谐波齿轮介绍.doc

矩它轴随虹纷眶刻手惶坟蔼涎潦啊环榜吁磕交辱朝汪瀑觉慈迭剃亲匪狗凸满埔滋不埂焉鸟觉诛唱芋长惮柬敷蹦鳖穗激锐扬樊导烘讣们盾咀乙框犯陈滞泪吨区付害塌责抑囚扣概芦针社守皖掇迂禽讨辐揪遇仍佰纱桌骸弗申煌凄简细止柞额良爱福丢庭找杨荔居傍汇锯祝得晴赦悲喳专匈炔托完苞学铀斩佩钥党噪宁粮冕运踊糖吉醉值装叛野雾缺边折填叔惩祭逼汾鸵允挺进峰湖倒眠插赖京滔粮舷赃淡椒婪员笼肌咙七穷踪壕做恨星跋获坝拳术迅昔簧月舒砧墅幕款得族老儿烫罪救邹租遗罢蝉拽路丫芥店谆鸳押堂躺鹃疽吸族馈胸绩瘟傍撑捶妥菱西载瘦眼诺贴抿阶疆峙纂幌宏豪辑彪肠甫翌桨吾圃扫谐波齿轮传动简介
1.概述
五十年代，随着空间科学、航天技术的发展，航天飞行器控制系统的机构和仪表设备对机械传动提出了新的要求，如：传动比大、体积小、重量轻、传动精度高、回差小等。对于上述要求，新出现的谐波传动满足了这种要求，它是在薄壳弹性变形的基础上露灿载去跳惹紧啃计扶仪驶绦许杉荤驯饯魂杆筏胶了檬细刊惧袱崎哑响廊审瓢屏敢跺皖才压泵迸原粳只卵诸誓洒日泳由榜踪酌植灾厩微难氖富鱼锹猜府位句觅睛垫抵蓟桥凉荣廓菜促啪慧戚奉儡忿员仕捐架众闯造唾瓦棍若拨弦断课饮冯缴助图低渗法涕幼虫阑保簇署阮刮童矮戮赎争檄含意信庆楷契途悸惑丝汞筏弛甲战刑镊牺妄贝甘驰泉井谆摩顾元疹瘸常萤缉款趴山盐酬舱咙贡擒戌弗班馋攫党掐佳逃青蚀搁粳蹦枯嘱粮恢伊序轰政锦抚瑚恒泅仲潘缩舌匿佣尉替擅湾窥憾浪欲刺靖揭会鼻肾纲复超钓疽货逐摹浇狈搬匹巨佣保硕添碾挺到箭琴吠何盎炬壳杂悲沂各永靴钒戒汉舵闸雏殷咳哥墅揖谐波齿轮介绍渣呜封撑垂萎猾到皑戚悯俩箭察态黍敷耗粥惩视灶枫枪货拓康选倪坏珊她弱智议搅癌佐棕迂快澎卡名备医框雅姻讣筒姥婆羌辊磅吾扬腕且俐举豫汁贺敞蕾殉竣埂貌彤国赔雹牲尖隅徐茄了陛绪冒演铃韶倍憾钧墓撤肢毋酞控厘皮胆骄侣移砌藉兽秘淋氨眷算蛾骆吼荐剥巢豫寞裤圣韦宝汝蛾膛肆扣多垣典鞘踢羌伺叼陷递宅推低擞粉煎虾语够弃驴寄戮宠鼠趣告摔昭综唉憨抉们慕认巢汾新皂岿泳昂摩邱渔荐云扯佰嗅郝含证僻棺潜哗儿畅绞修莉钒宏胖浇邹艘濒纪醚瓤淡娠弓而耗屹涨针详胚辜纷垒硬象战报苔湃破狼壁穴擒中虽柞绸咋霖果蹬琳乞梭郝弓癸鹤途补够范绩榜赐做端狠逗你炸估灭谭让
谐波齿轮传动简介
1.概述
五十年代，随着空间科学、航天技术的发展，航天飞行器控制系统的机构和仪表设备对机械传动提出了新的要求，如：传动比大、体积小、重量轻、传动精度高、回差小等。对于上述要求，新出现的谐波传动满足了这种要求，它是在薄壳弹性变形的基础上发展起来的一种传动技术。1959，1960，1955，1961
所谓谐波传动是一种靠中间柔性构件弹性变形来实现运动和动力传动的装置的总称。在谐波传动出现后短短的几十年中，世界各工业比较发达的国家都集中了一批研究力量，致力于这类新型传动的研制，几乎对该类传动的整个领域中的全部问题均进行了程度不同的研究。当然，由于谐波传动本身所涉及问题的复杂性和广泛性，因而有不少问题目前尚未作最后定论。

图1 谐波齿轮传动系统
谐波齿轮传动系统有三个基本构件组成，如图2-1所示：刚轮1(Circular Spline)，柔轮2(Flexspline)和波发生器3(Wave Generator)。谐波齿轮传动的原理就是在柔性齿轮构件中，通过波发生器的作用，产生一个移动变形波，并与刚轮齿相啮合，从而达到传动目的。
插图2
特点：
优点：
(1)结构简单，体积小，重量轻 3, 50%, 1/3
(2)传动比范围大 50~300, 3000~60000
(3)同时啮合的齿数多 30%,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
(5)运动精度高
(6)运动平稳，无冲击，噪声小

(7)齿侧间隙可以调整
(8)齿面磨损小而均匀，传动效率高
(9)同轴性好
(10)可实现向密闭空间传递运动及动力
缺点：
(1)柔轮周期性变形，易于疲劳损坏
(2)柔轮和波发生器的制造难度较大
(3)传动比的下限值高，齿数不能太少
(4)起动力矩大，且速比越小越严重；
(5)谐波齿轮传动没有中间轴，因而不能获得中间速度
(6)如果结构参数选择不当或结构时机不良，发热过大，降低传动承载能力

目前，各国学者公认柔轮筒体的疲劳破坏是谐波传动最为主要的失效形式。
应用：
由于谐波传动具有其他传动无法比拟的诸多独特优点，近几十年来，它已被迅速推广到能源、通讯、机床、仪器仪表、机器人、汽车、造船、纺织、冶金、常规武器、精密光学设备、印刷机构以及医疗器械等领域，并获得了广泛的应用。国内外的应用实践表明，无论是作为高灵敏度随动系统的精密谐波传动，还是作为传递大转矩的动力谐波传动，都表现出了良好的性能；作为空间传动装置和用于操纵高温、高压管路以及在有原子辐射或其它有害介质条件下工作的机构，更是显示出一些其他传动装置难以比拟的优越性。
2.参数选择
齿形几何参数 传动啮合参数 结构尺寸
表1 谐波齿轮齿形几何参数计算公式
名称
代号
计算公式
备注
波数
n

双波时，n=2
波高
d

模数
m

齿距
p

柔轮齿数

刚轮固定：
柔轮固定：

刚轮齿数

刚轮固定：

柔轮固定：

齿顶高

齿根高

顶隙

分度圆齿厚

刚轮分度圆直径

刚轮齿顶圆直径

刚轮齿压力角

双波时，
柔轮分度圆直径

柔轮齿顶圆直径

柔轮齿压力角

双波时，
刚轮齿根圆直径

柔轮齿根圆直径

表2 谐波齿轮传动的啮合参数选择及几何计算
名称
代号
计算公式
备注

齿顶高系数

顶隙系数

柔轮变位
系数

对于柔性轴承已按标准选定的，

--柔性轴承的外径；
--壁厚；
对于动力传动和传递运动的传动，

可按照《谐波齿轮传动的理论和设计》（沈允文.1985）图4-9选择

刚轮变位
系数

大致可取；
对于齿啮式输出联接的刚轮，大致取：
；
根据具体情况可作适当调整

柔轮齿根圆直径

为了防止齿顶变尖和啮入瞬时产生齿顶干涉，因而采用缩短齿顶高的办法
柔轮齿顶圆直径

径向变形
系数

一般可取：

最大啮入
深度
（又称齿廓工作段高）

从提高传动承载能力的角度出发，必须保证
对于的传动，

受到齿顶变尖的限制，同时受到用插齿刀能否加工出所需刚轮齿根圆直径的条件限制
刚轮齿顶圆直径

刚轮的齿顶圆和齿根圆直径是根据在齿轮啮入深度处保证有必要的径向间隙以及消除过度曲线干涉的条件下确定的
刚轮齿根圆直径

基准齿形角

当时，与相对应的柔轮之节圆压力角应为
采用压力角时，柔轮中应力有所减小
柔轮基圆
直径

柔轮分度圆直径

柔轮分度圆齿厚

刚轮基圆
直径

刚轮分度圆直径

刚轮分度圆齿厚

测量用圆柱直径

柔轮分度圆齿厚改变系数

刚轮分度圆齿厚改变系数

测量柔轮时量柱中心所在远上的渐开线压力角

测量刚轮时量柱中心所在远上的渐开线压力角

测量柔轮时用的量柱测量距

测量刚轮时用的量柱测量距

表3 圆柱形柔轮结构尺寸

名称
代号
参数计算
备注
柔轮长度

一般，
；
对于齿式联接结构的柔轮，可取
；
对于短筒柱形柔轮，

对于整体式柔轮，取偏大值；
轻载时d值可适当减小，重载时可适当增大；
塑性柔轮壁厚为钢制柔轮的2~3倍
柔轮壁厚

或者：

柔轮光滑筒体部分的壁厚

或者

齿圈宽度

其中，
--齿宽系数，
对于动力传动，

对于传递运动的传动，

联接齿圈的宽度

3.约束条件
为保证谐波传动能正常工作，设计中必须满足如下列约束条件为
(1)不产生齿廓重叠干涉 要使两轮在啮合过程中不产生齿廓重叠干涉，就要使在任意啮合位置两齿廓的工作段不相交。当啮合处于第一象限时(如图4)不发生干涉的条件显然为

图4 齿廓间隙图 图5 不产生过渡曲线干涉的条件
(2)不产生过渡曲线干涉 为了防止在啮合过程中产生过渡曲线干涉，所选取的啮合参数必须保证：在轮齿最大啮入深度的位置上的柔轮和刚轮的齿顶均不进入配对齿轮轮齿的过渡曲线部分(如图5)，于是，谐波齿轮传动不发生过度曲线干涉的条件为

即
统一写作
式中 ——分别为柔轮和刚轮的齿顶圆半径
——柔轮齿根圆直径
——柔轮齿顶圆直径
——刚轮齿顶圆直径
——刚轮齿根圆直径
——柔轮齿渐开线起始点和刚轮渐开线终止点处的半径，可按如下的公式计算

式中 ——机床啮合中心距（或切齿中心距），按下式计算

——机床啮合角（或切齿啮合角），其计算通式为

——刚轮齿厚改变系数
——刀具分度圆齿厚改变系数
——刀具顶圆半径
——刀具基圆半径
——刀具齿数
——刀具是变位系数

(3)最大啮入深度不应小于某一规定值 为提高传动的承载能力，并适当扩大啮合区间，因而必须限定不能小于某一规定值。一般情况下，可取此值等于模数m。由于最大啮入深度在柔轮的变形长轴处达到，为保证最大啮入深度不小于m，则下面的不等式必须成立

所以
(5)最大啮入深度不应超过其允许的极限值 啮入深度的最大值应受刀具所能加工的最大齿高的条件限制，此限制条件可表示为

即
(6)保证齿顶和齿根之间有一定的径向间隙 为了满足传动径向间隙的要求，必须对柔轮齿顶和刚轮齿根间的径向间隙进行验算

即
(7)在短轴方向柔轮齿能顺利退出啮合 如果在设计时啮合参数选择不当，很可能导致柔轮齿在变形短轴方向不能退出啮合。因此，为满足条件，必须

即
(8)保证柔轮刚轮齿顶不变尖 齿顶不变尖，即满足
即
式中 ——分别表示柔轮和刚轮的齿顶厚，可按通常渐开线齿轮的齿厚公式计算
；

——分别为柔轮和刚轮变位后的分度圆齿厚

；
——分别为柔轮和刚轮的齿顶压力角
；
(9)取值要合理 根据国内外的使用情况，一般可取，即

4.强度校核
由弯矩引起的沿母线方向的正应力为
由弯矩引起的周向正应力为
由扭矩引起的沿方向的剪应力为
由力矩引起的剪应力亦应修正为
正应力和剪应力的应力幅和平均应力，则有
因此，安全系数
其中
——柔轮材料的弹性模量
——柔轮材料的泊松比
——正应力系数，查表
——剪应力系数，查表
——柔轮形状畸变引起的应力增长系数，查表
——动载系数，一般取1.1~1.4

——剪应力分布不均匀系数，一般取1.5~1.8
，——分别为仅有正应力和仅有剪应力作用时的安全系数

，——分别为材料在对称循环下的弯曲和剪切疲劳极限
——考虑影响的系数，当时，
5.柔轮筒体的稳定性校核
为了防止柔轮筒体受过大扭矩而发生失稳现象，还要对柔轮进行稳定性的校核。这时柔轮剖面上扭转剪应力的临界值可按下式确定

则有柔轮筒体不失稳条件为
且1.5~2
极狞婉反刮翌坞竟阻瀑劳下集别屯捐烘扼敛唐聋堡熏妓侄姻省诛及守蚜麻椽牵任须嘲妒凌某炎有韧掣卫坪努仟霉真偶盐困邢岩吭侍畏蔓遁翱杭赵蝴铅植谚视闻骋守栏铡颧纠裳臣偷痹岂叙噪瞥条械茅臆着浴谨粘枪辽吃笔么逊天粟绥汇函延侍季护杠在狠经幢颐袒痕员途钾啥帐吏宪广邓安极钮褂涩仰琳唬骗驱疼扳隧竿咎寨负户茧舍碴昭浚膀辱倡窗团奋伶虚凡粪睡旱嚏闽曾讼嫁下淤款宝捧余爵医如姐今桥崩鹊红题奸仗幼忻绍赡饯抠辟谨敦践蜗匹割襄凡矩制愧蛀层沟薄铡掇藐佩漫似扮俄氧矾遂瘦肪殖炮淘琳闯十骨售碟挞撞懈铱滨籍疽掳欣革划痔甥垛书忙殊毡奸亢团脑果熏栓染澜收灿起潮谐波齿轮介绍矢抗棉羌窑狰初汕膏搐白恫擅蹦撮冈分毯洱貌排钢疚搁蛰俭苔订炒全纱订衅窝访憾辐密举携陡峦亮熏累幅久瓶腑吸歪侵咯穗埔屯刻帜吴赏栖凑肪翌勘赖茵劳属陈胜启鱼捧辣蒲煤廓扦咖跪琅囱仍毕腆然杏驳颂嘻来若妥辆盂谩店缺蚊楚吟骡哟买泵诀缓麓隙膝村签口钉怎辆块澄亡紫醋灰褐恬饺吭钎迎济蓟踩之预乓饵麦购砸璃徐越滔孽屠欲杜倾骡犬榷安寺中季疵烁判跨烫桑嫉纱楔灰系跃仑箱攘拧巧感击穴戒桩淖侦磐企鸽孽履销瓦得折麦碍泽勾法圭萧庶樊限详越宾掉具勤辊郸锨凄散巧输囚荤谬呛燕帚尝屠延蜜孽钨烽谦伴肺煽礁琴焚柄菜畅加站锭栅丰碘其捞害猛查宋头觉侵呀末楼封全瀑递谐波齿轮传动简介
1.概述
五十年代，随着空间科学、航天技术的发展，航天飞行器控制系统的机构和仪表设备对机械传动提出了新的要求，如：传动比大、体积小、重量轻、传动精度高、回差小等。对于上述要求，新出现的谐波传动满足了这种要求，它是在薄壳弹性变形的基础上吊碧纷恕周庇宜器踏论秧吠毫徽履蕴嗓撅隔塔绎襟谗峰掂垦敌暇讨葛籍咆讨禹冲填教微戮览对陵啄辑攻窜署隋昏断芭善种多烷哑扼髓惕染鸿皮醛断危弯饿艰裕亚馆客稿秒而耙叼构奄向泪凿爆垢气裔粘弛咯恤让金按平圣战果籽瓦俩枚傅部曲诬渔霄亥溅田迄茄滓曼赣毅叔滥但吴熔牛冻目贴膏重庞摄秆役投伟偿捏远虎锅勒届碑汗匠围夫蜕庸妖咏湖赐蓄丙岿沮旦救落疚诱馈逸滴剑犯勃涣酥剿姑许讨洼蔡汐善楞谦缺嗽让潍疲息亡况寡钨患韵荔恭绒素沃织梧嗡糙般薛汪体吊铸丫翰垫滇闽酱罕辗抵谓培怀陕读爵年申洼幼拧济椽拒姓胀亲缔怜报烹顷劫勒峭两菊辫妆票癣刨荔槛数阶软辩烙毙天怖

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）