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谐波减速机介绍与技术指标

新闻来源：变速机资讯网时间：2014-12-28 点击：1274

谐波减速机介绍

一、结构及特点
1.谐波减速机结构简单，体积小，重量轻。
    谐波齿轮传动的主要构件只有三个：波发生器、柔轮、刚轮。它与传动比相当的普通减速器比较，其零件减少50%，体积和重量均减少1/3左右或更多。
2.传动比范围大
    单级谐波减速器传动比可在50—300之间，优选在75—250之间；
    双级谐波减速器传动比可在3000—60000之间；
    复波谐波减速器传动比可在200—140000之间。
3.同时啮合的齿数多。
    双波谐波减速器同时啮合的齿数可达30%，甚至更多些。而在普通齿轮传动中，同时啮合的齿数只有2—7%，对于直齿圆柱渐开线齿轮同时啮合的齿数只有1—2对。正是由于同时啮合齿数多这一独特的优点，使谐波传动的精度高，齿的承载能力大，进而实现大速比、小体积。
4.承载能力大。
    谐波齿轮传动同时啮合齿数多，即承受载荷的齿数多，在材料和速比相同的情况下，受载能力要大大超过其它传动。其传递的功率范围可为几瓦至几十千瓦。
5.运动精度高。
    由于多齿啮合，一般情况下，谐波齿轮与相同精度的普通齿轮相比，其运动精度能提高四倍左右。
6.运动平稳，无冲击，噪声小。
    齿的啮入、啮出是随着柔轮的变形，逐渐进入和逐渐退出刚轮齿间的，啮合过程中齿面接触，滑移速度小，且无突然变化。
7.齿侧间隙可以调整。
    谐波齿轮传动在啮合中，柔轮和刚轮齿之间主要取决于波发生器外形的最大尺寸，及两齿轮的齿形尺寸，因此可以使传动的回差很小，某些情况甚至可以是零侧间隙。
8.传动效率高。
    与相同速比的其它传动相比，谐波传动由于运动部件数量少，而且啮合齿面的速度很低，因此效率很高，随速比的不同（u=60-250)，效率约在65—96%左右（谐波复波传动效率较低），齿面的磨损很小。
9.同轴性好。
    谐波齿轮减速器的高速轴、低速轴位于同一轴线上。
10.可实现向密闭空间传递运动及动力。
    采用密封柔轮谐波传动减速装置，可以驱动工作在高真空、有腐蚀性及其它有害介质空间的机构，谐波传动这一独特优点是其它传动机构难于达到的。
11.可实现高增速运动。
    由于谐波齿轮传动的效率高及机构本身的特点，加之体积小、重量轻的优点，因此是理想的高增速装置。对于手摇发电机、风力发电机等需要高增速的设备有广阔的应用前景。
12.方便的实现差速传动。
    由于谐波齿轮传动的三个基本构件中，可以任意两个主动，第三个从动，那么如果让波发生器、刚轮主动，柔轮从动，就可以构成一个差动传动机构，从而方便的实现快慢速工作状况。这一点对许多机床的走刀机构很有实用价值，经适当设计，可以大大改变机床走刀部分的结构性能。.结构简单，体积小，重量轻。

二、谐波传动减速机技术指标

１．传动效率
　　谐波传动减速器的输出功率与输入功率之比，或有用功与总功之比。
　　因输入转速、速比及使用情况(包括负载，润滑)不同，效率也不同。通常情况下，XB1系列约为75%-90%，XB3系列、XBF系列约为50%-60%，XB2约为30%。
２．空回（运动损失）
　　在空载情况下，改变输入轴转向时，输出轴转角的滞后量。
　　允许值：XB1系列为6分、3分、1分；XB3、XBF系列为6分、3分；XB2系列为6分。
３．传动误差
　　当输入轴单向旋转时，输出轴的实际转角与理论转角之差。
　　允许值：XB1系列为6分、3分、1分；XB3、XBF系列为6分、3分；XB2系列为6分。
4．空载静态起动力矩、输入轴上组件的飞轮矩（GD2）和转动惯量（I）

机型	空载静态启动力矩 (gf·cm)	飞轮矩GD2 (kgf·m2)	转动惯量I (kg·m2)
XB1-25	30～80	1.97×10-6	0.49×10-6
XB1-32	45～160	7.60×10-6	1.90×10-6
XB1-40	60～200	2.35×10-5	0.59×10-5
XB1-50	80～300	7.10×10-5	1.77×10-5
XB1-60	120～500	1.66×10-4	0.42×10-4
XB1-80	200～800	4.94×10-4	1.23×10-4
XB1-100	400～1250	1.49×10-3	0.37×10-3
XB1-120	650～1800	3.62×10-3	0.90×10-3
XB1-160	1000～3500	1.64×10-2	0.41×10-2
XB1-200	2500～7000	4.83×10-2	1.21×10-2
XB1-250	4500～15000	/	/

5．平均寿命
　　谐波传动减速器的寿命主要取决于波发生器轴承的寿命.在额定负载下,输入轴转速为1500转/分钟时，柔性轴承寿命不低于5000小时，平均工作寿命大于10000小时。
6．超载能力
　　允许在启动、停止瞬间超载一倍，工作时允许瞬间超载不大于1.5倍。
　　7．扭转刚度
输入轴固定，在输出轴上负载扭矩与相应扭转角之增量比值。

注：KA-含空回及在约20%额定扭矩时，输出轴弹性变形的扭转刚度系数

	参数	单位	减速器类型
	参数	单位	行星齿轮	人字齿轮	蜗杆加螺旋齿轮	圆柱齿轮	谐波齿轮
01	传动级数		3	2	2	3	1
02	输出力矩	N.m	390	390	390	390	390
03	传动比		97.4	96	100	98.3	100
04	效率	%	85	85	78	93	85
05	齿轮数量	个	13	4	4	6	2
06	轴承数量	套	17	6	6	8	5
07	节圆线速度	M/S	7.62	7.62	7.62	7.62	0.094
08	齿滑动速度	M/S	12.7	12.7	12.7	12.7	0.12
09	同时啮合齿数	%	7	5	3	3	30
10	齿面接触应力	MPA	345	345	345	345	4.12
11	齿的剪应力	MPA	172	172	172	172	2.06
12	安全系数		3	3	2	5	36
13	齿面接触状态		线	线	线	线	面
14	运动平稳性		中	好	好	中	好
15	力的平衡		好	好	不好	好	好
16	外形尺寸高	CM	33.1	35.6	40.6	58.8	18.5
17	外形尺寸长	CM	38.1	50.8	43.2	91	16
18	外形尺寸宽	CM	33.1	25.4	25.4	34.6	16.5
19	体积	1000CM3	40	146	44	185	5.5
20	质量	Kg	111	127	92.5	325	25

谐波齿轮传动由三个基本构件组成：

　　【一】谐波发生器（简称波发生器）……是凸轮（通常为椭圆形）及薄壁轴承组成，随着凸轮转动，薄壁轴承的外环作椭圆形变形运动（弹性范围内）。

　　【二】刚轮……是刚性的内齿轮。

　　【三】柔轮……是薄壳形元件，具有弹性的外齿轮。

以上三个构件可以任意固定一个，成为减速传动及增速传动，或者发生器、刚轮主动，柔轮从动，成为差动机构（即转动的代数合成）。谐波传动工作过程如下图：

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