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    齿轮减速机
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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:1277


    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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