资料来源:省科学技术协会
谐波传动是利用一个构建的可控制的弹性变形来实现机械运动的传递。谐波传动通常由三个基本构件组成,包括一个有内齿的刚轮,一个工作时可产生径向弹性变形并带有外齿的柔轮和一个装在柔轮内部、呈椭圆形、外圈带有柔性滚动轴承的波发生器。
柔轮的外齿数少于刚轮的内齿数。在波发生器转动时,相应与长轴方向的柔轮外齿正好完全啮入刚轮的内齿;在短轴方向,则外齿全脱开内齿。科普展品生产厂家北京定致提示大家当刚轮固定,波发生器发生转动时,柔轮的外齿将依次啮入和啮出刚轮的内齿,柔轮齿圈上的任意一点的径向位移将呈近似于正弦波形的变化,所以这种传动称为谐波传动。
谐波传动按钮构成:
谐波齿轮模型包括波发生器、柔轮、刚轮,三个构件可任意固定一个,其余两个一为主动、一为从动,可实现减速或增速,也可变换成两个输入,一个输出,组成差动传动。
当刚轮固定,波发生器为主动,柔轮为从动时:柔轮在椭圆凸轮作用下产生变形,在波发生器长轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿完全啮合;在短轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿完全脱开;在波发生器长轴与短轴的区间,柔轮轮齿与刚轮轮齿有的处于半啮合状态,称为啮入;有的则逐渐退出啮合处于半脱开状态,称为啮出。
由于波发生器的连续转动,使得啮入、完全啮合、啮出、完全脱开这四种情况依次循环变化。由于柔轮比刚轮的齿数少,所以当波发生器转动一周时,柔轮向相反方向转过两个齿的角度,从而实现了大的减速比。
谐波传动的特点:
(1)传动比大,选择范围广。单级谐波齿轮的传动比一般为60到,其中以80到为最常用。
(2)传递扭矩的同时啮合的齿数多,一般双波传动啮合齿数可占总齿数的30%左右,三波传动则更多。因此传动轮之间的接触为面接触,而齿面上的比压小,因而承载能力高。
(3)由谐波齿轮构成的减速器重量轻、体积小,传动装置含有的零件少。
(4)传动平稳,噪声小。
(5)传动效率高。
(6)运动精度高,在起动或反转时,输出轴瞬时跟动,没有空程,可实现零回差转动。
(7)可构成密封传动,因此可在高温、高压、高真空、有害气体或原子能辐射的环境中传递运动。
(8)输出轴和输入轴位于同一轴心线上。
(9)维修方便,便于保养、检查和更换零件。谐波齿轮传动可用于雷达的随动系统、飞行器、机械手、假肢等,还可用于起重运输、化工机械、印刷机械、电动工具中的减速装置和仪器的微调机构上。
谐波传动的由来:
谐波传动是美国人马瑟于年提出的专利,年得到批准,年在纽约展出实物。谐波传动的发展是由军事和尖端技术开始的,以后逐渐扩展到民用和一般机械上。科普展品生产厂家北京定致提示大家一些国家如美国、日本、苏联已有了谐波齿轮减速器的系列化产品,在中国也制定了谐波齿轮的部颁标准。
谐波传动的应用:
由于谐波齿轮传动的优点突出,所以它发展非常迅速。它已经从航天、军事领域中迅速拓展到普通的机械产品,如:机床、起重机械、冶金、化工等。
在一些数控机床的分度和重复定位机构中;在某些机床的快慢速走刀装置中,谐波传动已经成为一种标准的机构选择,这也正是运用了谐波齿轮传动对数据传递的高精度和对动力传递大扭矩的特点,这是传统的齿轮传动很难实现的。
我们还可以经常见到谐波齿轮传动应用在起重机械上,如卷扬机的卷筒驱动机构,它和传动的齿轮传动机相比体积和重量只有几分之一,它可以很方便的携带,是一些特殊场所和野外作业非常理想的起重设备。
虽然谐波齿轮传动具有很突出的特点,但在目前我国的铁路机车车辆中应用还很少,这将是今后的设计工作中应该注重考虑的一个方面。
谐波传动的市场前景:
谐波齿轮传动作为一项新技术,目前越来越受到机械行业的重视和青睐。从近一两年来的新技术成果交流项目可以看出:谐波齿轮传动的理论研究已经进入成熟期,各大院校和科研所纷纷推出各种类型的谐波齿轮传动减速技术开发合作项目,它投入不高,但技术含量高,应用前景广泛,市场前景十分广阔。