一个奇怪的齿轮机械装置（谐波差动装置）---[如图，请教]

数控散人

近遇一奇怪齿轮机械装置,勉强翻译为谐波差动装置;

   1. 仿佛存在有双向超越理合器之表象,但是速度允许极低;

   2. 又仿佛相位调整之设计;但又允许相互双向超越加减;

现只有碎片一张,请各路大侠指点迷津.

 

老鹰

这个问题看来有一定难度？数控散人都被难住了。

数控散人

请知道的大侠不吝指点!

看过斑竹的介绍,应该能够知道些吧?

 

 

5 H" J7 Z0 g) j! Q' L; F# I4 S

 

红瓤地瓜

谐波传动减速器

　　谐波齿轮减速器是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器。谐波齿轮传动（简称谐波传动），它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。
) @2 g9 C6 y" y5 v
# D. T1 p! b( }5 l$ N$ ^+ s5 `  f（一）传动原理



# G; `- X) ^! Z- i. J: D- I# ~　　图3-79示出一种最简单的谐波传动工作原理图。  
  


　　它主要由三个基本构件组成：

. N$ ~3 T" H7 k# C7 v+ {

（1）带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）2，它相当于行星系中的中心轮；
8 j5 `/ k3 }8 |$ s3 _
* a4 U" ]( `4 T, D: |7 e（2）带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）1，它相当于行星齿轮；
4 w$ l" Y3 y" R
2 W( }7 F- A. z( e& h（3）波发生器H，它相当于行星架。

  r  X& p& j  G' u, R  
6 M! G9 S6 Y$ P. j4 O1 r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。  
  U$ s* ~" \( Q; d& q- h
) S- [- {5 i5 N+ B% Q  n# w　　波发生器H是一个杆状部件，其两端装有滚动轴承构成滚轮，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。波发生器是使柔轮产生可控弹性变形的构件。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。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H相反方向的缓慢旋转。
8 C9 x! D; c7 Y9 ~# ~; B; \- c
　　图3-80为谐波传动减速器结构图。2为刚轮，1为柔轮，H为波发生器。刚轮固定，动力由波发生器输入，柔轮输出，其输入与输出转向相反。

: N, l5 Z: D" H( T: v
0 }- T# n& k9 l$ A: |2 i# A
　　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。
3 d3 }% r5 _/ @! v4 {' c
5 G3 v& r6 B5 X0 Y$ c　　谐波齿轮传动的柔轮和刚轮的周节相同，但齿数不等，通常采用刚轮与柔轮齿数差等于波数，即
3 o5 M9 N4 o! s
z2－z1=n

0 |& c" Q6 Z# Z. ]　　式中 z2、z2--分别为刚轮与柔轮的齿数。
- g1 n9 L7 z2 X
7 n& \+ h* S% R! i. r8 F　　当刚轮固定、发生器主动、柔轮从动时，谐波齿轮传动的传动比为
7 P5 S8 K, {9 U
i=-z1/(z2-z1)

　　双波传动中，z2－z1=2，柔轮齿数很多。上式负号表示柔轮的转向与波发生器的转向相反。由此可看出，谐波减速器可获得很大的传动比。
. S" ]' u4 R" m( o, v6 d% K
- @0 S2 {: V. ?+ B2 j0 e3 k6 W（二）特点
: o' W: e* g* k8 o
1．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。
+ s9 [6 S3 P, Q# U# L: h% ^( B
2．传动比大 单级谐波齿轮传动的传动比，可达 i=70～500。
7 _" T: L. D8 @3 J+ x* O4 e
, |  ~( E* d# G- u5 \1 r# d3．体积小、重量轻。
+ D* O2 A- }, G. P5 }5 ?
6 Y7 i6 K& B. q' L0 M4．传动效率高、寿命长。

% p' R  l0 ^1 W3 a* q5．传动平稳、无冲击，无噪音，运动精度高。

/ [) o$ r8 v  m& ?7 e2 b9 I6．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。
, _- F, Y$ W2 C* t% d
: N' ]6 g  x% z' G　　谐波减速器在国内于六七十年代才开始研制，到目前已有不少厂家专门生产，并形成系列化。广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业，由于它的独特优点，在化工行业的应用也逐渐增多。

　　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。
" A7 q- F. k& h
1 X% w$ D* M/ _　　谐波齿轮传动的柔轮和刚轮的周节相同，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
. s. S+ J8 P) L" m+ n
　　式中 z2、z2--分别为刚轮与柔轮的齿数。

9 h! G3 H, w% O　　当刚轮固定、发生器主动、柔轮从动时，谐波齿轮传动的传动比为

i=-z1/(z2-z1)
6 d8 E1 {9 H; m3 h& C; q' u
　　双波传动中，z2－z1=2，柔轮齿数很多。上式负号表示柔轮的转向与波发生器的转向相反。由此可看出，谐波减速器可获得很大的传动比。

0 @! T- Q) ?; z7 i（二）特点

1．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。
8 `5 `) K9 G. h! n: z- l
2．传动比大 单级谐波齿轮传动的传动比，可达 i=70～500。
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3．体积小、重量轻。

4．传动效率高、寿命长。
6 C! r# N$ ^. e1 ^7 p
5．传动平稳、无冲击，无噪音，运动精度高。

6．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。

% f6 e% D1 O$ M% b　　谐波减速器在国内于六七十年代才开始研制，到目前已有不少厂家专门生产，并形成系列化。广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业，由于它的独特优点，在化工行业的应用也逐渐增多。
2 `+ x" Z) N2 U) A& u6 R7 ^% J


这个是免费的，还有付费的弄不出来，你看看是否有相近之处
+ I- b7 z& f. A8 P

数控散人

哦,有点象其中大黑框中的内容.

谢谢山东老乡!

. {' r/ u4 R8 `7 x7 \! O. ?

但是,问题好象还没有解决.....

阿松

前天就看到了这个帖子，没有回复是因为没有实际见过类似的装置，不敢妄言。
# O0 u' z: d) {0 W5 {8 W/ {3 c我想应该可以从速比公式入手，Z3和Z4没在公式里出现，可能包含在N1和N2中；我估计R可能是皮带轮的速比。如果是这样Cd，Cs，Z3和Z4得出N1和N2，如何得出？没研究过谐波齿轮，不太清楚。
6 X( m& h! i9 P- `; y3 ~还有，如何得到正反转？通过皮带轮？

数控散人

斑竹你好:

上述机构的确较为复杂,表现在以下几点:

1 w ~) x5 x' V, h" p& M2 {

   1. 其中间机构有可能是谐波减速器,这方面"地瓜"朋友已有所指点(4楼).

   2. 如假定确实是谐波减速结构,则可推断在主传动时(Z4/Z3->Z2/Z1)--柔轮相对静止/刚轮输出; 差动输出时(皮带轮->

2 W }! v: P- B# H# J- y9 g

       谐波减速器->Z2/Z1)--刚轮相对静止/柔轮输出;

' i1 e5 @% V- G! m2 H: F

   3. 主要此问题的难度是.

          A. 其中Cs+Cd机构的原理和作用?

( m- f/ g6 c2 M3 m$ g

          B. 其中差动输出的数学模型及公式计算?

$ c# r. g i( ~6 h4 ^

          C. 主传动(输出)和差动(输出)的准确逻辑关系(速度+角度)?

$ t$ b0 `' W d1 b( \. m! D

要解决上述问题,看样子是有一定难度的.欢迎各路大侠继续指点.

& x( \6 z' z+ L5 E

 

随风而去

http://www.i360.cn/user/jianz/moban2/company_productshow.asp?productID=536

其实这个就是谐波传动减速机！
7 c* I5 |0 K$ y, U8 A% q
9 o+ \+ W# \6 [谐波传动的原理
1 I$ b5 Y; l" [4 G* t
2 t2 q) O% |% d. L( \6 I8 Q$ J--------------------------------------------------------------------------------

谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的。谐波传动包括三个基本构件：波发生器、柔轮、刚轮。三个构件中可任意固定一个，其余两个一为主动、一为从动，可实现减速或增速（固定传动比），也可变换成两个输入，一个输出 ，组成差动传动（其传动原理如图所示）。当刚轮固定，波发生器为主动，柔轮为从动时，柔轮在椭圆凸轮作用下产生变形，在波发生器长轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿完全啮合；在短轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿完全脱开；在波发生器长轴与短轴区间，柔轮轮齿与刚轮轮齿有的处于半啮合状态，称为啮入；有的则逐渐退出啮合处于半脱开状态，称为啮出。由于波发生器的连续转动，使得啮入、完全啮合、啮出、完全脱开这四种情况依次变化，循环不已。由于柔轮比刚轮的齿数少2 ，所以当波发生器转动一周时，柔轮向相反方向转过两个齿的角度，从而实现了大的减速比。

数控散人

原帖由 数控散人 发表 9 L3 j4 L8 }# y* [' v! t

斑竹你好:

上述机构的确较为复杂,表现在以下几点:

/ K8 H" H0 _$ G8 u/ M3 S2 t% V7 q

 1. 其中间机构有可能是谐波减速器,这方面"地瓜"朋友已有所指点(4楼).

' `- U7 g* z8 A* B% m

   2. 如假定确实是谐波减速结构,则可推断在主传动时(Z4/Z3->Z2/Z1)--柔轮相对静止/刚轮输出; 差动输出时(皮带轮->

; k8 }; i: C6 S

       谐波减速器->Z2/Z1)--刚轮相对静止/柔轮输出;

   3. 主要此问题的难度是.

          A. 其中Cs+Cd机构的原理和作用?

( o, ] J9 y* Z

          B. 其中差动输出的数学模型及公式计算?

          C. 主传动(输出)和差动(输出)的准确逻辑关系(速度+角度)?

2 N2 Q2 ~ ]; \" N2 o! J4 z; _

要解决上述问题,看样子是有一定难度的.欢迎各路大侠继续指点.

 

请大家针对主题说,不要重复咀嚼"谐波"(也没什么味儿),我认为里面最关键的是"差动"的概念,

, j* Y8 |1 u8 h+ v2 o0 ~8 y: k+ s) a

谢谢.

* q! Y" }1 I+ S

 

 

数控散人

请斑竹设为置顶贴,方便大家发言.

8 `% b0 ~+ O: Q: H. h; j# N S

谢谢.