谐波传动使柔性件产生弹性变形并与刚性件相互作用而达到传递运动或动力的目的。在传动中波发生器回转一周,柔性件上某一点循环变形的次数称波数。柔性件的变形过程是一个基本对称的谐波(图1),故称为谐波传动。常用的谐波传动是双波传动。图2为一个外周有许多齿( 120个以上)的柔轮与一个内周有齿的刚轮相啮合进行传动,称为谐波齿轮传动。
石家庄机器人专用谐波减速器工作原理,以谐波齿轮传动为例。它是利用柔轮、刚轮和波发生器的相对运动,特别是柔轮的可控弹性变形(形状改变)来实现运动和动力传递的。在这3个基本构件中可任意固定一个,其余一个为主动件一个为从动件。如果3个都不固定,则成为差动轮系。如以刚轮固定不变,以波发生器为主动件,柔轮为从动件,波发生器内的椭圆形凸轮在柔轮内旋转便使柔轮产生变形。
机器人专用谐波减速器技术设计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zui广的一种谐波齿轮传动的柔轮和刚轮的齿距相同,但齿数不等,通常采用刚轮与柔轮齿数差等于波数,即z2-z1=n式中 z2、z1--分别为刚轮与柔轮的齿数。当刚轮固定、发生器主动、柔轮从动时,谐波齿轮传动的传动比为i=-z1/(z2-z1)双波传动中,z2-z1=2,柔轮齿数很多。
机器人专用谐波减速器可构成密封传动,因此可在高温、高压、高真空、有害气体或原子能辐射的环境中传递运动。输出轴和输入轴位于同一轴心线上。维修方便,便于保养、检查和更换零件。谐波齿轮传动可用于雷达的随动系统、飞行器、机械手、假肢等,还可用于起重运输、化工机械、印刷机械、电动工具中的减速装置和仪器的微调机构上。
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