谐波齿轮与摆线针轮

谐波齿轮传动与摆线针轮传动
一、谐波齿轮传动
1.结构：
谐波齿轮传动是谐波齿轮行星传动的简称。是一 种少齿差行星传动。通常由刚性圆柱齿轮G、柔性圆 柱齿轮R、波发生器H和柔性轴承等零部件构成。

柔轮和刚轮的齿形有直线三角齿形和渐开线齿形 两种，以后者应用较多 。

谐波齿轮传动构成图例：
2.运动原理：
3.传动比计算：
n2 nH n2 nH Z1 i i2 H 1 n1 nH 0 nH Z2
H 21
i2 H
Z1 Z1 Z 2 1 Z2 Z2
1 i2 H Z2 Z1 Z 2
iHV iH 2
单齿差传动时，Z1 - Z 2 =1 故，iHV Z 2

5.单级谐波齿轮常见的传动形式
刚轮固定—柔轮输出
柔轮固定—刚轮输出 波发生器固定—刚轮输出
i
G HR
ZR ZG Z R
i
R HG
ZG ZG Z R
i
H RG
ZG ZR
6.波发生器种类
凸轮式
滚轮式
偏心盘式
7.谐波齿轮的典型结构
双波单级谐波齿轮减速器
二、摆线针轮传动
1.结构：
ZG ZR
谐波齿轮传动中，刚轮的齿数 zG 略大于柔轮的齿数 zR 。 谐波齿轮的齿数差应等于波数或波数的整数倍。 波发生器的长度比未变形的柔轮内圆直径大：当波发生 器装入柔轮内圆时，迫使柔轮产生弹性变形而呈椭圆状， 使其长轴处柔轮轮齿插入刚轮的轮齿槽内，成为完全啮合 状态；而其短轴处两轮轮齿完全不接触，处于脱开状态。 由啮合到脱开的过程之间则处于啮出或啮入状态。 当波发生器连续转动时：迫使柔轮不断产生变形，使两 轮轮齿在进行啮入、啮合、啮出、脱开的过程中不断改变 各自的工作状态，产生了所谓的错齿运动，从而实现了主 动波发生器与柔轮的运动传递。
由系杆H、行星轮2（摆 线齿轮）、中心轮1（内 齿针轮）和输出机构V组 成的K-H-V型行星轮系。
摆线针轮传动示意图
2.短幅摆线形成：
短幅外摆线
普通幅外摆线
长幅外摆线
对于给定的针轮 及中心距，一个摆线 轮与之正确啮合的必 要 条 件 为 ： e=e′ ， 即 针轮与摆线轮的中心 距必须等于短幅摆线 的偏心距。事实上， 该条件也是摆线针轮 正确啮合的充分条件。
4.摆线针轮的类型：
一齿差摆线针轮行星传动啮合图
二齿差摆线针轮行星传动啮合图
4.摆线针轮的类型：
三齿差摆线针轮行星传动啮合图
负一齿差摆线针轮行星传动啮合图

3.传动比：（以刚轮固定，柔轮输出为例）
Zg nr nH nr nH i irH 1 ng nH 0 nH Zr
H rg
irH 1
Zg Zr

Z g Zr Zr
实际上，运动是从波发生器输入的，减速器的传动比 为：
iHr
1
irH
Zr Z g Zr
iHr
1 irH
Zr Z g Zr
波发生器的旋转方 向与柔轮的转动方 向相反。
4.特点
谐波齿轮传动既可用做减速器，也可用做增速器。 柔轮、刚轮、波发生器三者任何一个均可固定，其余 二个一为主动，另一个为从动。 传动比大，且外形轮廓小，零件数目少，传动效率 高。效率高达92％~96％，单级传动比可达50~400。 承载能力较高：柔轮和刚轮之间为面接触多齿啮合， 且滑动速度小，齿面摩损均匀。 柔轮和刚轮的齿侧间隙是可调：当柔轮的扭转刚度 较高时，可实现无侧隙的高精度啮合。 谐波齿轮传动可用来由密封空间向外部或由外部向 密封空间传递运动。