阅读说明：本技术 一种硬齿面刚轮的谐波差速器 (Harmonic differential mechanism of hard tooth surface rigid wheel ) 是由 王心成 于 2019-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种硬齿面刚轮的谐波差速器,凸轮轴与直筒式柔轮之间安装有柔性轴承,直筒式柔轮的外齿同时与第一刚轮的内齿以及第二刚轮的内齿啮合,凸轮轴与第一刚轮之间通过第一深沟球轴承支撑,且凸轮轴与第一刚轮之间安装有第一旋转骨架油封,凸轮轴与第二刚轮之间通过第二深沟球轴承支撑,且第一刚轮与第二刚轮之间安装有第三旋转骨架油封。硬齿面刚轮的谐波差速器的第一刚轮和第二刚轮的材料均为经过淬火处理的高硬度材料,提高了谐波差速器的承载能力和精度保持性；通过使用第一深沟球轴承和第二深沟球轴承可让谐波差速器在工作过程中直接承受较大的径向力；通过使用三个旋转骨架油封,可实现谐波差速器的完全密封。(The invention discloses a harmonic differential of a hard tooth surface rigid gear, wherein a flexible bearing is arranged between a cam shaft and a straight cylinder type flexible gear, the outer teeth of the straight cylinder type flexible gear are simultaneously meshed with the inner teeth of a first rigid gear and the inner teeth of a second rigid gear, the cam shaft and the first rigid gear are supported through a first deep groove ball bearing, a first rotating framework oil seal is arranged between the cam shaft and the first rigid gear, the cam shaft and the second rigid gear are supported through a second deep groove ball bearing, and a third rotating framework oil seal is arranged between the first rigid gear and the second rigid gear. The first rigid gear and the second rigid gear of the harmonic differential gear of the hard tooth surface rigid gear are made of high-hardness materials subjected to quenching treatment, so that the bearing capacity and the precision retentivity of the harmonic differential gear are improved; the harmonic differential can directly bear larger radial force in the working process by using the first deep groove ball bearing and the second deep groove ball bearing; by using three rotating skeleton oil seals, complete sealing of the harmonic differential can be achieved.)

一种硬齿面刚轮的谐波差速器

技术领域

本发明涉及一种硬齿面刚轮的谐波差速器，属于机械传动技术领域。

背景技术

谐波差速器由于其体积小、速比大、精度高等特点，被广泛应用于多关节机器人、医疗设备、航空航天等领域。

目前大多数谐波差速器的刚轮材料均为铸铁等低硬度材料，严重制约了谐波差速器的承载能力，且长期使用后刚轮齿面磨损较为严重，谐波差速器的精度保持性降低。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种硬齿面刚轮的谐波差速器。

本发明的硬齿面刚轮的谐波差速器，它包含凸轮轴、直筒式柔轮、柔性轴承、第一刚轮、第二刚轮、第一深沟球轴承、第一旋转骨架油封、第二深沟球轴承、第二旋转骨架油封、主轴承和第三旋转骨架油封，所述凸轮轴与直筒式柔轮之间安装有柔性轴承，所述直筒式柔轮的外齿同时与第一刚轮的内齿以及第二刚轮的内齿啮合，所述凸轮轴与第一刚轮之间通过第一深沟球轴承支撑，且凸轮轴与第一刚轮之间安装有第一旋转骨架油封，所述凸轮轴与第二刚轮之间通过第二深沟球轴承支撑，且凸轮轴与第二刚轮之间安装有第二旋转骨架油封，所述第一刚轮与第二刚轮之间通过主轴承支撑，且第一刚轮与第二刚轮之间安装有第三旋转骨架油封。

优选的，所述柔性轴承为一种柔性双列圆柱滚子轴承，凸轮轴直接作为柔性轴承的内圈，直筒式柔轮直接作为柔性轴承的外圈，其中凸轮轴与柔性轴承的组合为波发生器。

优选的，所述第一刚轮和第二刚轮的材料均为经过淬火处理的高硬度材料，第一刚轮和第二刚轮的内齿均经过磨削加工，并且第一刚轮齿数比直筒式柔轮多两个，第二刚轮齿数与直筒式柔轮齿数相同但齿形不同。

优选的，所述主轴承根据负载情况不同有两种配置方案，负载较小时，采用深沟球轴承的配置方案，负载较大时，则采用交叉滚子轴承的配置方案，且两种方案的轴承均使用第一刚轮上的灌装孔进行安装。

优选的，所述凸轮轴与外部动力源的连接有两种配置方案，其中一种是凸轮轴与输入轴套固定连接，凸轮轴借助输入轴套上的键槽与电机输出轴直接连接；另一种方案不使用输入轴套，直接将凸轮轴端面与同步带轮直接固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该硬齿面刚轮的谐波差速器的第一刚轮和第二刚轮的材料均为经过淬火处理的高硬度材料，提高了谐波差速器的承载能力和精度保持性；通过使用第一深沟球轴承和第二深沟球轴承可让谐波差速器在工作过程中直接承受较大的径向力；通过使用三个旋转骨架油封，可实现谐波差速器的完全密封；该谐波差速器根据实际应用可选用两种方式进行输出传动，一种是将第一刚轮固定，使用第二刚轮与外部机构连接进行输出，另一种是让第二刚轮固定，使用第一刚轮与外部机构连接进行输出。本发明具有结构紧凑、可实现完全自主密封、可承受径向力、承载能力大、精度保持性好的优点。

附图说明

图1为本发明的分解结构示意图；

图2为本发明的剖视结构示意图；

图3为本发明的第二种主轴承配置方案结构示意图

图4为本发明的仰视图；

图5为本发明的俯视图。

附图标记：凸轮轴1、直筒式柔轮2、柔性轴承3、第一刚轮4、第二刚轮5、第一深沟球轴承6、第一旋转骨架油封7、第二深沟球轴承8、第二旋转骨架油封9、主轴承10、第三旋转骨架油封11、输入轴套12。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图5所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含凸轮轴1、直筒式柔轮2、柔性轴承3、第一刚轮4、第二刚轮5、第一深沟球轴承6、第一旋转骨架油封7、第二深沟球轴承8、第二旋转骨架油封9、主轴承10和第三旋转骨架油封11，凸轮轴1与直筒式柔轮2之间安装有柔性轴承3，直筒式柔轮1的外齿同时与第一刚轮4的内齿以及第二刚轮5的内齿啮合，凸轮轴1与第一刚轮4之间通过第一深沟球轴承6支撑，且凸轮轴1与第一刚轮4之间安装有第一旋转骨架油封7，凸轮轴1与第二刚轮5之间通过第二深沟球轴承8支撑，且凸轮轴1与第二刚轮5之间安装有第二旋转骨架油封9，第一刚轮4与第二刚轮5之间通过主轴承10支撑，且第一刚轮4与第二刚轮5之间安装有第三旋转骨架油封11。

柔性轴承3为一种柔性双列圆柱滚子轴承，凸轮轴1直接作为柔性轴承3的内圈，直筒式柔轮2直接作为柔性轴承3的外圈，其中凸轮轴1与柔性轴承3的组合为波发生器。

第一刚轮4和第二刚轮5的材料均为经过淬火处理的高硬度材料，第一刚轮4和第二刚轮5的内齿均经过磨削加工，并且第一刚轮4齿数比直筒式柔轮2多两个，第二刚轮5齿数与直筒式柔轮2齿数相同但齿形不同。

第一深沟球轴承6和第二深沟球轴承8的安装位置使得谐波差速器使用过程中可直接承受较大的径向力。

第一旋转骨架油封7、第二旋转骨架油封9、第三旋转骨架油封11可实现谐波差速器的完全密封。

主轴承10根据负载情况不同有两种配置方案，负载较小时，如图1和图2所示，采用深沟球轴承的配置方案，负载较大时，如图3所示，则采用交叉滚子轴承的配置方案，且两种方案的轴承均使用第一刚轮4上的灌装孔进行安装。

凸轮轴1与外部动力源的连接有两种配置方案，其中一种是凸轮轴1与输入轴套12固定连接，凸轮轴1借助输入轴套12上的键槽与电机输出轴直接连接；另一种方案不使用输入轴套12，直接将凸轮轴1端面与同步带轮直接固定连接。

工作原理：根据应用场景不同共有两种工作方式，第一种是第一刚轮4被固定，由波发生器输入旋转运动，即凸轮轴1转动后带动柔性轴承3转动，柔性轴承3推动直筒式柔轮2转动，此时直筒式柔轮2与第一刚轮4啮合产生谐波减速运动，由于第二刚轮5与直筒式柔轮2齿数相同，二者啮合后产生的是等角速度传动，因此可使用第二刚轮5进行输出得到减速运动；同理，第二种工作方式是将第二刚轮5固定，由波发生器输入旋转运动，由于第二刚轮5与直筒式柔轮2齿数相同，此时直筒式柔轮2与第二刚轮5啮合仅产生相应的变形，并不产生相对转动，同时直筒式柔轮2与第一刚轮4啮合并使得第一刚轮4产生与凸轮轴1方向相反的减速运动，在上述两种工作方式的全部过程中，该差速器均处于完全密封状态。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。