本發(fā)明涉及一種電機(jī)齒輪箱技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種柔性滾針軸承諧波電機(jī)齒輪箱，具體為電機(jī)和諧波減速機(jī)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)諧波減速機(jī)的設(shè)計(jì)與電機(jī)是分開(kāi)設(shè)計(jì)，并且諧波減速機(jī)的設(shè)計(jì)裝配復(fù)雜，很多工藝已超出一般的設(shè)備要求，故生產(chǎn)成本高，不利于該產(chǎn)品的廣泛使用。

現(xiàn)有技術(shù)中，存在的缺點(diǎn)或不足在于：1.齒輪箱體的密封要求高，而很多設(shè)計(jì)多通過(guò)交叉滾子軸承上的密封槽來(lái)實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致大幅提高加工工藝精度，從而增加設(shè)備和制造成本；2.由于電機(jī)和減速機(jī)分開(kāi)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致產(chǎn)品體積大，成本高；3.加工生產(chǎn)時(shí)，因軸承淬火工藝導(dǎo)致原有精加工的形狀尺寸發(fā)生變化，導(dǎo)致的不良率提高，或需從新加工，導(dǎo)致成本增加；4，原來(lái)諧波減速機(jī)的設(shè)計(jì)中用柔性深溝球軸承，其裝配難度高，且承載力不佳，剛性不足；柔輪多是杯筒狀，有彎折，輸出剛性差，承載力差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種柔性滾針軸承諧波電機(jī)齒輪箱，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，采用薄壁交叉滾子軸承與齒輪箱體裝配，所述薄壁交叉滾子軸承無(wú)任何螺絲孔，使得整體諧波減速機(jī)緊湊、體積??；更重要的是波形器采用柔性滾針軸承，所述柔性滾針軸承的壁厚接近設(shè)計(jì)極限，所述柔性滾針軸承的極薄的軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間裝配超細(xì)的圓柱形滾針；用以代替現(xiàn)有技術(shù)中的柔性深溝球軸承，使得本發(fā)明諧波減速機(jī)的剛性及承載能力大幅度提升；并且整體裝配工藝簡(jiǎn)單、精度高、剛性強(qiáng)、密封性好、成本低；特別適合于服務(wù)型機(jī)器人應(yīng)用，使用壽命長(zhǎng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種柔性滾針軸承諧波電機(jī)齒輪箱，包括電機(jī)外殼、電機(jī)軸、柔性滾針軸承、柔輪、固定鋼輪、輸出鋼輪、齒輪箱外殼、薄壁交叉滾子軸承、波形發(fā)生器、固定螺絲、滾針， 其特征在于：

所述電機(jī)齒輪箱為整體密封式結(jié)構(gòu)，所述齒輪箱外殼與電機(jī)外殼之間設(shè)置有共用殼體，所述齒輪箱外殼端面與電機(jī)外殼之間通過(guò)O型圈密封和固定螺絲固定連接；所述齒輪箱外殼與輸出鋼輪之間采用骨架密封，所述輸出鋼輪輸出端開(kāi)有多組螺絲孔，可直接與負(fù)載連接輸出使用，因此輸出鋼輪的負(fù)載力臂小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量??；所述電機(jī)外殼中心設(shè)置有電機(jī)軸，所述電機(jī)軸上裝配有波形發(fā)生器，所述波形發(fā)生器外部裝配有柔性滾針軸承，所述柔性滾針軸承外部裝配有柔輪，所述齒輪箱外殼與電機(jī)外殼的共用殼體的齒輪箱一側(cè)設(shè)置有固定鋼輪，所述固定鋼輪與所述柔輪后部之間等齒嚙合配置，所述輸出鋼輪一體式設(shè)置有齒輪端和輸出端，所述柔輪前部與輸出鋼輪的齒輪端差齒嚙合連接，所述輸出鋼輪的齒輪端外側(cè)與齒輪箱外殼內(nèi)壁之間設(shè)置有薄壁交叉滾子軸承。

所述薄壁交叉滾子軸承無(wú)任何螺絲孔，通過(guò)精密配合裝配在齒輪箱外殼和輸出鋼輪的齒輪端之間，橫向和輸出鋼輪的輸出端相接；所述輸出鋼輪和固定鋼輪采用球墨鑄鐵材質(zhì)，所述輸出鋼輪和固定鋼輪的內(nèi)外徑圓周面和端面均經(jīng)過(guò)高精度磨削加工，所述輸出鋼輪的齒輪端外徑圓周面與薄壁交叉滾子軸承的內(nèi)圈內(nèi)徑圓周面精密配合；固定鋼輪的外徑圓周面與齒輪箱外殼的內(nèi)側(cè)面緊密配合；所述薄壁交叉滾子軸承的外徑圓周面與齒輪箱外殼的內(nèi)側(cè)面緊密配合。

所述柔性滾針軸承包括軸承內(nèi)圈、軸承外圈以及裝配在軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間的多個(gè)滾針；所述軸承內(nèi)圈和軸承外圈的壁厚度超薄設(shè)置，所述軸承內(nèi)圈和軸承外圈的厚度接近極限設(shè)計(jì)；所述滾針設(shè)置為圓柱形，所述柔性滾針軸承的外徑周面與柔輪的內(nèi)徑周面精密配合，所述波形發(fā)生器與柔性滾針軸承的內(nèi)徑周面精密配合。

所述柔輪采用直圓柱狀設(shè)置，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，沒(méi)有傳統(tǒng)諧波減速機(jī)內(nèi)柔輪90度折彎的杯型或禮帽型結(jié)構(gòu)，故可適當(dāng)增加本發(fā)明柔輪齒厚，所述柔輪的扭矩傳送通過(guò)固定鋼輪和輸出鋼輪與柔輪的齒輪相嚙合完成。

所述薄壁交叉滾子軸承的壁厚尺寸范圍為4mm—15mm。

所述柔性滾針軸承的壁厚尺寸范圍為0.5mm—2mm。

本發(fā)明的工作原理為：電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)波形發(fā)生器同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使得柔 性滾針軸承的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)，并因波形發(fā)生器的凸輪結(jié)構(gòu)導(dǎo)致柔性滾針軸承的外圈不斷發(fā)生周期性徑向運(yùn)動(dòng)，從而使柔輪的齒輪不斷的與輸出鋼輪的齒輪端發(fā)生進(jìn)出擬合，由于固定鋼輪為固定設(shè)置，從而柔輪也周向固定，從而致使輸出鋼輪發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，故通過(guò)輸出鋼輪的輸出端將扭矩輸出。本發(fā)明主要增加了固定方式和干涉間隙的處理，優(yōu)化設(shè)計(jì)了輸出鋼輪與薄壁交叉滾子軸承的鏈接方式，并且采用齒輪箱外殼和薄壁交叉滾子軸承緊密配合裝配，該所述薄壁交叉滾子軸承沒(méi)有任何螺絲孔，體積小；更為最重要的是采用柔性滾針軸承，做到了齒輪箱與電機(jī)的簡(jiǎn)單完美的連接。

通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：采用薄壁交叉滾子軸承與齒輪箱體裝配，所述薄壁交叉滾子軸承無(wú)任何螺絲孔，使得整體諧波減速機(jī)緊湊、體積小；波形器采用柔性滾針軸承，壁厚接近設(shè)計(jì)極限的超薄軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間裝配超細(xì)的圓柱形滾針，用以代替現(xiàn)有技術(shù)中的柔性深溝球軸承，而柔性滾針軸承剛性強(qiáng)承載力大；柔輪沒(méi)有折彎，依靠齒輪傳遞扭矩，剛性強(qiáng)壽命長(zhǎng)；通過(guò)磨削加工鋼輪外徑及端面，工藝成熟，精度高，裝配簡(jiǎn)單且精度高；密封采用在無(wú)需熱處理的零件上成型，工藝成熟簡(jiǎn)單，明顯改善了因制造工藝誤差導(dǎo)致的漏油問(wèn)題；鋼輪采用球墨鑄鐵，耐磨、壽命長(zhǎng)；采用薄壁交叉滾子軸承，體積小、剛性強(qiáng)；從而大幅改善產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的良品率，減少制造成本，同時(shí)改善產(chǎn)品性能和延長(zhǎng)軸承的使用壽命。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種柔性滾針軸承諧波電機(jī)齒輪箱結(jié)構(gòu)圖示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種柔性滾針軸承諧波電機(jī)齒輪箱諧波傳動(dòng)示意圖。

圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱：

1.電機(jī)外殼 2.電機(jī)軸 3.柔性滾針軸承

4.柔輪 5.固定鋼輪 6.輸出鋼輪

7.齒輪箱外殼 8.薄壁交叉滾子軸承 9.波形發(fā)生器

10.固定螺絲 11.滾針

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

根據(jù)圖1和圖2，本發(fā)明提供了一種柔性滾針軸承諧波電機(jī)齒輪箱，包括電機(jī)外殼1、電機(jī)軸2、柔性滾針軸承3、柔輪4、固定鋼輪5、輸出鋼輪6、齒輪箱外殼7、薄壁交叉滾子軸承8、波形發(fā)生器9、固定螺絲10、滾針11。

所述電機(jī)齒輪箱為整體密封式結(jié)構(gòu)，所述齒輪箱外殼7與電機(jī)外殼1之間設(shè)置有共用殼體，所述齒輪箱外殼7端面與電機(jī)外殼1之間通過(guò)O型圈密封和固定螺絲10固定連接；所述齒輪箱外殼7與輸出鋼輪6之間采用骨架密封，所述輸出鋼輪6輸出端開(kāi)有多組螺絲孔，可直接與負(fù)載連接輸出使用，因此輸出鋼輪6的負(fù)載力臂小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?。凰鲭姍C(jī)外殼1中心設(shè)置有電機(jī)軸2，所述電機(jī)軸2上裝配有波形發(fā)生器9，所述波形發(fā)生器9外部裝配有柔性滾針軸承3，所述柔性滾針軸承3外部裝配有柔輪4，所述齒輪箱外殼7與電機(jī)外殼1的共用殼體的齒輪箱一側(cè)設(shè)置有固定鋼輪5，所述固定鋼輪5與所述柔輪4后部之間等齒嚙合配置，所述輸出鋼輪6一體式設(shè)置有齒輪端和輸出端，所述柔輪4前部與輸出鋼輪6的齒輪端差齒嚙合連接，所述輸出鋼輪6的齒輪端外側(cè)與齒輪箱外殼7內(nèi)壁之間設(shè)置有薄壁交叉滾子軸承8。

所述薄壁交叉滾子軸承8無(wú)任何螺絲孔，通過(guò)精密配合裝配在齒輪箱外殼7和輸出鋼輪6的齒輪端之間，橫向和輸出鋼輪6的輸出端相接；所述輸出鋼輪6和固定鋼輪5采用球墨鑄鐵材質(zhì)，所述輸出鋼輪6和固定鋼 輪5的內(nèi)外徑圓周面和端面均經(jīng)過(guò)高精度磨削加工，所述輸出鋼輪6的齒輪端外徑圓周面與薄壁交叉滾子軸承8的內(nèi)圈內(nèi)徑圓周面精密配合；固定鋼輪5的外徑圓周面與齒輪箱外殼7的內(nèi)側(cè)面緊密配合；所述薄壁交叉滾子軸承8的外徑圓周面與齒輪箱外殼7的內(nèi)側(cè)面緊密配合。

所述柔性滾針軸承3包括軸承內(nèi)圈、軸承外圈以及裝配在軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間的多個(gè)滾針11；所述軸承內(nèi)圈和軸承外圈的壁厚度超薄設(shè)置，所述軸承內(nèi)圈和軸承外圈的厚度接近極限設(shè)計(jì)；所述滾針11設(shè)置為圓柱形，所述柔性滾針軸承3的外徑周面與柔輪4的內(nèi)徑周面精密配合，所述波形發(fā)生器9與柔性滾針軸承3的內(nèi)徑周面精密配合。

所述柔輪4采用直圓柱狀設(shè)置，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，沒(méi)有傳統(tǒng)諧波減速機(jī)內(nèi)柔輪90度折彎的杯型或禮帽型結(jié)構(gòu)，故可適當(dāng)增加本發(fā)明柔輪4齒厚，所述柔輪4的扭矩傳送通過(guò)固定鋼輪5和輸出鋼輪6與柔輪4的齒輪相嚙合完成。

所述薄壁交叉滾子軸承8的壁厚尺寸范圍為4mm—8mm。

所述柔性滾針軸承3的壁厚尺寸范圍為0.5mm—2mm。

本發(fā)明的具體實(shí)施操作步驟是：采用柔性滾針軸承3，具有壁厚接近設(shè)置極限的軸承內(nèi)圈、軸承外圈，并在軸承內(nèi)外圈之間裝配圓柱形滾針11，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的柔性深溝球軸承，使減速機(jī)的剛性及承載能力大幅提升，且裝配工藝簡(jiǎn)單；通過(guò)磨削加工輸出鋼輪6和固定鋼輪5的內(nèi)外徑面及端面裝配面，使外徑面分別與齒輪箱外殼7或薄壁交叉滾子軸承8的內(nèi)徑精密配合，工藝成熟且剛性強(qiáng)；輸出鋼輪6與齒輪箱外殼7通過(guò)骨架密封，由于兩者都用磨削成型，工藝簡(jiǎn)單且精度高，密封好，成本低；輸出鋼輪6的外徑面與薄壁交叉滾子軸承8的內(nèi)圈的內(nèi)徑緊密配合；固定鋼輪5的外徑與齒輪箱外殼7的內(nèi)徑緊密配合；齒輪箱外殼7端面與電機(jī)外殼1用螺絲固定連接，它們之間采用O型圈密封，工藝成熟；整體為密封式結(jié)構(gòu)，輸出端通過(guò)輸出鋼輪6預(yù)留的多組螺絲與外負(fù)載相連，使用方便簡(jiǎn)單；采用薄壁交叉滾子軸承8，體積小，特別適合服務(wù)型機(jī)器人等要求體積小的市場(chǎng)。柔輪4采用直圓柱狀，沒(méi)有傳統(tǒng)諧波減速機(jī)內(nèi)柔輪90度折彎的杯型或禮帽型結(jié)構(gòu)，故可適當(dāng)增加柔輪齒厚，扭矩傳送通過(guò)輸出鋼輪6和柔輪4的齒輪相擬合，而不是傳統(tǒng)通過(guò)柔輪整體扭轉(zhuǎn)剛性來(lái)輸出，大大減低柔 輪的失效，壽命長(zhǎng)，剛性足。

通過(guò)上述具體實(shí)施例，本發(fā)明的有益效果是：采用薄壁交叉滾子軸承與齒輪箱體裝配，所述薄壁交叉滾子軸承無(wú)任何螺絲孔，使得整體諧波減速機(jī)緊湊、體積??；波形器采用柔性滾針軸承，壁厚接近設(shè)計(jì)極限的超薄軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間裝配超細(xì)的圓柱形滾針，用以代替現(xiàn)有技術(shù)中的柔性深溝球軸承，而柔性滾針軸承剛性強(qiáng)承載力大；柔輪沒(méi)有折彎，依靠齒輪傳遞扭矩，剛性強(qiáng)壽命長(zhǎng)；通過(guò)磨削加工鋼輪外徑及端面，工藝成熟，精度高，裝配簡(jiǎn)單且精度高；密封采用在無(wú)需熱處理的零件上成型，工藝成熟簡(jiǎn)單，明顯改善了因制造工藝誤差導(dǎo)致的漏油問(wèn)題；鋼輪采用球墨鑄鐵，耐磨、壽命長(zhǎng)；采用薄壁交叉滾子軸承，體積小、剛性強(qiáng)；從而大幅改善產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的良品率，減少制造成本，同時(shí)改善產(chǎn)品性能和延長(zhǎng)軸承的使用壽命。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。