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谐波减速机介绍与技术指标
   新闻来源:变速机资讯网    时间:2014-12-28    点击:1267


谐波减速机介绍
一、结构及特点
1.谐波减速机结构简单,体积小,重量轻。
    谐波齿轮传动的主要构件只有三个:波发生器、柔轮、刚轮。它与传动比相当的普通减速器比较,其零件减少50%,体积和重量均减少1/3左右或更多。
2.传动比范围大
    单级谐波减速器传动比可在50—300之间,优选在75—250之间;
    双级谐波减速器传动比可在3000—60000之间;
    复波谐波减速器传动比可在200—140000之间。
3.同时啮合的齿数多。
    双波谐波减速器同时啮合的齿数可达30%,甚至更多些。而在普通齿轮传动中,同时啮合的齿数只有2—7%,对于直齿圆柱渐开线齿轮同时啮合的齿数只有1—2对。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。
    谐波齿轮传动同时啮合齿数多,即承受载荷的齿数多,在材料和速比相同的情况下,受载能力要大大超过其它传动。其传递的功率范围可为几瓦至几十千瓦。
5.运动精度高。
    由于多齿啮合,一般情况下,谐波齿轮与相同精度的普通齿轮相比,其运动精度能提高四倍左右。
6.运动平稳,无冲击,噪声小。
    齿的啮入、啮出是随着柔轮的变形,逐渐进入和逐渐退出刚轮齿间的,啮合过程中齿面接触,滑移速度小,且无突然变化。
7.齿侧间隙可以调整。
    谐波齿轮传动在啮合中,柔轮和刚轮齿之间主要取决于波发生器外形的最大尺寸,及两齿轮的齿形尺寸,因此可以使传动的回差很小,某些情况甚至可以是零侧间隙。
8.传动效率高。
    与相同速比的其它传动相比,谐波传动由于运动部件数量少,而且啮合齿面的速度很低,因此效率很高,随速比的不同(u=60-250),效率约在65—96%左右(谐波复波传动效率较低),齿面的磨损很小。
9.同轴性好。
    谐波齿轮减速器的高速轴、低速轴位于同一轴线上。
10.可实现向密闭空间传递运动及动力。
    采用密封柔轮谐波传动减速装置,可以驱动工作在高真空、有腐蚀性及其它有害介质空间的机构,谐波传动这一独特优点是其它传动机构难于达到的。
11.可实现高增速运动。
    由于谐波齿轮传动的效率高及机构本身的特点,加之体积小、重量轻的优点,因此是理想的高增速装置。对于手摇发电机、风力发电机等需要高增速的设备有广阔的应用前景。
12.方便的实现差速传动。
    由于谐波齿轮传动的三个基本构件中,可以任意两个主动,第三个从动,那么如果让波发生器、刚轮主动,柔轮从动,就可以构成一个差动传动机构,从而方便的实现快慢速工作状况。这一点对许多机床的走刀机构很有实用价值,经适当设计,可以大大改变机床走刀部分的结构性能。.结构简单,体积小,重量轻。

二、谐波传动减速机技术指标

1.传动效率
  谐波传动减速器的输出功率与输入功率之比,或有用功与总功之比。
  因输入转速、速比及使用情况(包括负载,润滑)不同,效率也不同。通常情况下,XB1系列约为75%-90%XB3系列、XBF系列约为50%-60%XB2约为30%
2.空回(运动损失)
  在空载情况下,改变输入轴转向时,输出轴转角的滞后量。
  允许值:XB1系列为6分、3分、1分;XB3XBF系列为6分、3分;XB2系列为6分。
3.传动误差
  当输入轴单向旋转时,输出轴的实际转角与理论转角之差。
  允许值:XB1系列为6分、3分、1分;XB3XBF系列为6分、3分;XB2系列为6分。
4.空载静态起动力矩、输入轴上组件的飞轮矩(GD2)和转动惯量(I
机型
空载静态启动力矩
(gf·cm)
飞轮矩GD2
(kgf·m2)
转动惯量I
(kg·m2)
XB1-25
3080
1.97×10-6
0.49×10-6
XB1-32
45160
7.60×10-6
1.90×10-6
XB1-40
60200
2.35×10-5
0.59×10-5
XB1-50
80300
7.10×10-5
1.77×10-5
XB1-60
120500
1.66×10-4
0.42×10-4
XB1-80
200800
4.94×10-4
1.23×10-4
XB1-100
4001250
1.49×10-3
0.37×10-3
XB1-120
6501800
3.62×10-3
0.90×10-3
XB1-160
10003500
1.64×10-2
0.41×10-2
XB1-200
25007000
4.83×10-2
1.21×10-2
XB1-250
450015000
/
/
5.平均寿命
  谐波传动减速器的寿命主要取决于波发生器轴承的寿命.在额定负载下,输入轴转速为1500/分钟时,柔性轴承寿命不低于5000小时,平均工作寿命大于10000小时。
6.超载能力
  允许在启动、停止瞬间超载一倍,工作时允许瞬间超载不大于1.5倍。
  7.扭转刚度
输入轴固定,在输出轴上负载扭矩与相应扭转角之增量比值。
 
注:KA-含空回及在约20%额定扭矩时,输出轴弹性变形的扭转刚度系数
 
参    数
单 位
减   速   器   类   型
行星齿轮
人字齿轮
蜗杆加螺旋齿轮
圆柱齿轮
谐波齿轮
01
传动级数
3
2
2
3
1
02
输出力矩
N.m
390
390
390
390
390
03
传 动 比
97.4
96
100
98.3
100
04
效    率
%
85
85
78
93
85
05
齿轮数量
13
4
4
6
2
06
轴承数量
17
6
6
8
5
07
节圆线速度
M/S
7.62
7.62
7.62
7.62
0.094
08
齿滑动速度
M/S
12.7
12.7
12.7
12.7
0.12
09
同时啮合齿数
%
7
5
3
3
30
10
齿面接触应力
MPA
345
345
345
345
4.12
11
齿的剪应力
MPA
172
172
172
172
2.06
12
安全系数
3
3
2
5
36
13
齿面接触状态
线
线
线
线
14
运动平稳性
15
力的平衡
不好
16
外形尺寸高
CM
33.1
35.6
40.6
58.8
18.5
17
外形尺寸长
CM
38.1
50.8
43.2
91
16
18
外形尺寸宽
CM
33.1
25.4
25.4
34.6
16.5
19
体    积
1000CM3
40
146
44
185
5.5
20
质    量
Kg
111
127
92.5
325
25
 谐波齿轮传动由三个基本构件组成:

  【一】谐波发生器(简称波发生器)……是凸轮(通常为椭圆形)及薄壁轴承组成,随着凸轮转动,薄壁轴承的外环作椭圆形变形运动(弹性范围内)。

  【二】刚轮……是刚性的内齿轮。

  【三】柔轮……是薄壳形元件,具有弹性的外齿轮。
以上三个构件可以任意固定一个,成为减速传动及增速传动,或者发生器、刚轮主动,柔轮从动,成为差动机构(即转动的代数合成)。谐波传动工作过程如下图:

 

 

 
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