机器人谐波减速器
机器人谐波减速器加速寿命测试与分析
机器人谐波减速器加速寿命测试与分析摘要为了快速进行谐波减速器的可靠性寿命试验，制作了一套谐波减速器加速寿命测试系统。
通过试验数据进行分析统计，从而得出输出转速、输出转矩对谐波减速器寿命的影响，验证试验系统的合理性与可行性。
主题词机器人谐波减速器加速寿命试验1 引言谐波减速器是由柔轮、刚轮和波发生器组件组成的减速器。
谐波减速器与普通减速器相比，其使用材料要少50%，体积及重量至少减少30%以上。
作为跨时代的高精尖产物，机器人谐波减速器广泛应用于航天航空以及各类工业领域。
由于机器人谐波减速器寿命一般高达几千上万小时，进行普通的寿命测试往往需要花费数月或者数年的时间，所以加速寿命测试对机器人谐波减速器的研发具有重要的意义。
2 谐波减速器加速寿命试验试验条件：本试验采用某款机器人谐波减速器作为试验载体。
试验分组：整个试验分为7组，每组试验样本数为2个,为了保证所有谐波减速器的初始状态一致，所有样本都采用相同材料、工艺和热处理方式，并且为同一批次生产。
试验方式参考GB/T 35089-2015《机器人用精密齿轮传动装置试验方法》,将7组试样工况进行如表1谐波减速器寿命测试工况：通过上述7组试验样本进行谐波减速器的加速寿命测试，试验终止条件为谐波减速器柔轮失效。
3 谐波减速器测试依据及原理3.1测试依据根据文献[1]，谐波减速器寿命测试采用立式试验装置。
根据文献[1]记载谐波减速器寿命所需时间t根据试验负载和转速，寿命计算方法进行计算见式。
3.2立式试验装置测试原理伺服电机给谐波减速器提供相应的输入转速和输入转矩，谐波减速器的输出负载转矩由其负载臂加速或减速转动产生的转动惯量而获得。
负载臂提供的转矩由谐波减速器输出端的角加速度、负载臂的质量和质心半径综合决定，其输出转矩与角加速度和转动惯量对应的关系式。
4 立式试验装置本测试装置通过模拟谐波减速器在机械臂上实际工况进行寿命测试。
其输入端采用伺服电机对其输入的转速进行控制，通过改变输出转矩从而进行相关的寿命测试实验。
谐波减速器在机器人中的应用
谐波减速器在机器人中的应用谐波减速器是机器人中常用的一种减速装置，它可以将高速低扭矩的电机输出转换为低速高扭矩的输出，从而满足机器人的精度要求和动力要求。
本文将从谐波减速器的原理、优点和在机器人中的应用等方面进行阐述。
一、谐波减速器的原理谐波减速器是一种非常精密的机械装置，它的主要构件包括驱动轮、谐波轮、柔性轮和输出轮。
其中，驱动轮与谐波轮相连，谐波轮中心装有柔性轮，柔性轮与输出轮相连。
当驱动轮带动谐波轮转动时，柔性轮的弹性变形会引起输出轮的转动，从而实现减速的作用。
谐波减速器的工作原理是利用谐波振动的原理，通过变形的柔性轮将驱动力转换为输出力。
具体来说，谐波减速器的谐波轮上有许多凸起的齿轮，而柔性轮则有相应数量的凹槽。
当驱动轮带动谐波轮旋转时，凸起的齿轮会压缩柔性轮，从而使柔性轮变形。
随着谐波轮继续旋转，柔性轮又会恢复原状，这时齿轮就会进入下一个凹槽，重复以上的过程。
通过这样的变形和恢复，谐波减速器就可以将驱动轮的高速低扭矩输出转换为低速高扭矩的输出。
二、谐波减速器的优点相对于其他减速装置，谐波减速器具有以下优点：1. 高精度：谐波减速器的工作原理是利用谐波振动的原理，通过变形的柔性轮将驱动力转换为输出力，所以它的精度非常高，通常可以达到0.1度以下。
2. 高扭矩密度：谐波减速器的输出轮直接与柔性轮相连，不需要传递动力的中间轴，因此具有较高的扭矩密度，可以满足机器人的高动力要求。
3. 超小尺寸：谐波减速器结构紧凑，体积小，重量轻，可以自由安装在机器人的关键部位，提高机器人的灵活性和精度。
4. 高可靠性：谐波减速器的设计简单，几乎没有摩擦和磨损，寿命长，运行稳定可靠。
谐波减速器在机器人中应用非常广泛，其中最典型的就是机械臂的关节传动。
机械臂是工业机器人的重要组成部分，它由多个关节组成，需要精确的控制和高扭矩的输出。
谐波减速器可以满足机械臂的高精度和高扭矩要求，同时体积小、重量轻，可以自由安装在机械臂的关键部位，提高机械臂的灵活性和精度。
机器人减速器谐波
机器人减速器谐波什么是机器人减速器谐波？机器人减速器谐波是指机器人减速器在工作过程中出现的谐波振动现象。
减速器作为机器人关键的运动机构之一，负责将电机输出的高速低扭矩传递到需要的位置，实现机器人的精确运动控制。
然而，在长时间高负荷运行下，机器人减速器会产生谐波振动，对机器人的稳定性和精度造成不利影响。
为什么会产生机器人减速器谐波？机器人减速器谐波主要是由于减速器内部各零部件的精度误差引起的。
机器人减速器通常由减速机构和传感器构成，减速机构包括轴承、齿轮、传动轴等部件。
由于制造工艺和材料的限制，这些零部件之间会存在一定的间隙和摩擦，导致传动过程中产生震动和声音。
这些震动和声音在机器人工作时会被放大，从而产生谐波振动。
机器人减速器谐波的影响机器人减速器谐波对机器人的稳定性和精度有较大影响。
首先，谐波振动会造成机器人的冲击负载增加，导致机器人关节传感器受力过大，降低了传感器的使用寿命；其次，谐波振动还会导致机器人姿态的偏差，降低了机器人的运动精度；此外，机器人减速器的谐波振动还会产生噪音，影响机器人在工作环境中的安全性和使用体验。
如何减少机器人减速器谐波？为了减少机器人减速器谐波，可以采取以下方法：1. 提高零部件加工精度提高机器人减速器零部件的加工精度可以减少零部件之间的间隙和摩擦，降低谐波振动的产生。
采用高精度加工设备和加工工艺，加强质量控制，保证零部件的制造精度，是降低机器人减速器谐波的有效手段。
2. 优化减速器结构通过优化减速器的结构设计，可以减少谐波振动的产生。
例如，采用新型材料和涂层，增加零部件的刚度和降低摩擦系数，可以有效减小谐波振动。
此外，合理设计齿轮的参数和布局，选择合适的传动比和齿轮副，也可以降低谐波振动。
3. 加强减速器润滑和维护加强减速器的润滑和维护工作，可以减少谐波振动的产生。
定期检查减速器的润滑油清洁度和粘度，定时更换润滑油，确保润滑油的性能良好，减少零部件的摩擦和磨损，从而降低谐波振动的程度。
谐波减速机规格参数
谐波减速机规格参数
一、结构特点：
1.谐波减速机采用谐波传动原理，具有非常高的传动效率和传动精度。
2.减速比范围广，可达到50:1以上。
3.体积小、重量轻，与传统减速器相比，具有更小的安装空间。
4.具有自锁性能，能够防止一些应用中的倒转现象。
5.耐冲击、抗振性好，可适应高速运动和频繁启停的工况。
6.高可靠性和稳定性，适用于高精度、高速度和高反转负载的应用。
二、性能参数：
1.额定输出扭矩：谐波减速机的额定输出扭矩是指能够持续运转下的
最大扭矩。
该参数取决于减速机的尺寸和材质等因素。
2.额定输出转速：谐波减速机的额定输出转速是指在额定加载下，减
速机能够持续运转的最高输出转速。
3.输出扭矩波动系数：谐波减速机的输出扭矩波动系数是指输出扭矩
的波动程度。
该参数越小，减速机运行的平稳性和精度越高。
4.温升：谐波减速机的温升是指在额定工况下，减速机运行时产生的
温度升高。
该参数反映了减速机的散热性能，应控制在一定范围内。
5.额定工作周期：谐波减速机的额定工作周期是指减速机在额定工况下，可连续工作的最长时间。
三、应用范围：
1.工业自动化设备：包括机床、激光设备、数控设备等。
2.机电一体化设备：如包装机械、食品机械、纺织机械等。
3.机器人及自动化装配线：在机器人及自动化装配线中，谐波减速机可提供高精度和高可靠性的传动。
总结：。
谐波减速器作用
谐波减速器作用谐波减速器是一种常见的机械传动装置，它具有紧凑结构、高传动精度和大扭矩输出等特点，在工业生产中起到了重要作用。
本文将从谐波减速器的工作原理、结构特点以及应用领域等方面进行介绍。
一、工作原理谐波减速器主要由柔性齿轮和刚性齿轮组成。
当输入轴旋转时，柔性齿轮通过弹性变形使传动齿轮产生相对运动，从而实现减速效果。
其工作原理类似于人体骨骼系统中的肌肉和骨骼之间的协调配合，通过柔性元件的变形来传递力量和运动。
二、结构特点1. 紧凑结构：谐波减速器的结构设计非常紧凑，体积小、重量轻，可以在有限的空间内实现大扭矩输出。
2. 高精度：谐波减速器的传动精度非常高，一般可以达到0.1弧分左右，适用于对传动精度要求较高的场合。
3. 大扭矩输出：谐波减速器的输出扭矩较大，可以满足不同工况下的需求。
4. 高效率：谐波减速器的传动效率较高，一般可以达到90%以上。
5. 可逆性：谐波减速器具有可逆性，即可以实现正反转。
三、应用领域由于谐波减速器具有结构紧凑、传动精度高等特点，因此广泛应用于各个领域。
以下是谐波减速器的几个典型应用领域：1. 机床行业：谐波减速器常用于数控机床、雕铣机、切割机等设备中，可以提高设备的精度和稳定性。
2. 机器人领域：谐波减速器广泛应用于工业机器人、服务机器人等领域，可以实现机器人的精确定位和灵活运动。
3. 包装设备：在包装设备中，谐波减速器可以提高包装速度和精度，提高生产效率。
4. 自动化生产线：谐波减速器可以应用于各种自动化生产线中，实现传动和定位控制。
5. 太阳能发电：谐波减速器可以用于太阳能跟踪系统中，帮助太阳能板实现精确跟踪，提高能量转换效率。
谐波减速器作为一种重要的机械传动装置，在工业生产中发挥着重要作用。
其紧凑的结构、高传动精度和大扭矩输出等特点，使其广泛应用于机床行业、机器人领域、包装设备、自动化生产线以及太阳能发电等领域。
未来随着技术的不断发展，谐波减速器在更多领域将发挥更大的作用，为生产和生活带来更多便利和效益。
谐波减速机用途
谐波减速机用途
谐波减速器是一种高性能、精密化、小体积、轻重量、高可靠性的减速传动设备。
谐波减速器的主要用途：
1. 工业机械：可以用于各种工业机械，如机床、钢铁设备、塑料机械、印刷设备、包装设备、食品机械等。
2. 机器人：作为机器人的关键部件之一，可以用于各种工业机器人、服务机器人和家用机器人。
3. 航空航天：可用于各种航空航天装备，如航空发动机、空调系统、机载雷达、卫星、火箭等。
4. 医疗设备：可用于各种医疗设备，如心脏起搏器、药物泵、血液透析机、医用机器人等。
5. 军事装备：可用于各种军事装备，如坦克、武器装备、通信装备、电子设备等。
6. 其他：可用于各种轻工、电子、显示、通讯、汽车、船舶、准军事装备等领域。
谐波减速器工作原理
谐波减速器工作原理
谐波减速器是一种高精度、高效率的减速装置，它通过谐波传动原理实现减速
效果。
谐波减速器由驱动轴、谐波发生器、柔性轮和输出轴组成，其工作原理如下：
1. 驱动轴传动。
当驱动轴开始旋转时，谐波发生器固定在驱动轴上的内齿圈开始旋转。
内齿圈
上的凸轮与柔性轮上的凹槽相互嵌合，使柔性轮开始旋转。
柔性轮上的凹槽数量通常比内齿圈上的凸轮数量多，这就导致柔性轮的旋转速度比内齿圈慢，从而实现了减速效果。
2. 谐波传动原理。
谐波减速器采用谐波传动原理，即通过柔性轮和内齿圈之间的嵌合来实现传动。
柔性轮的凹槽数量比内齿圈的凸轮数量多，这就导致柔性轮的旋转速度比内齿圈慢，从而实现减速效果。
同时，谐波传动还具有高精度、高刚性和低噪音的特点。
3. 输出轴传动。
当柔性轮开始旋转时，输出轴上的外齿圈也开始旋转。
外齿圈上的齿与输出轴
上的内齿圈相互嵌合，使输出轴开始旋转。
通过这样的传动方式，谐波减速器将驱动轴的高速旋转转换为输出轴的低速高扭矩旋转，实现了减速效果。
4. 工作原理总结。
综上所述，谐波减速器的工作原理是通过谐波传动原理，利用柔性轮和内齿圈
之间的嵌合来实现减速效果。
当驱动轴开始旋转时，内齿圈和柔性轮相互嵌合，使柔性轮开始旋转，进而带动输出轴实现减速传动。
谐波减速器以其高精度、高效率、低噪音等优点，被广泛应用于机械设备、工业自动化、机器人等领域。
其工作原理的深入理解，有助于我们更好地应用和维护谐波减速器，提高设备的使用效率和稳定性。
谐波减速器测试技术
VS
3. 对测试过程中记录的数据进行分析和处理，得出谐波减速器在不同工况下的动态性能指标。
测试结果分析：通过对测试数据的分析，可以得出该型号谐波减速器在不同动态条件下的性能表现，如响应速度、稳定性、可靠性等是否满足设计要求，从而对其性能进行评估。
03
谐波减速器主要部件
02
01
谐波减速器是工业机器人中常用的减速器之一，用于实现机器人的精准运动。
工业机器人
谐波减速器可用于数控机床的进给系统和主轴系统中，提高机床的传动精度和平稳性。
数控机床
谐波减速器在航空航天领域也有广泛的应用，如用于飞机的起飞和降落系统、导弹的发射和制导系统等。
航空航天
01
02
动态测试方法
动态效率测试
测量谐波减速器在动态状态下的传动效率，即在输入一定功率时，输出功率与输入功率的比值。
动态误差测试
测量谐波减速器在动态状态下的传动误差，即输出转速与输入转速之间的差异。
动态扭矩测试
测量谐波减速器在动态状态下的扭矩性能，包括动态扭矩、峰值扭矩和谷值扭矩等。
综合评价谐波减速器的静态和动态性能，包括扭矩、效率、误差等多个方面。
案例一：某型号谐波减速器静态测试
案例二：某型号谐波减速器动态测试
通过对某型号谐波减速器进行动态测试，评估其在动态条件下的性能表现。
测试目的
振动测试仪、转速计、扭矩计等。
测试设备
测试步骤
案例二：某型号谐波减速器动态测试
2. 在不同转速和负载条件下，对谐波减速器进行启停、变速和制动等操作，记录各个参数的变化情况。
建立测试数据库
组织技术交流会议与培训活动，促进不同单位之间的技术合作与经验分享。
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目录
谐波减速器的简单介绍 谐波减速器视频 一种新型的谐波减速器
1.1 谐波减速器的结构
Zg=Zr+2 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），它相当于行星系中的中心 轮；（Zg) （2）带有外齿圈的柔性齿轮（柔 轮），它相当于行星齿轮；(Zr) （3）波发生器B，它相当于行星 架。
2.2谐波减速器和复合式谐波减速器的传动比计算对比 谐波减速器
i=-Zg/2
复合式谐波减速器
i i ( Z / 2)
Tg TH g
b
2.3复合式谐波减速器优点
在普通谐波减速器的基础上，多了一级内置于波 发生器的行星轮减速器，增大了传动比，传动更 加平稳 是谐波减速器和行星轮减速器的结合
1.2谐波减速器的传动比(错齿运动）
1.刚轮固定，波发生器主
动，i1=-Zr/2. 2.柔轮固定，波发生器主 动i2=Zg/2=(Zr+2)/2=i1+1 3,波发生器固定，刚轮主 动，i3=Zr/Zg.
1.2谐波减速器的特点
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。 传动比大 单级谐波齿轮传动的传动比，可达 i=70～500。 体积小、重量轻。 传动效率高、寿命长。 传动平稳、无冲击，无噪音，运动精度高。 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。
1.3谐波减速器的问题
不适用于小速比传动 径向变形量较大，容易疲劳破坏
1.4如何实现减速以及谐波减速器传动比
视频连接 视频连接2
1.5谐波减速器应用
谐波减速器除应 用于机器人以外， 还运用于数控、 卫星。
2.1复合式谐波减速器结构
2.2复合式谐波减速器工作原理
2.2复合式谐波减速器工作原理