諧波齒輪傳動諧波齒輪傳動一、諧波齒輪傳動的基本構成及特點

一、諧波齒輪傳動的基本構成及特點

1．構成：

諧波齒輪傳動是諧波齒輪行星傳動的簡稱，是一種少齒差行星傳動。通常由剛性圓柱齒輪G、柔性圓柱齒輪R、波發生器H等零部件構成。柔輪、剛輪和波發生器，任一固定，另外兩個可以形成輸入和輸出。柔輪和剛輪的齒形有直線三角齒形和漸開線齒形兩種，以后者應用較多。1．構成：諧波齒輪傳動是諧波齒輪行星傳動的簡稱，是一種少齒

2．特點：

1）傳動比大而且范圍寬。諧波齒輪傳動單級傳動比在1.002—500,而采用復式傳動,可達107數量級。2）同時嚙合的齒數多。雙波傳動嚙合齒數可達總齒數的30%～40%，三波傳動則更多。3）輸出軸和輸入軸位于同一軸心線上。4）體積小。在相同的工作條件下，這種傳動機構的體積可比普通齒輪減速器的體積減小20一50％左右，零件數約少一半。

2．特點：

1）傳動比大而且范圍寬。諧波齒輪傳動單級傳動比5）運動精度高。由于多齒嚙合，一般情況下，其運動精度要比同等精度等級的普通齒輪元件所組成的減速器高4倍左右；6）傳動效率高。傳動裝置的總效率可達60一90％；7）嚙合時齒是面接觸，滑動速度小，所以磨損小而且均勻。同時齒的嚙入和嚙出是隨柔輪的變形逐漸進入和退出剛輪齒間的，因而運動平穩，無沖擊現象；8）可實現向密封空間傳遞運動。因而它用在操縱高溫、高壓的管路以及用來驅動工作心高真空、有原子輻射或其他有害介質空間的機構，是現有其他一切傳動所不能比擬的。

2．特點：

5）運動精度高。由于多齒嚙合，一般情況下，其運動精度要比同等二、工作原理

二、工作原理

1．齒差：諧波齒輪傳動中，剛輪的齒數zG略大于柔輪的齒數zR。其齒數差要根據波發生器轉一周柔輪變形時與剛輪同時嚙合區域數目來決定，

即zG-zR=n。目前多用雙波和三波傳動，錯齒是運動產生的原因。ZGZR1．齒差：諧波齒輪傳動中，剛輪的齒數zG略大于柔輪的齒數zR2．變形：

波發生器的長度比未變形的柔輪內圓直徑大：當波發生器裝入柔輪內圓時，迫使柔輪產生彈性變形而呈橢圓狀，使其長軸處柔輪輪齒插入剛輪的輪齒槽內，成為完全嚙合狀態；而其短軸處兩輪輪齒完全不接觸，處于脫開狀態。由嚙合到脫開的過程之間則處于嚙出或嚙入狀態。當波發生器連續轉動時：迫使柔輪不斷產生變形，使兩輪輪齒在進行嚙入、嚙合、嚙出、脫開的過程中不斷改變各自的工作狀態，產生了所謂的錯齒運動，從而實現了主動波發生器與柔輪的運動傳遞。2．變形：波發生器的長度比未變形的柔輪內圓直徑大：當波發生工作原理圖例：波發生器的旋轉方向與柔輪的轉動方向相反。工作原理圖例：波發生器的旋轉方向與柔輪的轉動方向相反。原理的另類解釋：

剛輪和柔輪在節圓處的貼合過程，也如同兩個純滾動(無滑動)的圓環一樣，它們在任一瞬間，轉過的弧長都必須相等。

但因柔輪比剛輪的節圓周長短了n個齒距的弧長，這樣一來，為了滿足它們在節圓處貼合和轉過的弧長相等的條件，柔輪在嚙入和退出的一圈中，就必然要相對剛輪在圓周方向錯過n個齒距的弧長，以保證貼合運動的正常進行。假設齒差為2，剛輪固定，波發生器從圖示位置旋轉一周，回到起始位置時，剛輪嚙合ZG個齒，而柔輪也嚙合ZG個齒，則與剛輪錯開2個齒。又因為剛輪固定，所以柔輪轉過2個齒對應的角度，實現減速的目的。原理的另類解釋：剛輪和柔輪在節圓處的貼合過程，三、單級諧波齒輪常見的

傳動形式和應用

三、單級諧波齒輪常見的

1．剛輪固定—柔輪輸出：

波發生器主動，單級減速，結構簡單，傳動比范圍較大，效率較高，應用極廣，i=75~500。1．剛輪固定—柔輪輸出：波發生器主動，單級減速，結構簡單，2．柔輪固定—剛輪輸出：

波發生器主動，單級減速，結構簡單，傳動比范圍較大，效率較高，可用于中小型減速器，i=75~500。2．柔輪固定—剛輪輸出：

波發生器主動，單級減速，結構簡單，3．波發生器固定—剛輪輸出：

柔輪主動，單級微小減速，傳動比準確，適用于高精度微調傳動裝置，i=1.002~1.015。3．波發生器固定—剛輪輸出：

柔輪主動，單級微小減速，傳動比四、柔輪、波發生器

常見的結構型式

四、柔輪、波發生器

1．柔輪常見的結構型式：

柔輪的結構型式與諧波傳動的結構類型選擇有關。柔輪和輸出軸的聯結方式直接影響諧波傳動的穩定性和工作性能。筒形底端聯接式：結構簡單，聯接方便，制造容易，剛性較大，應用較普遍。筒形花鍵聯接式：軸向尺寸較小，扭轉剛性好，傳動精度較高，聯接方便，承載能力較大。筒形銷軸聯接式：軸向尺寸較小，結構簡單，制造方便，但載荷沿齒寬分布不均勻。1．柔輪常見的結構型式：柔輪的結構型式與諧波傳筒形底端聯接式圖例：筒形底端聯接式圖例：筒形花鍵聯接式圖例：筒形花鍵聯接式圖例：筒形銷軸聯接式圖例：筒形銷軸聯接式圖例：2．波發生器常見的結構型（1）：

波發生器是迫使柔輪發生彈性變形的重要元件，按變形的波數不同，常用的有雙波和三波兩種。雙波發生器的結構型式主要有滾輪式、凸輪式、偏心盤式和行星式。凸輪式滾輪式偏心盤式2．波發生器常見的結構型（1）：波發生器是迫使柔輪發生彈性2．波發生器常見的結構型（2）：雙滾輪式：

結構簡單，制造方便，形成波峰容易，但柔輪變形未被積極控制，承載能力較低，多用于不重要的低精度輕載傳動。多滾輪式：柔輪變形全周被積極控制，承載能力較高，多用于不宜采用偏心盤式或凸輪式波發生器的特大型傳動。2．波發生器常見的結構型（2）：雙滾輪式：五．諧波傳動主要零件常用材料：柔輪（應具有較高的疲勞強度）：GGr9、GGr15、30CrMnSi、3