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CN104565282A - 一种谐波减速器及其加工工艺 - Google Patents

一种谐波减速器及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种谐波减速器，包括刚轮，刚轮内传动连接有柔性输出装置，柔性输出装置包括柔轮和输出轴，所述柔轮和输出轴一体加工成型，本发明还提供上述谐波减速器的加工工艺，该工艺包括刚轮加工步骤和柔性输出装置加工步骤及装配步骤；外滚针槽与刚轮一体加工成型；柔轮与轴承滚道和内滚针槽以及输出轴一体加工成型。本发明使得外滚针槽与刚轮一体加工成型；柔性输出装置加工步骤中，柔轮与轴承滚道和内滚针槽以及输出轴一体加工成型，结构简单，大大减小了分体加工所产生的误差积累，提高了产品精度，保证了刚轮、和柔轮以及输出轴的同轴心度和位置度，减速器的使用寿命提高了50％，生产成本降低了20-30％。

Description

一种谐波减速器及其加工工艺
技术领域
本发明涉及减速器及其加工工艺，具体的说涉及一种谐波减速器及其加工工艺。
背景技术
谐波减速器是新型的高精度的传动减速装置，这种减速器扭矩大、传动比高、重量轻、体积小得到广泛应用。
传统的谐波减速器包括刚轮，刚轮内传动连接有柔轮和输出轴，柔轮和输出轴之间固定连接，输出轴与刚轮之间通过十字交叉滚子轴承转动连接，其中十字交叉滚子轴承一般有内圈、外圈和十字交叉滚针组成。
目前谐波减速器使用的十字交叉滚子轴承的内圈大都采用在输出轴的外圆周上直接加工处类似于内圈结构的沟槽；而十字交叉滚子轴承的外圈通常局限于目前加工设备的加工能力和工艺，为了组装方便，一般采用将外圈沿圆周方向切割成两部分，然后再对这两部分的内径连接处分别加工出半槽状结构，最后通过螺栓或销轴的固定形式将这两部分组合固定，使其内径的连接处对接形成类似于外圈的沟槽，然后再装配十字交叉滚针。
这种加工装配工艺具有以下缺陷：一是由于各个组件需要分别加工，累计误差较大，降低了产品精度，且费时费力，成本较高；二是装配时，各个组件需要多次组装，导致装配误差较大，不能保证刚轮和柔轮以及输出轴的同轴心度和位置度，降低了减速器的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种结构简单、能够提高装配精度、降低生产成本，能够保证刚轮和柔轮以及输出轴的同轴心度和位置度、增加使用寿命的谐波减速器。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种谐波减速器，包括刚轮，刚轮内传动连接有柔性输出装置，柔性输出装置包括柔轮和输出轴，所述柔轮和输出轴一体加工成型。
以下是本发明对上述方案的进一步优化：
输出轴与刚轮之间通过十字交叉滚子轴承转动连接，所述十字交叉滚子轴承由滚针槽和十字交叉滚针组成，滚针槽包括与刚轮一体加工成型的外滚针槽和与输出轴一体加工成型的内滚针槽。
进一步优化：柔轮与刚轮之间通过内齿和外齿啮合传动；柔轮内设置有与柔轮一体加工成型的轴承滚道。
进一步优化：所述刚轮的外圆周上沿径向设置有与滚针槽连通的滚针安装孔，所述滚针安装孔内安装有用于堵住滚针安装孔、防止十字交叉滚针从滚针安装孔退出的堵头。
进一步优化：堵头靠近滚针槽的一端加工成与滚针槽的内壁结构一致的结构形状。
所述刚轮的端面上沿轴向设置有可同时穿过刚轮和堵头的锥型定位孔，锥型定位孔内插接有用于固定堵头的锥度销。
本发明采用上述方案，使得外滚针槽与刚轮一体加工成型；柔轮和输出轴加工步骤中，内滚针槽与输出轴一体加工成型，结构简单，降低了装配误差，提高了产品精度，保证了刚轮、和柔轮以及输出轴的同轴心度和位置度，延长了减速器的使用寿命。
本发明还要解决的一个问题是提供上述谐波减速器的加工工艺。为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种谐波减速器的加工工艺，该工艺包括刚轮加工步骤和柔性输出装置加工步骤及装配步骤；刚轮加工步骤中，外滚针槽与刚轮一体加工成型；柔性输出装置轴加工步骤中，柔轮与轴承滚道和内滚针槽以及输出轴一体加工成型。
以下是本发明对上述方案的进一步优化：
刚轮加工步骤包括：
1）、锻打坯料并回火；
2）、粗加工：通过车床分别加工出：a、刚轮的内齿内圆；b、外滚针槽；c、滚针安装孔；d、锥型定位孔；刚轮的内齿内圆和外滚针槽加工后留有0.5mm的加工余量；
3）、装配定位：将十字交叉滚针通过滚针安装孔装入到外滚针槽内，然后用堵头插入到滚针安装孔，最后将锥度销插入到锥型定位孔内将堵头固定；
4）、半精加工：通过数控机床分别加工：a、刚轮的内齿内圆；b、外滚针槽；加工后留有0.01～0.015mm的加工余量；
5）、调质、淬火；对刚轮进行整体调质HRC28-36；然后对滚针槽部位进行局部淬火HRC58-63；
6）、精加工；通过磨床一次装夹，磨出刚轮的内齿、外滚针槽，使刚轮的内齿齿圈与外滚针槽的同心度达到0.3微米。
进一步优化：上述步骤4中，加工外滚针槽时，将堵头靠近滚针槽的一端加工成与滚针槽的内壁结构一致的结构形状。
进一步优化：
柔性输出装置加工步骤包括：
7）、将坯料一次通过粗加工和半精加工，加工出柔轮和输出轴的结构形状；
8）、通过磨床一次装夹，一次性磨出柔轮的外齿和输出轴的内滚针槽以及轴承滚道3，一次装夹就能加工完成，大大减小了分体加工所产生的误差积累。使柔轮的外齿、和输出轴的内滚针槽同心度达到0.3微米。
进一步优化：装配步骤为：9）、将堵头和锥度销分别退出，然后将柔性输出装置装入到刚轮内，再将十字交叉滚针通过滚针安装孔装入到外滚针槽内，然后用堵头插入到滚针安装孔，最后将锥度销插入到锥型定位孔内将堵头定位。
本发明采用上述方案，使得外滚针槽与刚轮一体加工成型；柔性输出装置加工步骤中，柔轮与轴承滚道和内滚针槽以及输出轴一体加工成型，结构简单，大大减小了分体加工所产生的误差积累，提高了产品精度，保证了刚轮、和柔轮以及输出轴的同轴心度和位置度，减速器的使用寿命提高了50％，生产成本降低了20-30％。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
附图1为本发明实施例中谐波加速器的结构示意图。
图中：1-刚轮；2-柔轮；3-轴承滚道；4-十字交叉滚针；5-密封圈；6-输出轴；7-滚针安装孔；8-堵头；9-滚针槽；10-锥度销；11-锥型定位孔；12-内齿；13-外齿。
具体实施方式
实施例，如图1所示，一种谐波减速器，包括刚轮1，刚轮1内传动连接有柔性输出装置，柔性输出装置包括柔轮2和输出轴6，所述柔轮2和输出轴6一体加工成型。
输出轴6与刚轮1之间通过十字交叉滚子轴承转动连接，所述十字交叉滚子轴承由滚针槽9和十字交叉滚针4组成，滚针槽9包括与刚轮1一体加工成型的外滚针槽和与输出轴6一体加工成型的内滚针槽。
输出轴6的端部与刚轮1之间通过密封圈5密封连接。
柔轮2与刚轮1之间通过内齿12和外齿13啮合传动；
柔轮2内设置有与柔轮2一体加工成型的轴承滚道3，用于与齿形输出轴传动连接。
所述刚轮1的外圆周上沿径向设置有与滚针槽9连通的滚针安装孔7，所述滚针安装孔7内安装有用于堵住滚针安装孔7，防止十字交叉滚针4从滚针安装孔7退出的堵头8。
堵头8靠近滚针槽9的一端加工成与滚针槽9的内壁结构一致的结构形状。
所述刚轮1的端面上沿轴向设置有可同时穿过刚轮1和堵头8的锥型定位孔11，锥型定位孔11内插接有用于固定堵头8的锥度销10。
上述谐波减速器的加工工艺，包括刚轮加工步骤和柔性输出装置加工步骤及装配步骤；刚轮加工步骤中，外滚针槽与刚轮一体加工成型；柔性输出装置轴加工步骤中，柔轮与轴承滚道3和内滚针槽以及输出轴6一体加工成型。
刚轮加工步骤包括：
1）、锻打坯料并回火；
2）、粗加工：通过车床分别加工出：a、刚轮的内齿内圆；b、外滚针槽；c、滚针安装孔；d、锥型定位孔；e、密封圈的油封位置；刚轮的内齿内圆和外滚针槽加工后留有0.5mm的加工余量；
3）、装配定位：将十字交叉滚针通过滚针安装孔装入到外滚针槽内，然后用堵头插入到滚针安装孔，最后将锥度销插入到锥型定位孔内将堵头固定；
4）、半精加工：通过数控机床分别加工：a、刚轮的内齿内圆；b、外滚针槽；e、密封圈的油封位置；加工后留有0.01～0.015mm的加工余量；加工外滚针槽时，将堵头靠近滚针槽的一端加工成与滚针槽的内壁结构一致的结构形状。
5）、调质、淬火；对刚轮进行整体调质HRC28-36；然后对滚针槽部位进行局部淬火HRC58-63；
6）、精加工；通过磨床一次装夹，磨出刚轮的内齿、外滚针槽，一次装夹
  就能加工完成，大大减小了分体加工所产生的误差积累。使刚轮的内齿齿圈与外滚针槽的同心度达到0.3微米。
柔性输出装置加工步骤包括：
7）、将坯料一次通过粗加工和半精加工，加工出柔轮和输出轴的结构形状；
8）、通过磨床一次装夹，一次性磨出柔轮的外齿和输出轴的内滚针槽以及轴承滚道3，一次装夹就能加工完成，大大减小了分体加工所产生的误差积累。使柔轮的外齿、和输出轴的内滚针槽同心度达到0.3微米。
装配步骤为：9）、将堵头和锥度销分别退出，然后将柔性输出装置装入到刚轮内，再将十字交叉滚针通过滚针安装孔装入到外滚针槽内，然后用堵头插入到滚针安装孔，最后将锥度销插入到锥型定位孔内将堵头定位。
本发明使得外滚针槽与刚轮一体加工成型；柔性输出装置加工步骤中，柔轮与轴承滚道3和内滚针槽以及输出轴6一体加工成型。结构简单，降低了装配误差，提高了产品精度，保证了刚轮、和柔轮以及输出轴的同轴心度和位置度，延长了减速器的使用寿命。

Claims (11)

1.一种谐波减速器，包括刚轮（1），刚轮（1）内传动连接有柔性输出装置，柔性输出装置包括柔轮（2）和输出轴（6），其特征在于：所述柔轮（2）和输出轴（6）一体加工成型。
2.根据权利要求1所述的一种谐波减速器，其特征在于：输出轴（6）与刚轮（1）之间通过十字交叉滚子轴承转动连接，所述十字交叉滚子轴承由滚针槽（9）和十字交叉滚针（4）组成，滚针槽（9）包括与刚轮（1）一体加工成型的外滚针槽和与输出轴（6）一体加工成型的内滚针槽。
3.根据权利要求2所述的一种谐波减速器，其特征在于：柔轮（2）与刚轮（1）之间通过内齿（12）和外齿（13）啮合传动；柔轮（2）内设置有与柔轮（2）一体加工成型的轴承滚道（3）。
4.根据权利要求3所述的一种谐波减速器，其特征在于：
所述刚轮（1）的外圆周上沿径向设置有与滚针槽（9）连通的滚针安装孔（7），所述滚针安装孔（7）内安装有用于堵住滚针安装孔（7）、防止十字交叉滚针（4）从滚针安装孔（7）退出的堵头（8）。
5.根据权利要求3所述的一种谐波减速器，其特征在于：
堵头（8）靠近滚针槽（9）的一端加工成与滚针槽（9）的内壁结构一致的结构形状。
6.根据权利要求4或5所述的一种谐波减速器，其特征在于：所述刚轮（1）的端面上沿轴向设置有可同时穿过刚轮（1）和堵头（8）的锥型定位孔（11），锥型定位孔（11）内插接有用于固定堵头（8）的锥度销（10）。
7.一种如权利要求6所述的谐波减速器的加工工艺，该工艺包括刚轮加工步骤和柔性输出装置加工步骤及装配步骤；其特征在于：
刚轮加工步骤中，外滚针槽与刚轮一体加工成型；柔性输出装置轴加工步骤中，柔轮与轴承滚道和内滚针槽以及输出轴一体加工成型。
8.根据权利要求7所述的一种谐波减速器的加工工艺，其特征在于：刚轮加工步骤包括：
1）、锻打坯料并回火；
2）、粗加工：通过车床分别加工出：a、刚轮的内齿内圆；b、外滚针槽；c、滚针安装孔；d、锥型定位孔；刚轮的内齿内圆和外滚针槽加工后留有0.5mm的加工余量；
3）、装配定位：将十字交叉滚针通过滚针安装孔装入到外滚针槽内，然后用堵头插入到滚针安装孔，最后将锥度销插入到锥型定位孔内将堵头固定；
4）、半精加工：通过数控机床分别加工：a、刚轮的内齿内圆；b、外滚针槽；加工后留有0.01～0.015mm的加工余量；
5）、调质、淬火；对刚轮进行整体调质HRC28-36；然后对滚针槽部位进行局部淬火HRC58-63；
6）、精加工；通过磨床一次装夹，磨出刚轮的内齿、外滚针槽，使刚轮的内齿齿圈与外滚针槽的同心度达到0.3微米。
9.根据权利要求8所述的一种谐波减速器的加工工艺，其特征在于：上述步骤4中，加工外滚针槽时，将堵头靠近滚针槽的一端加工成与滚针槽的内壁结构一致的结构形状。
10.根据权利要求8所述的一种谐波减速器的加工工艺，其特征在于：
柔性输出装置加工步骤包括：
7）、将坯料一次通过粗加工和半精加工，加工出柔轮和输出轴的结构形状；
8）、通过磨床一次装夹，一次性磨出柔轮的外齿和输出轴的内滚针槽以及轴承滚道3，一次装夹就能加工完成，大大减小了分体加工所产生的误差积累，使柔轮的外齿、和输出轴的内滚针槽同心度达到0.3微米。
11.根据权利要求8所述的一种谐波减速器的加工工艺，其特征在于：装配步骤为：9）、将堵头和锥度销分别退出，然后将柔性输出装置装入到刚轮内，再将十字交叉滚针通过滚针安装孔装入到外滚针槽内，然后用堵头插入到滚针安装孔，最后将锥度销插入到锥型定位孔内将堵头定位。
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