谐波齿轮设计资料

谐波齿轮传动简介

1.概述

五十年代，随着空间科学、航天技术的发展，航天飞行器控制系统的机构和仪表设备对机械传动提出了新的要求，如：传动比大、体积小、重量轻、传动精度高、回差小等。对于上述要求，新出现的谐波传动满足了这种要求，它是在薄壳弹性变形的基础上发展起来的一种传动技术。1959，1960，1955，1961所谓谐波传动是一种靠中间柔性构件弹性变形来实现运动和动力传动的装置的总称。在谐波传动出现后短短的几十年中，世界各工业比较发达的国家都集中了一批研究力量，致力于这类新型传动的研制，几乎对该类传动的整个领域中的全部问题均进行了程度不同的研究。当然，由于谐波传动本身所涉及问题的复杂性和广泛性，因而有不少问题目前尚未作最后定论。

图1 谐波齿轮传动系统

谐波齿轮传动系统有三个基本构件组成，如图2-1所示：刚轮1(Circular Spline)，柔轮2(Flexspline)和波发生器3(Wave Generator)。谐波齿轮传动的原理就是在柔性齿轮构件中，通过波发生器的作用，产生一个移动变形波，并与刚轮齿相啮合，从而达到传动目的。

特点：

优点：——小型机器的精密传动

(1)结构简单，体积小（50%），重量轻（1/3）

(2)传动比范围大：单级（50~300）, 多级（3000~60000）

(3)同时啮合的齿数多（30%）,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

(5)运动精度高

(6)运动平稳，无冲击，噪声小

(7)齿侧间隙可以调整

(8)齿面磨损小而均匀，传动效率高

(9)同轴性好

(10)可实现向密闭空间传递运动及动力

缺点：

(1)柔轮周期性变形，易于疲劳损坏

(2)柔轮和波发生器的制造难度较大

(3)传动比的下限值高，齿数不能太少

由于柔轮材料强度的限制,单级谐波齿轮传动的速比下限不能无限制地减小。统计结果表明,在工业总需求中,对传动比在18到60范围的减速装置的需求占需求总数的68%。如果将谐波齿轮传动单级传动比减小到50,则可满足40%以上的工业需求。因此努力降低谐波齿轮传动的单级传动比具有重要的经济意义,其应用的潜力和前景将极为深远和广阔。

(4)起动力矩大，且速比越小越严重；

(5)谐波齿轮传动没有中间轴，因而不能获得中间速度

(6)如果结构参数选择不当或结构时机不良，发热过大，降低传动承载能力

目前，各国学者公认柔轮筒体的疲劳破坏是谐波传动最为主要的失效形式。应用：

由于谐波传动具有其他传动无法比拟的诸多独特优点，近几十年来，它已被迅速推广到能源、通讯、机床、仪器仪表、机器人、汽车、造船、纺织、冶金、常规武器、精密光学设备、印刷机构以及医疗器械等领域，并获得了广泛的应用。国内外的应用实践表明，无论是作为高灵敏度随动系统的精密谐波传动，还是作为传递大转矩的动力谐波传动，都表现出了良好的性能；作为空间传动装置和用于操纵高温、高压管路以及在有原子辐射或其它有害介质条件下工作的机构，更是显示出一些其他传动装置难以比拟的优越性。

2.参数选择

齿形几何参数传动啮合参数结构尺寸