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淺析諧波齒輪減速機(jī)
閱讀:1171 發(fā)布時(shí)間:2021-12-22引言:隨著人類文明的延續(xù)拓展,科學(xué)技術(shù)水平應(yīng)時(shí)代不斷提升。而人類對(duì)未知的探索也不僅僅局限于地球之內(nèi),古往今來(lái),外太空的神秘一直縈繞在我們心頭。由此,諧波齒輪減速機(jī)應(yīng)運(yùn)而生,它作為技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用于火箭、衛(wèi)星及航天等各個(gè)領(lǐng)域。而在市面中卻不能經(jīng)常看到它的影子,今天就來(lái)一起揭秘吧!
諧波齒輪減速器是一種由固定的內(nèi)齒剛輪、柔輪、和使柔輪發(fā)生徑向變形的波發(fā)生器組成,諧波齒輪減速機(jī)是齒輪減速機(jī)中的一種新型傳動(dòng)結(jié)構(gòu),它是利用柔性齒輪產(chǎn)生可控制的彈性變形波,引起剛輪與柔輪的齒間相對(duì)錯(cuò)齒來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。這種傳動(dòng)與一般的齒輪傳遞具有本質(zhì)上的差別,在嚙合理論、集合計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yōu)點(diǎn),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(shí),它的優(yōu)點(diǎn)還是顯著的:
(1)傳動(dòng)速比大。單級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)速比范圍為70~320,在某些裝置中可達(dá)到1000,多級(jí)傳動(dòng)速比可達(dá)30000以上。它不僅可用于減速,也可用于增速的場(chǎng)合。
(2)承載能力高。這是因?yàn)橹C波齒輪傳動(dòng)中同時(shí)嚙合的齒數(shù)多,雙波傳動(dòng)同時(shí)嚙合的齒數(shù)可達(dá)總齒數(shù)的30%以上,而且柔輪采用了高強(qiáng)度材料,齒與齒之間是面接觸。
(3)傳動(dòng)精度高。這是因?yàn)橹C波齒輪傳動(dòng)中同時(shí)嚙合的齒數(shù)多,誤差平均化,即多齒嚙合對(duì)誤差有相互補(bǔ)償作用,故傳動(dòng)精度高。在齒輪精度等級(jí)相同的情況下,傳動(dòng)誤差只有普通圓柱齒輪傳動(dòng)的1/4左右。同時(shí)可采用微量改變波發(fā)生器的半徑來(lái)增加柔輪的變形使齒隙很小,甚至能做到無(wú)側(cè)隙嚙合,故諧波齒輪減速器傳動(dòng)空程小,適用于反向轉(zhuǎn)動(dòng)。
(4)傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。由于柔輪輪齒在傳動(dòng)過程中作均勻的徑向移動(dòng),因此,即使輸入速度很高,輪齒的相對(duì)滑移速度仍是極低(故為普通漸開線齒輪傳動(dòng)的百分之—),所以,輪齒磨損小,效率高(可達(dá)69%~96%)。又由于嚙入和嚙出時(shí),齒輪的兩側(cè)都參加工作,因而無(wú)沖擊現(xiàn)象,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。
(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件數(shù)少、安裝方便。僅有三個(gè)基本構(gòu)件,且輸入與輸出軸同軸線,所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí),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(yùn)動(dòng)。利用柔輪的柔性特點(diǎn),輪傳動(dòng)的這一可貴優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)有其他傳動(dòng)的。
不過,由于諧波減速器的構(gòu)件——柔輪和波發(fā)生器,生產(chǎn)制造難度高,所以購(gòu)買的價(jià)格不菲。并且,所需要的傳動(dòng)比不能低,齒數(shù)也不能少,否則容易發(fā)生疲勞損壞。同時(shí),由于它不具備中間軸的結(jié)構(gòu),所以沒有中間速度,在使用時(shí)需要注意。
以上是對(duì)諧波齒輪減速機(jī)的簡(jiǎn)要介紹與分析,在高動(dòng)態(tài)性能的伺服系統(tǒng)中,它逐漸有了自己的一席之地,相信在不久的未來(lái),該產(chǎn)品會(huì)廣泛運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域中。