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谐波减速器工作原理

谐波减速器工作原理

2020-09-09 22:43

谐波齿轮减速器是一种减速装置,由三个基本构件所组成:固定的内齿刚轮、柔轮(即其基体与从动轴相连的弹性薄壁套杯在柔轮开端的母线上做出齿圈)、和使柔轮发生径向变形的波发生器。

 

传动原理

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,固定钢轮,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。

谐波齿轮传动的柔轮和刚轮的周节相同,但齿数不等,通常采用刚轮与柔轮齿数差等于波数,即

z2z1=n

式中 z2z1--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,z2z1=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。

主要特点

1承载能力 谐波传动中,齿与齿的啮合是面接触,加上同时啮合齿数(重叠系数)比较多,因而单位面积载荷小,承载能力较其他传动形式高。

2.传动比大 单级谐波齿轮传动的传动比,可达 i=70500

3.体积小、重量轻。

4.传动效率高、寿命长。

5.传动平稳、无冲击,无噪音,运动精度高。

6.由于柔轮承受较大的交变载荷,因而对柔轮材料的抗疲劳强度、加工和热处理要求较高,工艺复杂。

谐波减速器在国内于六七十年代才开始研制,到目前已有不少厂家专门生产,并形成系列化。广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业,由于它的独特优点,在化工行业的应用也逐渐增多。

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