具体实施方式

结合参见图1至图2所示，根据本发明的实施例，提供一种适用于高速工况的柔轮，包括筒体1，所述筒体1的内孔11用于安装波发生器，所述筒体1的外圆周壁上设有多个柔轮齿12，多个所述柔轮齿12沿所述筒体1的周向均匀间隔设置且所述柔轮齿12沿所述筒体1的轴向延伸，所述柔轮齿12关于第一平面对称，所述第一平面为经过所述柔轮齿12的齿顶轴向延伸线与所述筒体1的中轴线的平面，在所述第一平面上，沿着所述内孔11的孔口至孔底的方向，所述柔轮齿12的齿向修型曲线121为圆滑曲线，且所述齿向修型曲线121距所述中轴线的距离(为沿着所述内孔11的径向的距离)先增加后减小，所述圆滑曲线距所述中轴线的最大距离与所述柔轮齿12的齿顶圆半径相等。

该技术方案中，所述齿向修型曲线121沿内孔11的孔口至孔底的方向距中轴线的距离先增加后减小，从而使所述齿向修型曲线121成一个大致朝外拱起的结构，从而使所述柔轮齿12在齿宽方向上沿内孔11的孔口至孔底的方向依次具有啮入弧段、具有与齿顶圆贴合的唯一点(具体例如为图2中的D点)的齿顶圆贴合近弧段以及啮出弧段，这能够保证所述柔轮在高速工况下，在所述啮入弧段能够顺利实现齿的啮入而不发生齿间干涉，在所述啮出弧段能够顺利实现齿的啮出而不发生齿间干涉；同时，齿向修型曲线121为圆滑曲线无线段接触的相交点，避免了柔轮在达到磨合阶段后的相交点产生明显磨损的情况，从而避免了磨损后异常啮合的噪声。

在一些实施方式中，在所述第一平面上，以所述筒体1的中轴线为x轴，以所述内孔11的孔口端面111为y轴，以所述中轴线与所述孔口端面111的交点为坐标原点O建立xOy坐标系，在所述xOy坐标系内，所述齿向修型曲线121的型线由方程限定，其中，a为修型曲线与y坐标的交点的绝对值(几何意义)，也即修型曲线与柔轮杯口(也即所述孔口端面111，下同)的交点距离(物理意义)；b为修型曲线的振幅(几何意义，特殊的是：b的数值为图2中B点与齿顶圆交点沿y轴方向的距离)，也即修型曲线最高点(与齿顶圆唯一交点)与修型曲线与杯口的交点(物理意义)；ω为影响三角函数的周期(几何意义)，也即限制修型曲线的周期，其中修型曲线的半个周期对应lc：75％L＜lc＜80％L，半个周期为BC横坐标(图2中示出)的距离值(物理意义)，故可以确定ω值；Φ为横坐标的相位变化(几何意义)，也即限制D点(图2中示出)的横坐标，通过D点的横坐标限制(35％L＜ld＜45％L)，确定相位Φ。可以理解的是，自变量x虽然为所述齿向修型曲线121上任一点到所述孔口端面111的轴向距离，在实际应用中，其将被换算弧度制的表达方式。该技术方案中给出了所述齿向修型曲线121的一种优化的限定工程，其通过相应的系数的选择能够得到更为饱满的曲线修型方程，依据谐波啮合理论，前述齿向修型方程能够有效控制柔轮齿12与刚轮齿之间的啮合深度与啮合区间，可满足高速条件下柔轮的连续啮合。需要特别说明的是，正弦函数在单个半周期的开区间中，有且仅有一个极值点(也即对应前述的与所述柔轮齿12的齿顶圆半径相等的曲线的点)，此极值点保证了和齿顶圆的唯一接触，通过特殊点的区间限制，有效地控制了齿形啮合区间，以满足高速工况下齿间的快速啮入与啮出及其实际啮合承载区间。

在一些实施方式中，99.7％r_a≤a≤99.99％r_a，其中，r_a为所述柔轮齿12的齿顶圆半径。b为柔轮齿向修型在径向方向交点(也即图2中的所述齿向修型曲线121与所述孔口端面111的交点B点)与齿顶圆的补偿量，优选地，b＝r_a-a，该补偿量保证所述齿向修型曲线与齿顶圆存在有且仅有的位移交点(也即图2中的D点)，避免了啮合中的过干涉情况发生，进一步降低齿啮合过程中的噪声水平。

在一些实施方式中，-L≤x≤0，其中，L为所述柔轮齿12的齿宽修型长度，30％h_f≤L≤40％h_f，其中h_f为所述筒体1由筒口至筒底靠近所述筒口一侧的轴向距离，齿宽修型长度为柔轮中实际参与齿间啮合的结构，波发生器外轮廓和柔轮内孔配合的深度尺寸在齿宽修型长度范围内，故柔轮的周期变形源自于齿宽修型长度范围内的齿间啮合、波发生器的配合影响，柔轮结构的设计中，齿宽修型长度控制在合理的范围内，可提高柔轮结构抗疲劳变形的能力。

参见前述及图2所示出，所述圆滑曲线距所述中轴线的最大距离的点为D点，D点的坐标为(-l_d，r_a)，35％L＜l_d＜45％L，所述圆滑曲线上还具有C点，C点的坐标为(-l_c，a)，所述C点处于所述D点远离所述孔口的一侧，75％L＜l_c＜80％L，所述ω及φ通过对所述C点及D点的限制并基于解析法获得。也即，前述的型线限定方程中的参数量ω和φ，通过解析法获得，具体的，限定约束修型的极值点坐标(也即D点的坐标)、限制所述孔口端面111(也称杯口)至齿顶圆修型尺寸的轴向距离(也即C点对应的l_c)。极值点是修型曲线与齿顶圆的唯一交点，横坐标绝对值为所述l_d，纵坐标绝对值为齿顶圆半径r_a，从而通过对C点及D点的限制，保证满足高速工况下啮合曲线的工作啮合区间，进而得出合适的ω和φ，进而得出该区间条件下的正弦函数修型曲线(也即前述的型线限定方程)，这利于柔轮齿向杯口处的快速啮入和远离杯口处的快速啮出。

前文中的y、a、b、r_s、h_f、r_h、r_l、r_a、L的单位皆为mm即可。

结合图2所示出，所述筒体1的外周壁与所述柔轮齿12朝向所述内孔11的孔底的一端通过过渡线22连接，所述齿向修型曲线121与所述过渡线22之间相交于图2所示的A点，而为了避免应力集中所带来的断裂现象发生，在实际的加工过程中，所述筒体1的外周壁与所述柔轮齿12朝向所述内孔11的孔底的一端通过过渡线22进行圆滑连接(例如倒圆)。同样道理的，所述齿向修型曲线121与所述孔口端面111相交于B点，在实际的加工过程中，在B点处将进行倒角处理，并对倒角与所述齿向修型曲线121以及孔口端面111的相交位置做圆滑处理(例如倒圆)。

需要说明的是，前述的柔轮的齿廓修型技术方案针对空间齿廓的谐波齿轮，空间齿廓是一种垂直于齿形任意截面皆存在修型的齿廓结构，即空间齿廓垂直齿宽方向的不同截面存在不同差异。所以前文中的修型曲线(也即齿向修型曲线121)仅仅以柔轮的齿顶作代表，确定修型曲线的参数，空间齿廓能增大啮合区间和齿廓接触面积，更多的啮合齿对保证了空间齿廓谐波齿轮具有更高的承载能力和更长的疲劳寿命。

经验证，采用本发明的修型曲线的谐波减速器与无修型曲线的谐波减速器对比：容许最高输入转速增加10％；相同高速工况下，减速器跑合寿命增加30％。

根据本发明的实施例，还提供一种谐波减速器，包括上述的柔轮。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。