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谐波齿轮传动的组成、工作原理和特点。
三个基本构件:
(1)谐波发生器(简称波发生器)
(2)柔性齿轮(简称柔轮)
(3)刚性齿轮(简称刚轮)
工作原理:谐波齿轮传动的运动转换,是依靠挠性构件的弹性变形来实现的,这种运动转换原理称为变形原理
特点:传动特点:
结构简单,体积小,重量轻;
传动比范围大
同时啮合齿数多
运动精度高。
承载能力大。
传动效率高。
齿侧间隙可以调整。
运动平稳,无冲击,噪声小。
同轴性好。
可实现向密闭空间传递运动及动力。
可实现高增速运动。
方便的实现差速传动。
谐波齿轮传动的分类方法和类型。
按啮合类型可分为
径向啮合式谐波齿轮传动
端面啮合式谐波齿轮传动
按变形波数可分为
单波(U=1)传动。刚轮与柔轮的齿数之差为1,在国内外均研究得较少。单波传动不仅具有谐波齿轮传动所具有的一切优点,而且在传动比和模数相同的情况下,其径向尺寸分别比双波和三波传动小一倍到两倍。
双波(U=2)传动。其齿差为2。由于变形时柔轮的表面应力较小,结构比较简单,且易于获得大的传动比,因而是目前最常用的一种。
三波(U=3)传动。其齿数差为3。这种传动的元件虽然对中性好,偏心误差较小,但是在相同的传动比和模数的情况下,径向尺寸比上两种传动都大;采用凸轮式波发生器时,波发生器凸轮廓线的加工复杂;同时由于柔轮中的应力较大(约比双波传动大两倍)和波发生器转一圈时,柔轮反复弯曲的次数增加,因而对柔轮的疲劳寿命提出了较高的要求。故一般情况下,这种传动应用较少。
(3)按波发生器与柔轮相互作用原理的不同可分为
1)依靠波发生器与柔轮之间的机械连系以产生相互作用的传动。例如,机械波发生器(常用的有触头型、双圆盘型和采用柔性轴承的凸轮型波发生器等),液压波发生器和气动波发生器等,均籍机械力使柔轮产生移动的可控弹性变形波以实现啮合运动的传递;
2)依靠波发生器与柔轮之间的电磁耦合以产生相互作用的传动。这时,柔轮的变形力是由均匀配置在柔轮圆周上的线圈连续被激励而形成的旋转磁场产生的,这就是通常所谓具有电磁波发生器的谐波齿轮传动。
3. 谐波齿轮传动的三种基本工作情况下的机构简图和传动比计算。
由于谐波减速器的固定部位和输入输出部件的不同,减速器的传动比有如下三种情况:a)刚轮固定、b)柔轮固定、c)波发生器固定。简图分别如下:

其中1为柔轮,2为刚性轮,H为波发生器。设他们的角速度分别为ω1、ω2、ωH.
计算传动比:以Z1=120、Z2=122,为例
a)刚轮固定,此时ω2=0,
(1)当波发生器为主动,柔轮为从动时候,
传动比为i2H1= = -60。
(2)当柔轮为主动,波发生器为从动时候,
传动比为i21H= = -1/60。
b)柔轮固定,此时ω1=0
(1)当波发生器为主动,刚轮为从动时候,
传动比为i1H2= = 61。
(2)当刚轮为主动,波发生器为从动时候,
传动比为i12H=1/ i1H2= 1/61。
c)波发生器固定,此时ωH=0
(1)当柔轮为主动,刚轮为从动时候,
传动比为iH12= =U=Z2/Z1=122/120=61/60=。
(2)当刚轮为主动,柔轮为从动时候,
传动比为iH12=1/ iH12= 60/61=0.