諧波齒輪傳動(dòng)及諧波減速器

1、諧波齒輪傳動(dòng)及諧波減速器諧波齒輪傳動(dòng)及諧波減速器 主講 周蘭一、諧波齒輪傳動(dòng)的基本構(gòu)成及特點(diǎn)一、諧波齒輪傳動(dòng)的基本構(gòu)成及特點(diǎn)1構(gòu)成：構(gòu)成： n諧波齒輪傳動(dòng)是諧波齒輪行星傳動(dòng)的簡(jiǎn)稱。是一種少齒差行星傳動(dòng)。通常由剛性圓柱齒輪G、柔性圓柱齒輪R、波發(fā)生器H和柔性軸承等零部件。 n柔輪和剛輪的齒形有直線三角齒形和漸開線齒形兩種，以后者應(yīng)用較多 。諧波齒輪傳動(dòng)構(gòu)成圖例：2特點(diǎn)（特點(diǎn)（1）：）：n諧波齒輪傳動(dòng)既可用做減速器，也可用做增速器。柔輪、剛輪、波發(fā)生器三者任何一個(gè)均可固定，其余二個(gè)一為主動(dòng)，另一個(gè)為從動(dòng)。n傳動(dòng)比大，且外形輪廓小，零件數(shù)目少，傳動(dòng)效率高。效率高達(dá)9296，單級(jí)傳動(dòng)比可達(dá)504000

2、。 2特點(diǎn)（特點(diǎn)（2）：）：n承載能力較高：承載能力較高：柔輪和剛輪之間為面接觸多齒嚙合，且滑動(dòng)速度小，齒面摩損均勻。n柔輪和剛輪的齒側(cè)間隙是可調(diào)：柔輪和剛輪的齒側(cè)間隙是可調(diào)：當(dāng)柔輪的扭轉(zhuǎn)剛度較高時(shí)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)側(cè)隙的高精度嚙合。n諧波齒輪傳動(dòng)可用來(lái)由密封空間向外部或由外部向密封空間傳遞運(yùn)動(dòng)。二、工作原理二、工作原理1齒差：齒差：n諧波齒輪傳動(dòng)中，剛輪的齒數(shù)zG略大于柔輪的齒數(shù)zR，其齒數(shù)差要根據(jù)波發(fā)生器轉(zhuǎn)一周柔輪變形時(shí)與剛輪同時(shí)嚙合區(qū)域數(shù)目來(lái)決定。即zG-zR=u。目前多用雙波和三波傳動(dòng)。錯(cuò)齒是運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因ZGZR2變形：變形： n波發(fā)生器的長(zhǎng)度比未變形的柔輪內(nèi)圓直徑波發(fā)生器的長(zhǎng)度比未變形的柔

3、輪內(nèi)圓直徑大：大：當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)圓時(shí)，迫使柔輪產(chǎn)生彈性變形而呈橢圓狀，使其長(zhǎng)軸處柔輪輪齒插入剛輪的輪齒槽內(nèi)，成為完全嚙合狀態(tài)；而其短軸處兩輪輪齒完全不接觸，處于脫開狀態(tài)。由嚙合到脫開的過(guò)程之間則處于嚙出或。n當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)：當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)：迫使柔輪不斷產(chǎn)生變形，使兩輪輪齒在進(jìn)行嚙入、嚙合、嚙出、脫開的過(guò)程中不斷改變各自的工作狀態(tài)，產(chǎn)生了所謂的錯(cuò)齒運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)波發(fā)生器與柔輪的運(yùn)動(dòng)傳遞。工作原理圖例：波發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)方向與柔輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。柔輪與剛輪齒面的嚙合過(guò)程：三、單級(jí)諧波齒輪常見的三、單級(jí)諧波齒輪常見的 傳動(dòng)形式和應(yīng)用傳動(dòng)形式和應(yīng)用1剛輪固定剛輪固定柔輪輸出：柔輪輸

4、出： n波發(fā)生器主動(dòng)，單級(jí)減速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)比范圍較大，效率較高，應(yīng)用極廣，i=75500。RGRGHRZZZi2柔輪固定柔輪固定剛輪輸出：剛輪輸出：n波發(fā)生器主動(dòng)，單級(jí)減速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)比范圍較大，效率較高，可用于中小型 減 速 器 ，i=75500。RGGRHGZZZi3波發(fā)生器固定波發(fā)生器固定剛輪輸出：剛輪輸出：n柔輪主動(dòng)，單級(jí)微小減速，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，適用于高精度微調(diào)傳動(dòng)裝置，i=1.0021.015。RGHRGZZi四、諧波發(fā)生器傳動(dòng)比的計(jì)算四、諧波發(fā)生器傳動(dòng)比的計(jì)算1、公式推導(dǎo)（1）：n以剛輪固定，柔輪輸出為例，推導(dǎo)傳動(dòng)比的計(jì)算公式。n當(dāng)剛輪固定時(shí)，nG=0。如果反過(guò)來(lái)看，即將柔輪

5、當(dāng)做輸入，剛輪當(dāng)做輸出，則： 1、公式推導(dǎo)（2）：gbgHHHgHbHgHgbZZinnnnnnni10ggbgbggbgHZZZZZZZZi1實(shí)際上，運(yùn)動(dòng)是從波發(fā)生器輸入的，減速器的傳動(dòng)比為：gbggHHgZZZii1五、柔輪、波發(fā)生器五、柔輪、波發(fā)生器 常見的結(jié)構(gòu)型式常見的結(jié)構(gòu)型式1柔輪常見的結(jié)構(gòu)型式：柔輪常見的結(jié)構(gòu)型式： 柔輪的結(jié)構(gòu)型式與諧波傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)類型選擇有關(guān)。柔輪和輸出軸的聯(lián)結(jié)方式直接影響諧波傳動(dòng)的穩(wěn)定性和工作性能。n筒形底端聯(lián)接式筒形底端聯(lián)接式：n結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，聯(lián)接方便，制造容易，剛性較大，應(yīng)用較普遍。n筒形花鍵聯(lián)接式筒形花鍵聯(lián)接式：n軸向尺寸較小，扭轉(zhuǎn)剛性好，傳動(dòng)精度較高，聯(lián)接方便

6、，承載能力較大。n筒形銷軸聯(lián)接式筒形銷軸聯(lián)接式：n軸向尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但載荷沿齒寬分布不均勻。 筒形底端聯(lián)接式圖例：筒形花鍵聯(lián)接式圖例：筒形銷軸聯(lián)接式圖例：2波發(fā)生器常見的結(jié)構(gòu)型（波發(fā)生器常見的結(jié)構(gòu)型（1）：）： n波發(fā)生器是迫使柔輪發(fā)生彈性變形的重要元件，按變形的波數(shù)不同，常用的有雙波和三波兩種。雙波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)型式主要有、凸輪式、偏心盤式和行星式。 波發(fā)生器種類圖例（1）：凸輪式滾輪式偏心盤式2波發(fā)生器常見的結(jié)構(gòu)型（波發(fā)生器常見的結(jié)構(gòu)型（2）：）：n雙滾輪式：雙滾輪式： n結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，形成波峰容易，但柔輪變形未被積極控制，承載能力較低，多用于不重要的低精度輕載。n多滾輪式：多滾輪式：n柔輪變形全周被積極控制，承載能力較高，多用于不宜采用偏心盤式或凸輪式波發(fā)生器的特大型傳動(dòng)。波發(fā)生器種類圖例（2）：3諧波傳動(dòng)主要零件常用材料：諧波傳動(dòng)主要零件常用材料：n柔輪：n30CrMnSi、35CrMnSiA、40CrNiMoAn剛輪n45、40Crn凸輪或偏心盤n45六、諧波發(fā)生器的