基本结构
谐波减速器主要由以下三个核心部件组成:
· 波发生器:主动件,通常为椭圆形,通过旋转使柔轮产生弹性变形。
· 柔轮:柔性齿轮,在波发生器的作用下发生径向变形,与刚轮啮合。
· 刚轮:刚性齿轮,固定不动,与柔轮啮合传递运动。
2. 工作原理
· 波发生器旋转:当波发生器装入柔轮内孔后,由于其长度略大于柔轮内孔直径,柔轮被撑成椭圆形。在椭圆长轴方向,柔轮与刚轮完全啮合;在短轴方向,柔轮与刚轮完全脱开。
· 啮合与脱开:波发生器连续旋转时,柔轮的变形状态不断变化,导致柔轮与刚轮的啮合位置从啮入、啮合、啮出到脱开,形成连续的简谐波形运动。
· 减速效果:由于柔轮的齿数少于刚轮,波发生器每旋转一周,柔轮仅转过少量齿距,从而实现高减速比。例如,双波传动的减速比可达50-300,甚至更高。
3. 运动传递
· 刚轮固定:当刚轮固定时,波发生器旋转带动柔轮作反向转动,输出运动。
· 柔轮固定:若柔轮固定,刚轮则与波发生器同向转动。
4. 特点与优势
· 高减速比:单级减速比可达50-300,双级减速比可达3000-60000。
· 高精度:多齿啮合使误差平均化,传动精度高,回差小,甚至可实现无回差传动。
· 结构紧凑:体积小、重量轻,适用于空间受限的应用场景。
· 平稳高效:运动平稳,承载能力高,传动效率可达85%以上。
5. 应用场景
谐波减速器广泛应用于工业机器人、精密仪器、航空航天等领域,尤其在需要高精度和高效率的场合中表现突出。
总结:谐波减速器通过波发生器、柔轮和刚轮的协同作用,利用弹性变形实现高精度减速,具有结构紧凑、传动比大、效率高等显著优势,是现代精密传动领域的重要技术之一。