諧波減速機(jī)的制造技術(shù)基礎(chǔ)是諧波傳動(dòng),諧波傳動(dòng)是由波發(fā)生器、柔性輪和剛性輪3個(gè)基本構(gòu)件組成的機(jī)械傳動(dòng)。這種傳動(dòng)是在波發(fā)生器的作用下使柔性輪產(chǎn)生彈性變形并與剛性輪相互作用達(dá)到傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的目的,諧波單元軸承產(chǎn)生諧波運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)諧波減速器柔性輪(與軸承配合)產(chǎn)生諧波運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比的變速要求。早先的波發(fā)生器工作原理示意圖如圖1所示,基本上也能實(shí)現(xiàn)應(yīng)有功能,滿足使用要求。但其有一個(gè)缺點(diǎn),就是柔性輪的可控彈性變形(形狀改變)要求特別高。
常規(guī)填球法:
最后一粒鋼球填裝法傳統(tǒng)上是在186一195。填球角間對(duì)外圈施加徑向力,使其彈性變形填裝最后一粒球,這種方法使用雖然非常普遍,但也存在鋼球被夾傷及套圈產(chǎn)生塑性變形的問(wèn)題。
圓弧填球槽法:
當(dāng)填球角大于195。時(shí),在內(nèi)、外圈擋邊至溝底徑這段距離開(kāi)一個(gè)比鋼球直徑大一點(diǎn)的圓弧形槽,裝配時(shí)將鋼球一粒一粒填入溝道,這種方法裝配效率低,生產(chǎn)成本高,質(zhì)量不易控制。填球槽開(kāi)深了,套圈就會(huì)報(bào)廢;開(kāi)淺了,填不進(jìn)鋼球。開(kāi)槽對(duì)軸承使用性能也有一定影響,主要是大幅降低高速性能,軸向竄動(dòng)也受到限制。
斷裂法:
當(dāng)填球角大于195。時(shí),且軸承使用工況要求較低,轉(zhuǎn)速及振動(dòng)要求都不高時(shí),使用斷裂填球法。需要在外圈熱處理之前,在內(nèi)徑上開(kāi)一小槽,通過(guò)熱處理產(chǎn)生應(yīng)力集中,當(dāng)外圈磨加工結(jié)束后,敲裂外圈;填球時(shí)通過(guò)脹開(kāi)外圈填入需要填人的鋼球。這是一種以犧牲軸承的使用性能而達(dá)到增大填球數(shù)的一種方法。
柔性軸承特殊填球法的彈性裝填原理:
所謂彈性裝填原理就是在軸承套圈拉應(yīng)力允許范圍內(nèi),通過(guò)將套圈徑向拉伸變形脹大,然后將鋼球填人溝道的一種方法。施力主要是壓外圈端面,外圈被向下壓,鋼球就不斷撐大外圈,變成鋼球在徑向方向給外圈的張力,隨著下壓距離的增加,參與的鋼球數(shù)量也不斷增加,外圈所受張力也不斷增大,直至完全張開(kāi)鋼球進(jìn)入溝道為止。其受力過(guò)程如圖3所示。采用此方法理論上可以滿足360。填球角的裝填要求。
柔性軸承的特殊填球法受力過(guò)程圖
經(jīng)計(jì)算內(nèi)、外圈平均接觸應(yīng)力和彈性趨近量均小于其極限接觸應(yīng)力和極限趨近量,同時(shí)實(shí)踐證明,此種裝配方法沒(méi)有損傷鋼球和套圈。
裝配過(guò)程:
按照原理及變形過(guò)程圖,首先需要固定內(nèi)圈和鋼球,把鋼球?qū)?zhǔn)內(nèi)圈溝道并固定位置,鋼球先歸于一邊,然后放入外圈,外圈的一邊溝道也對(duì)準(zhǔn)鋼球,這時(shí)外圈是斜放的,外圈上放一個(gè)壓蓋,便于施力,逐步加力下壓,這樣鋼球?qū)错樞蜻M(jìn)入外圈溝道,直至完成。裝配過(guò)程如圖4所示。
因?yàn)橥馊熳冃螘r(shí),鋼球給外圈一個(gè)張力,同時(shí)外圈下壓,鋼球與外圈擋邊摩擦進(jìn)入溝道。為了防止傷害鋼球,需要磨加工外圈內(nèi)徑,并附加內(nèi)、外圈串光處理,這樣對(duì)套圈和鋼球無(wú)任何損傷。
裝配模具設(shè)計(jì):
按照實(shí)施方案主要設(shè)計(jì)上、下模具,上模套住外圈便于施力,下模起固定內(nèi)圈和鋼球的作用,下模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使鋼球中心與內(nèi)圈溝道在同一平面內(nèi),同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)小斜坡,不使鋼球滾落,并附加一個(gè)限位塊使鋼球歸于一起。