谐波减速器的在工业机器人中的应用
在自动化设备、工业机器人的应用中,机械传动的部件少不了谐波减速器。谐波减速器主要由波发生器、柔性齿轮、柔性轴承、刚性齿轮四个基本构件组成。

 
谐波减速器的工作原理
 
波发生器是一个杆状部件,其两端装有滚动轴承构成滚轮,与柔轮的内壁相互压紧。柔轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮,其内孔直径略小于波发生器的总长。波发生器是使柔轮产生可控弹性变形的构件。当波发生器装入柔轮后,迫使柔轮的剖面由原先的圆形变成椭圆形,其长轴两端附近的齿与刚轮的齿完全啮合,而短轴两端附近的齿则与刚轮完全脱开。周长上其他区段的齿处于啮合和脱离的过渡状态。当波发生器沿图示方向连续转动时,柔轮的变形不断改变,使柔轮与刚轮的啮合状态也不断改变,由啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入……,周而复始地进行,从而实现柔轮相对刚轮沿波发生器相反方向的缓慢旋转。工作时,固定刚轮,由电机带动波发生器转动,柔轮作为从动轮,输出转动,带动负载运动。在传动过程中,波发生器转一周,柔轮上某点变形的循环次数称为波数,以 n 表示。常用的是双波和三波两种。双波传动的柔轮应力较小,结构比较简单,易于获得大的传动比。故为目前应用最广的一种。
谐波减速器的在工业机器人中的应用
 
谐波减速器的优点
1、传动速比大。
单级谐波齿轮传动速比范围是70-320,在某些装置中可达1000,多级传动速比可达3000以上。除了减速,也可以应用于增速场合。
2、传动精度高。
谐波齿轮传动中同时啮合的齿数多,误差平均化,即多齿啮合对误差有相互补偿作用,故传动精度高。在齿轮精度等级相同的情况下,传动误差只有普通圆柱齿轮传动的1/4左右。同时可采用微量改变波发生器的半径来增加柔轮的变形使齿隙很小,甚至能做到无侧隙啮合,故谐波齿轮减速机传动空程小,适用于反向转动。
3、承载能力高。
谐波齿轮传动中同时啮合的齿数多,双波传动同时啮合的齿数可达总齿数的30%以上,而且柔轮采用了高强度材料,齿与齿之间是面接触。零部件少、安装简便
4、传动效率高、运动平稳。
由于柔轮轮齿在传动过程中作均匀的径向移动,因此,即使输入速度很高,轮齿的相对滑移速度仍是极低(故为普通渐开线齿轮传动的百分之—),所以,轮齿磨损小,效率高(可达69%~96%)。又由于啮入和啮出时,齿轮的两侧都参加工作,因而无冲击现象,运动平稳。转矩容量高
5、体积小、重量轻。
与一般减速机比较,输出力矩相同时,谐波齿轮减速机的体积可减小2/3,重量可减轻1/2。
6、结构简单、零件数少、安装方便。
仅有三个基本构件,且输入与输出轴同轴线,所以结构简单,安装方便。
7、可向密闭空间传递运动。
利用柔轮的柔性特点,轮传动的这一可贵优点是现有其他传动无法比拟的。
 
谐波减速器的这些特点非常符合工业机器人对传动的要求,所以谐波减速器在工业机器人的应用中是非常广泛的。
谐波减速器的在工业机器人中的应用