諧波減速器課件

諧波齒輪傳動及諧波減速器

主講周蘭1-諧波齒輪傳動及諧波減速器主講周蘭1-一、諧波齒輪傳動的基本構(gòu)成及特點(diǎn)

2-一、諧波齒輪傳動的基本構(gòu)成及特點(diǎn)

2-1．構(gòu)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(fā)生器H和柔性軸承等零部件構(gòu)成。

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(yīng)用較多。3-1．構(gòu)成：諧波齒輪傳動是諧波齒輪行星傳動的簡稱。是一種少齒諧波齒輪傳動構(gòu)成圖例：4-諧波齒輪傳動構(gòu)成圖例：4-

2．特點(diǎn)（1）：

諧波齒輪傳動既可用做減速器，也可用做增速器。柔輪、剛輪、波發(fā)生器三者任何一個均可固定，其余二個一為主動，另一個為從動。傳動比大，且外形輪廓小，零件數(shù)目少，傳動效率高。效率高達(dá)92％~96％，單級傳動比可達(dá)50~4000。5-

2．特點(diǎn)（1）：

諧波齒輪傳動既可用做減速器，也可用做增速

2．特點(diǎn)（2）：

承載能力較高：柔輪和剛輪之間為面接觸多齒嚙合，且滑動速度小，齒面摩損均勻。柔輪和剛輪的齒側(cè)間隙是可調(diào)：當(dāng)柔輪的扭轉(zhuǎn)剛度較高時，可實(shí)現(xiàn)無側(cè)隙的高精度嚙合。諧波齒輪傳動可用來由密封空間向外部或由外部向密封空間傳遞運(yùn)動。6-

2．特點(diǎn)（2）：

承載能力較高：柔輪和剛輪之間為面接觸多齒二、工作原理

7-二、工作原理

7-1．齒差：

諧波齒輪傳動中，剛輪的齒數(shù)zG略大于柔輪的齒數(shù)zR，其齒數(shù)差要根據(jù)波發(fā)生器轉(zhuǎn)一周柔輪變形時與剛輪同時嚙合區(qū)域數(shù)目來決定。即zG-zR=u。目前多用雙波和三波傳動。錯齒是運(yùn)動產(chǎn)生的原因ZGZR8-1．齒差：

諧波齒輪傳動中，剛輪的齒數(shù)zG略大于柔輪的齒數(shù)z2．變形：

波發(fā)生器的長度比未變形的柔輪內(nèi)圓直徑大：當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)圓時，迫使柔輪產(chǎn)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(nèi)，成為完全嚙合狀態(tài)；而其短軸處兩輪輪齒完全不接觸，處于脫開狀態(tài)。由嚙合到脫開的過程之間則處于嚙出或嚙入狀態(tài)。當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動時：迫使柔輪不斷產(chǎn)生變形，使兩輪輪齒在進(jìn)行嚙入、嚙合、嚙出、脫開的過程中不斷改變各自的工作狀態(tài)，產(chǎn)生了所謂的錯齒運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)了主動波發(fā)生器與柔輪的運(yùn)動傳遞。9-2．變形：波發(fā)生器的長度比未變形的柔輪內(nèi)圓直徑大：當(dāng)波發(fā)生工作原理圖例：波發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)方向與柔輪的轉(zhuǎn)動方向相反。10-工作原理圖例：波發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)方向與柔輪的轉(zhuǎn)動方向相反。10-柔輪與剛輪齒面的嚙合過程：11-柔輪與剛輪齒面的嚙合過程：11-三、單級諧波齒輪常見的

傳動形式和應(yīng)用

12-三、單級諧波齒輪常見的

1．剛輪固定—柔輪輸出：

波發(fā)生器主動，單級減速，結(jié)構(gòu)簡單，傳動比范圍較大，效率較高，應(yīng)用極廣，i=75~500。13-1．剛輪固定—柔輪輸出：波發(fā)生器主動，單級減速，結(jié)構(gòu)簡單，2．柔輪固定—剛輪輸出：

波發(fā)生器主動，單級減速，結(jié)構(gòu)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。14-2．柔輪固定—剛輪輸出：

波發(fā)生器主動，單級減速，結(jié)構(gòu)簡單，3．波發(fā)生器固定—剛輪輸出：

柔輪主動，單級微小減速，傳動比準(zhǔn)確，適用于高精度微調(diào)傳動裝置，i=1.002~1.015。15-3．波發(fā)生器固定—剛輪輸出：

柔輪主動，單級微小減速，傳動比四、諧波發(fā)生器傳動比的計(jì)算

16-四、諧波發(fā)生器傳動比的計(jì)算

16-1、公式推導(dǎo)（1）：以剛輪固定，柔輪輸出為例，推導(dǎo)傳動比的計(jì)算公式。當(dāng)剛輪固定時，nG=0。如果反過來看，即將柔輪當(dāng)做輸入，剛輪當(dāng)做輸出，則：

17-1、公式推導(dǎo)（1）：以剛輪固定，柔輪輸出為例，推導(dǎo)傳動比的計(jì)1、公式推導(dǎo)（2）：實(shí)際上，運(yùn)動是從波發(fā)生器輸入的，減速器的傳動比為：18-1、公式推導(dǎo)（2）：實(shí)際上，運(yùn)動是從波發(fā)生器輸入的，減速器的五、柔輪、波發(fā)生器

常見的結(jié)構(gòu)型式

19-五、柔輪、波發(fā)生器

1．柔輪常見的結(jié)構(gòu)型式：

柔輪的結(jié)構(gòu)型式與諧波傳動的結(jié)構(gòu)類型選擇有關(guān)。柔輪和輸出軸的聯(lián)結(jié)方式直接影響諧波傳動的穩(wěn)定性和工作性能。筒形底端聯(lián)接式：結(jié)構(gòu)簡單，聯(lián)接方便，制造容易，剛性較大，應(yīng)用較普遍。筒形花鍵聯(lián)接式：軸向尺寸較小，扭轉(zhuǎn)剛性好，傳動精度較高，聯(lián)接方便，承載能力較大。筒形銷軸聯(lián)接式：軸向尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但載荷沿齒寬分布不均勻。

20-1．柔輪常見的結(jié)構(gòu)型式：柔輪的結(jié)構(gòu)型式與諧波傳動的筒形底端聯(lián)接式圖例：21-筒形底端聯(lián)接式圖例：21-筒形花鍵聯(lián)接式圖例：22-筒形花鍵聯(lián)接式圖例：22-筒形銷軸聯(lián)接式圖例：23-筒形銷軸聯(lián)接式圖例：23-2．波發(fā)生器常見的結(jié)構(gòu)型（1）：

波發(fā)生器是迫使柔輪發(fā)生彈性變形的重要元件，按變形的波數(shù)不同，常用的有雙波和三波兩種。雙波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)型式主要有滾輪式、凸輪式、偏心盤式和行星式。

24-2．波發(fā)生器常見的結(jié)構(gòu)型（1）：波發(fā)生器是迫使柔輪發(fā)生彈性波發(fā)生器種類圖例（1）：凸輪式滾輪式偏心盤式25-波發(fā)生器種類圖例（1）：凸輪式滾輪式偏心盤式25-2．波發(fā)生器常見的結(jié)構(gòu)型（2）：雙滾輪式：

結(jié)構(gòu)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(fā)生器的特大型傳動。26-2．波發(fā)生器常見的結(jié)構(gòu)型（2）：雙滾輪式：26-波發(fā)生器種類圖例（2）：27-波發(fā)生器種類圖例（2）：27-3．諧波傳動主要零件常用材料：

柔輪：30CrMnSi、35CrMnSiA、40CrNiMoA剛輪45、40Cr凸輪或偏心盤4528-3．諧波傳動主要零件常用材料：

柔輪：28-六、諧波發(fā)生器的典型結(jié)構(gòu)

29-六、諧波發(fā)生器的典型結(jié)構(gòu)29-雙波單級諧波齒輪減速器主要問題：1、減速器的主要構(gòu)成；2、減速器的運(yùn)動型式（指出哪個部件固定、主動和從動軸）；3、波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)型式；4、柔輪采用何種輸出方式。30-雙波單級諧波齒輪減速器主要問題：30-諧波齒輪傳動及諧波減速器

主講周蘭31-諧波齒輪傳動及諧波減速器主講周蘭1-一、諧波齒輪傳動的基本構(gòu)成及特點(diǎn)

32-一、諧波齒輪傳動的基本構(gòu)成及特點(diǎn)

2-1．構(gòu)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(fā)生器H和柔性軸承等零部件構(gòu)成。

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(yīng)用較多。33-1．構(gòu)成：諧波齒輪傳動是諧波齒輪行星傳動的簡稱。是一種少齒諧波齒輪傳動構(gòu)成圖例：34-諧波齒輪傳動構(gòu)成圖例：4-

2．特點(diǎn)（1）：

諧波齒輪傳動既可用做減速器，也可用做增速器。柔輪、剛輪、波發(fā)生器三者任何一個均可固定，其余二個一為主動，另一個為從動。傳動比大，且外形輪廓小，零件數(shù)目少，傳動效率高。效率高達(dá)92％~96％，單級傳動比可達(dá)50~4000。35-

2．特點(diǎn)（1）：

諧波齒輪傳動既可用做減速器，也可用做增速

2．特點(diǎn)（2）：

承載能力較高：柔輪和剛輪之間為面接觸多齒嚙合，且滑動速度小，齒面摩損均勻。柔輪和剛輪的齒側(cè)間隙是可調(diào)：當(dāng)柔輪的扭轉(zhuǎn)剛度較高時，可實(shí)現(xiàn)無側(cè)隙的高精度嚙合。諧波齒輪傳動可用來由密封空間向外部或由外部向密封空間傳遞運(yùn)動。36-

2．特點(diǎn)（2）：

承載能力較高：柔輪和剛輪之間為面接觸多齒二、工作原理

37-二、工作原理

7-1．齒差：

諧波齒輪傳動中，剛輪的齒數(shù)zG略大于柔輪的齒數(shù)zR，其齒數(shù)差要根據(jù)波發(fā)生器轉(zhuǎn)一周柔輪變形時與剛輪同時嚙合區(qū)域數(shù)目來決定。即zG-zR=u。目前多用雙波和三波傳動。錯齒是運(yùn)動產(chǎn)生的原因ZGZR38-1．齒差：

諧波齒輪傳動中，剛輪的齒數(shù)zG略大于柔輪的齒數(shù)z2．變形：

波發(fā)生器的長度比未變形的柔輪內(nèi)圓直徑大：當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)圓時，迫使柔輪產(chǎn)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(nèi)，成為完全嚙合狀態(tài)；而其短軸處兩輪輪齒完全不接觸，處于脫開狀態(tài)。由嚙合到脫開的過程之間則處于嚙出或嚙入狀態(tài)。當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動時：迫使柔輪不斷產(chǎn)生變形，使兩輪輪齒在進(jìn)行嚙入、嚙合、嚙出、脫開的過程中不斷改變各自的工作狀態(tài)，產(chǎn)生了所謂的錯齒運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)了主動波發(fā)生器與柔輪的運(yùn)動傳遞。39-2．變形：波發(fā)生器的長度比未變形的柔輪內(nèi)圓直徑大：當(dāng)波發(fā)生工作原理圖例：波發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)方向與柔輪的轉(zhuǎn)動方向相反。40-工作原理圖例：波發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)方向與柔輪的轉(zhuǎn)動方向相反。10-柔輪與剛輪齒面的嚙合過程：41-柔輪與剛輪齒面的嚙合過程：11-三、單級諧波齒輪常見的

傳動形式和應(yīng)用

42-三、單級諧波齒輪常見的

1．剛輪固定—柔輪輸出：

波發(fā)生器主動，單級減速，結(jié)構(gòu)簡單，傳動比范圍較大，效率較高，應(yīng)用極廣，i=75~500。43-1．剛輪固定—柔輪輸出：波發(fā)生器主動，單級減速，結(jié)構(gòu)簡單，2．柔輪固定—剛輪輸出：

波發(fā)生器主動，單級減速，結(jié)構(gòu)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。44-2．柔輪固定—剛輪輸出：

波發(fā)生器主動，單級減速，結(jié)構(gòu)簡單，3．波發(fā)生器固定—剛輪輸出：

柔輪主動，單級微小減速，傳動比準(zhǔn)確，適用于高精度微調(diào)傳動裝置，i=1.002~1.015。45-3．波發(fā)生器固定—剛輪輸出：

柔輪主動，單級微小減速，傳動比四、諧波發(fā)生器傳動比的計(jì)算

46-四、諧波發(fā)生器傳動比的計(jì)算

16-1、公式推導(dǎo)（1）：以剛輪固定，柔輪輸出為例，推導(dǎo)傳動比的計(jì)算公式。當(dāng)剛輪固定時，nG=0。如果反過來看，即將柔輪當(dāng)做輸入，剛輪當(dāng)做輸出，則：

47-1、公式推導(dǎo)（1）：以剛輪固定，柔輪輸出為例，推導(dǎo)傳動比的計(jì)1、公式推導(dǎo)（2）：實(shí)際上，運(yùn)動是從波發(fā)生器輸入的，減速器的傳動比為：48-1、公式推導(dǎo)（2）：實(shí)際上，運(yùn)動是從波發(fā)生器輸入的，減速器的五、柔輪、波發(fā)生器

常見的結(jié)構(gòu)型式

49-五、柔輪、波發(fā)生器

1．柔輪常見的結(jié)構(gòu)型式：

柔輪的結(jié)構(gòu)型式與諧波傳動的結(jié)構(gòu)類型選擇有關(guān)。柔輪和輸出軸的聯(lián)結(jié)方式直接影響諧波傳動的穩(wěn)定性和工作性能。筒形底端聯(lián)接式：結(jié)構(gòu)簡單，聯(lián)接方便，制造容易，剛性較大，應(yīng)用較普遍。筒形花鍵聯(lián)接式：軸向尺寸較小，扭轉(zhuǎn)剛性好，傳動精度較高，聯(lián)接方便，承載能力較大。筒形銷軸聯(lián)接式：軸向尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但載荷沿齒寬分布不均勻。

50-1．柔輪常見的結(jié)構(gòu)型式：柔輪的結(jié)構(gòu)型式與諧波傳動的筒形底端聯(lián)接式圖例：51-筒形底端聯(lián)接式圖例：21-筒形花鍵聯(lián)接式圖例：52-筒形花鍵聯(lián)接式圖例：22-筒形銷軸聯(lián)接式圖例：53-筒形銷軸聯(lián)接式圖例：23-2．波發(fā)生器常見的結(jié)構(gòu)型（1）：

波發(fā)生器是迫使柔輪發(fā)生彈性變形的重要元件，按變形的波數(shù)不同，常用的有雙波和三波兩種。雙波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)型式主要有滾輪式、凸輪式、偏心盤式和行星式。

54-2．波發(fā)生器常見的結(jié)構(gòu)型（1）：波發(fā)生器是迫使柔輪發(fā)生彈性波發(fā)生器種類圖例（1）：凸輪式滾輪式偏心盤式55-波發(fā)生器種類圖例（1）：凸輪式滾輪式偏心盤式25-2．波發(fā)生器常見的結(jié)構(gòu)型（2）：雙滾輪式：

結(jié)構(gòu)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(fā)生器的特大型傳動。56-2．波發(fā)生器常見的結(jié)構(gòu)型（2）：雙滾輪式：26-波發(fā)生器種類圖例（2）