《谐波减速器设计》PPT课件
减速器设计(传动零件设计)资料66页PPT
谢谢！
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
减速器设计(传动零件设计)资料
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
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谐波减速器课程设计
谐波减速器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握谐波减速器的基本结构、工作原理及特点；2. 使学生了解谐波减速器在机械传动中的应用及优势；3. 引导学生掌握谐波减速器的选型方法和使用注意事项。
技能目标：1. 培养学生运用谐波减速器进行机械传动设计的能力；2. 提高学生分析和解决实际工程问题中谐波减速器相关问题的能力；3. 培养学生运用相关软件对谐波减速器进行仿真和优化的技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对谐波减速器及其相关领域的学习兴趣，激发学生的探究欲望；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队合作精神；3. 增强学生对我国谐波减速器产业的了解和认同，提高学生的民族自豪感。
课程性质：本课程为专业选修课，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生已具备一定的机械基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：结合教材和实际工程案例，注重理论与实践相结合，提高学生的实际应用能力。
在教学过程中，分解课程目标为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 谐波减速器的基本概念与分类- 教材章节：第二章 第一节- 内容：介绍谐波减速器的基本原理、结构类型及其在机械传动中的应用。
2. 谐波减速器的工作原理与性能特点- 教材章节：第二章 第二节- 内容：分析谐波减速器的工作原理，阐述其性能优势及在工程中的应用。
3. 谐波减速器的选型与应用- 教材章节：第二章 第三节- 内容：讲解谐波减速器的选型方法，分析不同应用场景下的选型依据。
4. 谐波减速器的设计与计算- 教材章节：第二章 第四节- 内容：介绍谐波减速器的设计过程，包括主要参数的计算和结构设计。
5. 谐波减速器的仿真与优化- 教材章节：第二章 第五节- 内容：运用相关软件对谐波减速器进行仿真分析，探讨优化设计方法。
6. 谐波减速器的使用与维护- 教材章节：第二章 第六节- 内容：讲解谐波减速器的使用注意事项，介绍日常维护和故障处理方法。
谐波减速器 ppt
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1、公式推导（2）：
ig Hb n nb g n nH Hn 0 g n n H H igH 1Z Zb g
igH 1Z Zb g
ZgZbZbZg
Zg
Zg
实际上，运动是从波发生器输入的，减速器的传
动比为：
iHgig1H
Zg Zb Zg
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五、柔轮、波发生器 常见的结构型式
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1．柔轮常见的结构型式：
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。
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iHGR
ZR ZG ZR
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2．柔轮固定—刚轮输出：
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，可用于中小 型减速器， i=75~500。
iHRG
ZG ZG ZR
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3．波发生器固定—刚轮输出：
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。
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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。
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柔轮与刚轮齿面的啮合过程：
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三、单级谐波齿轮常见的 传动形式和应用
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1．刚轮固定—柔轮输出：
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。
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。
减速器课程设计共41页PPT资料共43页
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为器课程设计共41页PPT资料
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
“谐波减速器壳体”课设实例二共7页
设计题目设计“谐波减速器壳体”零件（图S0-7）成组机械加工工艺规程及某一重要工序的成组夹具。
各种壳体年产50－500件不等，按订单生产。
图S0-7 谐波减速器壳体课程设计说明书（实例二）1. 零件图分析1.1 零件的功用本零件为谐波减速器壳体，用于安装谐波减速器各零件，使其获得正确的装配关系。
其中内孔D1用于安装刚轮，内孔D6用于安装支承低速轴（输出轴）的轴承。
同时壳体外圆表面D7也是谐波减速器的安装基准面。
1.2 零件工艺分析本零件主体形状为回转体零件，其最主要加工面是内孔D1、D6，外圆D7，以及与内孔D1、D6垂直度要求较高的几个端面，如何保证这些表面本身的加工精度和相互位置精度是加工工艺需要重点考虑的问题。
本零件的另一特点是螺孔较多，其中螺孔S1位置度要求较高，螺孔S3、S4、和S5也有一定的位置度要求，在工艺上应给予保证。
本零件结构对于4种不同型号的谐波减速器完全一样，仅尺寸有所区别，但也在一定的尺寸范围内。
故可以采用成组工艺和成组夹具。
2. 确定毛坯2.1 确定毛坯制造方法本零件的材料是ZL102，故宜采用铸件。
2.2 确定总余量由表S-14确定外圆、内孔直径上总余量为5mm，端面总余量为2.5mm。
2.3 绘制毛坯图（略）3. 制定零件工艺规程3.1 选择表面加工方法1）由于工件材料为铝合金，故各回转表面及端面均采用车削方法加工：对于重要回转表面及端面采用粗车－半精车－精车加工方法，对于次要回转表面及端面采用粗车或粗车－半精车加工方法。
2）螺孔采用钻孔－攻丝加工方法。
为保证螺孔的位置精度，均应使用钻夹具进行加工。
3.2 选择定位基准1）精基准选择零件的设计基准是D6孔和大端面C，根据基准重合原则，并同时考虑统一精基准原则，选D6孔和大端面C作为主要定位精基准。
在钻螺纹底孔的工序中，考虑工件定位和装夹的方便，选大端面C和D1孔作为定位精基准。
为保证D7外圆和D6孔的同轴度，加工D6孔时采用D7外圆表面作为定位基准；而在精加工D7外圆表面时，采用D6孔作为定位基准。
课程设计 减速器PPT课件
5.3 键联接和联轴器的计算
一、键的选择与计算
1、由轴径 d 查表5-1 选 b×h 键长L＜轴段长(5~10)mm，且比零件轮毂长短(5~10)mm。
2、若强度不足，则
相差不大，适当加大轴上零件的毂长 相差大，可采用双键，180°布置。
3、联轴器处的平键不必验算。
二、联轴器的选择 1、类型： 据工作条件 《标准》 选弹性联轴器
电动机：型号、额定功率Pm、满载转速nm（待计算完后写上） V带、链、运输带走向 鼓轮轴（工作轴）的输入转矩T、转速n（或v) 各轴序号
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第二章
机械传动装置的总体设计
传动系统平面布置图
I
Y132S—4 Ⅱ
0 Pm=5.5 kw nm =1440r/min
v
Ⅳ
Ⅴ
T= Nm V = m/s
Ⅲ
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第二章 机械传动装置的总体设计
2.2 选择电动机
一、类型 按传动装置的工作条件
→查手册
电动机结构特点、使用范围
常用：Y系列异步电动机——全封闭自扇冷鼠笼型三项异步电动机
二、电动机型号
1、电机所需的输出功率
其中
Pw
Tw nw 9550
kW
P0
Pw
P鼓
总
带齿链滚4 联2
(表2-2)
2、精度：8级或7级 3、设计中的注意事项：
① 齿数：Z1=20~40，Z2=Z1i，i=Z2/Z1 ,应接近所分配的传动比；
② 采用斜齿轮：β=8°~15°；
③ 齿宽系数：ψa=0.4， ψd=(i+1/2)ψa；
④ 小齿轮宽度b1>大齿轮宽度b2， b1=b2 +（5~10）mm ；
《谐波齿轮传动》课件
切削加工
齿轮和轴类零件需通过切削加 工，确保各部分尺寸和形状精 度。
装配调试
所有零件装配完成后，需进行 严格的调试和测试，确保传动 性能达到设计要求。
质量检测
对成品进行质量检测，确保各 项性能指标符合标准。
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谐波齿轮传动的性能分析
性能评价指标
传动效率
衡量谐波齿轮传动系统在传递功率时 的效率，通常以百分比表示。
振动与噪声测量
通过测量和分析传动过程中的振动和噪声， 评估其工作平稳性和可靠性。
温升与热性能测试
检测谐波齿轮在长时间工作过程中的温升和 热稳定性。
动态特性分析
利用动态测试技术分析谐波齿轮的动态响应 和稳定性。
性能优化与改进
材料选择与处理
选用高强度、耐磨、耐腐蚀的材料，并进行 适当的热处理以提高其机械性能。
智能化控制
多学科交叉
随着人工智能和物联网技术 的发展，未来谐波齿轮传动 将更加智能化，能够实现自
适应控制和远程监控。
未来谐波齿轮传动的研究将 涉及更多学科领域，如机械 工程、控制工程、材料科学
等。
绿色环保
拓展应用领域
未来谐波齿轮传动将更加注 重环保和节能，采用更加高 效、低能耗的设计和制造工
艺。
随着技术的不断进步和应用 需求的增加，谐波齿轮传动 将在更多领域得到应用和推
谐波齿轮传动的特点与优势
结构紧凑
由于采用弹性元件传递动力，谐 波齿轮传动装置体积小、重量轻 。
传动比大
通过调整波发生器和柔轮的尺寸 ，可以实现较大的传动比。
谐波齿轮传动的特点与优势
承载能力强
谐波齿轮传动具有较高的承载能力和较长的使用寿命。
无摩擦传动
毕业设计谐波齿轮减速器设计及性能仿真
毕业设计谐波齿轮减速器设计及性能仿真设计背景谐波齿轮减速器是一种高效率、高减速比的减速器，其结构由谐波发生器、柔和环和若干对谐波轮组成。
利用谐波轮在柔和环的摩擦作用下的弹性变形，从而实现高减速比的传动。
谐波齿轮减速器结构紧凑、重量小，广泛应用于精密机床、机械手、航空航天等领域。
本次毕业设计旨在设计一种谐波齿轮减速器，并对其性能进行仿真分析。
设计步骤1. 确定减速比和输出转矩减速比是指减速器输出轴的转速与输入轴转速之比。
根据实际应用需求，本设计选择减速比为10∶1。
同时，在确定减速比的同时，需要根据应用场景的要求，确定输出转矩。
本设计选择输出转矩为100N•m。
2. 选择谐波轮和柔和环的参数谐波轮和柔和环的参数是谐波齿轮减速器设计中最关键的参数。
它们的选择直接影响减速器的性能。
本设计选择的参数如下：谐波轮齿数为120，柔和环齿数为108，柔和环弹簧刚度为1.5×10^7 N/m，柔和环内径为80mm。
3. 计算齿轮模数并绘制齿轮图样根据选择的谐波轮和柔和环参数，可以计算出齿轮模数。
本设计选择的齿轮模数为2.5。
根据齿轮模数画出齿轮图样，为了保证减速器的精度和寿命，齿轮图样应有合理的一些设计和制造要求，如齿数、齿形、端面接触等，应结合《机械设计手册》等相关标准规定确定。
4. 进行性能仿真分析利用有限元软件，对设计的谐波齿轮减速器进行性能仿真分析。
主要对输出转矩、转速、传动效率、载荷能力等指标进行分析。
5. 完成制造和组装根据设计图样，完成谐波齿轮减速器的制造和组装。
在制造过程中，应根据标准图样、制造工艺和精度要求进行加工，结合凸轮磨削、砜强化等工艺手段，确保减速器的精度和质量。
设计结果通过以上设计步骤和性能仿真分析，得到谐波齿轮减速器设计参数和性能指标如下：- 减速比：10∶1- 输出转矩：100N•m- 谐波轮齿数：120- 柔和环齿数：108- 柔和环弹簧刚度：1.5×10^7 N/m- 柔和环内径：80mm- 输出转速：60 r/min- 传动效率：90%- 载荷能力：500N通过制造和组装，得到的最终谐波齿轮减速器实际输出转矩、转速和传动效率等参数均符合设计要求，并且具有较高的精度和稳定性，可以满足实际工程需求。
减速机ppt课件
二、搅拌器的选型
搅拌目的 搅拌器选型 物料粘度
搅拌容器容积的大小
选用时除满足工艺要求外，还应考虑功耗低、 操作费用省，以及制造、维护和检修方便等因素。
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❖ 搅拌器的选型方法可以根据实践经验，选择习惯应 用的桨型，再在常用范围内决定搅拌器的种种参数， 也可以通过小型试验，取得数据，进行比拟放大的 设计方法。
3 灰乳槽搅拌及污水槽搅拌采用220#机械油润滑。 4 减速箱润滑油开始时2个月内换油一次，并用煤油清洗油箱
后更换新润滑油，以后每12个月换油一次，或由化验决定。
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日常点检内容
1 通过用手触摸、检查： 1.1 润滑油路的温度情况，判断润滑油是否畅通。 1.2 检查电机和减速机的振动情况有无异常。 1.3 检查电机和减速机各部位轴承温度是否正常，温升是否在
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表5-5 搅拌器型式适用条件表
搅拌器型式 涡轮式
流动状态
搅拌目的
对 湍 剪 低 高粘 分 溶 固 气 结 传 液
流 流 切 粘 度液 散 解 体 体 晶 热 相
循 扩 流 度 混合
悬吸
反
环散
混 传热
浮收
应
合 反应
○○○○ ○ ○ ○ ○○○○ ○
搅拌容 器容积
(m3)
转速范 围(r/min)
最高 粘度 (P)
注意人身安全和设备安全、严禁用手
触摸转动部件。
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故障现象 搅拌振动 突然停车 减速箱过热 电机发热 搅拌跳闸 搅拌不起来 轴承磨损 电机跳闸
产生原因
1.轴承发热 2.槽内有杂物 3.底部粗颗粒多 4.搅拌大轴弯 5.安装不正
1.电器出故障 2.负荷大
1.负荷大 2.油位不合适，过高或过低 3.轴承间隙不当 4.两轴连接不在同一中心线上
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材料及主要结构尺寸的选择和计算 ② 参数化模型建立
借助MATLAB进行优化程序设计 B、刚轮和波形发生器的设计 （3）、传动优化设计
齿轮齿廓啮合干涉验算 柔轮的受力分析，强度计算及校核 3、柔轮 刚轮 波形发生器的实体模型建立 4、柔轮有限元分析
（3）利用AutoCAD软件画出谐波减速器三大组件零件图，
（4）在根据二维图，利用SolidWorks软件画出减速器的三维装配图。
（5）检查谐波减速器的装配图，确保其准确性。
（6）利用ANSYS进行柔轮有限元分析并进行优化设计
参考文献
[1] 辛洪兵，谢金瑞,谐波传动技术及研究动向.北京轻工业学 院学报,1999.17(1): p.30-36. [2] 北京谐波传动技术研究所, 谐波传动技术的新发展. 齿轮, 1991. 15(2): p. 52-55. [3] 沈允文，谐波齿轮传动柔轮的实验模态分析 1994(01) [4] 李召华;扬帆;韩梅谐波齿轮传动装置的传动精度分析 2010(02) [5] 孙恒，陈作模. 机械原理 [M].7版. 北京：高等教育出版社， 2006. [6] 闫艳红;塑料谐波齿轮传动结构尺寸的优化设计[J];机械设 计;2002年10期 [7] 张春宜 郝广平 刘敏 减速器设计实例精解 2009.7 机械工 业出版社 [8] 乔峰丽，郑江 机械设计基础 2011.1 电子工业出版社 [9] 张佑林.刘文波.李峰活齿端面谐波齿轮啮合状态的几何模 型[期刊论文]-武汉理工大学学报 2004(10) [10] 姚俊武.王建中谐波减速器在自重构机器人的应用研究 [期刊论文]-制造业
• 而且谐波减速机也是一种比较节能的产品，会比较适合节 约型社会的要求。
• 谐波减速机对发电机需要高增速的设备有广阔的应用前景， 今后会有巨大的市场和应用价值 。
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国内外研究现状、发展动态
Mars robots
2019/5/22
Micro Harmonic Drive
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王栎
指导博士：张可
选题背景和意义
1.论文背景
谐波传动是上世纪五十年代后期随着航天技术的发展而出现的一 种重要的新型机械传动方式，被认为是机械传动的重大突破。谐 波机械传动原理是苏联工程师A.摩察尤唯金首先于1947年提出， 1955年第一台用于火箭的谐波齿轮传动是由美国人C.M .Musser 发明的。1960年，C. Walt Musser在发表于美国机械设计杂志 的论文中使用了Harmonic Drive一词，中文翻译为谐波传动或 谐波齿轮传动。此后，在航天飞行器和航天设备上的多次使用， 充分显示了这种传动的优越性。1959年取得了此项发明的专利后， 于1960年正式公开发表了该项技术的详细资料，一九六一年开始 介绍到我国。由于谐波传动具有许多优点，因而获得了广泛的推 广。到上世纪七、八十年代，许多不同类型的谐波传动取得了专 利。
轮的应力应变情况
• （2）.研究柔轮应力分布规律和变形规律与柔轮 壁厚的关系
•
对不同壁厚的柔轮进行有限元分析，总结出其应力变
化规律
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五、研究方法
利用学校图书馆、学校网络数据库(超新阅读器）、免费网络资源等大量搜集有 关机械优化设计的期刊文章、书籍等文献资料，掌握机械优化设计的基本理论 和方法。
• （2）谐波齿轮传动的结构尺寸优化设计
• 为实现谐波齿轮传动的体积小，重量轻的目标，以凸轮波形发生器的 凸轮尺寸为限制尺寸，利用MATLAB软件，对谐波齿轮传动的结构尺 寸进行优化设计
2019/5/22
• 在谐波传动中柔轮会发生弹性形变，且工作中其几何与力 学模型是非常复杂的，特别是其应变规律与应力分布情况 对整个传动的影响非常大。
在了解常规减速器的基础上，需要了解一系列特殊的减速器。
根据谐波传动系统的传动理论 对谐波减速器的三大组件：波形发生器、柔轮和刚轮进行优化设计
三、研究的内容及可行性分析
1、确定谐波齿轮减速器的总体方案设计。 (固定CS 输入WG 输出FS 双波传动） 2、传动机构总体设计： （1）、传动比的计算（及刚轮柔轮齿数的确定） （2）、齿轮传动设计
熟悉Matlab的优化工具箱对一般的机械优化设计问题进行编程和数值计算求解
（1）熟悉谐波减速器工作状况和设计要求，对其结构形状进行分析，得出总体 方案。
（2）按照总体方案对各零部件的运动关系进行分析得出谐波减速器的整体结构 尺寸，然后以各个零部件为模块分别利用MATLAB进行具体的零部件的设计校 核计算，优化各零部件的尺寸，再重新调整整体结构。
CSD长度为R系列的1/3
谐波减速器简介
刚轮（Circular Spline）、柔轮(Flex spline)和波发生器(Wave generator)
2019/5/22
2019/5/22
2019/5/22
三、研究的内容及可行性分析
在阅读大量文献资料的基础上，以理论力学和材料力学为理论基础， 结合在校学习的图学，机械学及计算机等相关知识和生产实习和工 艺实习等实践教学，掌握由原理方案的设想，转化为结构的设计思 路及设计方法。
• 2.理论意义
• 普通齿轮传动的减速器，同时啮合的齿数只有5%左右，而 谐波齿轮传动同时啮合齿数多，即承受载荷的齿数多，使 谐波传动的精度高，齿的承载能力大，在速度比和材料都 相同的情况下，受载能力要高出普通减速机不少，实现大 速比、小体积。
• 3.现实意义
• 现在的普通减速机大多存在消耗材料和能源比较多的情况， 谐波减速机传动的效率高和机构本身的特点，加上体积小、 重量轻的优点，是最适合的减速装置。会促进人力、资源 材料和动力的节省 。
• 因此对谐波减速器的建模研究及柔轮应力应变分析是非常 必要的。
• 利用SolidWorks软件对谐波三大组件进行三维简化建模， 使模型能顺利导入到ANSYS有限元软件中，并保证模型精 度，在ANSYS中进行优化设计
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• （1）.研究柔轮应力分布规律和变形规律与外载
荷的关系
•
模拟谐波减速器的空载和负载下的真实工况，研究柔
将最优化数学理论与具有强大数值计算功能的软件MATLAB相结 合，运用到谐波齿轮减速器优化设计过程中。
通过建立合理的优化数学模型，（建立目标函数，选取设计变量， 建立约束条件）
进行优化求解，得到最优设计结果。
• （1）谐波齿轮传动啮合参数优化设计
• 基准齿形角α，径向变行系数ω0，变位系数x和啮入深度系数h m这些 啮合参数不仅影响到柔轮的径向变形，而且对谐波传动的啮合性能， 承载能力和几何尺寸都有重要的影响。在保证传动在不产生啮合干涉 的基本准则下，求得较大的啮入深度h，利用MATLAB软件，对谐波齿 轮传动的啮合参数进行优化设计