
本實(shí)用新型,包括可以彈性變形的外圈和內(nèi)圈,外圈的內(nèi)壁上、內(nèi)圈的外壁上分別設(shè)有外溝槽、內(nèi)溝槽,外溝槽、內(nèi)溝槽之間填有1組鋼球,其特征在于:所述1組鋼球?yàn)镹顆,所述N顆鋼球圍繞外圈或者內(nèi)圈的軸向中心布滿直至無(wú)法填入第N+1顆鋼球,且所述柔性軸承內(nèi)部無(wú)保持器。

柔性軸承和柔輪,工作中在凸輪的作用下反復(fù)變形,同時(shí),鋼輪和柔輪的齒牙在嚙合時(shí)也會(huì)產(chǎn)生徑向分力。實(shí)踐證明,疲勞斷裂是柔輪和柔性軸承失效的主要原因。《諧波傳動(dòng)減速器》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/714118)中規(guī)定,柔性軸承的使用壽命不低于整機(jī)壽命的50%,可見(jiàn)柔性軸承的壽命是減速器整體壽命的瓶頸。
在諧波齒輪傳動(dòng)過(guò)程中,齒輪嚙合力的一個(gè)徑向分力,作用在有臨近的兩個(gè)鋼球?yàn)橹c(diǎn)的軸承外圈上,相當(dāng)于一個(gè)簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)支梁的彎矩與兩個(gè)支點(diǎn)間的距離成反比。兩個(gè)支點(diǎn)間的距離越大,彎矩和撓度也越大。
降低彎矩和撓度,一方面可以有效地減少柔性軸承疲勞斷裂幾率,提高使用壽命,另一方面,在彎矩越小,柔輪和鋼輪的齒間會(huì)產(chǎn)生彈性變形越小,形成側(cè)隙越小,有效的減少減速器的空程和傳動(dòng)誤差。
以往在柔性軸承的設(shè)計(jì)中,為了減少兩個(gè)支點(diǎn)間的距離,在選定一定的鋼球直徑的基礎(chǔ)上,盡可能的選用多的球數(shù)。但受到當(dāng)時(shí)的材料,工藝條件的限制,填球角只能做到270-280度左右。所以,目前主流的柔性軸承設(shè)計(jì),基本是選用23粒球,并根據(jù)不同軸承的中心徑的大小,選用不同直徑的鋼球,滿足填球角在270-280度左右的要求。

本專利對(duì)傳統(tǒng)柔性軸承組裝方法做出了改進(jìn),將柔性軸承的鋼球填滿,在此基礎(chǔ)上,做出了基于滿球設(shè)計(jì)的柔性軸承結(jié)構(gòu)。填球角接近360度。鋼球數(shù)量增加25%左右,做為支點(diǎn)的兩鋼球間距也相應(yīng)減少了25%左右。
理論分析:
一、根據(jù)材料力學(xué)的撓度計(jì)算公式:

δ:撓度
E:鋼的彈性模量;
I:鋼的截面慣矩;
q:均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值;
L:梁支撐間距;
撓度是梁間距的4次方。按梁間距減少計(jì)25%,撓度可以降低60%左右。相應(yīng)的應(yīng)力也減少,(提高了軸承的使用壽命)。
二、軸承的額定動(dòng)負(fù)荷計(jì)算:

額定動(dòng)負(fù)荷是鋼球數(shù)量(Z)的2/3次方。
如上所述,鋼球數(shù)量增加1.25倍,在其他條件相同的情況下,額定動(dòng)負(fù)荷增加1.16倍。
綜上所述,鋼球數(shù)量的增加,提高了額定動(dòng)負(fù)荷,同時(shí),撓度的降低,極大地改善了諧波減速器的空程和傳動(dòng)誤差,為減速器的零背隙目標(biāo)創(chuàng)造了條件。同時(shí)剪切應(yīng)力的降低,也降低了外圈斷裂的幾率,提高了使用壽命。
