专利名称：一种用于谐波传动的浮动式波发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种波发生器，特别是一种用于谐波传动连续工作中的浮动式波发生器。
背景技术：
谐波传动技术是二十世纪中期随着空间科学、宇航技术的发展，在弹性薄壳理论的基础上出现的一种新型的传动技术。它具有运动精度高、传动比大、重量轻、体积小、承载能力大、并能在密闭空间和介质辐射的工况下正常工作等优点，已经成功应用于空间技术、仪器仪表、机器人、印刷机械及医疗器械等领域中。谐波传动装置通常由波发生器、柔轮和刚轮等构件组成，俗称“三大件”。其运动学可简述如下。
如附
图1所示的具有内置波发生器的谐波传动，在波发生器1的作用下，横截面为圆形的弹性薄壁构件柔轮2发生弹性变形。在波发生器长轴方向，柔轮2的外壁被紧压在横截面为圆形的刚轮3的内壁上。当波发生器1旋转时，柔轮2沿则着刚轮3的内壁滚动。如果为无滑动的滚动，则柔轮2与刚轮3相互转过由其周长差决定的角度。假设柔轮2外壁未变形前的半径为r，刚轮3内壁的半径为R，其周长差为2π(R-r)＝2πw0。波发生器1每转一转，两轮相对转过的转角为当刚轮3固定时，柔轮2沿波发生器1的旋转方向转过φ＝2πw0/r的角度；当柔轮2固定时，刚轮3沿波发生器1旋转的反方向转过φ＝-2πw0/R的角度。在上述情况下，从波发生器1到柔轮2的传动比为i123=r/w0=r/(R-r),]]>从波发生器1到刚轮3的传动比为i132=-R/w0=-R/(R-r).]]>在普通的摩擦传动中，传动比等于两个摩擦轮直径之比，而在谐波摩擦传动中，传动比为从动轮半径对两轮半径的差值之比。如果柔轮2与刚轮3的接触面分别制有轮齿，则上述比值应代以齿数与齿数差之比，谐波摩擦传动即演变为谐波齿轮传动。对于钢制柔轮的谐波摩擦传动，其单级传动比范围约为30-1000，对于钢制柔轮的谐波齿轮传动，其单级传动比约为30-38。
目前，在谐波传动中，应用最为广泛的是双波谐波齿轮传动，其发生器形式有凸轮式、圆盘式、两滚子式、四滚子式以及行星式等。对于三波谐波齿轮传动，其发生器形式主要有三滚子式、行星式、圆盘式或圆盘凸轮式三波发生器(辛洪兵，圆盘式三波发生器，中国专利ZL 02205522.3)以及等距曲线(F.ReuleauxTriangle)式三波发生器等。这几种波发生器的特点在于发生器的长轴尺寸在工作中保持不变，已有的可调式行星波发生器(沈允文，叶庆泰.谐波齿轮传动的理论和设计[M].北京机械工业出版社，985196，198)的特点是发生器的长轴尺寸在工作中保持不变，长轴的调节必须在不工作时进行。因此，有必要提供一种在谐波传动中使柔轮与刚轮紧密接触的浮动式波发生器。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于谐波传动的浮动式波发生器，该波发生器在工作过程中，由于外载荷、柔轮与刚轮的啮合或工作部位周长的改变等外界条件的变化，可以做到波发生器中迫使柔轮变形的部分的尺寸改变，在谐波传动连续工作中使柔轮与刚轮紧密接触，性能好，且其结构简单。
为达到上述目的本发明采用以下技术方案一种用于谐波传动的浮动式波发生器，它包括滚轮支架，滚轮支架在波发生器长轴上分别装有与柔轮接触的轴承I以及与滚轮支架上两侧沟槽相接触的轴承II，轴承I与轴承II一同装配在支撑轴上，支撑轴的两端有锥形面，锥形面支撑在位于滚轮支架两侧的两个锥盘的锥面上，两个锥盘两侧有压力弹簧，一个弹簧顶在支架上，另一弹簧外侧有一螺母固定，所述的滚轮支架与输入轴以机械连接。所述的锥盘与主轴之间以轴承连接。
所述的滚轮支架与输入轴以机械连接，该机械连接的方式为过盈配合或型面配合或者是键、花键等。
所述的螺母的外侧接一防松器。防松器可以是弹簧垫片、销等。
本实用新型的优点浮动式波发生器可以自动调整迫使柔轮变形部分的尺寸，使柔轮与刚轮紧密接触。适用于由于外载荷、柔轮与刚轮的啮合或工作部位周长的改变等外界条件的变化，还可以补偿波发生器安装轴、柔轮安装轴线、刚轮安装轴线的偏心等，使谐波传动装置工作平稳可靠。对于谐波摩擦传动，可以使柔轮与刚轮紧密接触，实现传动；对于谐波齿轮传动，可以使柔轮与刚轮的轮齿实现无侧隙啮合。
以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
图1是谐波传动简图；图2是浮动式内波发生器简图；图3是发生器滚轮支架两侧具有压力锥盘的浮动式波发生器结构图；图4是具有浮动式波发生器的谐波传动装置；依据同样的方法很容易可以制成外波发生器和浮动式端面谐波发生器。
具体实施方式
图4是具有本发明提出的浮动式波发生器的谐波传动装置简图。
图中主要部件名称为输入轴7、滚轮支架8、支撑轴9、轴承II 10、轴承I 11、柔轮12、锥盘13、键14、压力弹簧15、螺母16、防松器17。其中滚轮支架8、支撑轴9、轴承II10、轴承I 11、锥盘13、压力弹簧15等构成浮动式波发生器。压力弹簧15、锥盘13以及螺母16等构成加压装置。
滚轮支架8上分别装有与柔轮12接触的轴承I 11以及与滚轮支架8上两侧沟槽19相接触的轴承II 10，轴承I与轴承II一同装配在支撑轴9上。支撑轴9的两端有锥形面20，锥形面20支撑在两个锥盘13上。由压力弹簧15、锥盘13以及螺母16等构成了加压装置。防松器17防止工作中螺母16松动。在所设计的这种浮动式波发生器的结构中，滚轮支架8的中心孔带有键槽，它随输入轴7一起转动，所以波发生器的转速与输入轴7的转速一致。为了避免运动干涉，两侧的锥盘13支撑在两个轴承上，这样，在锥形面20上的摩擦力作用下，锥盘13可以绕输入轴7旋转。
运动或动力由输入轴7输入，两个锥盘13在两侧压力弹簧15的作用下，通过两个锥形面20将装配在支撑轴9上的轴承11压向柔轮12，进而将柔轮紧压向位于其外侧的刚轮内孔表面。滚轮支架8带动支撑轴9以及轴承I 11、轴承II 10随输入轴7一起旋转。
根据这种方法，还可以设计具有浮动式波发生器的外波谐波传动、具有浮动式波发生器的端面谐波传动以及具有浮动式波发生器的密闭谐波传动等多种传动形式。
图3是发生器滚轮支架8两侧具有压力锥盘13的波发生器结构。
滚轮支架8在波发生器长轴上分别装有与柔轮12接触的轴承I 11以及与滚轮支架8上两侧沟槽19相接触的轴承II 10，轴承11与轴承10一同装配在支撑轴9上。支撑轴9的两端有锥形面20，锥形面20支撑在位于滚轮支架8两侧的两个锥盘13的锥面上。两个锥盘13在两侧压力弹簧15的作用下，通过两个锥形面20将装配在支撑轴9上的轴承11压向柔轮12，进而将柔轮紧压向位于其外侧的刚轮内表面。轴承11的外环与滚轮支架8上的沟槽18间必须留有足够的间隙，以保证轴承11的外环只与柔轮12的内表面接触。在整个工作过程中，压力弹簧15通过锥盘13和支撑轴9上的轴承11将柔轮12紧紧压向刚轮内表面，保证传动的正常进行。这种浮动式波发生器的结构中，滚轮支架8的中心孔带有键槽，它随输入轴7一起转动。滚轮支架8带动支撑轴9以及轴承I 11、轴承II 10随输入轴7一起旋转，为了避免干涉，两侧的两个支撑在轴承上的锥盘13在支撑轴9上锥形面20的带动下，绕输入轴7旋转。
图2中，6为传统波发生器使柔轮变形的工作部分，4为波发生器其它结构，5为浮动加压装置。
权利要求1.一种用于谐波传动的浮动式波发生器，其特征在于它包括滚轮支架，滚轮支架在波发生器长轴上分别装有与柔轮接触的轴承I以及与滚轮支架上两侧沟槽相接触的轴承II，轴承I与轴承II一同装配在支撑轴上，支撑轴的两端有锥形面，锥形面支撑在位于滚轮支架两侧的两个锥盘的锥面上，两个锥盘两侧有压力弹簧，一个弹簧顶在支架上，另一弹簧外侧有一螺母固定，所述的滚轮支架与轴以机械连接，所述的锥盘与主轴之间以轴承连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于谐波传动的浮动式波发生器，其特征在于所述的滚轮支架中心孔有一键槽，以键将滚轮支架与输入轴连接。
3.根据权利要求1或2所述的用于谐波传动的浮动式波发生器，其特征在于所述的螺母的外侧接一防松器。
专利摘要本实用新型提供一种用于谐波传动的浮动式波发生器，它包括滚轮支架，滚轮支架在波发生器长轴上分别装有与柔轮接触的轴承I以及与滚轮支架上两侧沟槽相接触的轴承II，轴承I与轴承II一同装配在支撑轴上，支撑轴的两端有锥形面，锥形面支撑在位于滚轮支架两侧的两个锥盘的锥面上，两个锥盘两侧有压力弹簧，一个弹簧顶在支架上，另一弹簧外侧有一螺母固定，所述的滚轮支架与输入轴以机械连接，所述的锥盘与主轴之间以轴承连接。本实用新型的优点是浮动式波发生器可以自动调整迫使柔轮变形部分的尺寸，使柔轮与刚轮紧密接触。谐波传动连续工作中的浮动式波发生器。适用于由于外载荷、柔轮与刚轮的啮合或工作部位周长的改变等外界条件的变化。
文档编号F16H1/02GK2658477SQ20032010334
公开日2004年11月24日 申请日期2003年11月14日 优先权日2003年11月14日
发明者辛洪兵 申请人:辛洪兵