CN106321766B - 多滚子式波动传动器的承窝轮廓、承窝轮轮廓及凸轮轮廓的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多滚子式波动传动器的承窝轮廓的设计方法，包括依单位时间等比例划分滚子在凸轮与承窝之间的径向移动轨迹以及圆周旋转轨迹，而依序取得滚子在移动过程中的多个轨迹圆的圆心及其圆面切点，以绘制形成单边齿面轮廓，进而镜射单边齿面轮廓而组成所述承窝轮廓；本发明进一步包含依据该承窝轮廓设计形成承窝轮轮廓的方法，本发明还包含依据该径向移动轨迹以及圆周旋转轨迹而设计形成凸轮轮廓的方法，以改善传统旋波传动器的传动精度欠佳的问题。

Description

多滚子式波动传动器的承窝轮廓、承窝轮轮廓及凸轮轮廓的 设计方法

技术领域

本发明涉及多滚子式波动传动器的构件设计，特别有关于一种多滚子式波动传动器的承窝轮廓、承窝轮轮廓及凸轮轮廓的设计方法。

背景技术

传统技术中并未公开有关本发明所涉及的波动传动器(wave-motion)，传统技术中较为接近者，是一种产生正弦或余弦传动波形的旋波传动器(spin-wave driver)。

传统的旋波传动器与行星齿轮组均为典型的减速传动机构。其中，旋波传动是一种可以产生旋波的减速机构；旋波传动的原理，最早可见由C.W.Musser于1955年提出申请的美国发明第2906143号专利所揭露的谐波传动(harmonic driver)；其次，经过不断的改进，例如美国第5643128号专利，更进一步的揭露出旋波传动(或称旋波减速)机构的构件细节。相较于传统行星齿轮，传统旋波传动机构能提供较多的啮合齿数及较大的传动范围，因此在整体减速比的出力值上，传统旋波传动器相对的具有较佳的传动精度及传动效率。

总括地说，一般所见的传统旋波传动的组成，由内而外包括同轴配置有一凸轮(cam)(或称波形产生器wave generator)、多数个滚子(rollers)及一承窝轮(具有特殊内齿型钢轮circular spline wheel)；其中该凸轮通常作为入力轴，所述多数个滚子是围绕的配置于凸轮与承窝轮之间，且承窝轮上呈环状的布设有多数个可以容纳滚子啮触的承窝，利用凸轮提供入力来驱动多数个滚子的中的部分滚子啮触于承窝轮的对应承窝的中，以驱动珠环产生减速比的出力转动。

进一步的说，由上述专利所揭技术可以知悉，传统旋波传动中每一承窝包括由一齿谷的双侧分别延伸形成斜倾状的齿面，且双侧齿面并延伸连接至双侧的齿峰，使得每一承窝的轮廓形状概略呈V形。由于传统旋波传动过程中所述的多个滚子的中只有部分滚子会接受凸轮轮面的驱动而啮触承窝的齿面，因此承窝的齿面是传达滚子驱动力的有效接触面；其次，例如前述的美国第5643128号专利中，揭露于所述凸轮与承窝轮之间还配置有一容载多个滚子用的珠环(rollers ring)，在部分实施上该珠环亦可作为出力端，而使得凸轮的驱动力能经由承窝齿面的传递而对滚子提供分力去推动珠环产生减速比的出力转动。

由上述可知，承窝的齿面不但能作为传达作用力的有效接触面，还可以作为对滚子提供凸轮所产生的分力的有效接触面；此外，在旋波传动过程中还可以进一步察觉，当凸轮轮面推引滚子接触承窝齿面的过程中，该被推引的滚子包含朝着凸轮轴心的径向以及圆周角方向产生位移，这也将影响到所述齿面是否能充分的或真实的作为传达作用力及提供凸轮所产生的分力的有效接触面；虽然，在整体减速比的出力值上，传统旋波传动器能维持良好的传动精度及传动效率；惟，先前技术中仅揭露承窝的轮廓概略呈V形，并没有进一步揭露、探讨或教示该承窝与凸轮的轮廓形成技术是否足以有效传递作用力，如入力轴旋转半周时滚子会进入下一个承窝位置，此过程的速度会因V形定义不明，导致滚子进入下一承窝的速度不稳定，乃至于影响到传统旋波传动器的出力端在细微转动角度上的传动精度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：改善传统旋波传动器的V形承窝中的齿面轮廓的形成，并没有考虑到滚子在承窝中的移动方式，难以作为传达滚子驱动力及对滚子提供凸轮所产生的分力的有效接触面，而影响到出力端在细微转动角度上的传动精度的技术课题。改善传统旋波传动器中凸轮轮面轮廓的形成，并没有考虑到滚子在承窝中的移动方式，而影响传动精度及传动效率的技术课题。改善传统旋波传动器中由多数个V形承窝所围绕形成的承窝轮轮廓的形成，并没有考虑到滚子在承窝中的移动方式，而影响传动精度及传动效率的技术课题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种多滚子式波动传动器的承窝轮廓的设计方法，其技术手段包括：依单位时间等比例划分滚子在凸轮与承窝之间的径向移动位移量以及圆周旋转量，而依序取得滚子在移动过程中的多个轨迹圆的圆心及其圆面切点；接着连接所述多个圆面切点成为承窝上介于齿峰与齿谷之间的单边齿面轮廓；随后以齿谷的中心线镜射所述单边齿面轮廓成为对应边齿面轮廓，并由单边齿面轮廓与对应边齿面轮廓之间连结齿谷轮廓而组成所述承窝轮廓；其中，所述多个轨迹圆的圆面切点(X′_n,Y′_n)，表示如下式：

其中，n表示滚子移动的轨迹圆的号数，n为>0的自然数，Rd为滚子直径，Xn-1,Yn-1为第n号轨迹圆的圆心坐标，n-1为第n号滚子轨迹圆的号数。

在进一步实施细节上，特别是在取得所述多个轨迹圆的圆面切点的前，依下式取得圆心坐标(X_n,Y_n)：

[X_n,Y_n]＝[(L_f-N.Δy′).sin(N.Δθ),

(L_f-N.Δy′).cos(N.Δθ),]

其中，L_f为最远离凸轮轴心的滚子轨迹圆的圆心与凸轮轴心之间的距离，N为承窝的单边齿面轮廓所划分的等分量，Δy为每一滚子轨迹圆的有效径向位移量的N等分位移量，Δθ为每一滚子轨迹圆的有效旋动转角的N等分旋转角。

为了实现上述目的，本发明还采用的技术方案是：一种多滚子式波动传动器的承窝轮轮廓的设计方法，包括应用上述承窝轮廓设计方法，并进一步以凸轮轴心为旋转中心，数组所述承窝轮廓等圆周间距的环绕于承窝轮的内轮面，而形成该承窝轮轮廓。

为了实现上述目的，本发明还采用的技术方案是：一种多滚子式波动传动器的凸轮轮廓的设计方法，包括：依单位时间等比例划分滚子在凸轮与承窝之间的径向位移量以及圆周旋转量，而依序取得滚子在移动过程中的多个轨迹圆的圆心及其圆面切点；接着连接所述多个圆面切点成为凸轮轮廓中的单位轮面轮廓；随后以凸轮轴心上的X轴线及Y轴线分别镜射所述单位轮面轮廓而合组成所述凸轮轮廓。

其中所述多个轨迹圆的圆面切点(X′_m,Y′_m)，表示如下式：

其中，m表示滚子移动的轨迹圆的号数，m为>0的自然数，Rd为滚子直径，Xm-1,Ym-1为第m号轨迹圆的圆心坐标，m-1为第m号滚子轨迹圆的号数。

在进一步实施细节上，特别是在取得所述多个轨迹圆的圆面切点的前，依下式取得圆心坐标(X_m,Y_m)：

[X_m,Y_m]＝[(L_f-M.Δy′).sin(M.Δα),

(L_f-M.Δy′).cos(M.Δα),]

其中，L_f为最远离凸轮轴心的滚子轨迹圆的圆心与凸轮轴心之间的距离，M为滚子的多个轨迹圆所划分的等分量，Δy′为每一滚子轨迹圆的有效径向位移量的M等分位移量，Δα为每一滚子轨迹圆的有效旋动转角的M等分旋转角。

采用上述技术手段的本发明的优点在于：根据多滚子式波动传动器中滚子的理想移动方式，设计出V形承窝中的齿面轮廓，进而设计出承窝轮轮面轮廓，并且根据多滚子式波动传动器中滚子的理想移动方式，设计出足以和承涡轮中承窝相匹配的凸轮轮面，以便于当凸轮轮面推引滚子接触承窝齿面的过程中，能透过该齿面来充分且真实的传递滚子所施加的驱动力，而且该齿面也能作为对滚子提供凸轮所产生的分力的有效接触面，以便于能够维持多滚子式波动传动器在整体减速比的出力值的传动精度及传动效率的情况下，进一步的提升多滚子式波动传动器出力端的传动精度。

以上所述的方法与装置的技术手段及其产生效能的具体实施细节，请参照下列实施例及图式加以说明。

附图说明

图1是本发明多滚子式波动传动器的立体分解图；

图2是图1的剖示图；

图2a是图2所示承窝、凸轮与滚子间的放大解说图；

图3是本发明设计承窝轮廓的步骤流程图；

图4是本发明承窝轮廓及凸轮轮廓的设计解说图；

图5是图4所示承窝中滚子轨迹圆的有效移动范围的放大解说图；

图6是图5所示滚子轨迹圆有效移动范围的等比例划分解说图，用以解说承窝轮廓的设计；

图7是本发明设计承窝轮轮廓的步骤流程图；

图8是本发明设计凸轮轮廓的步骤流程图；

图9是本发明凸轮外围的滚子轨迹圆的有效移动范围的解说图。

附图标记说明：1-凸轮；10-轮面；11-轴心；12-弧凸部；13-凸轮轮廓；13a-单位轮面轮廓；14-入力轴；2-滚子；3-承窝轮；30-承窝；31-承窝轮廓；31a-单边齿面轮廓；31b-对应边齿面轮廓；32-齿峰轮廓；33-齿谷轮廓；34-承窝轮轮廓；4-珠环；40-珠槽；41-出力轴；5-座体；6-座盖；S1至S5-承窝轮廓设计流程的步骤说明；S5至S6-承窝轮轮廓设计流程的步骤说明；S1、S2及S30至S50-凸轮轮廓设计流程的步骤说明。

具体实施方式

首先请合并参阅图1及图2，分别揭露出本发明所欲设计的多滚子式波动传动器的组成构件及其配置刍形，说明该波动传动器在一座体5及座盖6之间采同心圆方式由内而外的配置包含一凸轮1、多个滚子2、珠环4及一承窝轮3；其中，该凸轮1的轴心位置形成有入力轴14作为波动传动器的入力端，该入力轴14能衔接动力源入力驱动凸轮1自转，该凸轮1的轮面10包含有至少一相对远离轴心11且由云形线(spline)构成的弧凸部12，该弧凸部12为施力推触滚子传递动力的有效作用区，进而围组成一凸轮轮廓13；所述滚子2在本实施中为滚柱，但不排除可以是滚珠等滚动组件；该承窝轮3呈环体状，同轴配置于凸轮1的轮面10的外围，且承窝轮3的内环壁面环设有多个承窝30，进而使得所述多个滚子2能环设于凸轮1的轮面10与承涡轮3的承窝30之间；该珠环4配置于凸轮1与承窝轮3之间，珠环4的轴心位置形成有出力轴41作为波动传动器的出力端，且该珠环4四周等间环设的多个珠槽40，用以配合滚子2的形体而使滚子2局部的活动容置于内。其中，可以考虑维护珠环强度，而于实施上将滚子2的数量实施为实际珠槽40数量的1/2。

请续参阅图2a，揭露出上述承窝30、凸轮1与滚子2之间的放大配置示意图，说明本实施中可经由凸轮轮面10的弧凸部12驱动部分滚子2移动至相对应的承窝30内接触承窝轮廓31，以传递驱动作用力而带动承珠环4产生既定减速比的出力转动。

为了方便说明，在本发明以下所述的实施细节中，将以凸轮1的入力轴14作为入力端，并且以固定承窝轮3而使珠环4的轴心位置所形成的出力轴41成为出力端的方式作解说。但本发明所概括的范围，还应包含固定珠环4而使承涡轮3成为出力端的实施方式。其中，必须说明的是，无论是以承涡轮3或珠环4作为出力端，皆不影响本发明表述于下的相关承窝轮廓、承窝轮轮廓及凸轮轮廓的形成结果。

上述中，所述承窝轮廓31包含有单边齿面轮廓31a及其镜射的对应端所形成的对应边齿面轮廓31b，且单边齿面轮廓31a与对应边齿面轮廓31b之间连结有一齿谷轮廓33；依此数组承窝轮廓31而环绕围组成一承窝轮轮廓34(如图1所示)；其中，当承窝轮轮廓34形成后，每一承窝轮廓31中的单边齿面轮廓31a与对应边齿面轮廓31b相对远离的端部分别衔接有齿峰轮廓32，以完整呈现该承窝轮轮廓34；再者，本发明中所述的承窝轮轮廓34专指该承涡轮3的内环壁面的特征轮廓。

为了据实且明确的实施图1及图2所示配置，首先本发明针对上述承窝轮廓31，提出一较佳的设计方案，包括执行下述步骤S1至S5(如图3所示)：

步骤S1：分析滚子的移动轨迹

在未知凸轮轮廓13与承窝轮廓31的前，本发明先针对滚子2的移动轨迹进行分析；更具体的说，当滚子2接受凸轮轮面10的弧凸部12渐近推触时会在相对应的承窝30内同时产生两种移动速度，所述两种移动速度包括朝着凸轮轴心11的径向产生径向移动速度v，以及朝着凸轮1的圆周方向产生角速度ω(如图2a所示)；本发明的具体手段是以单位时间t来等比例划分该径向位移量L成为径向位移速度v(ΔL＝v×Δt)，同时并以该单位时间t来等比例划分该圆周方向的有效的旋转角度θ成为圆周方向的角速度ω(Δθ＝ω×Δt)，依此，可于承窝30内模拟滚子2的动作路径而绘制出多个轨迹圆(详如步骤2至步骤4，容后详述)。

步骤S2：初始设定

本发明基于减速比及配置尺寸上的需求，可以依据下列所举例设定的数据而逐步的绘制形成如图4，其中图4是举例在X-Y坐标系的四个象限中作图，特别是依据下列设定的数据而在第二象限中绘制滚子2的多个轨迹圆表示，所述设定的数据包括：

1.预设所述多个滚子的数量为Rn＝40，为了确保珠环4中各珠槽40的刚性，所以实际滚子及珠槽的数量皆为其1/2。

2.预设凸轮1的轮面弧凸部12数量Cn＝2。

3.承窝数量Sn＝Rn-Cn＝40-2＝38。

4.滚子直径Rd＝2.0mm。

5.滚子有效作用数量可设定为非整数，例如En＝5.3。

步骤S3：绘制承窝中的滚子轨迹圆

依据步骤2的设定的后，本发明可进一步依据下列所举例的参数的定义而绘制如图5所示滚子轨迹圆的有效移动范围图面(配合图4所示)：

6.最远离凸轮轴心11的滚子轨迹圆的圆心与凸轮轴心11之间的距离L_f，预设坐标(0,L_f)，其中L_f＝14.6mm。

7.本实施例设定初始两轨迹圆之间的切线角度为44.5°-45.5°。

8.滚子有效作用位移0.52mm。

9.滚子有效作用圆周角度(如图3所示)。

10.由上述可以计算出承窝与滚子相对角度差Δβ，亦即

(图中未示)。

11.进而设定承窝30的单边齿面轮廓31a有效作用范围的移动转角δθ，亦即

接续图5状态，本发明可以在滚子2有效移动范围内(包含有效径向位移量δy与有效圆周移动转角δθ)划分出合适的等份量N，并以该等分量N来作为承窝的单边齿面轮廓31a所划分的等分量，详如图6所示，依该等份量N(例如N＝100)等比例划分有效径向位移量的每一轨迹圆的径向位移量 并将产生的弧线由外而内依序编号为L₀、L₁、…..、L_N，随后依设定的等份量N来等比例划分有效移动转角的每一滚子轨迹图的移动转角 所产生的辐射线由左至右依序编号为A₀、A₁、……、A_N。

接着，以上述弧线L₀、L₁、…..、L_N与其编号对应相同的辐射线A₀、A₁、……、A_N的各交点(例如L₀与A₀的交点等)作为滚子轨迹圆的圆心，而依序划出多个轨迹圆(滚子直径Rd＝2.0mm)，其中所述多个轨迹圆的圆心坐标(X_n,Y_n)，可依式(一)取得：

式一

[X_n,Y_n]

其中，n表示滚子移动的轨迹圆的号数，n为>0的自然数。

依此，可以依序取得第一点圆心坐标[X₀,Y₀]＝[0,L_f]＝[0,14.6]，第二点圆心坐标[X₁,Y₁]＝[0.005188,14.594799]，并以此类推而取得第n+1号轨迹圆的圆心坐标[X_n,Y_n]＝[0.500433,14.071104](当n＝N＝100等比例划分时)。

步骤S4：绘制承窝的单边齿面轮廓

接续上述步骤S3，而在每两个相邻的轨迹圆之间作一切线T，随后选取各切线T的第一个圆面切点，依下式计算各圆面切点坐标[X′_n,Y′_n]，表示如式(二)：

式二

其中，Xn-1,Yn-1为第n号轨迹圆的圆心坐标，n-1为第n号滚子轨迹圆的号数。

依此，可依序取得第一轨迹圆的切点坐标[X’0,Y’0]＝[0.707959,15.306254]，第二轨迹圆的切点坐标[X’₁,Y’₁]＝[0.713524,15.300675]，并以此类推而取得第n+1号轨迹圆的切点坐标[X’n,Y’n]＝[1.245266,14.738354](当n＝N＝100等比例划分时)。

接着，以云形线(spline)连接所述多个圆面切点成一体，即形成承窝30上介于齿峰与齿谷之间的单边齿面轮廓31a；必须说明的是，此时的齿峰与齿谷可意指为已预留空间但未形成真实轮廓线的虚拟部位，通常知识者应能了解一般的承窝齿面双端皆具有齿峰及齿谷的普通知识，且依前述步骤S2初始设定的承窝数量Sn、滚子的数量Rn及滚子直径Rd等数据，即可无歧异得知承窝轮3上所应预留的齿峰及齿谷的距离，以便于在形成单边齿面轮廓31a及其对应边齿面轮廓31b的后才形成齿峰及齿谷的轮廓(容后详述)。

步骤S5：绘制承窝轮廓

接续步骤S4，请回复参阅图2，以虚拟的齿谷的中心线Y(实质上即是图6所示第0号轨迹圆的圆心与凸轮轴心11之间的连接线)镜射所述单边齿面轮廓31a成为对应边齿面轮廓31b。

接着以单边齿面轮廓31a与对应边齿面轮廓31b之间最邻近的两个轨迹圆的圆面切点作连线，而虚拟的齿谷位置形成真实的齿谷轮廓33，该齿谷轮廓33以不干涉所述多个轨迹圆的轮面为原则，而得以例如是凹形或弧凹形的轮廓线连接形成。藉此，经由单边齿面轮廓31a与对应边齿面轮廓31b之间连结齿谷轮廓33而组成完整的承窝轮廓31。此外，上述中虚拟的齿峰部位必须等到整个承窝轮轮廓34形成的后，再予绘制(容后详述)。

本发明另一设计方案是实施承窝轮轮廓34的绘制，具体的说，本发明必须依据上述步骤S5绘制成承窝轮廓31的后，进一步实施下述的步骤S6(如图7所示)：

步骤S6：绘制承窝轮轮廓

在上述步骤S5的后，本发明续以凸轮轴心11为旋转中心(如图4所示)，将所述承窝轮廓31依上述既定的承窝数量Sn而等圆周间距的数组于承窝轮3的内轮面环绕，而形成该承窝轮轮廓34；其中，所述的等圆周间距，意指预留上述虚拟的齿峰的形成距离。

进一步的说，所述齿峰部位必须绘制形成真实的齿峰轮廓32，包括在每一承窝轮廓31中的单边齿面轮廓31a与对应边齿面轮廓31b相对远离的端部之间以倒圆角方式作连线，而形成真实的齿峰轮廓32(如图2所示)；其中，所述相对远离的端部之间作倒圆角连线，可意指每一承窝轮廓31中的单边齿面轮廓31a与对应边齿面轮廓31b之间最远离的两个相对应的轨迹圆的圆面切点作圆角连线，而形成衔接于每一承窝轮廓31之间的齿峰轮廓32，以完整呈现该承窝轮轮廓34。其中该齿峰轮廓32用以导引所述滚子2移动至相邻的承窝30内接触承窝轮廓31；所述导引，包含持续接触式的导持及非持续接触或非接触式的护持。

本发明再一设计方案是实施凸轮轮廓13的绘制，具体的说，包括接续上述步骤S1至S2的后执行步骤S30至步骤S50(如图8所示)：

步骤S30：绘制凸轮的滚子轨迹圆

依据上述步骤2的设定的后，本发明可进一步依据下列参数的定义而绘制如图9所示凸轮1外围的滚子轨迹圆的有效移动范围的图面。

在图9中，本发明举例在X-Y坐标系的第二象限中作图，包括在滚子2有效移动范围内(包含有效径向位移量δy与有效圆周移动转角δθ)划分出合适的等份量M，并以该等分量M来作为凸轮轮廓13所划分的等分量，例如以M＝300来等比例划分有效径向位移量的每一轨迹圆位移量Δy′，使 并将产生的弧线由外而内依序编号为L’₀、L’₁、…..、L’_M(M＝300)，随后依设定的等份量M来等比例划分有效移动转角的每一滚子轨迹图的转动角Δα，使所产生的辐射线由右至左依序编号为A’₀、A’₁、……、A’_M(M＝300)。

接着，以上述弧线L’₀、L’₁、…..、L’_M与其编号对应相同的辐射线A’₀、A’₁、……、A’_M的各交点(例如L’₀与A’₀的交点等)作为滚子轨迹圆的圆心，而依序划出多个轨迹圆(滚子直径Rd＝2.0mm)，其中可以考虑到滚子2与凸轮轮面10间的裕度，例如本案以滚子直径Rd+预设的裕度＝2.0+0.04＝2.04mm，依此绘制出多个轨迹圆的圆心坐标[X_m,Y_m]，所述圆心坐标[X_m,Y_m]可依式(三)取得：

式三

[X_m,Y_m]＝[(L_f-M.Δy′).sin(M.Δα),

(L_f-M.Δy′).cos(M.Δα),]

依此，可以依序取得第一点圆心坐标[X₀,Y₀]＝[0,L_f]＝[0,14.6]，第二点圆心坐标[X₁,Y₁]＝[-0.032868,14.598230]，并以此类推而取得第m+1号轨迹圆的圆心坐标[X_m,Y_m]＝[-8.8034166,10.988460](当m＝M＝300等比例划分时)。

步骤S40：绘制凸轮的单位轮面轮廓

随后在上述每两个相邻的轨迹圆之间作一切线T’，并选取各切线T’的第一个圆面切点，依下式计算各圆面切点坐标[X′_m,Y′_m]，表示如式(四)：

式四

其中，Xm-1,Ym-1为第m号轨迹圆的圆心坐标，m-1为第m号滚子轨迹圆的号数。

依此，可依序取得第一轨迹圆的切点坐标[X’₀,Y’₀]＝[0.053785,13.601447]，第二轨迹圆的切点坐标[X’₁,Y’₁]＝[0.023171,13.599801]，并以此类推而取得第m+1号轨迹圆的切点坐标[X’m,Y’m]＝[-8.1136577,10.263725](当m＝M＝300等比例划分时)。接着，以云形线连接第二象限中的所述多个圆面切点成一体，即形成凸轮轮廓13中的单位轮面轮廓13a；其中，由切线T’所连接涵盖的多个切点位置，即是形成凸轮1位在第二象限中的局部弧凸部12的云形线轮廓位置，而由云形线所连接形成的单位轮面轮廓13a的范围，包含该局部弧凸部12的云形线轮廓及其它非属弧凸部12的轮面轮廓。

步骤S50：绘制凸轮轮廓

请合并参阅图2及图9所示，将步骤S40绘制形成在第二象限中的单位轮面轮廓13a(如图9所示)，以其凸轮轴心11上的X轴线及Y轴线分别镜射于其它三个象限(包括第一、第三及第四象限)中而合组成所述凸轮轮廓13；所述分别镜射，包括先对X轴线镜射的后再对Y轴线镜射，或者先对Y轴线镜射的后再对X轴线镜射，使得存在于X-Y坐标的四个象限中的任一象限的单位轮面轮廓13a，能够依序镜射至其它三个象限的中，布满X-Y坐标的四个象限，而围绕合组成一完整的凸轮轮廓13(如图2所示)。其中，各单位轮面轮廓13a位在Y轴线的交点上(亦即弧凸部位置)所产生的多余线段及尖点，可施予倒圆角处理或小圆弧修除。

上述实施方式中所述的有效，意指当滚子2、承窝3、凸轮1及珠环4同时接触时的角度范围为有效，在此范围以外的角度则为无效。

上述实施例是根据多滚子式波动传动器中滚子的理想移动方式而设计形成，因此当入力端的凸轮轮面10推引所述多个滚子2中的部分滚子在相对应的承窝30内同时产生径向及圆周方向移动时，即能透过上述绘制形成的承窝轮廓31、承窝轮轮廓34及凸轮轮廓13来充分且真实的传达动力，包括维持既有减速比的传动，更进一步的，当入力轴旋转半周时滚子会进入下一个承窝位置，此过程的速度会为等速，依本发明方法所设计形成的波动传动器相对传统旋波传动器更能提升其传动精度。

以上的说明和实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种多滚子式波动传动器的承窝轮廓的设计方法，其特征在于，其包括：

依单位时间等比例划分滚子在凸轮与承窝之间的径向移动轨迹以及圆周旋转轨迹，而依序取得滚子在移动过程中的多个轨迹圆的圆心及多个轨迹圆的圆面切点；

接着连接所述多个轨迹圆的圆面切点成为承窝上介于齿峰与齿谷之间的单边齿面轮廓；

随后以齿谷的中心线镜射所述单边齿面轮廓成为对应边齿面轮廓，并由单边齿面轮廓与对应边齿面轮廓之间连结齿谷轮廓而组成所述承窝轮廓。

2.根据权利要求1所述的多滚子式波动传动器的承窝轮廓的设计方法，其特征在于，所述多个轨迹圆的圆心，依下式取得圆心坐标(X_n,Y_n)：

[X_n,Y_n]＝[(L_f-N.Δy).sin(N.Δθ),

(L_f-N.Δy).cos(N.Δθ),]

其中，L_f为最远离凸轮轴心的滚子轨迹圆的圆心与凸轮轴心之间的距离，N为承窝的单边齿面轮廓所划分的等分量，Δy为等分有效径向位移量的每一滚子轨迹圆的径向位移量，Δθ为等分有效移动转角的每一滚子轨迹圆的移动转角。

3.根据权利要求1或2所述的多滚子式波动传动器的承窝轮廓的设计方法，其特征在于，所述多个轨迹圆的圆面切点(X′_n,Y′_n)，表示如下式：

其中，n表示滚子移动的轨迹圆的号数，n为>0的自然数，R_d为滚子直径，X_n-1,Y_n-1为第n号轨迹圆的圆心坐标，n-1为第n号滚子轨迹圆的号数。

4.根据权利要求3所述多滚子式波动传动器的承窝轮廓的设计方法，其特征在于，以云形线连接所述多个轨迹圆的圆面切点而形成单边齿面轮廓。

5.根据权利要求1所述多滚子式波动传动器的承窝轮廓的设计方法，其特征在于，所述齿谷轮廓以单边齿面轮廓与对应边齿面轮廓之间最邻近的两个轨迹圆的圆面切点作连线而形成，该齿谷轮廓不干涉所述多个轨迹圆的轮面。

6.一种多滚子式波动传动器的承窝轮轮廓的设计方法，包括应用根据权利要求1或2所述的承窝轮廓设计方法，并以该凸轮轴心为旋转中心，数组所述承窝轮廓等圆周间距的环绕于承窝轮的内轮面，而形成该承窝轮轮廓。

7.根据权利要求6所述方法形成的承窝轮，其特征在于，所述齿峰以单边齿面轮廓与对应边齿面轮廓之间最远离的两个相对应的轨迹圆的圆面切点作圆角连线，而形成齿峰轮廓，该齿峰轮廓导引所述滚子移动至相邻的承窝内接触承窝轮廓。

8.一种多滚子式波动传动器的凸轮轮廓的设计方法，其特征在于，其包括：

依单位时间等比例划分滚子在凸轮与承窝之间的径向移动轨迹以及圆周旋转轨迹，而依序取得滚子在移动过程中的多个轨迹圆的圆心及多个轨迹圆的圆面切点；

接着连接所述多个轨迹圆的圆面切点成为凸轮轮廓中的单位轮面轮廓；

随后以凸轮轴心上的X轴线及Y轴线分别镜射所述单位轮面轮廓而合组成所述凸轮轮廓。

9.根据权利要求8所述多滚子式波动传动器的凸轮轮廓的设计方法，其特征在于，所述多个轨迹圆的圆心，依下式取得圆心坐标(X_m,Y_m)，表示如下式：

[X_m,Y_m]

＝[(L_f-M.Δy′).sin(M.Δα),

(L_f-M.Δy′).cos(M.Δα),]

其中，L_f为最远离凸轮轴心的滚子轨迹圆的圆心与凸轮轴心之间的距离，M为滚子的多个轨迹圆所划分的等分量，Δy′为等份有效径向位移量的每一滚子轨迹圆的径向位移量，Δα为等份有效移动转角的每一滚子轨迹圆的移动转角。

10.根据权利要求8或9所述多滚子式波动传动器的凸轮轮廓的设计方法，其特征在于，所述多个轨迹圆的圆面切点(X′_m,Y′_m)，表示如下式：

其中，m表示滚子移动的轨迹圆的号数，m为>0的自然数，Rd为滚子直径，Xm-1,Ym-1为第m号轨迹圆的圆心坐标，m-1为第m号滚子轨迹圆的号数。

11.根据权利要求10所述多滚子式波动传动器的凸轮轮廓的设计方法，其特征在于，以云形线连接所述多个轨迹圆的圆面切点而形成单位轮面轮廓。