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          一文看懂諧波減速器原理

          時間:2021-05-24 18:17:30來源:直觀學機械

          導語:?諧波齒輪是一種獨特的機械齒輪系統,在緊湊輕便的包裝中允許很高的減速比。與傳統的齒輪系統(例如斜齒輪或行星齒輪)相比,它在相同的空間內可實現高達30倍的更高減速比。除此之外,它還具有零齒隙特性,高扭矩,準確性和可靠性。因此,該齒輪系統可用于許多應用,包括機器人技術,航空航天,醫療機器,銑床,制造設備等。

          什么是諧波齒輪?諧波齒輪是一種獨特的機械齒輪系統,在緊湊輕便的包裝中允許很高的減速比。與傳統的齒輪系統(例如斜齒輪或行星齒輪)相比,它在相同的空間內可實現高達30倍的更高減速比。除此之外,它還具有零齒隙特性,高扭矩,準確性和可靠性。因此,該齒輪系統可用于許多應用,包括機器人技術,航空航天,醫療機器,銑床,制造設備等。

          諧波減速原理602.png

          諧波傳動是1957年由沃爾頓·穆塞發明的。它是如何工作的?

          諧波傳動有三個關鍵部件,一個波形發生器,一個撓性花鍵和一個圓形花鍵。

           諧波減速原理852.png

          波形發生器為橢圓形,由一個橢圓形輪轂和一個特殊的薄壁軸承組成,軸承遵循輪轂的橢圓形。這是齒輪組的輸入,它連接到電機軸上。

           諧波減速原理1098.png

          當波形發生器旋轉時,它產生波浪運動。

          撓性花鍵有一個圓柱形的杯狀結構,由柔韌但抗扭的合金鋼材料制成。杯子的側面很薄,但是底部又厚又硬。

           諧波減速原理1350.png

          杯子的開口端是柔性的,但是封閉端是相當剛性的,因此我們可以將它用作輸出端,并將輸出法蘭連接到其上。撓性花鍵在杯的開口端有外齒。另一方面,圓形花鍵是一個內部有齒的剛性環。圓弧花鍵比柔輪花鍵多兩個齒,這實際上是應諧波傳動系統的關鍵設計。

           諧波減速原理1649.png

          因此,當我們將波形發生器插入Flex樣條曲線時,Flex樣條曲線將采用波形發生器的形狀。

           諧波減速原理1877.png

          當波形發生器旋轉時,它會使撓性花鍵的開口端徑向變形。波形發生器和撓性花鍵然后被放置在圓形花鍵內,將齒嚙合在一起。

           諧波減速原理2115.png

          由于彈性花鍵的橢圓形狀,牙齒僅在彈性花鍵的相對兩側的兩個區域嚙合,并且這兩個區域跨越波發生器橢圓的主軸。

          現在,隨著波形發生器的旋轉,與圓形花鍵嚙合的撓性花鍵齒將慢慢改變位置。由于柔性花鍵和圓形花鍵之間的齒數不同,對于波形發生器每旋轉180度,齒嚙合將導致撓性花鍵相對于波形發生器向后少量旋轉。換句話說,隨著波形發生器每旋轉180度,與圓形花鍵嚙合的撓性花鍵齒將僅前進一個齒。

          諧波減速原理2490.png

          因此,波形發生器旋轉360度時,撓性花鍵將改變位置或前進兩個齒。

           諧波減速原理2708.png

          例如,如果撓性花鍵有200個齒,波形發生器必須旋轉100圈,柔輪花鍵才能前進200個齒,或者柔輪花鍵只能旋轉一圈。這是100:1的比例。在這種情況下,圓弧花鍵將有202個齒,因為圓弧花鍵的齒數總是比撓性花鍵的齒數多兩個。

          我們可以用下面的公式很容易地計算出減速比。該比率等于撓性花鍵齒–圓形花鍵齒除以撓性花鍵齒。

           諧波減速原理3054.png

          因此,以撓性花鍵上的200個齒和圓形花鍵上的202個齒為例,減速比為-0.01。這是波發生器速度的1/100,減號表示輸出方向相反。

           諧波減速原理3303.png

          通過改變齒數,我們可以得到不同的減速比。

          標簽: 減速機減速器

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