关于谐波减速器

谐波减速器的原源

谐波减速器是谐波齿轮传动装置(Harmonic gear drive)的简称。谐波齿轮传动既可以减速,又可以加速,但是传动比很大(50-160),因此,常用于减速,尤其是在工业机器人领域。

1955年,由美国发明家C.W.Musser 发明,然后在1970年,在东京,Harmonic Drive (哈默纳克)公司成立,是目前世界上最大的谐波减速器技术和生产商。

结构和原理

谐波减速器一般由三部分构成,刚轮、柔轮、谐波发生器。

刚轮,简而言之,就是一个刚性内齿圈,在薄型或者微型的谐波减速器中,刚轮会和CRB轴承设计成一体。

柔轮,有效工作区域结构上类似于一个轮毂特别窄的齿轮,柔度较大,薄壁柔性金属体。齿数要比刚轮少一些(一般是2或者4个齿)。

刚轮和柔轮都有结构上的孔,便于固定时固定用,也不影响自由式正常运转。

谐波发生器(Wave Generator),谐波发生器的结构上类似于一个焦距适当小的椭圆凸轮啮合在一个滚珠轴承里,在这里,关于为什么要有这个滚珠轴承,在原理上的必要性目前认为是因为为了隔离谐波发生器和柔轮,从力学优化上可以看出来似乎是为了减少摩擦,降低能量损耗,减少热量。

变速原理

类似于初学者呼啦圈,呼啦圈转得很快,而转的人会磕磕绊绊的缓慢反转以至于摔倒。想象这样一个场景,会更容易上手理解,


三个传动原件,是三个部件传动啮合,刚轮、柔轮、谐波发生器三者均可以作为输入或者输出,由于柔轮相比于刚轮少了几个齿,而柔轮与刚轮的捏合关系,所以就会有差速出现,并且,选择不同部件作为输入和输出,减速比会会差距极大。

这里分别介绍

三个部件,分别为输入输出,固定端。有排列规律可知,A33 = 6 共有六种排列方式,设定基本减速比为R,

1)刚轮固定(Zc),柔轮输出(Zf),谐波产生器输入:

i =(Zf - Zc)/Zf = -1/R

2)(标准减速)刚轮固定(Zc),柔轮输入(Zf),谐波产生器输出:

i = Zf /(Zf - Zc)= R

3)刚轮输入(Zc),柔轮固定(Zf),谐波产生器输出:

i = Zc / (Zc - Zf ) = R + 1

4) 刚轮输出(Zc),柔轮固定(Zf),谐波产生器输入:

i = (Zc - Zf ) / Zc = 1 / (R+1)

5)刚轮输入(Zc),柔轮输出(Zf),谐波产生器固定:

i = -Zc / Zf = (R+1) / R 

6) 刚轮输出(Zc),柔轮输入(Zf),谐波产生器固定:

i = - Zf / Zc = R/(R+1)

性质特点

1)承载能力强,传动精度高

普通直齿圆柱渐开线齿轮,啮合齿数只有1-2个,啮合率通常只有2%-7%,而谐波齿轮啮合率高达30%,故承载能力显著高,齿距误差,和累计齿距误差,相对要小很多,大约是普通传动齿轮的1/4。但是相比于高精度数控机床回转轴来说,谐波减速器(角分级)还是不如角秒级,这是工业机器人定位精度落后于数控机床的主要原因。

2)传动比大

可以根据原理图刻出来传动比大。

3)结构简单、体积小、重量轻,传动平稳,使用寿命长

谐波减速器零件少,只有三个,而且由于都是内啮合的,所以体积小,质量小,重量也轻,啮合齿多,冲击小,所以寿命就长。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 214,922评论 6 497
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,591评论 3 389
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 160,546评论 0 350
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,467评论 1 288
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,553评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,580评论 1 293
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,588评论 3 414
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,334评论 0 270
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,780评论 1 307
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,092评论 2 330
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,270评论 1 344
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,925评论 5 338
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,573评论 3 322
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,194评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,437评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,154评论 2 366
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,127评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容

  • 工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行装置的、能够完成各种移动或工艺来代替人类劳动的通用机器。通常在生产中能代替...
    Jason徐老头阅读 2,345评论 2 9
  • 高级钳工应知鉴定题库(858题) ***单选题*** 1. 000003难易程度:较难知识范围:相关4 01答案:...
    开源时代阅读 5,747评论 1 9
  • 早上十点开始忙碌到晚上十一点,家人、爱人、朋友、邻居的帮助,都那么贴心和关键,感谢他、她们,也感谢小小身体大大能量...
    田园阳光房阅读 158评论 0 0
  • 今天早上爸爸妈妈都要忙工作,所以我吃完早饭就去奶奶了。我拿起一本叫流浪狗和流浪猫的书开始看起来。看完这本书后,我...
    楚岫烟寒阅读 174评论 0 1
  • 说实话,我不爱看书。每次看小说都会很专注,每次看一些其他的书,就会犯困~ 到底是为什么呢?我很好奇,也想说,能不能...
    陌小兰阅读 293评论 0 0