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谐波减速器原理_谐波减速器原理介绍

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。

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。



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谐波齿轮减速器是一种由固定的内齿刚轮、柔轮、和使柔轮发生径向变形的波发生器组成,谐波齿轮减速机是齿轮减速机中的一种新型传动结构,它是利用柔性齿轮产生可控制的弹性变形波,引起刚轮与柔轮的齿间相对错齿来传递动力和运动。







这种传动与一般的齿轮传递具有本质上的差别,在啮合理论、集合计算和结构设计方面具有特殊性。








谐波齿轮减速器具有高精度、高承载力等优点,和普通减速器相比,由于使用的材料要少50%,其体积及重量至少减少1/3。







谐波减速器原理:







当波发生器为主动时,凸轮在柔轮内转动,就近使柔轮及薄壁轴承发生变形(可控的弹性变形),这时柔轮的齿就在变形的过程中进入(啮合)或退出(啮离)刚轮的齿间,在波发生器的长轴处处于完全啮合,而短轴方向的齿就处在完全的脱开。







波发生器通常成椭圆形的凸轮,将凸轮装入薄壁轴承内,再将它们装入柔轮内。此时柔轮由原来的圆形而变成椭圆形,椭圆长轴两端的柔轮与之配合的刚轮齿则处于完全啮合状态,即柔轮的外齿与刚轮的内齿沿齿高啮合。







这是啮合区,一般有30%左右的齿处在啮合状态;椭圆短轴两端的柔轮齿与刚轮齿处于完全脱开状态,简称脱开;



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在波发生器长轴和短轴之间的柔轮齿,沿柔轮周长的不同区段内,有的逐渐退出刚轮齿间,处在半脱开状态,称之为啮出。








波发生器在柔轮内转动时,迫使柔轮产生连续的弹性变形,此时波发生器的连续转动,就使柔轮齿的啮入—啮合—啮出—脱开这四种状态循环往复不断地改变各自原来的啮合状态。








这种现象称之错齿运动,正是这一错齿运动,作为减速器就可将输入的高速转动变为输出的低速转动。 







对于双波发生器的谐波齿轮传动,当波发生器顺时针转动1/8周时,柔轮齿与刚轮齿就由原来的啮入状态而成啮合状态,而原来脱开状态就成为啮入状态。








同样道理,啮出变为脱开,啮合变为啮出,这样柔轮相对刚轮转动(角位移)了1/4齿;同理,波发生器再转动1/8周时,重复上述过程,这时柔轮位移一个齿距。






依此类推,波发生器相对刚轮转动一周时,柔轮相对刚轮的位移为两个齿距。%20柔轮齿和刚轮齿在节圆处啮合过程就如同两个纯滚动(无滑动)的圆环一样,两者在任何瞬间,在节圆上转过的弧长必须相等。







由于柔轮比刚轮在节圆周长上少了两个齿距,所以柔轮在啮合过程中,就必须相对刚轮转过两个齿距的角位移,这个角位移正是减速器输出轴的转动,从而实现了减速的目的。






应用场合:







谐波齿轮减速机在航空、航天、能源、航海、造船、仿生机械、常用军械、机床、仪表、电子设备、矿山冶金、交通运输、起重机械、石油化工机械、纺织机械、农业机械以及医疗器械等方面得到日益广泛的应用,






特别是在高动态性能的伺服系统中,采用谐波齿轮传动更显示出其优越性。它传递的功率从几十瓦到几十千瓦,但大功率的谐波齿轮传动多用于短期工作场合。






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