谐波减速器工作原理谐波减速器

谐波减速机的原理谐波减速机的原理简述谐波减速器的工作原理：
1、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。
2、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。
3、谐波齿轮减速器按其机械波数目的多少可分为：单波、双波及三波，其中最常用的是双波传达。在谐波传动中，刚轮与柔轮的齿数差应等于机械波数的整数倍，通常取其等于波数。
4、谐波齿轮减速器是一种由固定的内齿刚轮、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。谐波齿轮减速器具有高精度、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 。
谐波减速机的组成结构？谐波减速器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；
（2）带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮），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。
关于谐波减速器谐波减速器是谐波齿轮传动装置（Harmonic gear drive）的简称。谐波齿轮传动既可以减速，又可以加速，但是传动比很大（50-160），因此，常用于减速，尤其是在工业机器人领域。
1955年，由美国发明家C.W.Musser 发明，然后在1970年，在东京，Harmonic Drive （哈默纳克）公司成立，是目前世界上最大的谐波减速器技术和生产商。
谐波减速器一般由三部分构成，刚轮、柔轮、谐波发生器。
刚轮，简而言之，就是一个刚性内齿圈，在薄型或者微型的谐波减速器中，刚轮会和CRB轴承设计成一体。
柔轮，有效工作区域结构上类似于一个轮毂特别窄的齿轮，柔度较大，薄壁柔性金属体。齿数要比刚轮少一些（一般是2或者4个齿）。
刚轮和柔轮都有结构上的孔，便于固定时固定用，也不影响自由式正常运转。
谐波发生器（Wave Generator），谐波发生器的结构上类似于一个焦距适当小的椭圆凸轮啮合在一个滚珠轴承里，在这里，关于为什么要有这个滚珠轴承，在原理上的必要性目前认为是因为为了隔离谐波发生器和柔轮，从力学优化上可以看出来似乎是为了减少摩擦，降低能量损耗，减少热量。
变速原理
类似于初学者呼啦圈，呼啦圈转得很快，而转的人会磕磕绊绊的缓慢反转以至于摔倒。想象这样一个场景，会更容易上手理解，
三个传动原件，是三个部件传动啮合，刚轮、柔轮、谐波发生器三者均可以作为输入或者输出，由于柔轮相比于刚轮少了几个齿，而柔轮与刚轮的捏合关系，所以就会有差速出现，并且，选择不同部件作为输入和输出，减速比会会差距极大。
这里分别介绍
三个部件，分别为输入输出，固定端。有排列规律可知，A33 = 6 共有六种排列方式，设定基本减速比为R，
1）刚轮固定（Zc），柔轮输出(Zf)，谐波产生器输入：
i =（Zf - Zc）/Zf = -1/R
2）（标准减速）刚轮固定（Zc），柔轮输入(Zf)，谐波产生器输出：
i = Zf /（Zf - Zc）= R
3）刚轮输入（Zc），柔轮固定(Zf)，谐波产生器输出：
i = Zc / (Zc - Zf ) = R + 1

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