CN209370407U - 双柔轮谐波减速机 - Google Patents

Abstract

双柔轮谐波减速机，包括强柔轮、弱柔轮和波发生器，所述强柔轮和弱柔轮同轴轴向固定并径向固定，强柔轮和弱柔轮上分别设有可以相互啮合的齿，强柔轮和弱柔轮存在齿数差，波发生器使弱柔轮发生非圆弹性形变并与强柔轮部分啮合，强柔轮与弱柔轮接触部分受到弱柔轮的的径向压力产生非圆弹性形变。双柔轮谐波减速机就是用刚性大于现有谐波减速机柔轮的一个强柔轮替代现有谐波减速机的钢轮，所以说强柔轮区别于传统钢轮的一个显著特征是：所述强柔轮具有与传统谐波减速机柔轮相似的柔性薄壁，也就是说强柔轮包含有在可以弹性形变齿圈结构与不能弹性形变的连接法兰盘结构之间的一段可以弹性形变的薄壁结构。

Description

双柔轮谐波减速机

技术领域

本发明涉及减速机领域，尤其是涉及一种双柔轮谐波减速机。

背景技术

谐波齿轮传动是美国发明家C.W.Musser于1955年发明创造的，它是一种利用柔性工作构件的弹性形变进行运动或动力传递的一种新型传动方式，它突破了机械传动采用刚性构件机构的模式，使用了一个柔性构件来实现机械传动，从而获得了一系列其他传动所难以达到的特殊功能。由于中间柔性构件的变形过程基本上是一个对称的谐波，故而得名。除前苏联把这种传动称为波形传动或柔性轮传动外，美、英、德、日等国均称为“谐波传动”。

谐波齿轮传动减速原理是指利用柔轮、刚轮和波发生器的相对运动，主要是柔轮的可控弹性变形来实现运动和动力传递的。波发生器内的椭圆形凸轮在柔轮内旋转使柔轮产生变形。在波发生器的椭圆形凸轮长轴两端处的柔轮轮齿和刚轮轮齿进入啮合时，短轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿脱开。对于波发生器长轴和短轴之间的齿，沿柔轮和刚轮周长的不同区段内处于逐渐进入啮合的半啮合状态，称为啮入；处于逐渐退出啮合的半啮合状态，称为啮出。当波发生器连续转动时，柔轮不断产生形变，使两轮轮齿在啮入、啮合、啮出和脱开四种运动不断改变各自原来的工作状态，产生错齿运动，实现了主动波发生器到柔轮的运动传递。

现有的谐波齿轮传动装置的构成①刚轮:刚性的内齿轮，一般情况下比柔轮多2齿，通常固定在机壳上；②柔轮:开口部外圈带有齿轮的薄杯形金属弹性部件，它随波发生器的转动而变形，通常与输出轴联接；③波发生器:由一个椭圆形凸轮和一个柔性轴承组成，通常与输入轴相联。柔性轴承内圈固定在凸轮上，外圈可通过滚珠实施弹性形变成椭圆形。

但是目前谐波减速机的回差取决于柔轮在波发生器的作用下发生椭圆变形后的椭圆长轴的齿与钢轮齿的啮合紧密程度，啮合不紧密则回差较大，啮合过盈则会无法装配或者转动困难，柔轮与钢轮能否精准的啮合取决于谐波减速机的生产精度，较高的精度要求提升了生产成本也限制了某些较为廉价的材料和加工工艺的使用；与此同时，柔轮、钢轮和波发生器都会在运转过程中一定程度的磨损，磨损也会造成柔轮与钢轮的啮合紧密程度逐渐降低，减速机的回差会逐渐加大，这决定了减速机的精度寿命不能太长。

发明内容

本发明提出了一种双柔轮谐波减速机。

本发明所采用的技术方案是。

双柔轮谐波减速机，包括强柔轮、弱柔轮和波发生器，所述强柔轮和弱柔轮同轴轴向固定并径向固定，强柔轮和弱柔轮上分别设有可以相互啮合的齿，强柔轮和弱柔轮存在齿数差，波发生器使弱柔轮发生非圆弹性形变并与强柔轮部分啮合，强柔轮与弱柔轮接触部分受到弱柔轮的径向压力产生非圆弹性形变；所述强柔轮的壁厚大于等于弱柔轮的壁厚的2倍且小于弱柔轮壁厚的5倍，所述的强柔轮的壁厚或弱柔轮的壁厚是指柔轮主要柔性非圆形变的管状部分的壁厚，上述限定主要是考虑到强柔轮和弱柔轮通常会选用弹性模量相近似或相同的材料的前提下，如果强柔轮和弱柔轮选用了弹性模量差异较大的材料则应根据材料弹性模量差异换算上述壁厚限定范围。双柔轮谐波减速机就是用刚性大于现有谐波减速机柔轮的一个强柔轮替代现有谐波减速机的钢轮，所以说强柔轮区别于现有钢轮的一个显著特征是：所述强柔轮具有与现有谐波减速机柔轮相似的柔性薄壁，也就是说强柔轮包含有在可以弹性形变齿圈结构与不能弹性形变的连接法兰盘结构之间的一段可以弹性形变的薄壁结构，这段可以利于齿圈结构面发生非圆弹性形变的结构通常选用薄壁管状结构；双柔轮谐波减速机的另一个显著特征是，弱柔轮在波发生器的作用下发生非圆变形后的距离减速机轴心最远的齿的分度圆半径大于强柔轮未组装之前的圆形齿圈的分度圆半径；所述说弱柔轮在波发生器的作用下发生非圆弹性形变并且强柔轮在弱柔轮非圆变形后的啮合部分齿的径向压力下发生非圆弹性形变，所述弱柔轮始终保持有部分齿随着波发生器的自转方向连续啮入啮出强柔轮的齿，由于强柔轮和弱柔轮存在齿数差异，所以表现出波发生器自转转动驱动强柔轮和弱柔轮会发生相对转动，实现减速增扭的减速机效果，波发生器上设有与输入动力源连接的轴孔或者法兰盘，强柔轮和弱柔轮上分别设置固定法兰盘和输出法兰盘；当然双柔轮谐波减速机同样具有现有谐波减速机的可逆输出特性；实际应用时所述波发生器大多选用椭圆凸轮并在凸轮外圈设有滚动轴承的结构，椭圆凸轮属于2头凸轮能够导致弱柔轮有两处齿与强柔轮啮合，所述强柔轮和弱柔轮之间的齿数差应为波发生器的凸轮头数的整数倍，理论上讲还可以使用单头凸轮或三头以上的多头凸轮使弱柔轮与强柔轮有一处或多处啮合，使用不同头数的凸轮对强柔轮和弱柔轮的齿数和齿形有相应的要求；强柔轮和弱柔轮可以使用摆线齿、渐开线齿，三角形齿、梯形齿以及圆摆线齿等，由于强柔轮可以存在一定的变形量，等于是可以设定一定的齿面啮合压力可控范围值，啮合程度也有所提高，可便于使用更小的齿高，使用更小的齿高有利于减少弱柔轮的弹性形变量从而减速材料疲劳，同时更小的齿高也更利于减速机小型化使用双柔轮的目的在于允许在谐波减速机运转时强柔轮可以随着弱柔轮存在少量或微量非圆弹性形变；这样不但能增加谐波减速机对零件工差的容错能力，还能提升谐波减速机的抗磨损能力从而延长精度寿命，因此也就允许使用较为廉价的材料和加工工艺来生产制造精度较好的谐波减速机，从而大幅度降低谐波减速机的成本。

所述的双柔轮谐波减速机，所述强柔轮包含有在齿圈结构与连接法兰盘结构之间的一段可以弹性形变的薄壁结构。所述强柔轮具有与现有谐波减速机柔轮相似的柔性薄壁，也就是说强柔轮包含有在可以弹性形变齿圈结构与不能弹性形变的连接法兰盘结构之间的一段可以弹性形变的薄壁结构，这段可以利于齿圈结构面发生非圆弹性形变的结构通常选用薄壁管状结构。

所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：弱柔轮在波发生器的作用下发生非圆变形后的距离减速机轴心最远的齿的分度圆半径大于强柔轮未组装之前的圆形齿圈的分度圆半径。这个大于量保证的强柔轮会在组装后产生一定量的弹性形变，这个大于量也就是强柔轮的弹性形变量，强柔轮只有在保持一定的弹性形变量的基本前提下才能达到本发明的技术效果；上述大小关系是建立在弱柔轮在内强柔轮在外的，此时弱柔轮设有外齿齿圈强柔轮设有内齿齿圈，波发生器作用于弱柔轮内壁。

所述强柔轮在未组装之前的圆形齿圈的分度圆半径大于弱柔轮在波发生器的作用下发生非圆变形后的距离减速机轴心最近的齿的分度圆半径。理论上还有另外一种弱柔轮设有内齿齿圈在外而强柔轮设有外齿齿圈在内的谐波减速机结构，波发生器作用于弱柔轮外壁，这是弱柔轮向内挤压强柔轮，这样的结构就要求强柔轮在未组装之前的圆形齿圈的分度圆半径大于弱柔轮在波发生器的作用下发生非圆变形后的距离减减速轴心最近的齿的分度圆半径，一般情况下建议这个大于的量值至少在0.05mm以上，某些情况下这个大于的量值甚至要求在0.1mm或1mm以上，这个大于的量值就是组装后的强柔轮的柔性变形量，强柔轮的柔性变形量与强柔轮半径、强柔轮的材料以及加工精度水平有关，强柔轮半径越大的理论上强柔轮设计变形量应该越大，材料越软的理论上上述变形量应设计的越大，加工精度要求越低时理论上上述变形量应设计的越大，如果是采用椭圆形孔的波发生器，上述变形量就是强柔轮椭圆变形后的椭圆长轴半径与椭圆短轴半径之差。

所述双柔轮谐波减速机还包括减速机主轴承，所述强柔轮和弱柔轮通过减速机主轴承实现同轴轴向固定并径向固定。减速机主轴承要能承受轴向力矩、径向力矩和倾覆力矩，减速机主轴承通常选用交叉滚子轴承或双列角接触轴承，还可以选用分别安装的一对角接触轴承或一对圆锥滚子轴承，在具体减速机结构中可以是任何同等具有承受轴向力矩、径向力矩和倾覆力矩的轴承或轴承组合；而且减速机主轴承全部或部分的轴承内圈和轴承外圈可以直接分别加工在强柔轮和弱柔轮上，也可以通过螺栓固定等方法分别固定在强柔轮和弱柔轮上；双柔轮谐波减速机的输出法兰和固定法兰可以分别加工在强柔轮和弱柔轮上，也可以分别加工在减速机主轴承的轴承内圈和轴承外圈，某些特殊情况下减速机主轴承可以选用滑动轴承的形式来实现，甚至可以直接在强柔轮和弱柔轮上分别加工出全部或部分的滑动轴承的内圈和外圈。

所述双柔轮谐波减速机还包括波发生器定位轴承，所述波发生器通过波发生器定位轴承与强柔轮或弱柔轮轴向固定并径向固定。由于没有了现有谐波减速机的钢轮，更好的固定波发生器的轴心使其与强柔轮或弱柔轮同轴能够有效减少波发生器连接电机时出现微量不同轴对减速机的使用寿命和传动效率的影响，上述波发生器定位轴承与现有谐波减速机中波发生器包含的非圆轴承不可混淆，是另外附加的圆形轴承；如果在实际结构中如电机轴等波发生器的驱动轴和减速机主轴承有很好的同轴径向固定则可以不需要波发生器定位轴承了，这时波发生器是通过输入驱动轴来实现与强柔轮和弱柔轮的同心径向固定的。

所述弱柔轮在波发生器的作用下发生非圆变形后的距离减速机轴心最远的齿的分度圆半径大于强柔轮未组装之前的圆形齿圈的分度圆半径0.05mm以上。

所述弱柔轮在波发生器的作用下发生非圆变形后的距离减速机轴心最远的齿的分度圆半径大于强柔轮未组装之前的圆形齿圈的分度圆半径0.2mm以上。

所述弱柔轮在波发生器的作用下发生非圆变形后的距离减速机轴心最远的齿的分度圆半径大于强柔轮未组装之前的圆形齿圈的分度圆半径1mm以上。上述是所述的尺寸差就是组装后的强柔轮的柔性变形量，强柔轮的柔性变形量与强柔轮半径、强柔轮的材料以及加工精度水平有关，强柔轮半径越大的理论上强柔轮设计变形量应该越大，材料越软的理论上上述变形量应设计的越大，加工精度要求越低时理论上上述变形量应设计的越大，如果是采用椭圆形波发生器，上述变形量就是强柔轮椭圆变形后的椭圆长轴半径与椭圆短轴半径之差。

所述强柔轮为内翻边或外翻边管形弹性零件。所述翻边上加工有部分减速机主轴承的内圈或外圈，或是在翻边上加工有螺丝孔与减速机主轴承的内圈或外圈通过螺栓固定，内翻边型通常也被称为杯形。

所述弱柔轮为内翻边或外翻边的薄壁管形弹性零件。所述翻边上加工有部分减速机主轴承的内圈或外圈，或是在翻边上加工有螺丝孔与减速机主轴承的内圈或外圈通过螺栓固定，内翻边型通常也被称为杯形。

通常情况下现有的谐波减速机都是柔轮在内钢轮在外的，这时柔轮上加工有外齿，钢轮上加工有内齿；但是从理论上讲柔轮在外钢轮在内，这时柔轮上加工有内齿，钢轮上加工有外齿，同时配合波发生器非圆轴承的内圈向内挤压柔轮使其和钢轮啮合也是可行的，这是更有利于结构空心化的谐波减速机结构形式，当然如果是为了更好的空心化，此时的波发生器的自转动力可能来自同样空心的外转子电机或者来自波发生器外圈的齿轮或同步带传动；同理，本发明的双柔轮谐波减速机通常情况下都是采用强柔轮在外弱柔轮在内的结构形式，这时弱柔轮上加工有外齿，强柔轮上加工有内齿，但是同理理论上也可以采用强柔轮在内弱柔轮在外的形式强柔轮加工有外齿弱柔轮加工有内齿，弱柔轮就可能选用外翻边管状造型，强柔轮采用内翻边管状造型，同时波发生器采用中空的形式用波发生器的非圆轴承的内圈挤压弱柔轮发生非圆变形，同时弱柔轮进一步挤压强柔轮使其发生轻微的非圆变形，此时的波发生器的自转动力可能来自同样空心的外转子电机或者来自波发生器外圈的齿轮或同步带传动。

所述双柔轮谐波减速机还包括外柔轮保护壳，所述柔轮保护壳与减速机主轴承的内圈或外圈固定。强柔轮和弱柔轮都是柔性的，可以统称为柔轮，由于减速机外侧不是钢轮而是柔轮，所以减速机外侧柔轮的保护至关重要，既要保证运输和安装过程不损坏外柔轮，也要保证减速机安装时给外柔轮变形留有足够的空间，所以柔轮保护壳可以提供有效的防护；同时柔轮保护壳与能够作为减速机主轴承和波发生器定位轴承的同轴固定连接件，波发生器定位轴承通过柔轮保护壳与减速机主轴承同轴固定。

所述双柔轮谐波减速机的强柔轮或弱柔轮为塑胶材料注塑成型或塑胶材料注塑成型后经过少量加工成型。注塑加工工艺的精度低于精密金属加工，且塑胶零件具有吸水性和热变形缺点，现有的谐波减速机结构如果使用注塑加工工艺加工柔轮则很难达到极少回差的高效率传动，如果使用双柔轮谐波减速机的结构，注塑加工的工差小于预设强柔轮的弹性变形量即可实现精密的谐波减速传动；POM材料和尼龙材料都是潜在适合注塑加工为柔轮的材料，例如PA66、PA6、PA601等尼龙材料都非常适合直接注塑加工或注塑后再经过少量机加工制造本发明技术方案的柔轮零件；随着高分子注塑材料的发展，不断有新的复合型高分子材料被研发出来，只要硬度、耐磨性、韧性和耐疲劳性符合要求的高分子注塑材料都可以用来注塑加工双柔轮谐波减速机的柔轮零件，这能大幅度降低精密减速机的成本和减轻减速机的重量。

所述的双柔轮谐波减速机的弱柔轮和强柔轮分别直接注塑成型为包含部分主轴承的内圈和外圈的零件。因为注塑成型的便利性，从简化结构和降低成本的角度考虑，将主轴承的部分内圈或外圈直接一体注塑在弱柔轮和强柔轮零件上，当然零件加工过程可以包括注塑成型后再经过少量后期机械加工。

所述的双柔轮谐波减速机的柔轮上直接加工成型有波发生器的滚珠滚槽。在使用塑胶材料注塑成型弱柔轮时，波发生器也可以使用注塑成型，将轴承的滚动体在组装时填充进波发生器和弱柔轮上分别预先加工好的轴承内圈和轴承外圈之间，尤其是使用满滚珠填充时形成满滚珠轴承更有利于简化结构和降低成本。

所述双柔轮谐波减速机的齿可以使用激光刻或蚀刻进行加工。现有的谐波减速机由于工差的限制不便于使用很小的齿，而双柔轮谐波减速机由于具有良好的工差容错性，可以使用很小的齿，这样谐波减速机可以设计为的弱柔轮只发生很小的非圆变形便可运转，这能够有效提升弱柔轮寿命还能减少发热提升传动效率，由此可以考虑使用激光刻或蚀刻工艺进行强柔轮和弱柔轮的齿的加工，提升加工效率，降低加工成本。

双柔轮谐波减速机的一个显著好处是对加工公差的包容性更强，可以使用更底水平工差要求的零件实现高精度小回差甚至零回差的精密谐波减速机；同时对零件工差的包容性也就等于对零件磨损的包容性，在一定范围内的零件磨损将不影响减速机的精密程度，这样可以有效提升减速机的使用寿命；既然降低了对零件加工工差的要求，那么对材料和加工工艺的选择范围就扩大了很多，意味着可以使用更廉价的材料和加工工艺实现精密谐波减速机，这就降低了同等精密程度的谐波减速机的成本，例如对磨损的包容性更强了就可以降低或省略对现有谐波减速机对柔轮齿的热处理工艺要求，因为柔轮齿的热处理会降低柔轮抗弹性形变的材料疲劳寿命；双柔轮减速机还有利于选用更小齿高的齿，使用更小的齿高有利于减少弱柔轮的弹性形变量从而减速材料疲劳，同时更小的齿高也更利于减速机小型化。

上述强柔轮和弱柔轮虽然强度不同但是都属于柔轮，和波发生器、轴承等部件一样都是谐波减速机领域的一般技术人员以及传动技术领域的一般技术人员熟悉的，对其详细的技术指标和加工工艺以及常用材料本文中不做过多详细解释；对于双柔轮谐波减速机的常用结构，本专利下文中也会针对几种典型结构给出实施例，相信本领域技术人员理解了本专利的核心发明点是既“一种用弹性模量较强的柔轮替代现有谐波减速机中的钢轮的谐波减速机”之后，能够充分理解本发明可以适用于现有所有谐波减速机的结构。

附图说明

图1实施例1的双柔轮谐波减速机主视图。

图2实施例1的双柔轮谐波减速机立体图。

图3实施例1的双柔轮谐波减速机剖面图。

图4实施例1的双柔轮谐波减速机零件分解图。

图5实施例2的双柔轮谐波减速机主视图。

图6实施例2的双柔轮谐波减速机立体图。

图7实施例2的双柔轮谐波减速机剖面图。

图8实施例2的双柔轮谐波减速机零件分解图。

图9实施例3的双柔轮谐波减速机主视图。

图10实施例3的双柔轮谐波减速机立体图。

图11实施例3的双柔轮谐波减速机剖面图。

图12实施例3的双柔轮谐波减速机零件分解图。

图13实施例4的双柔轮谐波减速机主视图。

图14实施例4的双柔轮谐波减速机立体图。

图15实施例4的双柔轮谐波减速机剖面图。

图16实施例4的双柔轮谐波减速机零件分解图。

图17实施例5的双柔轮谐波减速机主视图。

图18实施例5的双柔轮谐波减速机立体图。

图19实施例5的双柔轮谐波减速机剖面图。

图20实施例5的双柔轮谐波减速机零件分解图。

图21实施例6的双柔轮谐波减速机主视图。

图22实施例6的双柔轮谐波减速机立体图。

图23实施例6的双柔轮谐波减速机剖面图。

图24实施例6的双柔轮谐波减速机零件分解图。

图中标记含义如下：1、波发生器；2、弱柔轮；3、强柔轮；4、减速机主轴承；5、波发生器定位轴承；6、柔轮保护壳。

具体实施方式

下面结合附图对具体实施方式提出示例。

实施例1：如图1~4所示，双柔轮谐波减速机，包括强柔轮、弱柔轮和波发生器，所述强柔轮和弱柔轮都设有安装法兰盘，所述强柔轮和弱柔轮都是使用现有谐波减速机柔轮的加工工艺和柔轮常用钢材加工而成，强柔轮和弱柔轮上分别加工有可以相互啮合的齿，弱柔轮为外齿强柔轮为内齿，选用渐开线齿形，弱柔轮选用了和大多数现有谐波柔轮减速机相同的薄壁杯形，强柔轮选用外翻边柔轮形状并且壁厚是弱柔轮的2.5倍，强柔轮比弱柔轮齿数多2，波发生器使用现有谐波减速机常用的椭圆形凸轮外设滚珠轴承的波发生器，波发生器上设有与输入扭矩连接的键槽轴孔，波发生器装在弱柔轮内使弱柔轮发生非圆弹性形变并与强柔轮部分啮合，弱柔轮在波发生器的作用下发生椭圆弹性形变后，椭圆长轴两端的齿的分度圆半径大于强柔轮零件的齿的分度圆半径0.1mm，强柔轮与弱柔轮接触部分受到弱柔轮的径向压力产生非圆弹性形变；所述弱柔轮始终保持有部分齿随着波发生器的自转方向连续啮入啮出强柔轮的齿，所以表现出波发生器自转转动驱动强柔轮和弱柔轮会发生相对转动，实现减速增扭的减速机效果；本实施例的波发生器、弱柔轮和强柔轮需要各自通过轴孔或法兰盘安装在同心轴向固定并且径向固定的设备上使用。图中强柔轮的变形较小，不易于肉眼直观看出强柔轮的椭圆变形量，所以请根据说明书解读并理解强柔轮是有变形量的事实；图中波发生器、轴承等部件为多零件部件，图中标注指向标注部件包含的任意部位零件；分解图中隐藏了部分连接螺栓和垫片。

实施例2：如图5~8所示，双柔轮谐波减速机，包括强柔轮、弱柔轮、波发生器和减速机主轴承，所述减速机主轴承选用交叉滚子轴承，所述强柔轮和弱柔轮都设有安装法兰盘，所述强柔轮和弱柔轮通过法兰盘分别用螺栓与减速机主轴承的外圈和内圈固定，所述强柔轮和弱柔轮都是使用现有谐波减速机柔轮的加工工艺和柔轮常用钢材加工而成，强柔轮和弱柔轮上分别加工有可以相互啮合的齿，弱柔轮为外齿强柔轮为内齿，选用渐开线齿形，弱柔轮选用了和大多数现有谐波减速机柔轮相同的薄壁杯形，强柔轮选用外翻边柔轮形状并且壁厚是弱柔轮的2.5倍，强柔轮比弱柔轮齿数多2，波发生器使用现有谐波减速机常用的椭圆形凸轮外设滚珠轴承的波发生器，波发生器上设有与输入扭矩连接的键槽轴孔，波发生器装在弱柔轮内使弱柔轮发生非圆弹性形变并与强柔轮部分啮合，弱柔轮在波发生器的作用下发生椭圆弹性形变后，椭圆长轴两端的齿的分度圆半径大于强柔轮零件的齿的分度圆半径0.1mm，强柔轮与弱柔轮接触部分受到弱柔轮的的径向压力产生非圆弹性形变；所述弱柔轮始终保持有部分齿随着波发生器的自转方向连续啮入啮出强柔轮的齿，所以表现出波发生器自转转动驱动强柔轮和弱柔轮会发生相对转动，实现减速增扭的减速机效果；图中强柔轮的变形较小，不易于肉眼直观看出强柔轮的椭圆变形量，所以请根据说明书解读并理解强柔轮是有变形量的事实；图中波发生器、轴承等部件为多实体部件，图中标注指向标注部件包含的任意部位实体；分解图中隐藏了部分连接螺栓和垫片。

实施例3：如图9~12所示，双柔轮谐波减速机，包括强柔轮、弱柔轮、波发生器、减速机主轴承和波发生器定位轴承，所述减速机主轴承选用交叉滚子轴承，所述强柔轮和弱柔轮都设有安装法兰盘，所述强柔轮和弱柔轮通过法兰盘分别用螺栓与减速机主轴承的外圈和内圈固定，所述强柔轮和弱柔轮都是使用现有谐波减速机柔轮的加工工艺和柔轮常用钢材加工而成，强柔轮和弱柔轮上分别加工有可以相互啮合的齿，弱柔轮为外齿强柔轮为内齿，选用渐开线齿形，弱柔轮选用了和大多数现有谐波减速机柔轮相同的薄壁杯形，强柔轮选用外翻边柔轮形状并且壁厚是弱柔轮的2.5倍，强柔轮比弱柔轮齿数多2，波发生器使用现有谐波减速机常用的椭圆形凸轮外设滚珠轴承的波发生器，波发生器上设有与输入扭矩连接的键槽轴孔，波发生器装在弱柔轮内使弱柔轮发生非圆弹性形变并与强柔轮部分啮合，弱柔轮在波发生器的作用下发生椭圆弹性形变后，椭圆长轴两端的齿的分度圆半径大于强柔轮零件的齿的分度圆半径0.2mm，所述波发生器定位轴承选用滚针轴承，轴承外圈与波发生器同轴径向固定，用设有双端空心轴的弱柔轮垫片零件一端空心轴与轴承内圈同轴径向固定，另一端空心轴插入波发生器定位轴承内与波发生器同轴径向固定，这样就将波发生器与减速机轴心更好的同轴固定了，强柔轮与弱柔轮接触部分受到弱柔轮的的径向压力产生非圆弹性形变；所述弱柔轮始终保持有部分齿随着波发生器的自转方向连续啮入啮出强柔轮的齿，所以表现出波发生器自转转动驱动强柔轮和弱柔轮会发生相对转动，实现减速增扭的减速机效果；图中强柔轮的变形较小，不易于肉眼直观看出强柔轮的椭圆变形量，所以请根据说明书解读并理解强柔轮是有变形量的事实；图中波发生器、轴承等部件为多实体部件，图中标注指向标注部件包含的任意部位实体；分解图中隐藏了部分连接螺栓和垫片。

实施例4：如图13~16所示，双柔轮谐波减速机，包括强柔轮、弱柔轮、波发生器、减速机主轴承、波发生器定位轴承和柔轮保护壳，所述减速机主轴承选用交叉滚子轴承，所述强柔轮和弱柔轮都设有安装法兰盘，所述柔轮保护壳为金属加工制成的带有法兰盘的壳体，所述弱柔轮通过法兰盘用螺栓和垫片与减速机主轴承的内圈固定，所述强柔轮和柔轮保护壳通过法兰盘用螺栓与减速机主轴承的外圈固定，所述强柔轮和弱柔轮都是使用现有谐波减速机柔轮的加工工艺和柔轮常用钢材加工而成，强柔轮和弱柔轮上分别设有可以相互啮合的齿，弱柔轮为外齿强柔轮为内齿，选用渐开线齿，弱柔轮选用了和大多数现有谐波柔轮减速机相同的薄壁杯形，强柔轮选用外翻边柔轮形状并且壁厚是弱柔轮的2倍，强柔轮比弱柔轮齿数多2，波发生器使用现有谐波减速机常用的椭圆形凸轮外设滚珠轴承的波发生器，波发生器上设有与输入扭矩连接的键槽轴孔，波发生器装在弱柔轮内使弱柔轮发生非圆弹性形变并与强柔轮部分啮合，弱柔轮在波发生器的作用下发生椭圆弹性形变后，椭圆长轴两端的齿的分度圆半径大于强柔轮零件的齿的分度圆半径0.3mm，所述波发生器定位轴承选用深沟球轴承，波发生器定位轴承的外圈嵌入柔轮保护壳底部中央的凹槽内，波发生器定位轴承的内圈套在波发生器的凸轴上固定，所述强柔轮与弱柔轮接触部分受到弱柔轮的径向压力产生非圆弹性形变；所述弱柔轮始终保持有部分齿随着波发生器的自转方向连续啮入啮出强柔轮的齿，所以表现出波发生器自转转动驱动强柔轮和弱柔轮会发生相对转动，实现减速增扭的减速机效果。图中强柔轮的变形较小，不易于肉眼直观看出强柔轮的椭圆变形量，所以请根据说明书解读并理解强柔轮是有变形量的事实；图中波发生器、轴承等部件为多实体部件，图中标注指向标注部件包含的任意部位实体；分解图中隐藏了部分连接螺栓和垫片。

实施例5：如图17~20所示，双柔轮谐波减速机，包括强柔轮、弱柔轮、波发生器、减速机主轴承、波发生器定位轴承和柔轮保护壳，所述减速机主轴承选用交叉滚子轴承，所述强柔轮和弱柔轮的翻边上都设有安装法兰盘，所述柔轮保护壳为金属加工制成的带有法兰盘的壳体，所述弱柔轮通过法兰盘用螺栓与减速机主轴承的外圈固定，所述强柔轮和柔轮保护壳通过法兰盘用螺栓与减速机主轴承的内圈固定，所述强柔轮和弱柔轮都是使用现有谐波减速机柔轮的加工工艺和柔轮常用钢材加工而成，强柔轮和弱柔轮上分别设有可以相互啮合的齿，弱柔轮为外齿强柔轮为内齿，选用渐开线齿，弱柔轮选用了外翻边薄壁管状结构，强柔轮选用外翻边薄壁管状并且壁厚是弱柔轮的2倍，强柔轮比弱柔轮齿数多2，波发生器使用现有谐波减速机常用的椭圆形凸轮外设滚珠轴承的波发生器，波发生器上设有与输入扭矩连接的键槽轴孔，波发生器装在弱柔轮内使弱柔轮发生非圆弹性形变并与强柔轮部分啮合，弱柔轮在波发生器的作用下发生椭圆弹性形变后，椭圆长轴两端的齿的分度圆半径大于强柔轮零件的齿的分度圆半径0.3mm，所述波发生器定位轴承选用深沟球轴承，波发生器定位轴承的外圈嵌入柔轮保护壳底部中央的凹槽内，波发生器定位轴承的内圈套在波发生器的凸轴上固定，所述强柔轮与弱柔轮接触部分受到弱柔轮的径向压力产生非圆弹性形变；所述弱柔轮始终保持有部分齿随着波发生器的自转方向连续啮入啮出强柔轮的齿，所以表现出波发生器自转转动驱动强柔轮和弱柔轮会发生相对转动，实现减速增扭的减速机效果。图中强柔轮的变形较小，不易于肉眼直观看出强柔轮的椭圆变形量，所以请根据说明书解读并理解强柔轮是有变形量的事实；图中波发生器、轴承等部件为多实体部件，图中标注指向标注部件包含的任意部位实体；分解图中隐藏了部分连接螺栓和垫片。

实施例6：如图21~24所示，双柔轮谐波减速机，包括强柔轮、弱柔轮、波发生器、减速机主轴承、波发生器定位轴承和柔轮保护壳组成，所述减速机主轴承选用交叉滚子轴承结构，所述强柔轮、弱柔轮、减速机主轴承的内圈和外圈、柔轮保护壳和波发生器的椭圆凸轮都选用PA610材料注塑制成并在不易脱模部分通过车床再加工出凹槽，其中弱柔轮和减速机主轴承内圈加工在一个零件上，强柔轮和减速机主轴承外圈的一部分加工在一个零件上，同时弱柔轮和强柔轮之间填充滚子后用螺栓将减速机主轴承外圈的另一部分与强柔轮上的部分减速机主轴承连接固定，强柔轮和弱柔轮上分别设有可以相互啮合的齿，弱柔轮为外齿强柔轮为内齿，选用渐开线齿形，弱柔轮向内翻边结构，强柔轮选用外翻边结构并且壁厚是弱柔轮的2倍，强柔轮比弱柔轮齿数多2，波发生器使用常用的椭圆形凸轮外设滚珠凹槽，弱柔轮加工时在齿圈内侧加工有滚珠凹槽，将波发生器的滚珠凹槽与弱柔轮齿圈内侧的滚珠凹槽之间填满滚珠，并用螺栓将波发生器的上下两部分拧紧固定，波发生器上设有与输入扭矩连接的键槽轴孔，波发生器装在弱柔轮内使弱柔轮发生非圆弹性形变并与强柔轮部分啮合，弱柔轮在波发生器的作用下发生椭圆弹性形变后，椭圆长轴两端的齿的分度圆半径大于强柔轮零件的齿的分度圆半径0.6mm，所述波发生器定位轴承选用深沟球轴承，波发生器定位轴承的外圈嵌入柔轮保护壳底部中央的凹槽内，波发生器定位轴承的内圈套在波发生器的凸轴上固定，所述强柔轮与弱柔轮接触部分受到弱柔轮的径向压力产生非圆弹性形变；所述弱柔轮始终保持有部分齿随着波发生器的自转方向连续啮入啮出强柔轮的齿，所以表现出波发生器自转转动驱动强柔轮和弱柔轮会发生相对转动，实现减速增扭的减速机效果。图中强柔轮的变形较小，不易于肉眼直观看出强柔轮的椭圆变形量，所以请根据说明书解读并理解强柔轮是有变形量的事实；图中波发生器、轴承等部件为多实体部件，图中标注指向标注部件包含的任意部位实体；分解图中隐藏了部分连接螺栓和垫片。本实施例中的主轴承内圈与弱柔轮一体加工为同一个零件，主轴承外圈的一部分与强柔轮一体加工为一个零件，所以本实施例的视图中主轴承的标注指在了剩余的部分轴承外圈和轴承滚子上，同理波发生器的非圆轴承选择了没有单独外圈零件的结构，且外圈滚珠滚槽直接加工在柔轮零件上了，所以爆炸图中波发生器为无外圈轴承的状态。

Claims (16)

1.双柔轮谐波减速机，其特征是：包括强柔轮、弱柔轮和波发生器，所述强柔轮和弱柔轮同轴轴向固定并径向固定，强柔轮和弱柔轮上分别设有可以相互啮合的齿，强柔轮和弱柔轮存在齿数差，波发生器使弱柔轮发生非圆弹性形变并与强柔轮部分啮合，强柔轮与弱柔轮接触部分受到弱柔轮的径向压力产生非圆弹性形变；所述强柔轮的壁厚大于等于弱柔轮的壁厚的2倍且小于弱柔轮壁厚的5倍。

2.根据权利要求1所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：所述强柔轮包含有在齿圈结构与连接法兰盘结构之间的一段可以弹性形变的薄壁结构。

3.根据权利要求1所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：弱柔轮在波发生器的作用下发生非圆变形后的距离减速机轴心最远的齿的分度圆半径大于强柔轮未组装之前的圆形齿圈的分度圆半径。

4.根据权利要求1所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：所述强柔轮在未组装之前的圆形齿圈的分度圆半径大于弱柔轮在波发生器的作用下发生非圆变形后的距离减速机轴心最近的齿的分度圆半径。

5.根据权利要求1所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：所述双柔轮谐波减速机还包括减速机主轴承，所述强柔轮和弱柔轮通过减速机主轴承实现同轴轴向固定并径向固定。

6.根据权利要求1所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：所述双柔轮谐波减速机还包括波发生器定位轴承，所述波发生器通过波发生器定位轴承与强柔轮或弱柔轮轴向固定并径向固定。

7.根据权利要求3所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：所述弱柔轮在波发生器的作用下发生非圆变形后的距离减速机轴心最远的齿的分度圆半径大于强柔轮未组装之前的圆形齿圈的分度圆半径0.05mm以上。

8.根据权利要求3所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：所述弱柔轮在波发生器的作用下发生非圆变形后的距离减速机轴心最远的齿的分度圆半径大于强柔轮未组装之前的圆形齿圈的分度圆半径0.2mm以上。

9.根据权利要求3所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：所述弱柔轮在波发生器的作用下发生非圆变形后的距离减速机轴心最远的齿的分度圆半径大于强柔轮未组装之前的圆形齿圈的分度圆半径1mm以上。

10.根据权利要求1所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：所述强柔轮为内翻边或外翻边管形弹性零件。

11.根据权利要求1所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：所述弱柔轮为内翻边或外翻边的薄壁管形弹性零件。

12.根据权利要求1所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：所述双柔轮谐波减速机还包括外柔轮保护壳，所述柔轮保护壳与减速机主轴承的内圈或外圈固定。

13.根据权利要求1所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：所述双柔轮谐波减速机的强柔轮或弱柔轮为塑胶材料注塑成型或塑胶材料注塑成型后经过少量加工成型。

14.根据权利要求13所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：所述的双柔轮谐波减速机的弱柔轮和强柔轮分别直接注塑成型为包含部分主轴承的内圈和外圈的零件。

15.根据权利要求13所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：所述的双柔轮谐波减速机的柔轮上直接加工成型有波发生器的滚珠滚槽。

16.根据权利要求1所述的双柔轮谐波减速机，其特征是：所述双柔轮谐波减速机的齿可以使用激光刻或蚀刻进行加工。