谐波传动原理
谐波传动Harmonic Drive是由美国发明家C. Walt Musser马瑟于上世纪50年代中期发明创造的 。
一、谐波传动装置的构成
谐波传动装置主要由三个基本零部件构成,即波发生器、柔轮和刚轮:
波发生器:由柔性轴承与椭圆形凸轮组成。波发生器通常安装在减速器输入端,柔性轴承内圈固定在凸轮上,外圈通过滚珠实现弹性变形成椭圆形。
柔轮:带有外齿圈的柔性薄壁弹性体零件,通常安装在减速器输出端。
刚轮:带有内齿圈的刚性圆环状零件,一般比柔轮多两个轮齿,通常固定在减速器机体上。 二、谐波减速原理
谐波做为减速器使用,通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。
当波发生器装入柔轮内圆时,迫使柔轮产生弹性变形而呈椭圆状,使其长轴处柔轮轮齿插入刚轮的轮齿槽内,成为完全啮合状态;而其短轴处两轮轮齿完全不接触,处于脱开状态。由啮合到脱开的过程之间则处于啮出或啮入状态。
当波发生器连续转动时:迫使柔轮不断产生变形,使两轮轮齿在进行啮入、啮合、啮出、脱开的过程中不断改变各自的工作状态,产生了所谓的错齿运动,从而实现了主动波发生器与柔轮的运动传递。 三、谐波传动特点
1.精度高:多齿在两个180度对称位置同时啮合,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,可得到极高的位置精度和旋转精度。
2.传动比大:单级谐波齿轮传动的传动比可达 i=30~500,且结构简单,三个在同轴上的基本零部件就可实现高减速比。
3.承载能力高:谐波传动中,齿与齿的啮合是面接触,加上同时啮合齿数比较多,因而单位面积载荷小,承载能力较其他传动形式高。
4. 体积小、重量轻:相比普通的齿轮装置,体积和重量可以大幅降低,实现小型化、轻量化。
5.传动效率高、寿命长。
6.传动平稳、无冲击,噪音小
编号规格
1 品种规格
我公司的谐波减速器按照柔轮的形状可分为杯形与中空形两大类,每类又根据柔轮的长度又分为标准和短筒两种型号。同一种机型包括若干传动比。
2 编号规则
产品编号由我司英文缩写、产品形式代号、规格代号、减速比、结构代号及输入端与波发生器凸轮连接形式六部分组成,各部分之间用“-”连接。 型号示例
L-CS-14-50-C-Ⅱ
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
2.1 我司英文缩写“L”(型号示例①)。
2.2 产品形式代号(型号示例②)
产品代号由柔轮的形状与柔轮的长度两部分组成。
2.2.1 柔轮的形状分为杯形(Cup)和中空形(Hollow)两类。杯形柔轮用大写字母C表示,中空形柔轮用大写字母H表示。
2.2.2 柔轮的长度分为标准(Standard)、短筒(Dwarf)两类。标准柔轮用大写字母S表示,短筒柔轮用大写字母D表示。
2.3 规格代号(型号示例③)
规格代号是与谐波齿轮的节圆直径相对应的,两者的对应关系见表1。
2.4 减速比(型号示例④)
谐波齿轮减速器的减速比一般采用30、50、80、100、120、160这六种规格。减速比也可根据客户需要进行特殊设计。
2.5 结构代号(型号示例⑤)
谐波减速器的结构代号分为整机(Complete)和部件(Parts)两类。
2.5.1整机:整机用大写字母C表示。
2.5.2部件:部件用大写字母P +数字 (Parts)表示。
数字代表的零件为:柔轮P01;刚轮P02;凸轮P03;交叉滚子轴承P04;柔性轴承P05。
2.6 输入端与波发生器凸轮连接形式(型号示例⑥)
2.6.1 Ⅰ型:标准型,输入轴与凸轮内孔配合,通过平键连接。
2.6.2 Ⅱ型:十字滑块联轴节型,输入轴与凸轮采用十字滑块联轴节连接。
2.6.3 Ⅲ型:筒形中空型,输入轴与中空凸轮通过螺钉连接。
性能参数(LCS系列)
1.LCS series 2.LCD series 3.LHS series 4.LHD series
1. LCS系列
LCS系列体积小巧,输入输出同轴结构,高刚性,零背隙,可承受高扭矩的同时可获得优异的定位精度和旋转精度。
谐波传动减速器
谐波齿轮减速器
谐波齿轮减速器是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器。谐波齿轮传动(简称谐波传动),它是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。 目录
(一)传动原理 (二)特点
右图1示出一种最简单的谐波传动减速器基本结构,图2表示谐波传动工作原理图。
最简单的谐波减速器(2张)
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 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。
(二)特点
1.承载能力高 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=70~500。 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。
(三)型号
XB系列谐波传动减速器