柔性轴承及谐波减速器的制作方法 专利技术说明

工程元件,部件;绝热;紧固件装置的制造及其应用技术1.本发明涉及谐波传动技术领域，更具体的说，它涉及一种柔性轴承及谐波减速器。背景技术：2.目前主流构型的谐波减速器主要由具有内齿的刚性齿轮，具有外齿、薄壁圆筒结构的柔性齿轮，以及装配在柔性齿轮的齿圈内壁的波发生器构成，其中波发生器由内侧的椭圆形凸轮和装配在其外侧的柔性轴承构成，凸轮迫使柔性轴承变形而使波发生器整体呈现椭圆形。波发生器的长轴长度大于柔性齿轮的齿圈内径，波发生器装配进柔性齿轮的齿圈内壁后，使柔性齿轮的齿圈变形为椭圆形，柔性齿轮齿圈长轴部位的几个外齿与刚性齿轮的内齿啮合，输入电机轴与凸轮装配带动波发生器转动使啮合部位转动，进而实现整机的谐波传动功能。3.波发生器中，柔性轴承的内圈与凸轮处于过盈配合状态，产生的摩擦力使柔性轴承的内圈与凸轮保持相对静止，以此保证输入电机带动波发生器转动时柔性轴承的内圈不会与凸轮发生相对移动。然而由于装配或特殊工况导致输入电机轴与谐波减速器的同轴度变差时，输入电机轴带动凸轮和柔性轴承内圈一起偏转，使柔性轴承的滚动体部分脱离滚道，导致滚动体与滚道产生异常磨损以及柔性齿轮过度变形，最终造成整机的使用寿命降低，严重时可能引起柔性轴承脱圈或柔性齿轮破裂。技术实现要素：4.本发明公开了一种柔性轴承及谐波减速器，解决了现有技术中柔性轴承与转轴同轴度变差而造成整机使用寿命降低甚至损坏的问题。5.本发明公开了一种柔性轴承，包括轴承外圈、轴承内圈和设置于轴承外圈和所述轴承内圈之间的滚动体，所述柔性轴承还包括套设于所述轴承外圈的外圈配合环，所述外圈配合环的内表面上形成有第一配合曲面，所述轴承外圈的外表面上设置有第二配合曲面，所述第一配合曲面和所述第二配合曲面滑动配合以调节所述轴承外圈的轴线与所述外圈配合环的轴线之间的夹角a的角度。6.所述第一配合曲面为第一球体的部分球面，所述第二配合曲面为第二球体的部分球面，且所述第一球体的球心与所述第二球体的球心共点。7.所述轴承外圈上设置有用于所述滚动体滚动的滚道，所述第一球体的半径r、轴承外圈的内环半径r和所述滚道的深度d的关系为：8.0.025r≤r－r－d≤0.050r。9.所述轴承外圈上设置有用于所述滚动体滚动的滚道，所述第一球体的半径r、轴承外圈的内环半径r和所述滚道的深度d的关系为：10.2d≤r－r－d≤4d。11.所述轴承外圈上设置有用于所述滚动体滚动的滚道，所述第一球体的半径r、轴承外圈的内环半径r和所述轴承外圈的维氏硬度h的关系为：12.400mm·hv≤(r－r)×h≤1800mm·hv。13.所述柔性轴承应用于转轴上，所述第一配合曲面关于与转轴轴线垂直且经过所述第一球体的球心的截面镜像对称；和/或，所述第二配合曲面关于与转轴轴线垂直且经过所述第一球体的球心的截面镜像对称。14.所述第一配合曲面上和/或所述第二配合曲面上设置有耐磨层。15.所述耐磨层包括类金刚石薄膜。16.所述轴承外圈的材料包括高碳铬轴承钢；和/或，所述外圈配合环的材料包括弹簧钢。17.本发明的另一方面提供一种谐波减速器，包括上述的柔性轴承。18.本发明的柔性轴承及谐波减速器，能够调节轴承外圈的轴线与外圈配合环的轴线之间的夹角，当输入电机轴与谐波减速器的同轴度变差时，轴承内圈、轴承外圈可以随输入电机轴和凸轮一起偏转，而滚动体仍保持在滚道的中心位置，可以防止滚动体脱离滚道，消除了由此产生的异常磨损，提高了柔性轴承及谐波减速器的使用寿命，并可避免柔性轴承和谐波减速器的损坏，减轻了谐波减速器失效造成的影响。附图说明19.图1是本发明实施例的柔性轴承的结构示意图；20.图2是本发明实施例的柔性轴承的另一结构示意图；21.图例：1、轴承外圈；2、轴承内圈；3、滚动体；4、外圈配合环；41、第一配合曲面；11、第二配合曲面；12、滚道；。具体实施方式22.下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。23.如图1和图2所示，本发明公开了一种柔性轴承，包括轴承外圈1、轴承内圈2和设置于轴承外圈1和所述轴承内圈2之间的滚动体3，所述柔性轴承还包括套设于所述轴承外圈1的外圈配合环4，所述外圈配合环4的内表面上形成有第一配合曲面41，所述轴承外圈1的外表面上设置有第二配合曲面11，所述第一配合曲面41和所述第二配合曲面11滑动配合以调节所述轴承外圈1的轴线与所述外圈配合环4的轴线之间的夹角a的角度。当输入电机轴与谐波减速器的同轴度变差时，轴承内圈2、轴承外圈1可以随输入电机轴和凸轮一起偏转，而滚动体3仍保持在滚道的中心位置，可以防止滚动体3脱离滚道，消除了由此产生的异常磨损，提高了柔性轴承及谐波减速器的使用寿命，并可避免柔性轴承和谐波减速器的损坏，减轻了谐波减速器失效造成的影响。24.所述第一配合曲面41为第一球体的部分球面，所述第二配合曲面11为第二球体的部分球面，且所述第一球体的球心与所述第二球体的球心共点。通过球面与球面之间的贴合，使得在保证外圈配合环4和轴承外圈1能够相对转动的前提下，避免轴承外圈1在设定角度内摆动时由外圈配合环4内脱出，进一步保证柔性轴承的可靠性。25.所述轴承外圈1上设置有用于所述滚动体3滚动的滚道12，所述第一球体的半径r、轴承外圈的内环半径r和所述滚道12的深度d的关系为：26.0.025r≤r－r－d≤0.050r。27.通过上述r、r和d的关系能够保证柔性轴承不会发生疲劳断裂，从而保证柔性轴承的可靠性。当r－r－d＜0.25r时，轴承外圈1与外圈配合环4之间的间距过小，两者在产生相对转动时需要较大的力，无法保证对夹角a的可靠调节，而当r－r－d＞0.5r时，轴承外圈1与外圈配合环4之间的间距过大，无法保证轴承外圈1可靠的连接于外圈配合环4上，无法保证柔性轴承的可靠性。28.所述轴承外圈1上设置有用于所述滚动体3滚动的滚道12，所述第一球体的半径r、轴承外圈的内环半径r和所述滚道12的深度d的关系为：29.2d≤r－r－d≤4d。30.通过上述r、r和d的关系能够保证柔性轴承不会发生疲劳断裂，从而保证柔性轴承的可靠性。当r－r－d＜2d时，轴承外圈1与外圈配合环4之间的间距过小，两者在产生相对转动时需要较大的力，无法保证对夹角a的可靠调节，而当r－r－d＞4d时，轴承外圈1与外圈配合环4之间的间距过大，无法保证轴承外圈1可靠的连接于外圈配合环4上，无法保证柔性轴承的可靠性。31.所述轴承外圈1上设置有用于所述滚动体3滚动的滚道12，所述第一球体的半径r、轴承外圈的内环半径r和所述轴承外圈1的维氏硬度h的关系为：32.400mm·hv≤(r－r)×h≤1800mm·hv。33.根据选择的轴承外圈1的硬度确定r-r的数值，限定外圈配合环4与轴承外圈1之间的配合关系，保证柔性轴承的可靠性。34.所述柔性轴承应用于转轴上，所述第一配合曲面41关于与转轴轴线垂直且经过所述第一球体的球心的截面镜像对称。35.所述第二配合曲面11关于与转轴轴线垂直且经过所述第一球体的球心的截面镜像对称。36.也即将第一配合曲面41和第二配合曲面11设置为镜像对称结构，轴承外圈1能够在设定角度范围内进行摆动，满足在安装过程中可能产生的同轴度变差的多种可能性(如上部左倾下部右倾或者上部右倾下部左倾等)，进一步提高柔性轴承对谐波减速器的同轴度调节效果。37.所述第一配合曲面41上和/或所述第二配合曲面11上设置有耐磨层，以提高所述第一配合曲面41和/或第二配合曲面11的耐磨性，并降低所述第一配合曲面41和所述第二配合曲面11之间的摩擦系数，达到提高所述柔性轴承及谐波减速器的使用寿命的效果。38.所述耐磨层包括类金刚石薄膜(dlc薄膜)，其中类金刚石薄膜采用pvd方法沉积形成。39.所述轴承外圈1的材料包括高碳铬轴承钢，其中高碳铬轴承钢经过淬火、低温回火处理。40.所述外圈配合环4的材料包括弹簧钢，其中弹簧钢为经过等温淬火处理的并形成具有下贝氏体组织的弹簧钢，以防止所述第一配合曲面41和所述第二配合曲面11发生粘着磨损，达到提高所述柔性轴承及谐波减速器整机使用寿命的效果。41.本发明的另一方面提供一种谐波减速器，包括上述的柔性轴承。42.谐波减速器还包括柔性齿轮和波发生器，其中波发生器包括上述的柔性轴承和凸轮，其中柔性轴承设置于凸轮和柔性齿轮之间。其中凸轮形成上述转轴。43.其中所述柔性齿轮的材料为经过热处理的高强度合金钢。44.显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。









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