現(xiàn)代設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)離不開驅(qū)動(dòng)裝置，電機(jī)、齒輪、鏈條、皮帶等等構(gòu)成了設(shè)備中至關(guān)重要的一環(huán)。本專輯將給大家介紹常用驅(qū)動(dòng)裝置部件的相關(guān)知識(shí)。
或許大家還記得我們有一期講到工業(yè)機(jī)器人，提到機(jī)器人里面其中的一個(gè)關(guān)鍵部件就是減速器。機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要求傳動(dòng)系統(tǒng)間隙小，剛度大，輸出扭矩高，減速比大。其用到的減速機(jī)同我們常見的直齒輪、斜齒輪多級(jí)減速機(jī)或蝸輪蝸桿減速機(jī)不一樣。機(jī)器人中常用的減速機(jī)為：RV減速機(jī)，諧波減速機(jī)和擺線針輪減速機(jī)等。其中諧波減速機(jī)的用量***多，超過(guò)總量的60%。本期我們就給大家簡(jiǎn)要介紹一下諧波傳動(dòng)減速機(jī)。
諧波減速機(jī)構(gòu)成
諧波齒輪傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)原理是利用機(jī)械波控制柔性齒輪彈性變形來(lái)傳遞力和運(yùn)動(dòng)的新型傳動(dòng)裝置。其主要構(gòu)件由鋼輪1、柔輪2和波發(fā)生器H組成。
剛輪為剛性外齒輪；柔輪是薄殼型元件；波發(fā)生器又稱諧波發(fā)生器，由凸輪（通常為橢圓形）及薄壁軸承組成。隨著凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，薄壁軸承的外環(huán)作橢圓形變形運(yùn)動(dòng)（在彈性變形范圍內(nèi)）。
諧波減速機(jī)運(yùn)動(dòng)原理
在未裝配前,柔輪的原始剖面呈圓形,柔輪和剛輪的周節(jié)相同，但柔輪的齒數(shù)比剛輪齒數(shù)略少,而波發(fā)生器的***大直徑比柔輪內(nèi)圓直徑略大。當(dāng)把波發(fā)生器裝入柔輪內(nèi)時(shí),迫使柔輪產(chǎn)生變形,在其長(zhǎng)軸兩端的齒恰好與鋼輪齒完全嚙合，短軸處的齒則完全脫開；而處于波發(fā)生器長(zhǎng)軸與短軸之間沿周長(zhǎng)不同區(qū)段的齒，則處于嚙入或嚙出的不同狀態(tài)。
諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力時(shí)，彈性柔輪將產(chǎn)生一個(gè)移動(dòng)的變形波，即柔輪各點(diǎn)的徑向位移隨轉(zhuǎn)角的變化情況為一個(gè)基本對(duì)稱的簡(jiǎn)諧波，因此把這種傳動(dòng)稱為諧波傳動(dòng)。在傳動(dòng)的過(guò)程中，波發(fā)生器轉(zhuǎn)一周，柔輪上某點(diǎn)變形的循環(huán)次數(shù)稱為波數(shù)。如以橢圓形波發(fā)生器傳遞嚙合時(shí)為例，變形后柔輪上各點(diǎn)相對(duì)于未變形柔輪的運(yùn)動(dòng)，在以變形長(zhǎng)軸為起點(diǎn)展開后，近似呈具有兩個(gè)全波的余弦曲線的連續(xù)簡(jiǎn)諧波形，稱為雙波傳動(dòng)。其余類推，有單波、三波，考慮到柔輪的疲勞壽命，一般波數(shù)不大于三，雙波是***常用的。
優(yōu)點(diǎn)：
(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,零件少,體積小,重量輕。
(2)傳動(dòng)比大,范圍廣。單級(jí)諧波減速器傳動(dòng)比可在50~300之間,雙級(jí)諧波減速器傳動(dòng)比可在3000~60000之間,復(fù)波諧波減速器傳動(dòng)比可在100~140000之間。
(3)重合率高,雙波諧波減速器同時(shí)嚙合的齒數(shù)可達(dá) 30%, 齒面相對(duì)滑動(dòng)速度低,使其承載能力高,傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)沖擊且精度高,噪聲低。
(4)齒側(cè)間隙可調(diào)整,回差小,可實(shí)現(xiàn)零側(cè)隙傳動(dòng)。
(5)可以向密封空間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,采用密封柔輪諧波傳動(dòng)減速裝置,可以驅(qū)動(dòng)工作在高真空、有腐蝕性及其它***介質(zhì)空間的機(jī)構(gòu)。
(6)傳動(dòng)效率較高,且在傳動(dòng)比很大的情況下,仍具有較高的效率。
(7)可實(shí)現(xiàn)高增速運(yùn)動(dòng)。
缺點(diǎn)：
(1)柔輪周期性變形,易疲勞損壞。
(2)柔輪和波發(fā)生器的制造難度較大。
(3)傳動(dòng)比的下限值高,齒數(shù)不能太少,當(dāng)波發(fā)生 器為主動(dòng)時(shí),傳動(dòng)比一般不能小于35。
(4)起動(dòng)力矩大。