谐波减速机为什么叫谐波,先要了解什么事谐波传动,这样就知道谐波减速机的名称来源。具体过程如下:
谐波传动是利用一个构建的可控制的弹性变形来实现机械运动的传递。谐波传动通常由三个基本构件组成,包括一个有内齿的刚轮,一个工作时可产生径向弹性变形并带有外齿的柔轮和一个装在柔轮内部、呈椭圆形、外圈带有柔性滚动轴承的波发生器。柔轮的外齿数少于刚轮的内齿数。在波发生器转动时,相应与长轴方向的柔轮外齿正好完全啮入刚轮的内齿;在短轴方向,则外齿全脱开内齿。当刚轮固定,波发生器发生转动时,柔轮的外齿将依次啮入和啮出刚轮的内齿,柔轮齿圈上的任意一点的径向位移将呈近似于正弦波形的变化,所以这种传动称为谐波传动。
谐波减速器是谐波传动装置的一种,谐波传动装置包括谐波加速器和谐波减速器。
谐波减速器主要包括:刚轮、柔轮和波发生器三者,三者缺一不可。
其中,刚轮的齿数略大于柔轮的齿数。
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。
机器人减速器一般用谐波减速器与RV减速器(即摆线针轮减速器),目前最好的还是径差子减速器(它是汽车差速器演变而来的)。谐波减速器工艺性差,包括日本在内改良还不断;RV减速器工艺成熟,其多曲轴等工艺难度大,径差子减速器也是RV减速器之改良型即取消曲轴,工艺优良且更成熟与优越,径差子减速器传动比可达无穷大(实用型为单齿差,齿环齿数为传动比数),体积比是谐波减速器之二分一(即等体积模数是谐波减速器二倍),谐波减速器柔性传动,径差子减速器刚性传动,机器人刚性传动运动到位缓冲行程更短且小RV减速器,径差子减速器扭矩大体积小适用于机器人各关节。径差子减速器传动效率与行星减速器相当小于谐波减速器与RV减速器,然不少谐波减速器传动效率低于0.8,径差子减速器啮合齿数是行星减速器五倍以上却小于谐波减速器与RV减速器,因而径差子减速器理论精度只能高于谐波减速器难以超越RV减速器。径差子减速器其传输功率大得惊人(谐波减速器工业机器人负荷10Kg,径差子减速器工业机器人就可负荷2000Kg)。现中海油采用国外行星减速器潜油泵只能用9”(228.6mm)井口,辽河油田与沈阳大学现王子贵博士采用差子减速器潜油泵可突破5” (127mm)小井口(即外径小于105mm差子减速器载荷可达35KW功率)。广数、新松等均意向出资收径差子传动科技有限公司,为日本压制中国机器人发展之三大件之一减速器瓶颈解扣。
因为里面有波发生器啊。波发生器H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H相反方向的缓慢旋转。
这就需要讲到谐波减速器的原理了。谐波减速器是一种靠波发生器使柔轮产生可控的弹性变形波,通过与刚轮的相互作用,实现运动和动力传递的传动装置。 请看谐波减速器原理动画。