谐波齿轮传动ppt
第5章传动系统设计3178页PPT
i=11~87
从缩短运动链的角度出发，采用摆线针轮减速系统最好，其次是两级行 星齿轮减速系统和齿轮-蜗杆减速系统。
4)传动系统应布置紧凑，有较小的外廓尺寸和重量。
有一些机械系统对尺寸和重量有较严格的要求。如汽车、拖拉机、工程 机械、飞机等移动式机械。当要求传动比较大时，选用可实现较大传动比的 行星齿轮传动、摆线针轮传动、谐波传动，它们与其它传动形式相比，可大 大减小传动系统的尺寸和重量。
5)当机械系统的载荷频繁变化，而且有较大过载时，传动系统中要设置过 载保护装置。
传动系统中的过载保护装置，可减小传动系统和执行系统中各构件的计 算载荷，使这些构件的尺寸和重量减小，提高可靠度。
6)对传动系统要有安全防护措施。 要有能保护传动系统各构件安全工作的措施，如汽车变速箱的操纵杆上 要设置联锁装置，不允许同时挂两个档的现象出现。在传动系统的适当部位， 要设保护操作者安全的装置，如转动零件上加防护罩。
2、调节动力机输出的速度、转矩或力，以满足执行机构的要求。
执行系统有时要求在不同的速度、转矩或力下工作，直接改变动力机的 速度、转矩或力不可能或不经济，就要用传动系统来实现这一要求。
3、分配动力机输出的运动和动力，以满足执行系统的要求。
有时要用一个动力机驱动若干个位置、运动形式或速度不相同的执行机 构，要靠传动系统把运动或动力分配到各执行机构。
传动系统是机械系统的重要组成部分，传动系统的优劣将直接影响 到机械系统的性能和经济性。有一些机器的动力机与执行机构直接联接， 如风扇、水泵等。但大多数机器，在动力机与执行机构间设有传动系统。
传动系统是由运动链及相应的联系装置组成的。前述起重机的传动系统 是由两级齿轮传动及联系装置—制动器、联轴器组成。
第八章 齿轮传动(1,2概论,啮合几何学)
α A A rA F α A D
A
θ A
O
这就是渐开线上任意一点的极坐 标方程。见图8-3。 说明: (1)invα=tgα-α=θ称为渐开线函数, θ 叫展开角,α为渐开线压力角.
证明：
2 O 2 K 2
1 O 1 K 1 .......... .......... .(1)
因两齿廓接触，则在齿廓法线方向无相对运动，只 在切线方向有相对滑动。 因此1、 2在 NN方向的投影相等：
v1 v2
n n
v 1 cos k 1 v 2 cos k 2 .......... .........( 2 )
r1
'
a 1 i12 ai 12 1 i12
' '
,
r2
'
a r1 r2 r1
cos cos
'
r2
cos cos
'
( r1 r2 )
cos cos
'
B.齿条
1.齿条同侧齿廓是相互平行的直线 2.与齿条移动方向平行且齿厚等于齿间的直线为模数线 3.模数线的垂直线与直线齿廓的夹角为齿条齿形角 特点:(1)与模数线平行的任一直线上模数相等 (2)齿廓上各点的压力角相等,且在数值上等于齿形角
1 2
O2P O1 P
r2 r1
' '
两齿廓公法线与连心线的交点P点称为节点;它 的特点是在这点上两齿轮上有相同的速度(大小,方 向),即
1
谐波齿轮传动
谐波齿轮传动是建立在弹性变形理论基础上的一种新型传动,它的出现为机械传动技术上带来了重大突破.图为谐波齿轮传动的示意图,它由三个主要构件组成,即具有内齿轮的刚轮1、具有外齿的柔轮2和波发生器3。
这三个构件和少齿差行星齿轮传动中的中心内齿轮、行星轮、和系杆相当。
通常波发生器为主动件，而刚轮和柔轮之一为从动件，另一个为固定件。
当波发生器装入内孔时，由于前者的总长度略大于后者的内孔直径，故柔轮变为椭圆形，于是在椭圆的长轴两端产生了柔轮与刚轮的两个局部啮合区；同时在椭圆短轴两端，两轮轮齿则完全脱开。
至于其余各处则视柔轮回转方向的不同，或处于啮合状态，或处于非啮合状态。
当波发生器连续转动时，柔轮长短轴的位置不断变化，从而使轮齿的啮合和脱开处也随之不断变化，于是在柔轮和刚轮之间就产生了相对位移，从而传递运动。
当波发生器转动一周期间，柔轮上一点变形的循环次数与波发生器上的凸起部位数是一致的，称为波数。
常用的有两波和三波两种。
为了有利于柔轮的力平衡和防止轮齿干涉，刚轮和柔轮的齿数差应等于波发生器波数（波发生器上的滚轮数）的整倍数，通常取等于波数。
由于谐波齿轮传动过程中，柔轮和刚轮的啮合过程与行星齿轮传动类似，故其传动比可按周转轮系求得。
2024年机械设计基础课件齿轮传动
机械设计基础课件齿轮传动机械设计基础课件：齿轮传动1.引言齿轮传动是机械设计中的一种基本传动方式，广泛应用于各种机械设备的运动和动力传递。
齿轮传动具有结构简单、传动效率高、可靠性好、寿命长等优点，因此在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
本课件将介绍齿轮传动的基本原理、分类、设计方法和应用。
2.齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮副的啮合来传递动力和运动的一种传动方式。
齿轮副由两个或多个齿轮组成，其中主动齿轮通过旋转驱动从动齿轮，从而实现动力和运动的传递。
齿轮副的啮合是通过齿轮齿廓的接触来实现的，齿廓的形状和尺寸决定了齿轮传动的性能和精度。
3.齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的形状和布置方式可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。
直齿圆柱齿轮传动是应用最广泛的一种齿轮传动方式，具有结构简单、制造容易、精度高等优点。
斜齿圆柱齿轮传动具有传动平稳、噪声低、承载能力强等优点，适用于高速和重载的传动场合。
直齿圆锥齿轮传动适用于空间狭小和角度传动的场合。
蜗轮蜗杆传动具有大传动比、自锁性和精度高等特点，适用于低速、大扭矩的传动场合。
4.齿轮传动的设计方法齿轮传动的设计主要包括齿轮的几何设计、强度设计和精度设计。
齿轮的几何设计是根据传动比、工作条件、材料等因素确定齿轮的齿数、模数、压力角等参数。
强度设计是保证齿轮传动在规定的工作条件下具有足够的承载能力和寿命，主要包括齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算。
精度设计是保证齿轮传动的精度和运动平稳性，主要包括齿轮的加工精度和装配精度的控制。
5.齿轮传动的应用齿轮传动在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
在机床、汽车、船舶、飞机等机械设备中，齿轮传动用于传递动力和运动，实现各种复杂的运动轨迹和速度变化。
在风力发电、水力发电等能源领域，齿轮传动用于传递高速旋转的动力，实现能源的转换和利用。
在、自动化设备等高科技领域，齿轮传动用于实现精确的运动控制和动力传递，提高设备的性能和效率。
谐波齿轮传动原理和技术
63V OCATIONAL TECHNOLOGY z yj 技术课堂谐波齿轮传动原理和技术黑龙江王中孚吴广林李洪斌张敏于兴胜职业技术一、谐波齿轮传动的原理谐波齿轮传动由三个基本构件组成:波发生器H 、作为挠性构件的柔轮1和刚轮2。
在未装配之前,柔轮的原始剖面呈圆形;刚轮是一个刚性的内齿轮,柔轮的齿数Z1比刚轮齿数Z2少1至几个齿;波发生器H 由一个椭圆盘,也可由转臂和几个圆盘构成等多种形式,通常有标准椭圆、双偏心圆、余弦闭合曲线、里隆勒曲线(Resal)、偏心盘作用下的和滚轮发生器作用下的闭合曲线等。
波发生器的最大直径比柔轮内径略大。
把波发生器装入柔轮时,迫使柔轮产生变形,在其长轴两端的齿轮恰好与刚轮齿完全啮合,短轴处的齿侧完全脱开。
而处于波发生器长轴和短轴之间沿周长不同区域内的齿,视柔轮回转方向的不同,则处于某些啮合或某些啮合的不同过渡状态,当波发生器回转时,柔轮的长轴和短轴的位置不断改变,这样由波发生器控制的柔轮变形部位随转角φ的不同而改变,从而传递了啮合运动。
在传动的过程中,波发生器转一周,柔轮上某点变形的循环次数称为波数。
如以椭圆形波发生器传递啮合时为例,变形后柔轮上各点相对于未变形柔轮的运动,在以变形长轴为起点展开后,近似呈具有两个全波的余弦曲线的连续简谐波形,称为双波传动。
其余类推,有单波、三波,考虑到柔轮的疲劳寿命,一般波数不大于三,双波是最常用的。
一般情况下,有一个输入运动时,能获得一个确定的输出运动。
在三个构件中,必须有一个固定的,即所谓的行星型机构,三个构件中其余两个一个若为主动,另一个即为从动。
其相互关系根据需要可以互换,有时为了满足某种使用要求,亦可做成三个构件均不固定的差动型的机构,以用于将两个输入运动合成一个确定的输出运动,或将一个输入运动分解为两个不确定的输出运动。
同时,当刚轮固定,波发生器主动,而柔轮从动时,由相对运动原理不难证明,柔轮中线上任一点的轨迹近似呈内摆线,且柔轮转向与波发生器的转向相反;而当柔轮固定,刚轮从动时,波发生器的转向与刚轮的转向相同。
谐波减速器 ppt
-
17
1、公式推导（2）：
ig Hb n nb g n nH Hn 0 g n n H H igH 1Z Zb g
igH 1Z Zb g
ZgZbZbZg
Zg
Zg
实际上，运动是从波发生器输入的，减速器的传
动比为：
iHgig1H
Zg Zb Zg
-
18
五、柔轮、波发生器 常见的结构型式
-
19
1．柔轮常见的结构型式：
波发生器主动， 单级减速，结构 简单，传动比范 围较大，效率较 高，应用极广， i=75~500。
-
iHGR
ZR ZG ZR
13
2．柔轮固定—刚轮输出：
波发生器主动， 单级减速，结构 简单，传动比范 围较大，效率较 高，可用于中小 型减速器， i=75~500。
iHRG
ZG ZG ZR
-
14
3．波发生器固定—刚轮输出：
生变形，使两轮轮齿在进行啮入、啮合、
啮出、脱开的过程中不断改变各自的工作
状态，产生了所谓的错齿运动，从而实现
了主动波发生器与柔轮的运动传递。
-
9
工作原理图例：
波发生器的旋转方 向与柔轮的转动方 向相反。
-
10
柔轮与刚轮齿面的啮合过程：
-
11
三、单级谐波齿轮常见的 传动形式和应用
-
12
1．刚轮固定—柔轮输出：
柔轮的结构型式与谐波传动的结构类型选择 有关。柔轮和输出轴的联结方式直接影响谐 波传动的稳定性和工作性能。
筒形底端联接式：
结构简单，联接方便，制造容易，刚性较大，应用较 普遍。
筒形花键联接式：
轴向尺寸较小，扭转刚性好，传动精度较高，联接方 便，承载能力较大。
谐波齿轮传动比计算公式(一)
谐波齿轮传动比计算公式(一)
谐波齿轮传动比的计算公式与解释说明
什么是谐波齿轮传动比？
谐波齿轮传动比是指谐波齿轮传动系统中，输出轴的转速与输入轴的转速之比。
谐波齿轮传动可以将输入轴的旋转运动转换为输出轴的谐波振动。
谐波齿轮传动比的计算公式
谐波齿轮传动比可以通过下面的计算公式来求得：
谐波齿轮传动比 = 谐波发生器的齿轮齿数 / 齿轮泵的齿轮齿数其中，谐波发生器是指谐波传动系统中的一个重要部件，它通过不断变形的柔性组件将输入轴的旋转运动转化为齿轮的往复运动。
齿轮泵则是谐波传动系统中的另一个关键组件，它通过齿轮的往复运动将谐波发生器的运动传递给输出轴。
谐波齿轮传动比的举例说明
假设谐波发生器的齿轮齿数为30，齿轮泵的齿轮齿数为15，我们可以通过上述的计算公式来计算谐波齿轮传动比。
谐波齿轮传动比 = 30 / 15 = 2
根据上述计算结果，我们可以得出结论：在这个谐波齿轮传动系统中，输出轴的转速是输入轴的2倍。
总结
谐波齿轮传动比是谐波齿轮传动系统中一个重要的参数，它描述了输入轴和输出轴之间的速度关系。
通过计算公式，我们可以很方便地计算出谐波齿轮传动比，并且通过举例说明，我们可以更加清晰地理解谐波齿轮传动比的概念和计算方法。
谐波齿轮传动
谐波齿轮传动谐波齿轮传动是利用行星轮系传动的原理发展起来的一种新型传动，它由三个基本构件组成：即波发生器、刚轮和作为柔轮的中间挠性体，由于在传动过程中，柔轮产生的弹性变形波近似于谐波，故称之为谐波齿轮传动，常用的是双波和三波两种，其波发生器如下图：1.工作原理若刚轮１固定，外装柔性轴承4、波发生器3装入柔轮2，使原为圆环形的柔轮产生弹性变形。
柔轮长轴两端的齿与刚轮齿槽完全啮合，而柔轮短轴两端的齿与刚轮齿完全脱开，长轴与短轴间的齿则逐步啮入和啮出。
当高速轴带动相当于系杆Ｈ的波发生器凸轮和柔性轴承连续转动时，柔轮上原来与刚轮啮合的齿对逐渐啮出、脱开、啮入、啮合，这样柔轮就相对刚轮沿着与波发生器相反的转向低速旋转自转，通过低速轴输出运动。
若将柔轮固定，由刚轮输出运动，其工作原理相同，只是刚轮输出运动的转向与波发生器的转向相同。
2.谐波齿轮传动特点１）传动比大：单级谐振动波齿轮传动的传动比为50～500，多级和复式传动的传动比更大，可达30000以上。
２）承载能力大：传递额定输出转矩时，谐波齿轮传动同时接触的齿对数可达总对数的３０％～４０％以上。
３）传动精度高：在同样制造条件下，谐振动波齿轮的传动精度比一般齿轮的传动精度对至少高一级。
齿侧间隙可调整到最小，以减少传动回差。
４）传动平稳：基本上无冲击振动。
5）传动效率高：单级传动的效率为65%～90%。
6）结构简单、体积小，重量轻：在传动比承载能力相同的条件下，谐波齿轮减速器比一般齿轮减速器的体积和重量减少1／2～1／3。
７）成本高：柔轮材料能要求高，制造较困难，精度高。
3.单级谐波齿轮传动比计算谐波齿轮传动是行星传动的一种变型。
波发生器相当于行星轮系的转臂（Ｈ），柔轮（Ｒ）相当于行星轮，而刚轮（Ｇ）相当于中心轮内齿圈。
单级谐波齿轮传动比计算有两种基本情况：1）一种是刚轮固定，波发生器输入、柔轮输出，传动比为：2）二种是柔轮固定，波发生器输入，刚轮输出，传动比为：4.谐波齿轮传动机构参数选择1)传动比的选择目前我国谐波齿轮减速器的传动比标准化系列有：100、125、160、200、250、315、400等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
心盘式和行星式。
-
波发生器种类图例（1）：
凸轮式
滚轮式
-
偏心盘式
2．波发生器常见的结构型（2）：
双滚轮式：
结构简单，制造方便，形成波峰容易，但 柔轮变形未被积极控制，承载能力较低，
多用于不重要的低精度轻载传动。
多滚轮式：
柔轮变形全周被积极控制，承载能力较高， 多用于不宜采用偏心盘式或凸轮式波发生 器的特大型传动。
谐波齿轮传动及谐波减速器
深圳科创自动化
-
一、谐波齿轮传动的基本构成及特点
-
1．构成：
谐波齿轮传动是谐波齿轮行星传动的 简称。是一种少齿差行星传动。通常 由刚性圆柱齿轮G、柔性圆柱齿轮R、
波发生器H和柔性轴承等零部件构成。
柔轮和刚轮的齿形有直线三角齿形和 渐开线齿形两种，以后者应用较多 。
-
谐波齿轮传动构成图例：
-
工作原理图例：
波发生器的旋转方 向与柔轮的转动方 向相反。
-
柔轮与刚轮齿面的啮合过程：
-
三、单级谐波齿轮常见的 传动形式和应用
-
1．刚轮固定—柔轮输出：
波发生器主动， 单级减速，结构 简单，传动比范 围较大，效率较 高，应用极广， i=75~500。
-
iHGR
ZR ZG ZR
2．柔轮固定—刚轮输出：
筒形花键联接式：
轴向尺寸较小，扭转刚性好，传动精度较高，联接方 便，承载能力较大。
筒形销轴联接式：
轴向尺寸较小，结构简单，制造方便，但载荷沿齿宽 分布不均匀。
-
筒形底端联接式图例：
-
筒形花键联接式图例：
-
筒形销轴联接式图例：
-
2．波发生器常见的结构型（1）：
波发生器是迫使柔轮发生弹性变形的 重要元件，按变形的波数不同，常用 的有双波和三波两种。双波发生器的
Zg
Zg
实际上，运动是从波发生器输入的，减速器的传
动比为：
iHgig1H
Zg Zb Zg
-
五、柔轮、波发生器 常见的结构型式
-
1．柔轮常见的结构型式：
柔轮的结构型式与谐波传动的结构类型选择 有关。柔轮和输出轴的联结方式直接影响谐 波传动的稳定性和工作性能。
筒形底端联接式：
结构简单，联接方便，制造容易，刚性较大，应用较 普遍。
-
ZG ZR
2．变形：
波发生器的长度比未变形的柔轮内圆直径 大：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 柔轮轮齿插入刚轮的轮齿槽内，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。由啮合到脱开的过程
之间则处于啮出或啮入状态。
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、脱开的过程中不断改变各自的工作 状态，产生了所谓的错齿运动，从而实现 了主动波发生器与柔轮的运动传递。
波发生器主动， 单级减速，结构 简单，传动比范 围较大，效率较 高，可用于中小 型减速器， i=75~500。
iHRG
ZG ZG ZR
-
3．波发生器固定—刚轮输出：
柔轮主动，单 级微小减速， 传动比准确， 适用于高精度 微调传动装置， i=1.002~1.015。
i
H RG
ZG ZR
-
四、谐波发生器传动比的计算
-
波发生器种类图例（2）：
-
3．谐波传动主要零件常用材料：
柔轮：
30CrMnSi、35CrMnSiA、40CrNiMoA
刚轮
45、40Cr
凸轮或偏心盘
45
-
六、谐波发生器的典型结构
-
双波单级谐波齿轮减速器
主要问题：
1、减速器的主要构成； 2、减速器的运动型式（指出哪 个部件固定、主动和从动轴）； 3、波发生器的结构型式； 4、柔轮采用何种输出方式。
-
2．特点（1）：
谐波齿轮传动既可用做减速器，也可 用做增速器。柔轮、刚轮、波发生器 三者任何一个均可固定，其余二个一 为主动，另一个为从动。
传动比大，且外形轮廓小，零件数目 少，传动效率高。效率高达92％~96％， 单级传动比可达50~4000。
-
2．特点（2）：
承载能力较高：柔轮和刚轮之间为面接 触多齿啮合，且滑动速度小，齿面摩损 均匀。
-
1、公式推导（1）：
以刚轮固定，柔轮输出为例，推导传 动比的计算公式。
当刚轮固定时，nG=0。如果反过来看， 即将柔轮当做输入，刚轮当做输出， 则：
-
1、公式推导（2）：
ig Hb n nb g n nH Hn 0 g n n H H igH 1Z Zb g
igH 1Z Zb g
ZgZbZbZg
柔轮和刚轮的齿侧间隙是可调：当柔轮 的扭转刚度较高时，可实现无侧隙的高 精度啮合。
谐波齿轮传动可用来由密封空间向外部 或由外部向密封空间传递运动。
-
二、工作原理
-
1．齿差：
谐波齿轮传动中，刚轮 的 齿数 zG 略大 于 柔轮 的 齿 数 zR， 其 齿 数 差 要 根 据波发生器转一周柔轮 变形时与刚轮同时啮合 区域数目来决定。即zGzR=u。 目 前 多 用 双 波 和 三波传动。错齿是运动 产生的原因