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齒輪減速機
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諧波減速機介紹與技術指標
   新聞來源:變速機資訊網    時間:2014-12-28    點擊:1274


諧波減速機介紹
一、結構及特點
1.諧波減速機結構簡單,體積小,重量輕。
    諧波齒輪傳動的主要構件只有三個:波發生器、柔輪、剛輪。它與傳動比相當的普通減速器比較,其零件減少50%,體積和重量均減少1/3左右或更多。
2.傳動比范圍大
    單級諧波減速器傳動比可在50—300之間,優選在75—250之間;
    雙級諧波減速器傳動比可在3000—60000之間;
    復波諧波減速器傳動比可在200—140000之間。
3.同時嚙合的齒數多。
    雙波諧波減速器同時嚙合的齒數可達30%,甚至更多些。而在普通齒輪傳動中,同時嚙合的齒數只有2—7%,對于直齒圓柱漸開線齒輪同時嚙合的齒數只有1—2對。正是由于同時嚙合齒數多這一獨特的優點,使諧波傳動的精度高,齒的承載能力大,進而實現大速比、小體積。
4.承載能力大。
    諧波齒輪傳動同時嚙合齒數多,即承受載荷的齒數多,在材料和速比相同的情況下,受載能力要大大超過其它傳動。其傳遞的功率范圍可為幾瓦至幾十千瓦。
5.運動精度高。
    由于多齒嚙合,一般情況下,諧波齒輪與相同精度的普通齒輪相比,其運動精度能提高四倍左右。
6.運動平穩,無沖擊,噪聲小。
    齒的嚙入、嚙出是隨著柔輪的變形,逐漸進入和逐漸退出剛輪齒間的,嚙合過程中齒面接觸,滑移速度小,且無突然變化。
7.齒側間隙可以調整。
    諧波齒輪傳動在嚙合中,柔輪和剛輪齒之間主要取決于波發生器外形的最大尺寸,及兩齒輪的齒形尺寸,因此可以使傳動的回差很小,某些情況甚至可以是零側間隙。
8.傳動效率高。
    與相同速比的其它傳動相比,諧波傳動由于運動部件數量少,而且嚙合齒面的速度很低,因此效率很高,隨速比的不同(u=60-250),效率約在65—96%左右(諧波復波傳動效率較低),齒面的磨損很小。
9.同軸性好。
    諧波齒輪減速器的高速軸、低速軸位于同一軸線上。
10.可實現向密閉空間傳遞運動及動力。
    采用密封柔輪諧波傳動減速裝置,可以驅動工作在高真空、有腐蝕性及其它有害介質空間的機構,諧波傳動這一獨特優點是其它傳動機構難于達到的。
11.可實現高增速運動。
    由于諧波齒輪傳動的效率高及機構本身的特點,加之體積小、重量輕的優點,因此是理想的高增速裝置。對于手搖發電機、風力發電機等需要高增速的設備有廣闊的應用前景。
12.方便的實現差速傳動。
    由于諧波齒輪傳動的三個基本構件中,可以任意兩個主動,第三個從動,那么如果讓波發生器、剛輪主動,柔輪從動,就可以構成一個差動傳動機構,從而方便的實現快慢速工作狀況。這一點對許多機床的走刀機構很有實用價值,經適當設計,可以大大改變機床走刀部分的結構性能。.結構簡單,體積小,重量輕。

二、諧波傳動減速機技術指標

1.傳動效率
  諧波傳動減速器的輸出功率與輸入功率之比,或有用功與總功之比。
  因輸入轉速、速比及使用情況(包括負載,潤滑)不同,效率也不同。通常情況下,XB1系列約為75%-90%,XB3系列、XBF系列約為50%-60%,XB2約為30%。
2.空回(運動損失)
  在空載情況下,改變輸入軸轉向時,輸出軸轉角的滯后量。
  允許值:XB1系列為6分、3分、1分;XB3、XBF系列為6分、3分;XB2系列為6分。
3.傳動誤差
  當輸入軸單向旋轉時,輸出軸的實際轉角與理論轉角之差。
  允許值:XB1系列為6分、3分、1分;XB3、XBF系列為6分、3分;XB2系列為6分。
4.空載靜態起動力矩、輸入軸上組件的飛輪矩(GD2)和轉動慣量(I
機型
空載靜態啟動力矩
(gf·cm)
飛輪矩GD2
(kgf·m2)
轉動慣量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.平均壽命
  諧波傳動減速器的壽命主要取決于波發生器軸承的壽命.在額定負載下,輸入軸轉速為1500/分鐘時,柔性軸承壽命不低于5000小時,平均工作壽命大于10000小時。
6.超載能力
  允許在啟動、停止瞬間超載一倍,工作時允許瞬間超載不大于1.5倍。
  7.扭轉剛度
輸入軸固定,在輸出軸上負載扭矩與相應扭轉角之增量比值。
 
注:KA-含空回及在約20%額定扭矩時,輸出軸彈性變形的扭轉剛度系數
 
參    數
單 位
減   速   器   類   型
行星齒輪
人字齒輪
蝸桿加螺旋齒輪
圓柱齒輪
諧波齒輪
01
傳動級數
3
2
2
3
1
02
輸出力矩
N.m
390
390
390
390
390
03
傳 動 比
97.4
96
100
98.3
100
04
效    率
%
85
85
78
93
85
05
齒輪數量
13
4
4
6
2
06
軸承數量
17
6
6
8
5
07
節圓線速度
M/S
7.62
7.62
7.62
7.62
0.094
08
齒滑動速度
M/S
12.7
12.7
12.7
12.7
0.12
09
同時嚙合齒數
%
7
5
3
3
30
10
齒面接觸應力
MPA
345
345
345
345
4.12
11
齒的剪應力
MPA
172
172
172
172
2.06
12
安全系數
3
3
2
5
36
13
齒面接觸狀態
14
運動平穩性
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
外形尺寸長
CM
38.1
50.8
43.2
91
16
18
外形尺寸寬
CM
33.1
25.4
25.4
34.6
16.5
19
體    積
1000CM3
40
146
44
185
5.5
20
質    量
Kg
111
127
92.5
325
25
 諧波齒輪傳動由三個基本構件組成:

  【一】諧波發生器(簡稱波發生器)……是凸輪(通常為橢圓形)及薄壁軸承組成,隨著凸輪轉動,薄壁軸承的外環作橢圓形變形運動(彈性范圍內)。

  【二】剛輪……是剛性的內齒輪。

  【三】柔輪……是薄殼形元件,具有彈性的外齒輪。
以上三個構件可以任意固定一個,成為減速傳動及增速傳動,或者發生器、剛輪主動,柔輪從動,成為差動機構(即轉動的代數合成)。諧波傳動工作過程如下圖:

 

 

 
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