(hra cr)],

    其中,zr为柔轮齿数,hra为柔轮齿顶高系数,cr为柔轮顶隙系数,drn为柔轮内孔直径,δr为柔轮齿根壁厚;

    (2)确定柔轮齿形基本要素的取值范围,得到符合取值范围的解集;柔轮齿形基本要素包括:

    柔轮的压力角αr,当90<zr≤130时,αr=25°~30°,当zr≤90时,αr=30°~35°;

    柔轮的齿根壁厚δr=(0.007~0.012)drn;

    柔轮的分度圆直径dr=mr×zr;

    柔轮的齿顶高系数hra;

    柔轮的齿顶圆直径dra=dr 2mr×hra;

    柔轮的顶隙系数cr;

    柔轮的齿根圆直径drf=drn 2δr或dr–2mr(hra cr);

    柔轮的齿距pr=πmr;

    柔轮的齿厚sr,当90<zr≤130时,sr=(0.35~0.40)pr,当zr≤90时,sr=(0.3~0.35)pr;

    根据柔轮的齿形基本要素,绘制柔轮原始渐开线齿形,柔轮未修形前的左齿面渐开线齿形曲线包括圆弧ab、圆弧bc、渐开线cd、de、ef以及圆弧fg;

    其中,d点为修形起始点,d点的高度系数为hrs,所在圆直径为:drs=dr 2mr×hrs;

    e点为修形控点,e点的高度系数为hrk,所在圆直径为:drk=dr 2mr×hrk;

    (3)对柔轮原始渐开线齿形进行形状修正,对接近齿顶圆的渐开线段df进行修正,用一段曲线df’取代渐开线段df,曲线df’由一段或多段圆弧组成,曲线df’在点d与渐开线段cd光滑连接,与e点所在圆交于点e’,与齿顶圆弧fg交于f’,经形状修正后的柔轮左齿面齿形曲线为包括圆弧ab、圆弧bc、渐开线cd、曲线df’以及齿顶圆弧f’g的新曲线;

    右齿面齿形曲线与左齿面齿形曲线关于齿形的中心线轴对称;

    (4)根据所述柔轮齿宽和利用所述柔轮啮入或啮出瞬时不发生齿顶干涉的约束条件确定齿向修正参数,对柔轮齿形在齿向方向上进行修正,完成柔轮齿形的最终设计。

    2.根据权利要求1所述的谐波齿轮的修形方法,其特征在于,所述柔轮的齿顶高系数hra=0.5~0.6,柔轮的顶隙系数cr=0.1~0.2,所述柔轮齿形基本要素还包括:

    齿根圆弧ρr,当90<zr≤130时,ρr=(0.6~0.8)mr,当zr≤90时,ρr=(0.8~1.0)mr。

    3.根据权利要求1所述的谐波齿轮的修形方法,其特征在于,d点的高度系数为hrs=0.15~0.2,e点的高度系数为hrk=0.4。

    4.根据权利要求1所述的谐波齿轮的修形方法,其特征在于,点e与e’的距离定义为修形控点修形量δrk,其满足不等式:0.02mr≤δrk≤0.04mr。

    5.根据权利要求1所述的谐波齿轮的修形方法,其特征在于,所述柔轮啮入或啮出瞬时不发生齿顶干涉的约束条件包括:

    靠近柔轮开口端的一段齿部,其齿顶与齿底向轴线倾斜形成锥度β1;该段齿部的长度为l1,其满足不等式:0.25lr≤l1≤0.35lr,其中lr为齿宽;锥度β1满足不等式:0.5°≤β1≤1.5°;

    中间段齿部,与轴线之间不存在锥度,长度为l2,其满足不等式:0.3lr≤l2≤0.4lr;

    靠近柔轮法兰端的一段齿部,其齿顶与齿底向轴线倾斜形成锥度β3,其满足不等式:0.5°≤β3≤1.5°。

    6.根据权利要求1所述的谐波齿轮的修形方法,其特征在于,所述谐波齿轮包括刚轮,刚轮修形步骤包括:

    (1)确定刚轮齿形基本要素的取值范围,得到符合取值范围的解集;柔轮齿形基本要素包括:

    刚轮的齿数zg=zr 2;

    刚轮的模数mg,当92<zg≤132时,mr[zg-(0.2~0.4)]/zg,当zg≤92时,mr[zg-(0.5~0.8)]/zg;

    刚轮的压力角αg,当92<zg≤132时,αg=25°~30°,当zg≤92时,αg=30°~35°;

    刚轮的齿顶高系数hga=0.5~0.6;

    刚轮的顶隙系数cg=0.1~0.2;

    刚轮的分度圆直径dg=mg×zg;

    刚轮的齿顶圆直径dga=dg-2hgamg;

    刚轮的齿根圆直径dgf=dg 2(hga cg)mg;

    刚轮的齿距pg=πmg;

    刚轮的齿槽宽eg,当92<zg≤132时,eg=(0.35~0.40)pg,当zg≤92时,eg=(0.30~0.35)pg;

    根据刚轮的齿形基本要素,绘制刚轮原始渐开线齿形,刚轮未修形前的左齿面渐开线齿形曲线包括圆弧ab、圆弧bc、渐开线cd、de、ef以及圆弧fg;

    其中,d点为修形起始点,d点的高度系数为hgs,所在圆直径为:dgs=dg 2mg×hgs;

    e点为修形控点,e点的高度系数为hgk,所在圆直径为:dgk=dg 2mg×hgk;

    (3)对刚轮原始渐开线齿形进行形状修正,对接近齿顶圆的渐开线段df进行修正,用一段曲线df’取代渐开线段df,曲线df’由一段或多段圆弧组成,曲线df’在点d与渐开线段cd光滑连接,与e点所在圆交于点e’,与齿顶圆弧fg交于f’,经形状修正后的柔轮左齿面齿形曲线为包括圆弧ab、圆弧bc、渐开线cd、曲线df’以及齿顶圆弧f’g的新曲线;

    右齿面齿形曲线与左齿面齿形曲线关于齿形的中心线轴对称,完成所述刚轮齿形的最终设计。

    7.根据权利要求6所述的谐波齿轮的修形方法,其特征在于,d点的高度系数为hgs=0.3~0.35,e点的高度系数为hgk=0.45。

    8.根据权利要求6所述的谐波齿轮的修形方法,其特征在于,点e与e’的距离定义为修形控点修形量δgk,其满足不等式:0.02mg≤δgk≤0.03mg。

    9.一种谐波减速器,其特征在于,包括谐波齿轮,所述谐波齿轮按照权利要求1~8中任一项所述的谐波齿轮的修形方法获得。

    技术总结
    本发明公开了一种谐波齿轮的修形方法和谐波减速器,包括以下步骤,(1)通过公式计算出所述柔轮的齿轮模数;(2)根据柔轮的齿形基本要素,绘制柔轮原始渐开线齿形;(3)对柔轮原始渐开线齿形进行形状修正,对接近齿顶圆的渐开线段df进行修正;(4)根据所述柔轮齿宽和利用所述柔轮啮入或啮出瞬时不发生齿顶干涉的约束条件确定齿向修正参数,对柔轮齿形在齿向方向上进行修正,完成柔轮齿形的最终设计。本发明针对柔轮齿数Z≤130的情况,通过对谐波齿轮的齿顶部分进行修形,避免齿顶干涉和减小齿根应力集中,改善整个齿部的啮合情况,以提升谐波减速器整机的承载能力、效率与使用寿命。

    技术研发人员:庄剑毅;黄林;韩守磊;汤秀清
    受保护的技术使用者:广州市昊志机电股份有限公司
    技术研发日:2020.12.09
    技术公布日:2021.03.12

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