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諧波減速機的原理分析

一、諧波傳動原理
1、諧波齒輪傳動起源
諧波齒輪傳動它是一種利用柔性工作構件的彈性形變進行運動或動力傳遞的一種新型傳動方式，它突破了機械傳動采用剛性構件機構的模式，使用了一個柔性構件來實現機械傳動，從而獲得了一系列其他傳動所難以達到的特殊功能。由于中間柔性構件的變形過程基本上是一個對稱的諧波，故而得名。除前蘇聯把這種傳動稱為波形傳動或柔性輪傳動外，美、英、德、日等國均稱為“諧波傳動”。
2、諧波齒輪傳動裝置的構成

　　①剛輪:剛性的內齒輪，一般情況下比柔輪多2齒，通常固定在機殼上；

　　②柔輪:開口部外圈帶有齒輪的薄杯型金屬彈性部件，它隨波發生器的轉動而變形，通常與輸出軸聯接；

　　③波發生器:由一個橢圓形凸輪和一個柔性軸承組成，通常與輸入軸相聯。機器人關節減速器這是一種精密的動力傳達機構，其利用齒輪的速度轉換器，將電機的回轉數減速到所要的回轉數，并得到較大轉矩的裝置，從而降低轉速，增加轉矩。柔性軸承內圈固定在凸輪上，外圈可通過滾珠實施彈性形變成橢圓形。
3、諧波齒輪傳動減速原理
它是利用柔輪、剛輪和波發生器的相對運動，主要是柔輪的可控彈性變形來實現運動和動力傳遞的。機器人關節減速器我國對機器人關節減速器的研究相比國外較晚，技術不成熟，與國外先進技術存在較大差距，形成了精密減速器不能自給自足的局面，嚴重依賴進口。這嚴重制約了我國工業機器人的發展，特別是在我國工業機器人逐漸產業化時期，工業機器人精密減速器的關鍵技術突破顯得更加迫切。波發生器內的橢圓形凸輪在柔輪內旋轉使柔輪產生變形。在波發生器的橢圓形凸輪長軸兩端處的柔輪輪齒和剛輪輪齒進入嚙合時，短軸兩端處的柔輪輪齒與剛輪輪齒脫開。對于波發生器長軸和短軸之間的齒，沿柔輪和剛輪周長的不同區段內處于逐漸進入嚙合的半嚙合狀態，稱為嚙入；處于逐漸退出嚙合的半嚙合狀態，稱為嚙出。當波發生器的連續轉動時，柔輪不斷產生形變，使兩輪輪齒在嚙入、嚙合、嚙出和脫開四種運動不斷改變各自原來的工作狀態，產生錯齒運動，實現了主動波發生器到柔輪的運動傳遞。