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苏州谐波减速机工作原理
时间: 2015-10-23 10:01:48来源: 苏州尼克拉斯机电有限公司

苏州谐波减速机工作原理

最简单的谐波减速器
它主要由三个基本构件组成:
(1)带有内齿圈的刚性齿轮(刚轮),它相当于行星系中的中心轮;
(2)带有外齿圈的柔性齿轮(柔轮),它相当于行星齿轮;
(3)波发生器H,它相当于行星架。
作为减速器使用,通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。
波发生器H是一个杆状部件,其两端装有滚动轴承构成滚轮,与柔轮1的内壁相互压紧。柔轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮,其内孔直径略小于波发生器的总长。波发生器是使柔轮产生可控弹性变形的构件。当波发生器装入柔轮后,迫使柔轮的剖面由原先的圆形变成椭圆形,其长轴两端附近的齿与刚轮的齿完全啮合,而短轴两端附近的齿则与刚轮完全脱开。周长上其他区段的齿处于啮合和脱离的过渡状态。当波发生器沿图示方向连续转动时,柔轮的变形不断改变,使柔轮与刚轮的啮合状态也不断改变,由啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入……,周而复始地进行,从而实现柔轮相对刚轮沿波发生器H相反方向的缓慢旋转。工作时,固定刚轮,由电机带动波发生器转动,柔轮作为从动轮,输出转动,带动负载运动。在传动过程中,波发生器转一周,柔轮上某点变形的循环次数称为波数,以 n 表示。常用的是双波和三波两种。双波传动的柔轮应力较小,结构比较简单,易于获得大的传动比。故为目前应用最广的一种。
谐波传动减速器

谐波齿轮传动的柔轮和刚轮的齿距相同,但齿数不等,通常采用刚轮与柔轮齿数差等于波数,即
z2-z1=n
式中 z2、z1--分别为刚轮与柔轮的齿数。
当刚轮固定、发生器主动、柔轮从动时,谐波齿轮传动的传动比为
i=-z1/(z2-z1)
双波传动中,z2-z1=2,柔轮齿数很多。上式负号表示柔轮的转向与波发生器的转向相反。由此可看出,谐波减速器可获得很大的传动比。




波发生器使柔轮产生弹性变形而呈椭圆状。为此,椭圆的长轴部分与刚轮完全啮合,而短轴部分两轮轮齿处于完全脱开状态。
使刚轮固定,波发生器顺时针旋转,柔轮产生弹性变形,与刚轮轮齿啮合的部位顺次移动。
波发生器顺时针旋转180度,柔轮逆时针移动一个轮齿。
波发生器旋转一周(360度),由于柔轮的齿数比刚轮少两个,因此逆时针移动两个轮齿。通常将该运动传递作为输出。
1.减速比高
  单级同轴可获得1/30~1/320的高减速比。结构、构造简单,却能实现高减速比装置。
  2.齿隙小
  Harmonic Drive®不同于与普通的齿轮啮合,齿隙极小,该特长对于控制器领域而言是不可或缺的要素。
  3.精度高
  多齿同时啮合,并且有两个180度对称的齿轮啮合,因此齿轮齿距误差和累积齿距误差对旋转精度的影响较为平均,使位置精度和旋转精度达到极高的水准。
  4.零部件少、安装简便
  三个基本零部件实现高减速比,而且它们都在同轴上,所以套件安装简便,造型简捷。
  5.体积小、重量轻
  与以往的齿轮装置相比,体积为1/3,重量为1/2,却能获得相同的转矩容量和减速比,实现小型轻量化。
  6.转矩容量高
  柔轮材料使用疲劳强度大的特殊钢。与普通的传动装置不同,同时啮合的齿数占总齿数的约30%,而且是面接触,因此使得每个齿轮所承受的压力变小,可获得很高的转矩容量。
  7.效率高
  轮齿啮合部位滑动甚小,减少了摩擦产生的动力损失,因此在获得高减速比的同时,得以维持高效率,并实现驱动马达的小型化。
  8.噪音小
  轮齿啮合周速低,传递运动力量平衡,因此运转安静,且振动极小。