諧波傳動(dòng)是由美國(guó)發(fā)明家馬瑟與上世紀(jì)50年代中期發(fā)明創(chuàng)造的。諧波傳動(dòng)的特點(diǎn)具有
1，精度高，多齒在兩個(gè)180度對(duì)稱位置同時(shí)嚙合，因此齒輪齒距誤差和累積齒距誤差小。對(duì)于旋轉(zhuǎn)精度的影響較為平均，可得到極高的位置精度和旋轉(zhuǎn)精度。
2，傳動(dòng)比大，單級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比可達(dá)到30~500，且結(jié)果簡(jiǎn)單。
3，承載能力強(qiáng)，諧波傳動(dòng)是齒與齒嚙合面的接觸，加上同時(shí)嚙合齒數(shù)比較多，因而單位面積載荷比較小，承載能力較其他傳動(dòng)形式高。
4，體積小、重量輕，相比普通齒輪裝置，體積和重量可大大降低，實(shí)現(xiàn)小型化輕量化。
5，傳動(dòng)效率高，壽命長(zhǎng)。
6，傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)沖擊，噪聲小。
諧波減速機(jī)在國(guó)外是一個(gè)成熟的技術(shù)，技術(shù)基礎(chǔ)是由諧波傳動(dòng)。它是由波發(fā)生器，柔性輪，剛性輪三個(gè)結(jié)構(gòu)組成的傳動(dòng)。波發(fā)生器會(huì)使柔性輪產(chǎn)生彈性形變，與剛性輪共同傳遞運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比，與通用減速器比，用于機(jī)器人關(guān)節(jié)的諧波減速器要求具有傳動(dòng)鏈短，體積小，功率大，質(zhì)量輕和易于控制等特點(diǎn)。
諧波減速機(jī)的原理及應(yīng)用
一、諧波減速機(jī)簡(jiǎn)介
諧波齒輪減速機(jī)是利用行星齒輪傳動(dòng)原理發(fā)展起來(lái)的一種新型減速機(jī)。諧波齒輪傳動(dòng)（簡(jiǎn)稱諧波傳動(dòng)），它是依靠柔性零件產(chǎn)生彈性機(jī)械波來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的一種行星齒輪傳動(dòng)。
二、傳動(dòng)原理
當(dāng)波發(fā)生器為主動(dòng)時(shí)，凸輪在柔輪內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，就近使柔輪及薄壁軸承發(fā)生變形可控的彈性變形），這時(shí)柔輪的齒就在變形的過(guò)程中進(jìn)入（嚙合）或退出（嚙
離）剛輪的齒間，在波發(fā)生器的長(zhǎng)軸處處于完全嚙合，而短軸方向的齒就處在完全的脫開。波發(fā)生器通常成橢圓形的凸輪，將凸輪裝入薄壁軸承內(nèi)，再將它們裝入柔輪內(nèi)。此時(shí)柔輪由原來(lái)的圓形而變成橢圓形，橢圓長(zhǎng)軸兩端的柔輪與之配合的剛輪齒則處于完全嚙合狀態(tài)，即柔輪的外齒與剛輪的內(nèi)齒沿齒高嚙合。這是嚙合區(qū)，一般有30%左右的齒處在嚙合狀態(tài)；橢圓短軸兩端的柔輪齒與剛輪齒處于完全脫開狀態(tài)，簡(jiǎn)稱脫開；在波發(fā)生器長(zhǎng)軸和短軸之間的柔輪齒，沿柔輪周長(zhǎng)的不同區(qū)段內(nèi)，有的逐漸退出剛輪齒間，處在半脫開狀態(tài)，稱之為嚙出。
波發(fā)生器在柔輪內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，迫使柔輪產(chǎn)生連續(xù)的彈性變形，此時(shí)波發(fā)生器的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，就使柔輪齒的嚙入—嚙合—嚙出—脫開這四種狀態(tài)循環(huán)往復(fù)不斷地改變各自原來(lái)的嚙合狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱之錯(cuò)齒運(yùn)動(dòng)，正是這一錯(cuò)齒運(yùn)動(dòng)，作為減速器就可將輸入的高速轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)檩敵龅牡退俎D(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于雙波發(fā)生器的諧波齒輪傳動(dòng)，當(dāng)波發(fā)生器順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)1/8周時(shí)，柔輪齒與剛輪齒就由原來(lái)的嚙入狀態(tài)而成嚙合狀態(tài)，而原來(lái)脫開狀態(tài)就成為嚙入狀態(tài)。同樣道理，嚙出變?yōu)槊撻_，嚙合變?yōu)閲С觯@樣柔輪相對(duì)剛輪轉(zhuǎn)動(dòng)（角位移）了1/4齒；同理，波發(fā)生器再轉(zhuǎn)動(dòng)1/8周時(shí)，重復(fù)上述過(guò)程，這時(shí)柔輪位移一個(gè)齒距。依此類推，波發(fā)生器相對(duì)剛輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，柔輪相對(duì)剛輪的位移為兩個(gè)齒距。柔輪齒和剛輪齒在節(jié)圓處嚙合過(guò)程就如同兩個(gè)純滾動(dòng)無(wú)滑動(dòng)）的圓環(huán)一樣，兩者在任何瞬間，在節(jié)圓上轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)必須相等。由于柔輪比剛輪在節(jié)圓周長(zhǎng)上少了兩個(gè)齒距，所以柔輪在嚙合過(guò)程中，就必須相對(duì)剛輪轉(zhuǎn)過(guò)兩個(gè)齒距的角位移，這個(gè)角位移正是減速器輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了減速的目的。
諧波減速機(jī)是一種新型的機(jī)械傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)，與普通齒輪傳動(dòng)相比具有體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)比范圍大，（單級(jí)傳動(dòng)比為40~350，多級(jí)傳動(dòng)比可達(dá)到1600-100000），傳動(dòng)效率高，（單級(jí)傳動(dòng)效率N大于等于85%），傳動(dòng)精度高，承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可廣泛用于航天、航空、工業(yè)機(jī)器人、機(jī)床微量進(jìn)給、通訊設(shè)備，紡織機(jī)械，化纖機(jī)械，造紙機(jī)械，發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)，印刷機(jī)械、食品機(jī)械和醫(yī)療器械等領(lǐng)域。
RV減速機(jī)測(cè)試臺(tái),諧波減速機(jī)測(cè)試臺(tái),行星減速機(jī)測(cè)試臺(tái)
可測(cè)項(xiàng)目
效率、傳動(dòng)誤差、剛度、背隙
空程、啟動(dòng)扭矩、空載、溫升等
規(guī)格型號(hào)：
K2-RVZHCS-100 ( 100N. m)
K2-RVZHCS-200 (200N. m)
K2-RVZHCS-500 (500N. m)
K2-RVZHCS-1000 (1000N.m)
K2-RVZHCS-2000 (2000N. m)
K2-RVZHCS-5000 (5000N.m)
K2-RVZHCS-10000 (10000N.m)
電氣配置:(可選)
伺服系統(tǒng):ABB、安川、匯川
角度編碼器:海德漢、雷尼紹
轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器: HBM、KSTER、蘭菱科技
提供第三方校準(zhǔn)報(bào)告(可選)
工控機(jī):臺(tái)灣研華610L/710/8G/1T/17/DvD
采集卡:美國(guó)NI、臺(tái)灣研華
運(yùn)動(dòng)卡:臺(tái)灣研華
機(jī)械配重:
直線異軌:臺(tái)灣銀泰、上銀
滾珠絲杠:臺(tái)灣銀泰、上銀
安裝平臺(tái):HT200,二次回火去應(yīng)力,導(dǎo)軌精磨
防護(hù)罩:滑動(dòng)導(dǎo)透明封閉式
機(jī)械精度:同心度≤0.03mm
測(cè)量精度:
角度:±2角秒
轉(zhuǎn)矩:±0.1%FS(大量程)士0.2%FS(小量程)
轉(zhuǎn)速:±0.1%FS
溫度:±0.3℃
重復(fù)性:≤±1%
軟件功能:可以顯示轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率、速比、角度、振動(dòng)、溫度等參數(shù)及曲線,可以打印報(bào)表,存儲(chǔ)數(shù)據(jù),條碼管理。(可接受定制)
江蘇蘭菱機(jī)電科技有限公司位于江蘇省南通市海安市,是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè),省級(jí)研發(fā)中心,中國(guó)計(jì)量大學(xué)合作單位,江蘇大學(xué)研究生實(shí)訓(xùn)基地。
江蘇蘭菱機(jī)電科技有限公司專業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、減速機(jī)、電機(jī)測(cè)試平臺(tái),擁有自己的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)中心,設(shè)計(jì)中心,精密加工車間,和經(jīng)驗(yàn)豐富的裝配及調(diào)試人員。
RV減速機(jī)測(cè)試臺(tái)典型使用客戶有:珠海格力、浙江雙環(huán)、安徽聚隆、廣州海樂(lè)、海門振康、深圳先進(jìn)、蕪湖賽寶、中南大學(xué)、華南理工、武漢庫(kù)曼、江蘇集萃等等。
機(jī)械傳動(dòng)有多種形式,主要可分為兩類：①靠機(jī)件間的摩擦力傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的摩擦傳動(dòng)，包括帶傳動(dòng)、繩傳動(dòng)和摩擦輪傳動(dòng)等。摩擦傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速,大都能適應(yīng)軸間距較大的傳動(dòng)場(chǎng)合,過(guò)載打滑還能起到緩沖和保護(hù)傳動(dòng)裝置的作用，但這種傳動(dòng)一般不能用于大功率的場(chǎng)合，也不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。②靠主動(dòng)件與從動(dòng)件嚙合或借助中間件嚙合傳遞動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)的嚙合傳動(dòng)，包括齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)和諧波傳動(dòng)等。嚙合傳動(dòng)能夠用于大功率的場(chǎng)合，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，但一般要求較高的制造精度和安裝精度。
基本產(chǎn)品分類：減速機(jī)、制動(dòng)器、離合器、聯(lián)軸器、無(wú)級(jí)變速機(jī)、絲杠、滑軌等
諧波減速機(jī)有哪些部分組成？
我們來(lái)看一下這張圖片，這是諧波減速機(jī)的實(shí)物圖，它由三個(gè)部分組成的。前方有一點(diǎn)像軸承的這個(gè)叫主動(dòng)輪，中間這個(gè)叫柔輪，旁邊的這個(gè)鋼圈叫鋼輪，它主要呢就是由這三個(gè)部分組成。
諧波減速機(jī)有什么特點(diǎn)？
諧波減速機(jī)一般是跟伺服電機(jī)啊搭配使用，為什么呢？因?yàn)橹C波減速機(jī)本身精度是非常高，大家都知道伺服電機(jī)它本身的精度也非常高，是不是這個(gè)諧波減速機(jī)應(yīng)該是所有的減速器里精度最高的一個(gè)減速器了。工廠經(jīng)常會(huì)用到這個(gè)機(jī)器人，機(jī)器人的這個(gè)關(guān)節(jié)處就是用的諧波減速機(jī)。
那么它的這個(gè)特點(diǎn)，第1個(gè)由于它精度是最高的，所以說(shuō)它的成本也是非常非常大的，成本高成本高。而且呢它中間這個(gè)位置有一個(gè)柔輪，這個(gè)柔輪的材質(zhì)是比較柔軟的，所以諧波減速機(jī)沖擊比較大的話，它的壽命就會(huì)有限。所以說(shuō)它的這個(gè)剛性跟金屬性相比就是比較差。一般如果說(shuō)你沖擊過(guò)大的話，是不能夠用到諧波減速器的，這就是它的第2個(gè)缺點(diǎn)。
第1個(gè)是成本高，第2個(gè)不耐沖擊對(duì)吧？那么這個(gè)現(xiàn)在生產(chǎn)這種諧波減速機(jī)的公司啊也比較多，每個(gè)品牌他們出去的價(jià)格都會(huì)不一樣的。如果說(shuō)你們感興趣可以自己搜一下。
我們來(lái)看一下它是通過(guò)一個(gè)什么原理來(lái)實(shí)現(xiàn)減速的這個(gè)效果的，其實(shí)是靠柔輪外部的這個(gè)齒跟鋼輪內(nèi)部的齒的嚙合來(lái)達(dá)到減速效果的。那它怎么減速呢？首先它有三個(gè)部分組成對(duì)吧？這個(gè)主動(dòng)輪會(huì)直接的伸入到這個(gè)軸承里面來(lái)，這里就會(huì)看一下這個(gè)螺紋它是變形的，這個(gè)主動(dòng)輪呢會(huì)帶著螺紋一起轉(zhuǎn)動(dòng)也轉(zhuǎn)動(dòng)，是在主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的柔輪，三者在組合的時(shí)候我們看這個(gè)柔輪跟這個(gè)鋼輪齒他是嚙合的。由于這個(gè)中間主動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)，它會(huì)一步一步的嚙合，從而達(dá)到減速效果。它的轉(zhuǎn)速就會(huì)增大，中間這個(gè)位置這個(gè)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速已經(jīng)加快了？后面的這個(gè)柔輪的轉(zhuǎn)速是很低的對(duì)不對(duì)？它的減速比較能夠做到70-500，非常大的一個(gè)減速比。
諧波減速機(jī)我見的比較多的是用在機(jī)器人的關(guān)節(jié)處，除了用在這個(gè)我們夾取一些比較脆弱的零件，比如說(shuō)特種玻璃的屏幕，那就會(huì)用到這個(gè) 諧波減速器，它能夠起到減速效果，并且能夠增加電機(jī)的輸出扭矩，而且它本身精度非常的高，這就是它的特點(diǎn)。
首先它是跟伺服電機(jī)搭配使用的，因?yàn)樗旧砭确浅８�，伺服電機(jī)精度也很高，它們兩個(gè)咱們使用是比較適合的。那么一般是用在關(guān)節(jié)處或者說(shuō)是用來(lái)呃抓取一些非常脆弱的物體，比如說(shuō)玻璃。
那么它的缺點(diǎn)是成本高，而且由于它本身柔輪的材質(zhì)是比較柔軟的，所以說(shuō)它是不耐沖擊的。這就是我們常用的諧波減速器。我們說(shuō)渦輪渦桿，我們介紹了一下還有一種減速機(jī)。我們也常用就是這個(gè)擺線針輪減速器，結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，他的這個(gè)本身一個(gè)唯一的特點(diǎn)啊就是說(shuō)運(yùn)動(dòng)很平穩(wěn)，平穩(wěn)而且噪音低過(guò)載能力強(qiáng)，在很多場(chǎng)合下都可以使用。代替這個(gè)齒輪跟這個(gè)蝸輪蝸桿減速機(jī)。
在保證電機(jī)在合適的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)， 精確的將電機(jī)轉(zhuǎn)速降到設(shè)備所需要的速度，也可以提高機(jī)械體剛性的同時(shí)，輸出更大的力矩，這是普通減速器有達(dá)到的效果，為什么一定要選用諧波減速器？他有什么無(wú)法取代的特點(diǎn)：諧波減速器主要的優(yōu)點(diǎn)在哪哪些方面？第一傳動(dòng)效率高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，柔性齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中做到均勻的徑向移動(dòng)，即使輸入速度很高，齒輪的相對(duì)滑移速度仍然是很低，所以齒輪磨損小，效率高，由于咬入入和輸出齒輪的兩側(cè)都參加工作，因而無(wú)沖擊現(xiàn)象運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。二可向密封空間傳遞運(yùn)動(dòng)，利用柔輪的柔性特點(diǎn)進(jìn)行諧波傳動(dòng)，可以向密閉空間傳遞運(yùn)動(dòng)，這是其它傳動(dòng)無(wú)法比擬的。諧波減速器主要在于降低速度提高力矩的同時(shí)，還能保證設(shè)備能夠可靠完成工序任務(wù)，在重復(fù)執(zhí)行相同的動(dòng)作時(shí)，能保證工序的定位精度和重復(fù)定位精度。三體積小、重量輕，與普通減速機(jī)相比輸出力矩相同時(shí)，諧波減速器的體積可減小至2/3，重量可減輕1/2。四結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件數(shù)少安裝方便，只有波發(fā)生器柔輪和鋼輪三個(gè)基本部分，且輸入與輸出同軸，所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。
三傳速比大，單級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)比范圍為69~330，在某些裝置中可達(dá)到990，多級(jí)傳動(dòng)比可達(dá)到31,000以上。五承載力強(qiáng)，諧波齒輪傳動(dòng)過(guò)程中的咬合的齒輪多，雙波傳動(dòng)同時(shí)咬合的齒數(shù)可以達(dá)到總齒數(shù)30%以上，且柔能采用了高強(qiáng)度材料，齒與齒之間的面接觸，諧波齒輪傳動(dòng)中同時(shí)咬合的齒輪數(shù)多，誤差平均化及多齒咬合對(duì)誤差有相互補(bǔ)償作用，故傳動(dòng)精度高，在此輪精度等級(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)采用微量改變波發(fā)生器的半徑來(lái)增加柔韌的變形。齒間隙變小，甚至做到無(wú)側(cè)間隙咬合，因此斜坡齒輪減速機(jī)傳動(dòng)空程小，是由于方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
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