刚轮轮齿有倾角的短筒柔轮谐波减速器及其传动刚度测试装置
谐波减速器技术优势分析研究
谐波减速器的技术优势一、谐波传动装置的构成谐波传动装置主要由三个基本零部件构成，即波发生器、柔轮和刚轮。
波发生器：由柔性轴承与椭圆形凸轮组成。
波发生器通常安装在减速器输入端，柔性轴承圈固定在凸轮上，外圈通过滚珠实现弹性变形成椭圆形。
柔轮：带有外齿圈带柔性薄壁弹性体零件，通常安装在减速器输出端。
刚轮：带有内齿圈带刚性圆环状零件，一般比柔轮多两个轮齿，通常固定在减速器机体上。
二、谐波减速原理谐波作为减速器使用，通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。
当波发生器装入柔轮内圆时，迫使柔轮产生弹性变形而呈椭圆状，使其长轴处柔轮轮齿插入刚轮带轮齿槽内，成为完全啮合状态；而其短轴处两轮轮齿完全不接触，处于脱开状态。
由啮合到脱开带过程之间则处于啮合或啮入状态。
当波发生器连续转动时，迫使柔轮不断产生变形，使两轮轮齿在进行啮入、啮合、啮出、脱开带过程中不断改变各自带工作状态，产生了所谓带错齿运动，从而实现了主动波发生器与柔轮带运动传递。
三、谐波传动特点1.精度高：多齿在两个180度对称位置同时啮合，因此齿轮距误差和累积齿距误差对旋转精度带影响较为平均，可得到极高带位置精度和旋转精度。
2.传动比大：单级谐波齿轮传动的传动比可达ⅰ=30～500，且结构简单，三个在同轮上的基本零部件就可实现高速比。
3.承载能力高：谐波传动中，齿与齿带啮合是面接触，加上同时啮合齿数比较多，因而单位面积载荷小，承载能力较其他传动形式高。
4.体积小、重量轻：相比普通带齿轮装置，体积和重量可以大幅度降低，实现小型化、轻量化。
5.传动效率高、寿命长。
6.传动平稳、无冲击，噪音小。
谐波减速器运行原理
谐波减速器运行原理谐波减速器是一种精密的传动装置，广泛应用于各种工业领域。
其运行原理主要涉及柔性齿轮、刚轮和柔轮、柔轮的弹性变形、能量传递及回归原位等方面。
本文将逐一介绍这些原理。
1.柔性齿轮柔性齿轮是谐波减速器的重要组成部分，通常由弹性材料制成，具有一定的弯曲变形能力。
在减速器运行过程中，柔性齿轮的轮齿与刚轮的轮齿产生啮合和脱离，通过轮齿间的摩擦力实现动力传递。
2.刚轮和柔轮刚轮和柔轮是谐波减速器的另外两个关键元件。
刚轮通常由硬质材料制成，其轮齿形状与柔性齿轮的轮齿相匹配。
柔轮则由弹性材料制成，并在受到扭矩作用时产生弹性变形。
在减速器运行过程中，刚轮固定不动，柔轮则通过柔性齿轮的带动产生旋转运动。
由于柔轮的弹性变形，使得柔轮在受到扭矩作用时会发生形变，进而导致与刚轮的轮齿间产生啮合和脱离。
3.柔轮的弹性变形柔轮的弹性变形是谐波减速器的重要特性之一。
当柔轮受到扭矩作用时，其轮缘会发生弯曲变形，使得柔轮的半径逐渐减小。
这种变形导致柔轮的轮齿与刚轮的轮齿间的啮合点逐渐向轮齿根部移动。
柔轮的弹性变形不仅影响齿轮间的啮合位置，还对能量传递效率有重要影响。
在理想情况下，当柔轮完全发生弹性变形时，其与刚轮的啮合点将位于齿轮的中心线上，此时能量传递效率最高。
4.能量传递在谐波减速器中，能量传递主要通过柔性齿轮、刚轮和柔轮之间的相互作用实现。
当柔性齿轮带动柔轮转动时，柔性齿轮的轮齿与刚轮的轮齿产生啮合和脱离，通过摩擦力将动力传递给柔轮。
能量传递效率是谐波减速器的重要性能指标之一。
影响传递效率的因素主要有：齿轮材料的摩擦系数、齿轮的精度和表面粗糙度、润滑条件以及运行过程中的温度和载荷等。
5.回归原位在谐波减速器运行过程中，柔轮发生弹性变形后，其半径逐渐减小，使得齿轮间的啮合点逐渐向轮齿根部移动。
当扭矩反向时，柔轮发生反向弹性变形，其半径逐渐增大，齿轮间的啮合点逐渐向轮齿顶部移动。
这个过程就是回归原位的过程。
回归原位是谐波减速器的重要特性之一，它使得减速器能够适应正反两个方向的扭矩加载。
谐波减速机原理
谐波减速机原理谐波齿轮减速机工作原理谐波齿轮减速机由固定的内齿刚轮、柔轮、和使柔轮发生径向变形的波发生器组成，谐波齿轮减速机是齿轮减速机中的一种新型传动结构，它是利用柔性齿轮产生可控制的弹性变形波，引起刚轮与柔轮的齿间相对错齿来传递动力和运动。
这种传动与一般的齿轮传递具有本质上的差别，在啮合理论、集合计算和结构设计方面具有特殊性。
谐波齿轮减速机具有高精度、高承载力等优点，和普通减速器相比，由于使用的材料要少50%，其体积及重量至少减少1/3。
组成与结构谐波齿轮减速机由刚轮、柔轮、和波发生器三个主要构件组成。
•固定刚轮是一个刚性的内齿轮••柔轮是一个容易变形的薄壁圆筒外齿轮，它们一同具有三角形（或渐开线）的齿形，且两者的周节相等，但刚轮比柔轮多几个齿（通常为两齿）••波发生器由一个椭圆盘和一个柔性球轴承组成，或者由一个两端均带有滚子的转臂组成。
•••通常波发生器为原动体，柔轮和刚轮之一为从动体，另一个为固定件。
图2.谐波齿轮减速器的结构组成在未装配前，柔轮及其内孔呈圆形，当波发生器装入柔轮的内孔后，由于波发生器的长度略大于柔轮的内孔直径，柔轮撑成椭圆形，迫使柔轮在椭圆的长轴方向与固定的刚轮完全啮合，在短轴方向完全分离，其余各处的齿视柔轮回转位置的不同，或者处于“啮入”状态，或者处于“啮出”状态。
由于刚轮固定，波发生器逆时针转动时，柔轮作顺时针转动。
当波发生器连续回转时，柔轮长轴和短轴及“啮入”、“啮出”的位置随之不断变化，柔轮齿由啮入转向啮出，又啮合转向啮出，由啮出转向脱开，如此，啮入、啮合、啮出、脱开、啮入、啮合……往复循环，迫使柔轮连续转动。
柔轮随着波发生器转动过程中，其中一个齿从与刚轮的一个齿啮合到再一次与刚轮上的这个齿相啮合时，柔轮恰好旋转一周，而此时波发生器旋转了很多圈，波发生器的旋转圈数与柔轮旋转圈数（1圈）之比，即为谐波齿轮减速器的减速比，故其减速比很大。
在整个运动过程中，柔轮的变形在柔轮圆周的展开图上是连续的简谐波形，因此，这一传动称之为谐波齿轮传动。
谐波减速器的传动精度分析
谐波减速器的传动精度分析刘二乐;陈纯;王方成【摘要】以某舵机齿啮式谐波齿轮减速器为研究对象,分析了影响其传动精度的误差源,在忽略伞齿轮副的高频误差和齿啮式输出误差的前提下,对谐波齿轮副的传动误差进行了理论计算,用谐波传动精度动态检测仪测量了整个减速器的传动链误差.结果表明计算值与测得值基本吻合,两者误差在10％以内,说明假设前提条件成立,为设计从理论上提高谐波减速器的传动精度提供本参考,具有实际应用价值.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3页(P3-5)【关键词】谐波传动;传动精度;传动误差;回程误差【作者】刘二乐;陈纯;王方成【作者单位】陕西理工学院机械工程学院,陕西汉中723000;陕西理工学院机械工程学院,陕西汉中723000;陕西理工学院机械工程学院,陕西汉中723000【正文语种】中文【中图分类】TH132.430 引言谐波齿轮传动（简称谐波传动）是在薄壳弹性变形的基础上发展起来的一种新型的机械传动方式。
相对于其他传动结构形式谐波齿轮传动具有结构简单、重量轻、体积小、传动比范围大、承载能力高等优点。
目前被广泛应用在航空航天、仪器仪表、机器人、雷达等需要精密定位的领域［1-2］。
谐波传动的传动精度由传动误差和回程误差来衡量［3］。
目前，许多学者在对谐波传动研究中对谐波传动的误差源以及对谐波减速器的传动精度做了许多分析研究［4-6］，如运用虚拟仪器技术与LabVIEW软件结合对传动精度进行分析，还有利用概率法来计算齿轮传动误差的分析方法等。
还有学者根据谐波齿轮传动装置精度分析的数学模型，找出了影响系统传动精度的规律［7］。
本文对某舵机齿啮式谐波齿轮减速器为研究对象，对其传动误差产生的原因进行了分析，计算出谐波传动误差的理论值，并与实验值进行了比较，两者结果基本一致。
结果表明在带有伞齿轮副谐波减速器传动中，谐波传动产生的误差远远大于伞齿轮传动以及齿啮式输出产生的误差。
谐波减速器原理及特点
谐波减速器原理及特点1.1传动原理谐波传动减速器英文名称：harmonic gear drive，主要由波发生器、柔性齿轮和刚性齿轮三个基本构件组成，如图1-1所示。
三个构件中可以任意固定一个，其余两个一个主动，一个从动，可以实现减速或增速（固定传动比），也可以换成两个输入、一个输出，组成差动传动。
柔轮轮体很薄，其上有特制的完整的齿圈（360°），轮齿模数较小，一般为0.2~1.5mm，波发生器是一个凸轮部件，其两端与柔轮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。
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。
若波发生器顺时针方向旋转，则柔轮和刚轮的啮合区也随着变化，轮齿依次进入啮合和脱离的状态。
柔轮的变形过程基本上是一个对称的谐波，因此称为谐波齿轮传动。
对于双波传动其特点是发生器转一圈，柔轮相对于刚轮在圆周方向转过两个齿距的弧长，它有两个啮合区。
双波谐波齿轮传动变形时柔轮表面应力小，易获得大的传动比，结构较简单。
对于三波传动则齿数差为3，有三个啮合区，三波传动的特点是作用于轴上的径向力小，内应力较平衡，精度较高，变形时柔轮表面应力较双波的大，而且结构较复杂。
图1-1 谐波齿轮减速器组成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相反方向的缓慢旋转，如图1-2所示。
图1-2 谐波齿轮啮合简图在传动过程中，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。
谐波传动减速器柔轮和刚轮的齿距相同，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（1-1）式中：Z2、Z1--分别为刚轮与柔轮的齿数。
机械制造装备设计-试卷及答案
《机械制造装备设计》试卷（闭卷）（试卷编号：06）（考试时间：120分钟 适用机制专业）1题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 复核人 分值10 20 28 15 20 7 100得分一、选择题（每题1分，共10分）1.随行夹具的返回型式有上方返回、下方返回和（ ）三种。
（A ）直线通过式； （B ）折线通过式； （C ）水平返回；2.按照工艺范围，机床可分为（ ）、专用机床、专门化机床 （A ）通用机床； （B ）车床； （C ） 数控机床；3.根据数控机床的工作原理，它一般由信息载体、（ ）、伺服统、机床本体等四部分组成。
（A ）伺服电机； （B ）加工装备； （C ）数控装置；4.仓储设施的型式按其功能分有原材料库、（ ）、在制品库、零部件成品库、维修件和备件库、产成品库、工夹量具等工艺装备库等；（A ）外购件库； （B ）车间级库； （C ）厂级库；5.数控机床电气伺服系统按有无检测和反馈装置分为开环、（ ）和半闭环系统.（A ）电气系统； （B ）闭环； （C ）液压系统； 6.回转运动导轨的截面形状有三种：平面环形、（ ）和双锥 导轨。
（A ）平面形； （B ）锥面环形； （C ）三角形； 7.钻模按其结构特点可分为（ ）、回转式钻模、翻转式钻模 盖板式钻模、滑柱式钻模等五种类型。
得 分 批阅人（A ）固定式钻模； （B ）分离式钻模； （C ）可调式钻模； 8.采用"少品种,大批量”的作法，强调的是“规模效益”.这种制造模式称为 （ ）。
A.“传统模式“B.“精益生产” C ．“敏捷制造“ D 。
”精益—敏捷—柔性9.使用要求相同的部件,另件,按现行的各种标准和规范,进行设计与制造., ,称为. ( ).A.产品系列化.B.结构典型化.C.通用化标准化/ S.另件.通用化 10机床传动系统各末端执行件之间的运动协调性,和均匀性精度,称为( ).A.几何精度.B.运动静度,C.传动静度.D.定位精度. 二．判断题 （20分，每小题2分）1．机械制造装备包括加工装备、机床、仓储输送装备和辅助装备四种，它与制造工艺、方法紧密联系在一起，是机械制造技术的重要载体。
谐波减速器传动精度测试仪
谐波减速器传动精度测试仪一种新型谐波减速器传动精度测试仪器张彦君（国营第702厂检测中心）关键词：谐波减速器、传动精度、动态、测试仪器摘要：谐波减速器得到航天军工大力推广使用后，动态精度测试成为发展瓶颈，现介绍一台已经试用3年的专用测试仪器。
一、背景谐波减速器是利用行星齿轮原理发展起来的一种新型减速器。
谐波传动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。
谐波减速器主要有三大件构成：① 带有内齿圈的刚轮，相当于行星系中的中心轮。
② 带有外齿圈的柔轮，相当于行星系中的行星轮。
③ 凸轮波发生器，相当于星星架。
在减速器使用时，通常采用凸轮波发生器主动，钢轮固定，柔轮输出的形式。
当凸轮装入柔轮后，迫使柔轮剖面由原来的圆形变成椭圆形，长轴两端附近的齿与刚轮完全啮合，而短轴两端附近的齿与刚轮完全脱开，其他区段的齿则与刚轮处于啮合于脱开的过渡状态。
谐波减速器的主要特点：由于啮合是采用多面接触故承载力强；体积小重量轻；传动比大；传动效率高，传动平稳无冲击等。
谐波减速器在国内于六七十年代开始研制，到目前已有不少厂家专门生产，其中国营第702厂就于八十年代开始定型批量生产，到目前已形成3大类10种系列产品，被广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业和领域。
二、谐波减速器的测试谐波减速器几何量精度测试主要就是传动精度误差，包括左、右两面的传动误差和回程误差。
通常精度测试分为两种，即静态测试和动态测试。
1、静态测试使用光学分度头、正多面棱体和自准直光管。
测试时将减速器安装在分度头主轴上，输出轴上安装正多面棱体，使用自准直光管进行精密转角定位，在每间隔多面棱体一个面时，由分度头读出输入端回转角度，再由减速比换算到输出轴上得到该区段的传动精度误差，依此得到输出轴一转内最大误差，同时对应输出轴同一位置时正反转的读数差换算后得到该位置的回差。
该方法缺点是不能涵盖全部被测位置，应小于等于实际最大误差，但可操作性强，故仍在广泛使用。
谐波齿轮减速器设计
中北大学毕业设计开题报告学生姓名：学号：学院、系：机械工程与自动化学院机械自动化系专业：机械电子工程设计题目：谐波齿轮减速器设计指导教师:2012年3月 13日毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述一谐波齿轮传动的背景谐波齿轮传动是50年代末随着空间科学、宇航尖端技术的发展而产生的。
在谐波出现后的短短几十年中，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技术的研究。
它是建立在弹性变形理论基础上的一种新型传动技术。
1959年美国学者C·W·麦塞尔（Musser）取得该项技术的发明专利后，于1960年正式展出了实物。
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，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/T 14118-93谐波传动减速器标准，并且在理论研究、试制和应用方面取得了较大的成绩，成为掌握该项技术的国家之一。
到目前为止，我国已有北京谐波传动技术研究所、北京中技克美有限责任公司、燕山大学、郑州机械研究所、北方精密机械研究所等几十家单位从事这方面的研究和生产，为我国谐波传动技术的研究和推广应用打下了较坚实的基础。
二设计谐波齿轮减速器的意义谐波齿轮传动是利用柔性构件的弹性变形波进行运动或动力传递的一种新型传动装置，谐波齿轮减速器一般是由波发生器、柔轮和刚轮所组成的，如图所示。
到应用。
另外，精确打击武器和微小型武器是未来军事高科技的发展趋势之一。
先后出现了微型飞机、便携式侦察机器人、微小型水下航行器、精确打击武器及灵巧武器和智能武器等新概念微小型武器系统。
他们具有尺寸小、成本低、、隐蔽性好、机动灵活等特征，在未来信息化战争、城市和狭小地区以及反恐斗争中将占据重要位置和发挥不可替代的作用。
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(10)申请公布号 CN 102777546 A(43)申请公布日 2012.11.14C N 102777546 A*CN102777546A*(21)申请号 201210273241.4(22)申请日 2012.07.27F16H 1/32(2006.01)F16H 55/17(2006.01)G01M 13/02(2006.01)(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人吴伟国 于鹏飞(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109代理人杨立超(54)发明名称刚轮轮齿有倾角的短筒柔轮谐波减速器及其传动刚度测试装置(57)摘要刚轮轮齿有倾角的短筒柔轮谐波减速器及其传动刚度测试装置，涉及谐波减速器技术领域。
本发明为了短筒柔轮谐波减速器因轴向尺寸减小而导致的柔轮轮齿的偏斜从而引起刚轮轮齿和柔轮轮齿间的接触面积减小，导致其传动刚度降低；本发明还为了解决现有的谐波传动刚度实验测试装置存在操作过程复杂的问题。
柔轮为长径比为1/4～3/5的短筒柔轮，轮齿具有倾角的刚轮的内齿为沿着刚轮轴线方向具有倾角α的轮齿，倾斜方向与柔轮在长轴处的张角方向一致。
所涉及的短筒柔轮谐波减速器传动刚度测试装置通过计算机、伺服驱动器对伺服电机实施电流控制即力矩控制，从而对谐波传动输出端实现连续加载卸载；得到短筒柔轮谐波传动刚度。
可连续、快速、准确的得到传动刚度。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书5页 附图5页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 5 页1/1页1.一种刚轮轮齿有倾角的短筒柔轮谐波减速器，其特征在于：所述谐波减速器包括轮齿具有倾角的刚轮(15)、柔轮(13)和波发生器(16)，波发生器(16)安装在柔轮(13)内部，轮齿具有倾角的刚轮(15)套在柔轮(13)上，轮齿具有倾角的刚轮(15)上的内齿与柔轮(13)上的外齿相啮合；柔轮(13)为长径比为1/4～3/5的短筒柔轮，轮齿具有倾角的刚轮(15)的内齿为沿着刚轮轴线方向具有倾角(α)的轮齿，倾角(α)倾斜方向与柔轮在长轴处的张角方向一致，倾角(α)为0.1°～1°。
2.根据权利要求1所述的刚轮轮齿有倾角的短筒柔轮谐波减速器，其特征在于：所述谐波减速器还包括输入轴(1)、输出轴(5)、输入端端盖(2)、输入端壳体(3)、输出端端盖(7)、输出端壳体(6)、两个输入轴角接触轴承(17)、输入轴轴承内圈垫片(18)、输入轴轴承外圈垫片(19)、两个输出轴角接触轴承(9)、输出轴轴承内圈垫片(10)、输出轴轴承外圈垫片(11)、挡板(14)和压板(12)、输入轴弹簧挡圈(20)和输出端弹簧挡圈(8)；轮齿具有倾角的刚轮(15)固定在输入端壳体(3)和输出端壳体(6)上，输入轴(1)和波发生器(16)通过键4连接，柔轮(13)通过螺钉(21)和压板(12)紧固在输出轴(5)上；两个输入轴角接触球轴承(17)采取背对背的配置方式安装在输入轴(1)和输入端壳体(3)之间，两个输出轴角接触球轴承(9)采取背对背的配置方式安装在输出轴(5)和输出端壳体(6)之间；两个输入轴角接触球轴承(17)的外圈分别由输入端端盖(2)和输入端壳体(3)的挡肩固定，两个输入轴角接触球轴承(17)的内圈由输入轴弹簧挡圈(20)和输入轴(1)轴肩固定，两个输入轴角接触球轴承(17)的轴承游隙由输入轴轴承内圈垫片(18)和输出轴轴承外圈垫片(19)来调整；两个输出轴角接触球轴承(9)的外圈分别由输出端壳体(6)的挡肩和输出端端盖(7)固定，两个输出轴角接触球轴承(9)的内圈分由输出轴(5)轴肩和输出轴弹簧挡圈(8)固定，两个输出轴角接触球轴承(9)的轴承游隙由输出轴轴承内圈垫片(10)和输出轴轴承外圈垫片(11)来调整；所述谐波减速器的输出轴(5)上具有两个对称的扁平面。
3.一种权利要求2所述的短筒柔轮谐波减速器的传动刚度测试装置，其特征在于：所述传动刚度测试装置包括底板(31)、电机支撑座(38)、伺服电机(39)、刚性联轴器(36)、谐波减速器支撑座(43)、左抱死夹紧端(32)和右夹紧抱死端(41)，电机支撑座(38)固定在底板(31)上，伺服电机(39)固定在电机支撑座(38)上，伺服电机(39)的电机轴(37)通过刚性联轴器(36)与输入轴(1)相固连，所述谐波减速器固定在谐波减速器支撑座(43)上，谐波减速器支撑座(43)固定在底板(3-1)上，所述谐波减速器的输出轴(5)被左抱死夹紧端(32)和右夹紧抱死端(41)通过下夹紧螺钉(40)和下夹紧螺钉(42)夹紧抱死，完全不能转动。
权 利 要 求 书CN 102777546 A刚轮轮齿有倾角的短筒柔轮谐波减速器及其传动刚度测试装置技术领域[0001] 本发明涉及一种短筒柔轮谐波减速器及其传动刚度测试装置，涉及谐波减速器技术领域。
背景技术[0002] 谐波齿轮传动是一种依靠柔性齿轮的弹性变形来实现力和运动传递的减速器。
筒型谐波减速器由波发生器、刚轮和柔轮三个元件组成。
通常情况下，刚轮固定，波发生器为椭圆构件，安装在柔轮内部，迫使柔轮按照一定规律在长轴端产生径向变形成为椭圆状。
当波发生器在原动机驱动下旋转时，使得柔轮不断产生变形，柔轮轮齿也在变形过程中逐渐进入刚轮齿间，与刚轮轮齿发生啮合，然后逐渐退出，直至完全脱开。
波发生器不断旋转，柔轮轮齿不断和刚轮轮齿重复进行啮入、啮合、啮出、脱开的循环相互错齿运动。
这种错齿运动将波发生器的输入转化为柔轮的输出实现减速传动。
[0003] 随着机器人技术和航空航天技术的发展，对谐波减速器的轴向尺寸大小提出了更高的要求。
目前被广泛使用的是长径比为1/2和1/4比例的谐波减速器(短筒柔轮谐波减速器)。
但是，轴向尺寸减小会带来应力急剧增大和柔轮张角变大导致轮齿啮合区减小的问题。
啮合区域减小，谐波齿轮传动的重合度随之降低，严重影响了谐波减速器的传动刚度。
为了克服这种缺点，现在采用的方式有(1)对柔轮轮齿进行修形(一种渐开线齿廓三维修形的谐波传动装置，申请号：200610127982.6)。
(2)从减速器整体结构上进行改进：谐波减速器壳体中的轴承选用及其支撑方式(薄型谐波减速器，专利号：200520108605.9)(谐波传动减速器，专利号：02261809.0)；对谐波减速器三元件进行结构上的改进(一种短杯型谐波减速器，专利号：200820089409.5)但是对柔轮进行修形的方法在工艺上并不容易实现。
对整体结构和三元件的结构改进具有一定的局限性。
[0004] 目前对谐波传动刚度的测试不能通过推广普通齿轮的计算公式，而主要依赖于实验法来进行。
目前，使用的实验测试装置用砝码进行加载，其得到的数据较为离散，而且需要人工反复操作，比较繁琐。
并且在输出端的测量扭转角需要复杂的光学测量装置。
据此开发了简单、快速、有效的测试谐波传动刚度的装置。
发明内容[0005] 本发明为了短筒柔轮谐波减速器因轴向尺寸减小而导致的柔轮轮齿的偏斜从而引起刚轮轮齿和柔轮轮齿间的接触面积减小，导致其传动刚度降低的问题；本发明还为了解决现有的谐波传动刚度实验测试装置用砝码进行加载存在操作过程复杂的问题；进而提供了一种刚轮轮齿有倾角的短筒柔轮谐波减速器及其传动刚度测试装置。
[0006] 本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：[0007] 本发明所述的刚轮轮齿有倾角的短筒柔轮谐波减速器包括轮齿具有倾角的刚轮、柔轮和波发生器，波发生器安装在柔轮内部，轮齿具有倾角的刚轮套在柔轮上，轮齿具有倾角的刚轮上的内齿与柔轮上的外齿相啮合；柔轮为长径比为1/4～3/5的短筒柔轮，轮齿具有倾角的刚轮的内齿为沿着刚轮轴线方向具有倾角的轮齿，倾角倾斜方向与柔轮在长轴处的张角方向一致，倾角为0.1°～1°。
[0008] 上述短筒柔轮谐波减速器的传动刚度测试装置，所述传动刚度测试装置包括底板、电机支撑座、伺服电机、刚性联轴器、谐波减速器支撑座、左抱死夹紧端和右夹紧抱死端，电机支撑座固定在底板上，伺服电机固定在电机支撑座上，伺服电机的电机轴通过刚性联轴器与输入轴相固连，所述谐波减速器固定在谐波减速器支撑座上，谐波减速器支撑座固定在底板上，所述谐波减速器的输出轴被左抱死夹紧端和右夹紧抱死端通过下夹紧螺钉和下夹紧螺钉夹紧抱死，完全不能转动。
[0009] 本发明的有益效果是：[0010] 本发明的1/4～3/5比例短筒柔轮谐波减速器中的刚轮采取轮齿具有一定倾角的形式，使其较刚轮轮齿正常的短筒柔轮谐波减速器具有更好的啮合效果和更大的传动刚度。
相应的传动刚度测试装置可以迅速、准确、连续的测出谐波传动的传动刚度。
[0011] 本发明采用了刚轮轮齿具有一定倾角的形式，其有效的提高了刚轮轮齿和柔轮轮齿间的接触面积，从而提高了短筒柔轮谐波减速器的传动刚度，其在空回值小于刚轮轮齿正常的短筒柔轮谐波减速器1.6’(1.6分，表示角度)的情况下较刚轮轮齿正常的短筒柔轮谐波减速器传动刚度提高39％(以柔轮长径比为1/4的50机型为实验对象得到的结果)。
其整机采用两套角接触球轴承支撑减速器输入、输出轴，作为传动单元可以承受比较大的径向力和一定的轴向力。
[0012] 传动刚度测试装置输入端由直流伺服电机工作在力矩控制模式下进行连续加载，通过读取直流伺服电机驱动器为直流电机提供的电流值和读取直流伺服电机光电码盘的数值，可以分别确定输入力矩和输入端转角。
其使用的光电码盘只需有500线，经驱动器四倍频后，其分辨率达到0.18°，这样折算到输出端是0.108’的分辨率，并不需要在输出端加高精度的编码器或者使用光学仪器进行测量就能准确得到输出端的转角(即角位移)。
将得到的所有数据，折算到输出端，即可得到输出端负载转矩与输出端角位移曲线，进而计算得到谐波传动刚度。
该传动刚度测试装置具有的特点是可以连续的测量出在负载转矩作用下输出端转角的变化，并且采用的元件并不需要很高的精度要求就可以精确的测出传动刚度。
测量过程简单，迅速，很容易实现多次测量。
[0013] 本发明涉及的短筒柔轮谐波减速器特征为刚轮轮齿是国内未见报道的沿着刚轮轴线方向有一定倾角、柔轮长径比为1/4～3/5比例的短筒柔轮谐波减速器，可以实现很短的轴向尺寸；所涉及的短筒柔轮谐波减速器传动刚度测试装置通过计算机、伺服驱动器对伺服电机实施电流控制即力矩控制，从而对谐波传动输出端实现连续加载卸载；根据控制伺服电机的电流指令值、电机力矩常数、光电编码器计数值、短筒柔轮谐波减速器传动比，分别计算输出端力矩和输出端转角，绘制出输出端连续加载卸载的负载转矩-角位移曲线，计算得到短筒柔轮谐波传动刚度。