諧波減速機概述 諧波減速機的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用、特點和工作原理介紹
諧波減速機主要由帶有內(nèi)齒圈的剛性齒輪(剛輪)、帶有外齒圈的柔性齒輪(柔輪)、波發(fā)生器三個基本構(gòu)件組成,其適用于宇航、航空、航海、雷達、光學(xué)機械、原子能、機器人、機床、起重運輸、化工、輕工等設(shè)備的機械傳動部位,實現(xiàn)減速、傳遞運動和動力。
諧波減速機的特點:
1.結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕。
它與傳動比相當(dāng)?shù)钠胀p速器比較,其零件減少50%,體積和重量均減少1/3左右或更多。
2.傳動比范圍大
單級諧波減速器傳動比可在50—300之間,優(yōu)選在75—250之間
雙級諧波減速器傳動比可在3000—60000之間
復(fù)波諧波減速器傳動比可在200—140000之間。
3.同時嚙合的齒數(shù)多。
雙波諧波減速器同時嚙合的齒數(shù)可達30%甚至更多。而在普通齒輪傳動中,同時嚙合的齒數(shù)只有2—7%,對于直齒圓柱漸開線齒輪同時嚙合的齒數(shù)只有1—2對。
4.承載能力大。
諧波齒輪傳動同時嚙合齒數(shù)多,即承受載荷的齒數(shù)多,在材料和速比相同的情況下,受載能力要大大超過其它傳動。其傳遞的功率范圍可為幾瓦至幾十千瓦。
5.運動精度高。
由于多齒嚙合,一般情況下,諧波齒輪與相同精度的普通齒輪相比,其運動精度能提高四倍左右。
6.運動平穩(wěn)
無沖擊、噪聲小。齒的嚙入、嚙出是隨著柔輪的變形,逐漸進入和逐漸退出剛輪齒間的,嚙合過程中齒面接觸,滑移速度小,且無突然變化。
7.齒側(cè)間隙可以調(diào)整。
諧波齒輪傳動在嚙合中,柔輪和剛輪齒之間主要取決于波發(fā)生器外形的最大尺寸,及兩齒輪的齒形尺寸,因此可以使傳動的回差很小,某些情況甚至可以是零側(cè)間隙。
8.傳動效率高。
諧波傳動由于運動部件數(shù)量少、嚙合齒面速度低,因此效率比普通齒輪傳動更高,隨速比的不同(u=60-250),效率約在65—96%左右(諧波復(fù)波傳動效率較低)齒面的磨損很小。
9.同軸性好。
諧波齒輪減速器的高速軸、低速軸位于同一軸線上。
10.可實現(xiàn)向密閉空間傳遞運動及動力。
采用密封柔輪諧波傳動減速裝置,可以驅(qū)動工作在高真空、有腐蝕性及其它有害介質(zhì)空間的機構(gòu),諧波傳動這一獨特優(yōu)點是其它傳動機構(gòu)難于達到的。
11.可實現(xiàn)高增速運動。
由于諧波齒輪傳動的效率高及機構(gòu)本身的特點,加之體積小、重量輕的優(yōu)點,因此是理想的高增速裝置。對于手搖發(fā)電機、風(fēng)力發(fā)電機等需要高增速的設(shè)備有廣闊的應(yīng)用前景。
12.方便的實現(xiàn)差速傳動。
由于諧波齒輪傳動的三個基本構(gòu)件中,可以任意兩個主動、第三個從動,那么如果讓波發(fā)生器、剛輪主動,柔輪從動,就可以構(gòu)成一個差動傳動機構(gòu),從而方便的實現(xiàn)快慢速工作狀況。這一點對許多機床的走刀機構(gòu)很有實用價值,經(jīng)適當(dāng)設(shè)計,可以大大改變機床走刀部分的結(jié)構(gòu)性能。
諧波減速機的工作原理:
波發(fā)生器是一個桿狀部件,其兩端裝有滾動軸承構(gòu)成滾輪,與柔輪的內(nèi)壁相互壓緊。柔輪為可產(chǎn)生較大彈性變形的薄壁齒輪,其內(nèi)孔直徑略小于波發(fā)生器的總長。波發(fā)生器是使柔輪產(chǎn)生可控彈性變形的構(gòu)件。當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪后,迫使柔輪的剖面由原先的圓形變成橢圓形,其長軸兩端附近的齒與剛輪的齒完全嚙合,而短軸兩端附近的齒則與剛輪完全脫開。周長上其他區(qū)段的齒處于嚙合和脫離的過渡狀態(tài)。當(dāng)波發(fā)生器沿圖示方向連續(xù)轉(zhuǎn)動時,柔輪的變形不斷改變,使柔輪與剛輪的嚙合狀態(tài)也不斷改變,由嚙入、嚙合、嚙出、脫開、再嚙入……,周而復(fù)始地進行,從而實現(xiàn)柔輪相對剛輪沿波發(fā)生器H相反方向的緩慢旋轉(zhuǎn)。工作時,固定剛輪,由電機帶動波發(fā)生器轉(zhuǎn)動,柔輪作為從動輪,輸出轉(zhuǎn)動,帶動負(fù)載運動。在傳動過程中,波發(fā)生器轉(zhuǎn)一周,柔輪上某點變形的循環(huán)次數(shù)稱為波數(shù),以 n 表示。常用的是雙波和三波兩種。雙波傳動的柔輪應(yīng)力較小,結(jié)構(gòu)比較簡單,易于獲得大的傳動比。故為目前應(yīng)用最廣的一種。
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