谐波齿轮减速器 CSF-CSG 系列

谐波齿轮减速器 CSF-CSG 系列
谐波齿轮减速器 CSF-CSG 系列

Evolution of Harmonic Drive Gearing

Harmonic drive gearing continues to evolve by improving performance and functionality.

Tooth Profiles

The harmonic drive component sets and housed units presented in stics and performance.

The new “S” tooth profile significantly increases the region of tooth The new tooth profile also features an enlarged tooth root radius, resulting in more than double the life expectancy for the gear.

Circular (ca Wave Generator (input)

Output Flange

System Components

The FLEXSPLINE is a non-rigid, thin cylindrical cup with external teeth on a slightly smaller pitch diameter than the Circular Spline. It fits over and is held in an elliptical shape by the Wave Generator.

The WAVE GENERATOR is a thin raced ball bearing fitted onto an elliptical plug serving as a high efficiency torque converter.

The CIRCULAR SPLINE is a rigid ring with internal teeth, engaging the teeth of the Flexspline across the major axis of the Wave Generator.

3.

Reduction

Gearing

6. Speed Increaser Gearing

CS WG

FS

1.

Reduction

Gearing

E

4. Speed Increaser Gearing

7.

Differential

Gearing

2.

Reduction

Gearing

E

5. Speed Increaser Gearing

The CSF Cup-Style Component Set achieves higher performance than the Pancake Style Component Set in the same package size.

Tool Changer

Housed Unit -

Housed Unit -Input Shaft Option

Definition of Ratings

Rated Torque (T r)

Rated torque indicates allowable continuous load torque at

2000 rpm input speed.

Limit for Repeated Peak Torque (refer to figure 1)

During acceleration a deceleration the harmonic drive gear experiences a peak torque as a result of the moment of

inertia of the output load.

Limit for Average Torque

In cases where load torque and input speed vary, it is necessary

to calculate an average value of load torque. The table indicates

the limit for average torque. The average torque calculated

must not exceed this limit.

Limit for Momentary Peak Torque (refer to figure 1)

Harmonic drive gearing may be subjected to momentary peak torques in the event of a collision or emergency stop. The magnitude and frequency of occurrence of such peak torques

must be kept to a minimum and they should, under no circumstance, occur during normal operating cycle.

The allowable number of occurrences of the momentary peak

torque may be calculated by using equation 7 on page 12.

Also see section “strength and life”.

Figure 1

Maximum Input Speed, Limit for average input speed

Do not exceed the allowable rating.

Moment of Inertia

The rating indicates the moment of inertia reflected to the

wave generator (gear input).Strength and Life

The non-rigid Flexspline is subjected to repeated deflections, and its strength determines the torque capacity of the harmonic drive gear. The values given for Rated Torque at Rated Speed and for the allo-wable Repeated Peak Torque are based on an infinite fatigue

life for the Flexspline.

The torque that occurs during a collision must be below the momenta-ry peak torque (impact torque). The maximum number

of occurrences is given by the equation below.

[Equation 7]

1.0 X 104

n: Input speed before collision

N = ____________

2 X n X t t: Time interval during collision

60

Please note:

If this number is exceeded, the Flexspline may experience

a fatigue failure.

Ratcheting phenomenon

When excessive torque is applied while the harmonic drive gear is

in motion, the teeth between the Circular Spline and Flexspline may not engage properly. This phenomenon is called ratcheting and the torque at which this occurs is called ratcheting torque. Ratcheting may cause the Flexspline to become non-concentric with the Circular Spline. (See figure 1 & 2 on page 12) Operating in this condition may result in shortened life and a Flexspline fatigue failure.

Figure 2

When ratcheting occurs, the teeth mesh abnormally as shown above. Vibration and Flexspline damage may occur.

Once ratcheting occurs, the teeth wear excessively and the ratcheting torque may be lowered.

CSF Ratcheting Torque Table 4 Nm L o a d T o r q u e ( R a t e d T o r q u e = 1 )

Total Number of Input Rotation s

The Life of a Wave Generator

The normal life of a harmonic drive gear is determined by the

life of the wave generator bearing. The life may be calculated by using the input speed and the output load torque.

Rated Lifetime L n : (n = 10 or 50)

L 10 CSF : 7,000 CSG: 10,000

L 50

CSF : 35,000

CSG : 50,000

Equation for the expected life of the wave generator under normal operating conditions is given by the equation below.

[Equation 8]

Lh = Ln ? ( Tr )3

? (

Nr )

Tav Nav

Lh : Expected Life, hours Ln :

Rated Lifetime at L 10 or L 50

Tr : Rated Torque (Tables 1, 2, 3)Nr

: Rated input speed (2000 rpm)

Tav : Average load torque on output side (page 14)Nav :

Average input speed (page 14)

Relative Torque Rating

The chart below shows the various torque specifications relative to rated torque. Rated Torque has been normalized to 1 for comparison. Figure 3

OK

OK

OK

OK

OK

NG

NG NG

NG NG Size Selection

Generally, the operating conditions consist of fluctuating torques and output speeds. Also, an unexpected impact output torque must be considered.

The proper size can be determined by converting fluctuating load tor-que into average load torque and equivalent load torque. This proce-dure involves selecting the size based on load torque for component sets.

This procedure does not consider the life of the output bearing for housed units. Determining the life of the output bearing for various axial, radial, and moment loads is outlined on page 31. Figure 4

Parameters Load Torque T n (Nm) Time t n (sec)

Output Speed n n (rpm)

Normal Operating Pattern Acceleration T 1,t 1, n 1 Regular Operation T 2,t 2, n 2 Deceleration T 3,t 3, n 3 Dwell T 4,t 4, n 4 Maximum RPM Max output speed n o maximum Max input speed n i maximum

Impact Torque T s,t s, n s

Ratings Rated Torque Tr Rated Speed nr =2000 rpm

F low Chart for selecting a size

P

lease use the flowchart shown below for selecting a size.

O perating conditions must not exceed the performance

r atings as described on page 12. Calculation of the average output torque

Tav = 3 n 1?t 1?|T 1|3+n 2?t 2?|T 2|3+... n n ?t n ?|T n |3 n 1?t 1+n 2?t 2+... n n t n

Selection of tentative size under the

condition shown below.

A verage Output Speed n o av = n 1?t 1?n 2?t 2+... n n t n

t 1+t 2?t 2+...t

n

Determine Gear Ratio n i max <=

R

n o max n i max may be limited by the motor. Calculation of the average input speed n i av = n o av ?R

Calculation of maximum input speed n i max = n o max ?R

n i av <=

Limit for average speed

n i max <=

Limit for maximum speed Confirm if T 1 and T 3 are less than the

repeated peak torque specification.

C onfirm if T s (impact torque) is less than the m omentary peak torque specification.

Calculate the allowable number of rotations

during impact torque.

N s = 104

??????N s <= 1.0X104 2?

n s ?R ?t s 60

Calculate wave generator life.

L h = L n

? (Tr )3?(nr

)

Tav n i av

Make sure that the calculated life is suitable

for the application.

Gear is suitable for torque and speed requirements

Also consider output bearing, environment, etc.

C o n s i d e r a d i f f e r e n t S i z e o r c h a n g e o p e r a t i n g r e q u i r e m e n t s

Tav (Nm)

3 7rpm ?0.3s ec ?|400Nm|3+14rpm ?3s ec ?|320Nm|3+7rpm ?0.4s ec ?|200Nm|3 Tav =

7rpm ?0.3s ec+14rpm ?3s ec+7rpm ?0.4s ec

Tav =319Nm<451Nm (for C S F-40-120-2A-GR)

no av (rpm)

7rpm ?0.3s ec+14rpm ?3s ec+7rpm ?0.4s ec

no av = = 12rpm 0.3s ec + 3s ec + 0.4s ec + 0.2s ec (R)

1800 rpm

= 128.6 > 120 14 rpm n av = 12 rpm ?120 = 1440 rpm n max ni max (rpm) n max = 14 rpm ?120 = 1680 rpm n av =1440rpm<3600 rpm (for C S F-40-120-2A-GR) n max=1680rpm<5600 rpm (for C S F-40-120-2A-GR)T

1,T

3 (Nm)T

1=400Nm<617Nm (for C S F-40-120-2A-GR) T

3=200Nm<617Nm (for C S F-40-120-2A-GR)

T

s (Nm)

T

s = 500Nm<1180Nm (for C S F-40-120-2A-GR)

(N

s ) 104

N S

= = 1190 < 1.0X104 14rpm ?120

2? ? 0.15s ec 60

294Nm

3

2000 rpm L 10

= 7000 ? ( ) ? ( )

319Nm 1440 rpm

L 10 =7610>7000 (L

B10)

C S F-40-120-2A-GR

OK

OK

OK

OK

OK

i

o

i

i

i

Values of an each Load Torque Pattern Load Torque T n (Nm) no max = 14 rpm Time t n (sec)

ni max = 1800 rpm

Output Speed n n (rpm) Normal Operating Pattern

Acceleration T 1 = 400 Nm, t 1 = 0.3 sec, n 1 = 7 rpm T s = 500 Nm, t s = 0.15 sec, n s = 14 rpm Regular Operation Stop T 2 = 320 Nm, t 2 = 3 sec, n 2 = 14 rpm Deceleration T 3 = 200 Nm, t 3 = 0.4 sec, n 3 = 7 rpm L 10 = 7000 hrs.

Dwell

T 4 = 0 Nm, t 4 = 0.2 sec,

n 4 = 0 rpm

Oil Lubrication

Calculate a life time.Confirm that T1 and T3 are within a

Calculate an allowable number of rotation(Ns) and confirm <

= 1.0 x 104

Dowel Pin Option

In cases where the gear will see loads near the Momentary Peak Torque level, the use of additional dowel pins in addition to the screws is recommended. Dowel pin holes are manufactured by reamer and the dimensions are shown. In addition, the CSF has a different number of dowel pin holes than the CSG.

Table 8 (mm)

Table 9 (mm)

The following parameters can be modified to accommodate customer-specific requirements.

Wave Generator: ?V, X, W

Flexspline: R, ?S

Circular Spline: ?M, L

Grease

Proper lubrication of harmonic drive gearing is essential for high performance and reliability.

二级圆柱齿轮减速器装配图

{机械设计基础课程设计} 设计说明书 课程设计题目 带式输送机传动装置 设计者李林 班级机制13-1班 学号9 指导老师周玉 时间20133年11-12月

目录 一、课程设计前提条件 (3) 二、课程设计任务要求 (3) 三、传动方案的拟定 (3) 四、方案分析选择 (3) 五、确立设计课题 (4) 六、电动机的选择 (5) 七、传动装置的运动和动力参数计算 (6) 八、高速级齿轮传动计算 (8) 九、低速级齿轮传动计算 (13) 十、齿轮传动参数表 (18) 十一、轴的结构设计 (19) 十二、轴的校核计算 (20) 十三、滚动轴承的选择与计算 (24) 十四、键联接选择及校核 (25) 十五、联轴器的选择与校核 (26) 十六、减速器附件的选择 (27) 十七、润滑与密封 (30) 十八、设计小结 (31) 十九、参考资料 (31)

一.课程设计前提条件: 1. 输送带牵引力F(KN): 2.8 输送带速度V(m/S):1.4 输送带滚筒直径(mm):350 2. 滚筒效率:η=0.94(包括滚筒与轴承的效率损失) 3. 工作情况:使用期限12年,两班制(每年按300天计算),单向运转,转速误差不得超过±5%,载荷平稳; 4. 工作环境:运送谷物,连续单向运转,载荷平稳,空载起动,室内常温,灰尘较大。 5. 检修间隔期:四年一次大修,两年一次中修,半年一次小修; 6. 制造条件及生产批量:一般机械厂制造,小批量生产。 二.课程设计任务要求 1. 用CAD设计一张减速器装配图(A0或A1)并打印出来。 2. 轴、齿轮零件图各一张,共两张零件图。 3.一份课程设计说明书(电子版)。 三.传动方案的拟定 四.方案分析选择 由于方案(4)中锥齿轮加工困难,方案(3)中蜗杆传动效率较低,都不予考虑;方案(1)、方案(2)都为二级圆柱齿轮减速器,结构简单,应用广泛,初选这两种方案。 方案(1)为二级同轴式圆柱齿轮减速器,此方案结构紧凑,节省材料,但由于此 方案中输入轴和输出轴悬臂,容易使悬臂轴受齿轮间径向力作用而发生弯曲变形使齿轮啮合不平稳,若使用斜齿轮则指向中间轴的一级输入齿轮和二级输出齿轮的径向力同向,

一级圆柱齿轮减速器装配图(最好有尺寸标注)和设计说明书

仅供参考一、传动方案拟定第二组第三个数据:设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器(1)工作条件:使用年限10年,每年按300天计算,两班制工作,载荷平稳。(2)原始数据:滚筒圆周力F=1.7KN;带速V=1.4m/s;滚筒直径D=220mm。运动简图二、电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择:按已知的工作要求和条件,选用Y系列三相异步电动机。2、确定电动机的功率:(1)传动装置的总效率:η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95 =0.86 (2)电机所需的工作功率:Pd=FV/1000η总=1700×1.4/1000×0.86 =2.76KW 3、确定电动机转速:滚筒轴的工作转速:Nw=60×1000V/πD =60×1000×1.4/π×220 =121.5r/min 根据【2】表2.2中推荐的合理传动比范围,取V带传动比Iv=2~4,单级圆柱齿轮传动比范围Ic=3~5,则合理总传动比i的范围为i=6~20,故电动机转速的可选范围为nd=i×nw=(6~20)×121.5=729~2430r/min 符合这一范围的同步转速有960 r/min 和1420r/min。由【2】表8.1查出有三种适用的电动机型号、如下表方案电动机型号额定功率电动机转速(r/min)传动装置的传动比KW 同转满转总传动比带齿轮 1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63 2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89 综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,比较两种方案可知:方案1因电动机转速低,传动装置尺寸较大,价格较高。方案2适中。故选择电动机型号Y100l2-4。 4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y100l2-4。其主要性能:额定功率:3KW,满载转速1420r/min,额定转矩2.2。 三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比:i总=n电动/n筒=1420/121.5=11.68 2、分配各级传动比(1)取i带=3 (2)∵i总=i齿×i 带π∴i 齿=i总/i带=11.68/3=3.89 四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/min)nI=nm/i带=1420/3=473.33(r/min) nII=nI/i齿=473.33/3.89=121.67(r/min) 滚筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min) 2、计算各轴的功率(KW)PI=Pd×η带=2.76×0.96=2.64KW PII=PI×η轴承×η齿轮=2.64×0.99×0.97=2.53KW 3、计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m TI=9.55p2入/n1

谐波齿轮减速器 HDUF (FB)机器人工程师必备

P r e c i s i o n G e a r i n g&M o t i o n C o n t r o l

{ { { The Basic Component Set 1) T he Wave generator (WG) is a thin raced bearings assembly ? tted onto an elliptical plug, and normally is the rotating input member.2) T he Flexspline (FS) is a non-rigid ring with external teeth on a slightly smaller pitch diameter than the Circular Spline. It is ? tted over and is elastically de? ected by the Wave Generator.3) T he Circular Spline (CS) is a rigid ring with internal teeth, engaging the teeth of the Flexspline across the major axis of the Wave Generator.4) T he Dynamic Spline (DS) is a rigid ring having internal teeth of same number as the Flexspline. It rotates together with the Flexspline and serves as the output member. It is identi? ed by chamfered corners at its outside diameter. Contents Compact, High Ratio, In-Line Gearing .............................2The Basic Component Set ................................................2Con? guration .....................................................................3Typical Installation .............................................................3Ordering Information .........................................................3Dimensions ........................................................................4Performance Ratings ........................................................5Lubrication .........................................................................6Installation .........................................................................6Ef? ciency ...........................................................................7No-Load Running Torque, Starting Torque,and Back Driving Torque (7) Compact, High Ratio, In-Line Gearing Harmonic Drive HDUF “Pancake” type component set offers the designer high ratio, in-line mechanical power transmissions in extremely compact con? gurations. The component set consists of four elements: the Wave generator, an elliptical bearing assembly; the Flexspline, a non-rigid ring with external teeth; and the Circular Spline and the Dynamic Spline, rigid internal gears. Rotation of the Wave Generator imparts a rotating elliptical shape to the Flexspline causing progressive engagement of its external teeth with the internal teeth of the Circular Spline and the Dynamic Spline. The ? xed Circular Spline has two more teeth than the Flexspline, thereby imparting relative rotation to the Flexspline at a reduction ratio corresponding to the difference in the number of teeth. With the same number of teeth, the Dynamic Spline rotates with and at the same speed as the Flexspline.

proe二级斜齿轮减速器完整装配图

黄山学院 基于Pro/E的课程设计 二级斜齿轮减速器 课题名称:二级斜圆柱齿轮减速器的三维造型 学生学号:21206072043 专业班级:12机械卓越班 学生姓名:谢坤林 学生成绩: 指导教师:刘胜荣 课题工作时间:2012.12.23 至2013.01.14

目录 1.引言------------------------------------------1 2.上箱体的绘制------------------------------4 3.下箱体的绘制------------------------------12 4.齿轮、齿轮轴的绘制--------------------17 5.轴的绘制------------------------------------29 6.其他零部件的绘制------------------------31 7.总体装配------------------------------------39 8.设计小结------------------------------------48

1引言: 减速器是应用于原动机和工作机之间的独立传动装置,具有结构紧凑、传动效率较高、传递运动准确可靠、使用维护方便和可成批生产等特点。传统的减速器手工设计通常采用二维工程图表示三维实体的做法,这种做法不仅不能以三维实体模型直观逼真地显现出减速器的结构特征,而且对于一个视图上某一尺寸的修改,不能自动反应在其他对应视图上。 1985年美国PTC公司开始建模软件的研究,1988年V1.0的Pro/ENGINEER 诞生,随后美国通用汽车公司将该技术应用于各种类型的减速器设计与制造中。目前在基于Pro/E的减速器的模型设计、数据分析与生产制造方面美国、德国和日本处于领先地位,美国Alan-Newton公司研制的X-Y式精密减速器和日本住友重工研制的FA型减速器都是目前先进的高精密型齿轮减速器。 Pro/ENGINEER技术可以方便快捷的实现建立基于零件或子装配体的三维模型设计和装配,并且提供了丰富的约束条件完成可以满足的工程实践要求。建立三维模型在装配体环境下可以很好的对零件进行编辑和修改,在生产实际中便捷的把立体图转换为工程图,在生产应用中充分利用Pro/E软件进行几何造型设计,进一步利用数控加工设备进行技术加工,可以显著提高减速器的设计制造精密、设计制造质量、设计制造效率,从而缩短产品更新换代生产的整个周期。而我国在Pro/E的减速器三维模型设计方面还相对比较薄弱,因此,随着经济全球化的发展,在此技术上我国需要不断的突破创新,逐步提高“中国创造”在国际市场的竞争力。 基于Pro/Engineer的二级减速器设计 机械电子工程专业学生XXX 指导教师XX 摘要:Pro/Engineer一个参数化、基于特征的实体造型系统,具有单一数据库功能。本文在减速器零部件几何尺寸数值计算的基础上,利用Pro/E软件实现了齿轮系和轴系等零件特征的三维模型设计;利用Pro/E软件实现了齿轮系和轴系的虚拟装配,具有较好的通用性和灵活性。此系统的实现可以使设计人员在人机交互环境下编辑修改,快速高效地设计出圆柱齿轮减速器产品,同时通过PRO/E 对二级减速器进行建模设计,规划零件的装配过程,对实现预期的运动仿真,建立机构运动分析,提高效率和精度奠定了基础。 关键字:二级减速器轴承齿轮机械传动 Pro/E The design of two-grade cylindrical gear reducer based on Pro/Engineer Student majoring in Mechanical and Electronic Engineering XXX Tutor XXX

谐波减速器原理及特点

谐波减速器原理及特点 1. 概述 1.1 产生及发展 谐波齿轮传动技术是20世纪50年代末随着航天技术发展而发明的一种具有重大突破的新型传动技术,由美国人C. W.马瑟砖1955年提出专利,1960年在纽约展出实物。谐波传动的发展是由军事和尖端技术开始的,以后逐渐扩展到民用和一般机械上。这种传动较一般的齿轮传动具有运动精度高,回差小,传动比大,重量轻,体积小,承载能力大,并能在密闭空间和辐射介质的工况下正常工作等优点,因此美,俄,日等技术先进国家,对这方面地研制工作一直都很重视。如美国就有国家航空管理局路易斯研究中心,空间技术试验室,USM公司,贝尔航空空间公司,麻省理工学院,通用电器公司等几十个大型公司和研究中心都从事过这方面的研究工作。前苏联从60年代初期开始,也大力开展这方面的研制工作,如苏联机械研究所,莫斯科褒曼工业大学,列宁格勒光学精密机械研究所,全苏联减速器研究所等都大力开展谐波传动的研究工作。他们对该领域进行了较系统,较深入的基础理论和试验研究,在谐波传动的类型,结构,应用等方面有较大的发展。日本长谷齿轮株式会社等有关企业在谐波齿轮传动的研制和标准化、系列化等方面作出了很大贡献。西欧一些国家除了在卫星,机器人,数控机床等领域采用谐波齿轮传动外,对谐波传动的基础理论也开始进行系统的研究。谐波齿轮传动技术1970年引入日本,随之诞生了日本第一家整体运动控制的领军企业-日本Harmonic Drive SystemsInc.(简称HDSI)。目前日本HDSI公司是国际领先的谐波减速器公司,其生产的Harmonic Drive谐波减速器,具有轻量、小型、传动效率高、减速范围广、精度高等特点,被广泛应用于各种传动系统中。 谐波传动技术于1961年由上海纺织科学研究院的孙伟工程师介绍入我国。此后,我国也积极引进并研究发展该项技术,1983年成立了谐波传动研究室,1984年“谐波减速器标准系列产品”在北京通过鉴定,1993年制定了 GB/T14118-1993谐波传动减速器标准,并在理论研究、试制和应用方面取得较

减速器装配图大齿轮零件图和输出轴零件图

第1章初始参数及其设计要求保证机构件强度前提下,注意外形美观,各部分比例协调。初始参数:功率P=,总传动比i=5

第2章 电动机 电动机的选择 根据粉碎机的工作条件及生产要求,在电动机能够满足使用要求的前提下,尽可能选用价格较低的电动机,以降低制造成本。由于额定功率相同的电动机,如果转速越低,则尺寸越大,价格越贵。粉碎机所需要的功率为kw P 8.2=,故选用Y 系列(Y100L2-4)型三相笼型异步电动机。 Y 系列三相笼型异步电动机是按照国际电工委员会(IEO )标准设计的,具有国际互换性的特点。其中Y 系列(Y100L2-4)电动机为全封闭的自扇冷式笼型三相异步电动机,具有防灰尘、铁屑或其它杂务物侵入电动机内部之特点,B 级绝缘,工作环境不超过+40℃,相对温度不超过95%,海拔高度不超过1000m,额定电压为380V,频率50HZ,适用于无特殊要求的机械上,如农业机械。 Y 系列三相笼型异步电动具有效率高、启动转矩大、且提高了防护等级为IP54、提高了绝缘等级、噪音低、结构合理产品先进、应用很广泛。其主要技术参数如下: 型号:42100-L Y 同步转速:min /1500r 额定功率:kw P 3= 满载转速:min /1420r 堵转转矩/额定转矩:)/(2.2m N T n ? 最大转矩/额定转矩:)/(2.2m N T n ? 质量:kg 3.4 极数:4极 机座中心高:mm 100 该电动机采用立式安装,机座不带底脚,端盖与凸缘,轴伸向下。

电机机座的选择 表2-1机座带底脚、端盖无凸缘Y系列电动机的安装及外型尺寸(mm)

第3章 传动比及其相关参数计算 传动比及其相关参数的分配 根据设计要求,电动机型号为Y100L2-4,功率P=3kw ,转速n=1420r/min 。输出端转速为n=300r/min 。 总传动比: 73.4300 14401 === n n i ; (3-1) 分配传动比:取3=D i ; 齿轮减速器: 58.13 73 .4=== D L i i i ; (3-2) 高速传动比: 5.158.14.14.112=?==L i i ; (3-3) 低速传动比: 05.15 .158 .11223=== i i i L 。 (3-2) 运动参数计算 3.2.1 各轴转速 电机输出轴: min /1420r n n D == 轴I : min /33.4733 1420 1r i n n D === (3-4) 轴II : min /6.3155 .133.4731212r i n n === (3-4) 轴III :

谐波减速器

谐波减速器概述 阳泉华鑫采矿设备有限公司 2010.12.4

目录 1. 简述 (1) 1.1 谐波传动技术背景 (1) 2. 国内外研究现状 (1) 3.波减速器介绍 (2) 3.1谐波传动术语介绍 (2) 3.3 谐波减速器介绍 (2) 3.3.1 谐波减速器代号 (2) 3.3.2 谐波减速器的品种规格 (2) 3.3.3 谐波齿轮减速器的基本构造 (3) 3.3.4 谐波减速器的原理 (3) 3.3.5 谐波减速器主要零件常用材料: (5) 3.3.6 生产谐波减速器所需设备情况 (5) 4. 谐波减速器的特点 (7) 4.1 谐波减速器的主要优点 (7) 4.2 谐波减速器的主要缺点 (8) 4.3 谐波传动与其它传动性能的具体比较 (8) 5 国内外谐波减速器比较 (9) 6. 发展趋势和待解决的问题 (10) 附录谐波减速器生产厂家

1. 简述 1.1 谐波传动技术背景 谐波传动是上世纪五十年代后期随着航天技术的发展而出现的一种重要的 新型机械传动方式,被认为是机械传动的重大突破。谐波机械传动原理是苏联 工程师A.摩察尤唯金首先于1947年提出,1955年第一台用于火箭的谐波齿轮 传动是由美国人C.M .Musser发明的。此后,在航天飞行器和航天设备上的多 次使用,充分显示了这种传动的优越性。1959年取得了此项发明的专利后,于1960年正式公开发表了该项技术的详细资料,一九六一年开始介绍到我国。由 于谐波传动具有许多优点,因而获得了广泛的推广。到上世纪七、八十年代, 许多不同类型的谐波传动取得了专利。 2. 国内外研究现状 谐波传动自50年代中期出现后成功地用于火箭、卫星等多种传动系统中,使用证实这种传动较一般齿轮传动具有运动精度高、回差小、传动比大、重量轻、体积小、承载能力大,并能在密封空间和辐射介质的工况下正常工作等优点。因此美、日、俄等技术先进国家,对这方面的研制工作一直都很重视。如 美国就有国家航空管理局路易斯研究中心、空间技术实验室、贝尔航空空间公司、麻省理工学院、通用电气公司等几十个大型公司和研究中心都从事过这方 面的研究工作。 目前,美国将谐波齿轮传动应用于精密加工和测星装置的纳米级调整系统,并取得了专利。前苏联从60年代初开始,也大力开展这方而的研制工作。如苏 联机械研究所、莫斯科鲍曼工业大学、全苏联减速器研究所、基耶夫减速器厂 和莫斯科建筑工程学院等单位都大力开展谐波传动的研究工作。他们对该领域 进行了较系统、深入的基础理论和试验研究,在谐波传动的类型、结构、应用 等方而有较大发展。日木自70年代开始,从美国引进全套技术,目前不仅能大 批生产各种类型的谐波齿轮传动装置,还完成了通用谐波齿轮传动装置的标准化、系列化工作。 谐波齿轮传动技术于1961年由上海纺织科学研究院的孙伟工程师引入我国。此后,我国也积极引进并研究发展该项技术,1983年成立了谐波传动研究室,

工业机器人核心部件-谐波减速器

工业机器人核心部件-谐波减速器

机器人驱动系统要求传动系统间隙小、刚度大、输出扭矩高以及减速比大,常用的减速机构有: 1)RV减速机构; 2)谐波减速机械; 3)摆线针轮减速机构; 4)行星齿轮减速机械; 5)无侧隙减速机构; 6)蜗轮减速机构; 7)滚珠丝杠机构; 8)金属带/齿形减速机构; 9)球减速机构。 其中谐波减速器广泛应用于小型的六轴搬运及装配机械手中,下面介绍其工作原理。

以下内容摘自百度百科(稍有修改): 谐波齿轮减速器是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器。谐波齿轮传动(简称谐波传动),它是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。 (一)传动原理 它主要由三个基本构件组成: (1)带有内齿圈的刚性齿轮(刚轮)2,它相当于行星系中的中心轮; (2)带有外齿圈的柔性齿轮(柔轮)1,它相当于行星齿轮; (3)波发生器H,它相当于行星架。 作为减速器使用,通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。

波发生器H是一个杆状部件,其两端装有滚动轴承构成滚轮,与柔轮1的内壁相互压紧。柔轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮,其内孔直径略小于波发生器的总长。波发生器是使柔轮产生可控弹性变形的构件。当波发生器装入柔轮后,迫使柔轮的剖面由原先的圆形变成椭圆形,其长轴两端附近的齿与刚轮的齿完全啮合,而短轴两端附近的齿则与刚轮完全脱开。周长上其他区段的齿处于啮合和脱离的过渡状态。当波发生器沿图示方向连续转动时,柔轮的变形不断改变,使柔轮与刚轮的啮合状态也不断改变,由啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入……,周而复始地进行,从而实现柔轮相对刚轮沿波发生器H相反方向的缓慢旋转。 在传动过程中,波发生器转一周,柔轮上某点变形的循环次数称为波数,以 n 表示。常用的是双波和三波两种。双波传动的柔轮应力较小,结构比较简单,易于获得大的传动比。故为目前应用最广的一种。 谐波齿轮传动的柔轮和刚轮的周节相同,但齿数不等,通常采用刚轮与柔轮齿数差等于波数,即 z2-z1=n 式中 z2、z2--分别为刚轮与柔轮的齿数。 当刚轮固定、发生器主动、柔轮从动时,谐波齿轮传动的传动比为 i=-z1/(z2-z1) 双波传动中,z2-z1=2,柔轮齿数很多。上式负号表示柔轮的转向与波发生器的转向相反。由此可看出,谐波减速器可获得很大的传动比。 (二)特点 1.承载能力高谐波传动中,齿与齿的啮合是面接触,加上同时啮合齿数(重叠系数)比较多,因而单位面积载荷小,承载能力较其他传动形式高。 2.传动比大单级谐波齿轮传动的传动比,可达 i=70~500。 3.体积小、重量轻。 4.传动效率高、寿命长。 5.传动平稳、无冲击,无噪音,运动精度高。 6.由于柔轮承受较大的交变载荷,因而对柔轮材料的抗疲劳强度、加工和热处理要求较高,工艺复杂。 谐波减速器在国内于六七十年代才开始研制,到目前已有不少厂家专门生产,并形成系列化。广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业,由于它的独特优点,在化工行业的应用也逐渐增多。

谐波齿轮减速器的设计与建模

谐波齿轮减速器的设计与建模 作者:e (e) 指导老师:ee [摘要]:谐波齿轮传动是50年代中期,随着空间技术的发展,在薄壳弹性变形的理论基础上发展起来的一种新型的传动技术。我国从1961年开始谐波齿轮传动方面的研制工作,并且在研究、试制和使用方面取得了较大的成绩。但是在民用产品应用中,谐波减速器存在着传动“爬行”和“丢步的现象严重影响其谐波齿轮类产品的设计制造,也制约着其产品的不断推广,是该产品亟待解决的技术难题。本文主要介绍了谐波齿轮传动的原理,发展历史,应用领域,发展趋势及其优缺点。前半部分介绍了谐波齿轮减速器的设计计算,为了更好地分析谐波齿轮传动,后半部分用PRO/E建立了三维模型。写出了主要零件的绘制过程,并展示了各个零部件,最后给出了装配图。 [关键词]谐波齿轮,传动设计,三维模型,装配

The design and modeling of harmonic gear reducer Author:e (e) T utor:e [Abstract]Harmonic gear transmission is developed with the of space science and thchnology in mid 50s,on the basis of elastic thin shell theory developed a new type of drive technology.So far ,we have already had dozen of units engaged in the research ofthis aspect in our country ,and developed into a variety of types of harmonic gear transimission deviced.In this field it had research at different level on all issues, but many problems still has not yet been determined,and some regularity has not revealed .such as civilian products,There is “crawling”and”lost step”phenomen on in the harmonic gear reducer transmission .So it is impact on the design of harmonic gear product manufacturing,also restrict the further promotion of its products.and solove the problem that exist in the transmission ,it isan urgent need of a job in the current this kind of products.This artical main introducted the theory harmonic gear reducer ,and the development history of harmonic gear drive application filed,development trend,advantagesand disadvantages.The former introduce the design and calculate of harmonic gear reducer.In order to analyze the harmonic gear drive ,The later part with PRO/E to establish the three-dimensional model.Write the drawing process of the main parts .and showing all the parts .Finally ,given the assembly diagram. [ Key words]:Harmonic gear ,Transmission design,Three-disminsional model ,Assemble.

完整版工业机器人核心部件 谐波减速器

工业机器人核心部件-谐波减速器 晴星期二2009-03-24 00:18 csuzhm:作 者.

机器人驱动系统要求传动系统间隙小、刚度大、输出扭矩高以及减速比大,常用的减速机构有:1)RV减速机构; 2)谐波减速机械; 3)摆线针轮减速机构; 4)行星齿轮减速机械; 5)无侧隙减速机构; 6)蜗轮减速机构; 7)滚珠丝杠机构; 8)金属带/齿形减速机构; 9)球减速机构。 其中谐波减速器广泛应用于小型的六轴搬运及装配机械手中,下面介绍其工作原理。

以下内容摘自百度百科(稍有修改): 谐波齿轮减速器是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器。谐波齿轮传动(简称谐波传动),它是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。 (一)传动原理 它主要由三个基本构件组成: (1)带有内齿圈的刚性齿轮(刚轮)2,它相当于行星系中的中心轮; (2)带有外齿圈的柔性齿轮(柔轮)1,它相当于行星齿轮; (3)波发生器H,它相当于行星架。 作为减速器使用,通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。 波发生器H是一个杆状部件,其两端装有滚动轴承构成滚轮,与柔轮1的内壁相互压紧。柔轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮,其内孔直径略小于波发生器的总长。波发生器是使柔轮产生可控弹性变形的构件。当波发生器装入柔轮后,迫使柔轮的剖面由原先的圆形变成椭圆形,其长轴两端附近的齿与刚轮的齿完全啮合,而短轴两端附近的齿则与刚轮完全脱开。周长上其他区段的齿处于啮合和脱离的过渡状态。当波发生器沿图示方向连续转动时,柔轮的变形不断改变,使柔轮与刚轮的啮合状态也不断改变,由. 啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入……,周而复始地进行,从而实现柔轮相对刚轮沿波发生器H相反方向的缓慢旋转。 在传动过程中,波发生器转一周,柔轮上某点变形的循环次数称为波数,以n 表示。常用的是双波和三波两种。双波传动的柔轮应力较小,结构比较简单,易于获得大的传动比。故为目前应用最广的一种。 谐波齿轮传动的柔轮和刚轮的周节相同,但齿数不等,通常采用刚轮与柔轮齿数差等于波数,即 z2-z1=n 式中z2、z2--分别为刚轮与柔轮的齿数。 当刚轮固定、发生器主动、柔轮从动时,谐波齿轮传动的传动比为

一级直齿减速器装配图画图步骤详解

一级直齿减速器装配图画图步骤详解 (参考图:P198、p25、p15) 第一步首先估算箱体结构的大概尺寸,(箱体长>大齿轮分度圆直径+小齿轮分度圆直径;箱体宽>输出轴全长),然后考虑采用图纸的幅面和绘制的比例,规划画图的布局空间。 第二步根据前期绘制的零件图尺寸,先在图纸区域合适位置放置输入轴,输出轴和大、小齿轮的位置,两齿轮须在分度圆处啮合。

第三步,根据轴的结构设计,画与各自轴相配合的轴承。

第四步,绘制机体内壁线,外壁线,轴承座外端面线 机体内壁线距离小齿轮的端面距离为△2≥δ,根据计算取△2=8mm,(计算见设计说明书);大齿轮齿顶圆与箱体内壁距离为△1≥1.2δ,取△1=9.6mm, 外壁线距离内壁线距离等于壁厚δ=8mm, 轴承座外端面线距离箱体内壁的距离l2=δ+C1+C2+(8~12)mm C1、C2根据轴承端盖连接螺栓直径查表6.2,(8~12)为区分加工面和非加工面的尺寸余量,取8mm, 轴承盖外端面距离轴承座外端面的距离为盖厚e,可查指导书P37 页根据结构设计确定。 凸台的外壁线距离内壁线l1=δ+C1+C2,

第五步,画轴承端盖和密封装置,轴承端盖画法参见P37表5.2,密封装置由于轴承采用油脂润滑,需要设计档油板,结构设计可参见P56图6.24和6.25,也可自由设计结构。轴承透盖与轴颈之间的配合采用毡圈式密封,结构可参考P58图6.29以及P146页附表7.6设计。

第六步,按照各构件的计算尺寸和俯视图的映射关系,向上做出正视图部分。机盖、机座肋厚m1=0.85δ1,m=0.85δ,见表6.1,轴承端盖螺钉直径d3,轴承端盖外径D2,机座、机盖壁厚均可按表6.1计算求得,大齿轮外轮廓半径按P73箱体结构设计要求确定。

减速器设计说明书资料

成绩东南大学成贤学院 课程设计报告 题目二级闭式圆柱齿轮减速器设计 课程名称机械设计课程设计 专业机械设计制造及其自动化 班级 13汽车2班 学生姓名仝思禹 学号 04112412 设计地点东南大学成贤学院 指导教师钱茹 设计起止时间:2015年9月7日至2015年9月25日

前言 减速器按传动和结构特点来划分有五类:齿轮减速器、蜗杆减速器、行星轮减速器、摆线针轮减速器和谐波齿轮减速器。这里我设计的是齿轮减速器。 齿轮减速器特点:1.结构简单,体积小,重量轻。2.传动比范围大。3.同时啮合的齿数多。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.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。11.可实现高增速运动。12.方便的实现差速传动。 本文主要进行了电动机的选择计算、传动比计算、动力及动力参数计算、齿轮参数及寿命计算、轴承参数及寿命计算、最小轴径计算及轴的强度校核、键的选择及箱体尺寸计算。 本次设计综合运用机械设计及其他先修课的知识,进行机械设计训练,使已学知识得以巩固、加深和扩展;学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤,培养学生工程设计能力和分析问题,解决问题的能力;提高我们在计算、制图、运用设计资料(手册、图册)进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技,同时给了我们练习电脑绘图的机会。 由于水平经验有限,本文有任何编写错误,敬请谅解。 仝思禹 2014.9.25

设计任务书 题目:二级圆柱齿轮减速器设计 一、传动方案图: 图 1 二、设计要求 1.设计用于带式运输机的传动装置。 2.连续单向运转,载荷较平稳,空载启动,运输带允许误差为5%。 3.使用期限为10年,小批量生产,两班制工作。 三、设计基本参数: 表1 设计参数表 数据组编号九(8) 工作机轴输入转矩T/(NM) 运输带卷筒工作转速n/(r/min) 1.20 卷筒直径D/mm 360 四、设计任务: 1、绘制一张设计草图。 2、完成减速器装配图1张(A1);零件图2张(A3)。 3、编写一份设计计算说明书。

一级圆柱齿轮减速器装配图的画法(含装配图)

一、仔细分析,对所画对象做到心中有数 在画装配图之前,要对现有资料进行整理和分析,进一步搞清装配体的用途、性能、结构特点以及各组成部分的相互位置和装配关系,对其它完整形状做到心中有数。 二、确定表达方案 根据装配图的视图选择原则,确定表达方案。 对该减速器其表达方案可考虑为: 主视图应符合其工作位置,重点表达外形,同时对右边螺栓连接及放油螺塞连接采用局部剖视,这样不但表达了这两处的装配连接关系,同时对箱体右边和下边壁厚进行了表达,而且油面高度及大齿轮的浸油情况也一目了然;左边可对销钉连接及油标结构进行局部剖视,表达出这两处的装配连接关系;上边可对透气装置采用局部剖视,表达出各零件的装配连接关系及该结构的工作情况。 俯视图采用沿结合剖切的画法,将内部的装配关系以及零件之间的相互位置清晰地表达出来,同时也表达出齿轮的啮合情况、回油槽的形状以及轴承的润滑情况。 左视图可采用外形图或局部视图,主要表达外形。可以考虑在其上作局部剖视,表达出安装孔的内部结构,以便于标注安装尺寸。 另外,还可用局部视图表达出螺栓台的形状。 建议用A1图幅,1:1比例绘制。 画装配图时应搞清装配体上各个结构及零件的装配关系,下面介绍该减速器的有关结构: 1、两轴系结构由于采用直齿圆柱齿轮,不受轴向力,因此两轴均由滚动轴承支承。轴向位置由端盖确定,而端盖嵌入箱体上对应槽中,两槽对应轴上装有八个零件,如图2-3所示,其尺寸96等于各零件尺寸之和。为了避免积累误差过大,保证装配要求,轴上各装有一个调整环,装配时修磨该环的厚度g使其总间隙达到要求0.1±0.02。因此,几台减速器之间零件不要互换,测绘过程中各组零件切勿放乱。

谐波齿轮传动的设计与三维建模

e 题目谐波齿轮减速器的设计与建模 学生姓名 e 学号 e 所在学院机械学院 专业班级机械制造及其自动化 指导教师 e __ __ 完成地点 ___ 2009 年 6 月 10 日

谐波齿轮减速器的设计与建模 作者:e (e) 指导老师:e [摘要]:谐波齿轮传动是50年代中期,随着空间技术的发展,在薄壳弹性变形的理论基础上发展起来的一种新型的传动技术。我国从1961年开始谐波齿轮传动方面的研制工作,并且在研究、试制和使用方面取得了较大的成绩。但是在民用产品应用中,谐波减速器存在着传动“爬行”和“丢步的现象严重影响其谐波齿轮类产品的设计制造,也制约着其产品的不断推广,是该产品亟待解决的技术难题。本文主要介绍了谐波齿轮传动的原理,发展历史,应用领域,发展趋势及其优缺点。前半部分介绍了谐波齿轮减速器的设计计算,为了更好地分析谐波齿轮传动,后半部分用PRO/E建立了三维模型。写出了主要零件的绘制过程,并展示了各个零部件,最后给出了装配图。 [关键词]:谐波齿轮,传动设计,三维模型,装配

The design and modeling of harmonic gear reducer Author:e (e) Tutor: e [Abstract]Harmonic gear transmission is developed with the of space science and thchnology in mid 50s,on the basis of elastic thin shell theory developed a new type of drive technology.So far ,we have already had dozen of units engaged in the research ofthis aspect in our country ,and developed into a variety of types of harmonic gear transimission deviced.In this field it had research at different level on all issues, but many problems still has not yet been determined,and some regularity has not revealed .such as civilian products,There is “crawling”and”lost step”phenomenon in the harmonic gear reducer transmission .So it is impact on the design of harmonic gear product manufacturing,also restrict the further promotion of its products.and solove the problem that exist in the transmission ,it isan urgent need of a job in the current this kind of products.This artical main introducted the theory harmonic gear reducer ,and the development history of harmonic gear drive application filed,development trend,advantagesand disadvantages.The former introduce the design and calculate of harmonic gear reducer.In order to analyze the harmonic gear drive ,The later part with PRO/E to establish the three-dimensional model.Write the drawing process of the main parts .and showing all the parts .Finally ,given the assembly diagram. [ Key words]:Harmonic gear ,Transmission design,Three-disminsional model ,Assemble.

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