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淺析諧波齒輪減速機

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作者:JZ Editor來源:JZ Robot網址:http://www.universehb.com/

引言:隨著人類文明的延續拓展,科學技術水平應時代不斷提升。而人類對未知的探索也不僅僅局限于地球之內,古往今來,外太空的神秘一直縈繞在我們心頭。由此,諧波齒輪減速機應運而生,它作為尖端技術產品應用于火箭、衛星及航天等各個領域。而在市面中卻不能經常看到它的影子,今天就來一起揭秘吧!


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  諧波齒輪減速器是一種由固定的內齒剛輪、柔輪、和使柔輪發生徑向變形的波發生器組成,諧波齒輪減速機是齒輪減速機中的一種新型傳動結構,它是利用柔性齒輪產生可控制的彈性變形波,引起剛輪與柔輪的齒間相對錯齒來傳遞動力和運動。這種傳動與一般的齒輪傳遞具有本質上的差別,在嚙合理論、集合計算和結構設計方面具有特殊性。諧波齒輪減速器具有高精度、高承載力等優點,和普通減速器相比,由于使用的材料要少50%,其體積及重量至少減少1/3。


  同時,它的優點還是顯著的:


  (1)傳動速比大。單級諧波齒輪傳動速比范圍為70~320,在某些裝置中可達到1000,多級傳動速比可達30000以上。它不僅可用于減速,也可用于增速的場合。


  (2)承載能力高。這是因為諧波齒輪傳動中同時嚙合的齒數多,雙波傳動同時嚙合的齒數可達總齒數的30%以上,而且柔輪采用了高強度材料,齒與齒之間是面接觸。


  (3)傳動精度高。這是因為諧波齒輪傳動中同時嚙合的齒數多,誤差平均化,即多齒嚙合對誤差有相互補償作用,故傳動精度高。在齒輪精度等級相同的情況下,傳動誤差只有普通圓柱齒輪傳動的1/4左右。同時可采用微量改變波發生器的半徑來增加柔輪的變形使齒隙很小,甚至能做到無側隙嚙合,故諧波齒輪減速器傳動空程小,適用于反向轉動。


  (4)傳動效率高、運動平穩。由于柔輪輪齒在傳動過程中作均勻的徑向移動,因此,即使輸入速度很高,輪齒的相對滑移速度仍是極低(故為普通漸開線齒輪傳動的百分之—),所以,輪齒磨損小,效率高(可達69%~96%)。又由于嚙入和嚙出時,齒輪的兩側都參加工作,因而無沖擊現象,運動平穩。


  (5)結構簡單、零件數少、安裝方便。僅有三個基本構件,且輸入與輸出軸同軸線,所以結構簡單,安裝方便。


  (6)體積小、重量輕。與一般減速器比較,輸出力矩相同時,諧波齒輪減速器的體積可減小2/3,重量可減輕1/2。


  (7)可向密閉空間傳遞運動。利用柔輪的柔性特點,輪傳動的這一可貴優點是現有其他傳動無法比擬的。


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  不過,由于諧波減速器的構件——柔輪和波發生器,生產制造難度高,所以購買的價格不菲。并且,所需要的傳動比不能低,齒數也不能少,否則容易發生疲勞損壞。同時,由于它不具備中間軸的結構,所以沒有中間速度,在使用時需要注意。


  以上是對諧波齒輪減速機的簡要介紹與分析,在高動態性能的伺服系統中,它逐漸有了自己的一席之地,相信在不久的未來,該產品會廣泛運用于各個領域中。


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