諧波齒輪傳動的工作原理
諧波齒輪傳動是一種依靠彈性變形運動來實現傳動的新型機構,它突破了機械傳動采用剛性構件機構的模式,使用了一個柔性構件來實現機械傳動,從而獲得了一系列其他傳動所難以達到的特殊功能,已廣泛應用于等方面。但也帶來了設計中必須解決的特殊問題。
五十年代,隨著空間科學、航天技術的發展,航天飛行器控制系統的機構和儀表設備對機械傳動提出了新的要求,如:傳動比大、體積小、重量輕、傳動精度高、回差小等。對于上述要求,新出現的諧波傳動滿足了這種要求,它是在薄殼彈性變形的基礎上發展起來的一種傳動技術。1959,1960,1955,1961
諧波齒輪傳動系統有三個基本構件組成,如圖2-1所示:剛輪1(Circular Spline),柔輪2(Flexspline)和波發生器3(Wave Generator)。諧波齒輪傳動的原理就是在柔性齒輪構件中,通過波發生器的作用,產生一個移動變形波,并與剛輪齒相嚙合,從而達到傳動目的。
特點:
優點:
(1) 3, 50%,
(2)傳動比范圍大 50~300, 3000~60000
(3)同時嚙合的齒數多 30%,正是由于同時嚙合齒數多這一*的優點,使諧波傳動的精度高,齒的承載能力大,進而實現大速比、小體積。
(4)承載能力大
(5)運動精度高
(6)運動平穩,無沖擊,噪聲小
(7)齒側間隙可以調整
(8)齒面磨損小而均勻,傳動效率高
(9)同軸性好
(10)可實現向密閉空間傳遞運動及動力
缺點:
(1),易于疲勞損壞
(2)柔輪和波發生器的制造難度較大
(3)傳動比的下限值高,齒數不能太少
(4)起動力矩大,且速比越小越嚴重;
(5)諧波齒輪傳動沒有中間軸,因而不能獲得中間速度
(6)如果結構參數選擇不當或結構時機不良,發熱過大,降低傳動承載能力
目前,各國學者*柔輪筒體的疲勞破壞是諧波傳動最為主要的失效形式。
應用:
由于諧波傳動具有其他傳動的諸多*優點,近幾十年來,它已被迅速推廣到能源、通訊、機床、儀器儀表、機器人、汽車、造船、紡織、冶金、常規、精密光學設備、印刷機構以及醫療器械等領域,并獲得了廣泛的應用。國內外的應用實踐表明,無論是作為高靈敏度隨動系統的精密諧波傳動,還是作為傳遞大轉矩的動力諧波傳動,都表現出了良好的性能;作為空間傳動裝置和用于操縱高溫、高壓管路以及在有原子輻射或其它有害介質條件下工作的機構,更是顯示出一些其他傳動裝置*的*性。