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技术知识

谐波减速器的传动原理是什么?

2021-06-01 15:09:37 Wwwl 16

  

  谐波减速器英文:harmonic gear drive 定义:主要由波发生器、柔性齿轮、柔性轴承、刚性齿轮四个基本构件组成,谐波传动减速器,是一种靠波发生器装配上柔性轴承使柔性齿轮产生可控弹性变形,并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力的齿轮传动。 应用学科:机械工程(一级学科);传动(二级学科);齿轮传动(三级学科)谐波齿轮传动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)。那么,谐波减速器的传动原理是什么?

图片关键词

  简单来说,谐波齿轮传动由三个基本构件及组成

  谐波发生器——是凸轮及薄壁轴承组成,随着凸轮转动,薄壁轴承的外环作椭圆形变形运动。

  刚轮——是刚性的内齿轮。

  柔轮——是薄壳形元件,具有弹性的外齿轮。

  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;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。

  谐波减速器齿的啮合与脱开

  波发生器为主动元件时,凸轮在柔轮内转动,就近使柔轮及薄壁轴承发生可控的弹性变形,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。

  当电机带动波发生器在柔轮内连续转动时,其迫使柔轮产生连续的弹性变形,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。

  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。

  波发生器的连续转动,迫使柔轮上的一点不断的改变位置,这时在柔轮的节圆的任一点,随着波发生器角位移的过程,形成一个上下左右相对称的和谐波,故称之为:“谐波”。