諧波減速器的在工業機器人中的應用
在自動化設備、工業機器人的應用中,機械傳動的部件少不了諧波減速器。諧波減速器主要由波發生器、柔性齒輪、柔性軸承、剛性齒輪四個基本構件組成。

 
諧波減速器的工作原理
 
波發生器是一個杆狀部件,其兩端裝有滾動軸承構成滾輪,與柔輪的內壁相互壓緊。柔輪為可產生較大彈性變形的薄壁齒輪,其內孔直徑略小於波發生器的總長。波發生器是使柔輪產生可控彈性變形的構件。當波發生器裝入柔輪後,迫使柔輪的剖麵由原先的圓形變成橢圓形,其長軸兩端附近的齒與剛輪的齒完全齧合,而短軸兩端附近的齒則與剛輪完全脫開。周長上其他區段的齒處於齧合和脫離的過渡狀態。當波發生器沿圖示方向連續轉動時,柔輪的變形不斷改變,使柔輪與剛輪的齧合狀態也不斷改變,由齧入、齧合、齧出、脫開、再齧入……,周而複始地進行,從而實現柔輪相對剛輪沿波發生器相反方向的緩慢旋轉。工作時,固定剛輪,由電機帶動波發生器轉動,柔輪作為從動輪,輸出轉動,帶動負載運動。在傳動過程中,波發生器轉一周,柔輪上某點變形的循環次數稱為波數,以 n 表示。常用的是雙波和三波兩種。雙波傳動的柔輪應力較小,結構比較簡單,易於獲得大的傳動比。故為目前應用最廣的一種。
諧波減速器的在工業機器人中的應用
 
諧波減速器的優點
1、傳動速比大。
單級諧波齒輪傳動速比範圍是70-320,在某些裝置中可達1000,多級傳動速比可達3000以上。除了減速,也可以應用於增速場合。
2、傳動精度高。
諧波齒輪傳動中同時齧合的齒數多,誤差平均化,即多齒齧合對誤差有相互補償作用,故傳動精度高。在齒輪精度等級相同的情況下,傳動誤差隻有普通圓柱齒輪傳動的1/4左右。同時可采用微量改變波發生器的半徑來增加柔輪的變形使齒隙很小,甚至能做到無側隙齧合,故諧波齒輪減速機傳動空程小,適用於反向轉動。
3、承載能力高。
諧波齒輪傳動中同時齧合的齒數多,雙波傳動同時齧合的齒數可達總齒數的30%以上,而且柔輪采用了高強度材料,齒與齒之間是麵接觸。零部件少、安裝簡便
4、傳動效率高、運動平穩。
由於柔輪輪齒在傳動過程中作均勻的徑向移動,因此,即使輸入速度很高,輪齒的相對滑移速度仍是極低(故為普通漸開線齒輪傳動的百分之—),所以,輪齒磨損小,效率高(可達69%~96%)。又由於齧入和齧出時,齒輪的兩側都參加工作,因而無衝擊現象,運動平穩。轉矩容量高
5、體積小、重量輕。
與一般減速機比較,輸出力矩相同時,諧波齒輪減速機的體積可減小2/3,重量可減輕1/2。
6、結構簡單、零件數少、安裝方便。
僅有三個基本構件,且輸入與輸出軸同軸線,所以結構簡單,安裝方便。
7、可向密閉空間傳遞運動。
利用柔輪的柔性特點,輪傳動的這一可貴優點是現有其他傳動無法比擬的。
 
諧波減速器的這些特點非常符合工業機器人對傳動的要求,所以諧波減速器在工業機器人的應用中是非常廣泛的。
諧波減速器的在工業機器人中的應用