应变波齿轮(也称为谐波齿轮)是一种机械齿轮系统,它使用带有外齿的柔性花键,通过旋转的椭圆塞变形以与外花键的内齿轮齿啮合。
谐波齿轮传动装置的组成
– 圆花键:刚性内齿轮,一般比柔轮多2齿,通常固定在外壳上。
– 柔轮:开口部外圈带齿轮的薄杯状金属弹性件,随波发生器的转动而变形,通常与输出轴耦合。
–波发生器:由椭圆凸轮和柔性轴承组成,通常与输入轴耦合。柔性轴承的内圈固定在凸轮上,外圈靠滚珠的弹力可做成椭圆形。
工作准则
作为减速器,谐波减速器通常由波发生器驱动并由柔轮输出。当波发生器安装在柔轮内圈时,柔轮受力发生弹性变形,呈椭圆形;长轴柔性花键的齿插入圆花键的凹槽中并完全啮合;短轴的两个花键齿根本不接触,而是脱开。在接合和分离之间,齿轮齿接合或分离。当波发生器连续旋转时,柔轮被迫不断变形,两个齿轮的轮齿在啮合、脱开时反复改变工作状态,从而产生所谓的错齿运动,实现之间的运动传递有源波发生器和柔性样条。
优点
谐波齿轮比传统齿轮系统有一些优势:
没有反弹
紧凑和重量轻
高传动比
标准外壳内的可重新配置比率
重新定位惯性负载时具有良好的分辨率和出色的可重复性(线性表示)
高扭矩能力
同轴输入和输出轴
可以在小体积中实现高齿轮减速比
应用
应变波齿轮装置常用于机器人和航空航天领域。它可以提供齿轮减速,但也可用于提高转速,或用于差动齿轮。