谐波减速器

双波单级谐波齿轮减速器
主要问题：
1、减速器的主要构成；
2、减速器的运动型式（指出哪 个部件固定、主动和从动轴）；
3、波发生器的结构型式；
4、柔轮采用何种输出方式。
四、谐波发生器传动比的计算
1、公式推导（1）：


以刚轮固定，柔轮输出为例，推导传 动比的计算公式。 当刚轮固定时，nG=0。如果反过来看， 即将柔轮当做输入，刚轮当做输出， 则：
1、公式推导（2）：
i
H gb

n g nH nb nH

n g nH 0 nH
i gH
Zb 1 Zg
2．特点（1）：


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50~4000。
2．特点（2）：



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。
工作原理图例：
波发生器的旋转方 向与柔轮的转动方 向相反。
柔轮与刚轮齿面的啮合过程：
三、单级谐波齿轮常见的 传动形式和应用
1．刚轮固定—柔轮输出：

波发生器主动， 单级减速，结构 简单，传动比范 围较大，效率较 高，应用极广， i=75~500。
i
G HR
ZR ZG Z R
2．柔轮固定—刚轮输出：

筒形底端联接式：

结构简单，联接方便，制造容易，刚性较大，应用较 普遍。

筒形花键联接式：

轴向尺寸较小，扭转刚性好，传动精度较高，联接方 便，承载能力较大。
轴向尺寸较小，结构简单，制造方便，但载荷沿齿宽 分布不均匀。

筒形销轴联接式：

筒形底端联接式图例：
筒形花键联接式图例：
筒形销轴联接式图例：

多滚轮式：

柔轮变形全周被积极控制，承载能力较高， 多用于不宜采用偏心盘式或凸轮式波发生 器的特大型传动。
波发生器种类图例（2）：
3．谐波传动主要零件常用材料：
Байду номын сангаас
柔轮：

30CrMnSi、35CrMnSiA、40CrNiMoA 45、40Cr

刚轮


凸轮或偏心盘

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六、谐波发生器的典型结构
2．波发生器常见的结构型（1）：

波发生器是迫使柔轮发生弹性变形的 重要元件，按变形的波数不同，常用 的有双波和三波两种。双波发生器的 结构型式主要有滚轮式、凸轮式、偏 心盘式和行星式。
波发生器种类图例（1）：
凸轮式
滚轮式
偏心盘式
2．波发生器常见的结构型（2）：

双滚轮式：

结构简单，制造方便，形成波峰容易，但 柔轮变形未被积极控制，承载能力较低， 多用于不重要的低精度轻载传动。
i gH
Zb Z g Zb Z g Zb 1 Zg Zg Zg
实际上，运动是从波发生器输入的，减速器的传 动比为： Zg 1 iHg i gH Zb Z g
五、柔轮、波发生器 常见的结构型式
1．柔轮常见的结构型式：
柔轮的结构型式与谐波传动的结构类型选择 有关。柔轮和输出轴的联结方式直接影响谐 波传动的稳定性和工作性能。

波发生器主动， 单级减速，结构 简单，传动比范 围较大，效率较 高，可用于中小 型 减 速 器 ， i=75~500。
i
R HG
ZG ZG Z R
3．波发生器固定—刚轮输出：

柔轮主动，单 级微小减速， 传动比准确， 适用于高精度 微调传动装置， i=1.002~1.015。
i
H RG
ZG ZR
二、工作原理
1．齿差：

谐波齿轮传动中，刚轮 的 齿 数 zG 略 大 于 柔 轮 的 齿 数 z R， 其 齿 数 差 要 根 据波发生器转一周柔轮 变形时与刚轮同时啮合 区域数目来决定。即 zGzR=u。目 前多用 双波和 三波传动。错齿是运动 产生的原因
ZG ZR
2．变形：


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。
谐波齿轮传动及谐波减速器
主讲 周兰
一、谐波齿轮传动的基本构成及特点
1．构成：


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：