(9)同轴性好 (10)可实现向密闭空间传递运动及动力 缺点: (1)柔轮周期性变形,易于疲劳损坏 (2)柔轮和波发生器的制造难度较大 (3)传动比的下限值高,齿数不能太少 (4)起动力矩大,且速比越小越严重; (5)谐波齿轮传动没有中间轴,因而不能获得中间速度 (6)如果结构参数选择不当或结构时机不良,发热过大,降低传动承载能力 目前,各国学者公认柔轮筒体的疲劳破坏是谐波传动最为主要的失效形式.

　　表 2 谐波齿轮传动的啮合参数选择及几何计算 名称 代号 计算公式 备注

　　d f 1 ——柔轮齿根圆直径 d a1 ——柔轮齿顶圆直径 d a 2 ——刚轮齿顶圆直径

　　受到齿顶变尖的限制, 同时受到用插齿刀能否 加工出所需刚轮齿根圆 直径的条件限制

　　柔轮齿根圆 直径 柔轮齿顶圆 直径 径向变形 系数 最大啮入 深度 (又称齿廓 工作段高) 对于 ω = 1.0 的传动,

　　rg1 , rg 2 ——柔轮齿渐开线起始点和刚轮渐开线终止点处的半径,可按如下

　　大啮合区间,因而必须限定 hn 不能小于某一规定值.一般情况下,可取此值等 于模数m.由于最大啮入深度在柔轮的变形长轴处达到,为保证最大啮入深度不 小于m,则下面的不等式必须成立

　　由于谐波传动具有其他传动无法比拟的诸多独特优点,近几十年来,它已被 迅速推广到能源,通讯,机床,仪器仪表,机器人,汽车,造船,纺织,冶金, 常规武器, 精密光学设备, 印刷机构以及医疗器械等领域, 并获得了广泛的应用. 国内外的应用实践表明,无论是作为高灵敏度随动系统的精密谐波传动,还是作 为传递大转矩的动力谐波传动,都表现出了良好的性能;作为空间传动装置和用 于操纵高温,高压管路以及在有原子辐射或其它有害介质条件下工作的机构,更 是显示出一些其他传动装置难以比拟的优越性.

　　向间隙以及消除过度曲 线干涉的条件下确定的 采 用 α 0 = 30 压 力 角 时,柔轮中应力有所减 小

　　柔轮之节圆压力角应为 19 ~ 31 柔轮基圆 直径 柔轮分度圆 直径 柔轮分度圆 齿厚 刚轮基圆 直径 刚轮分度圆 直径

　　(2)传动比范围大 50~300, 3000~60000 (3)同时啮合的齿数多 30%,正是由于同时啮合齿数多这一独特的优点,使 谐波传动的精度高,齿的承载能力大,进而实现大速比,小体积. (4)承载能力大 (5)运动精度高 (6)运动平稳,无冲击,噪声小 (7)齿侧间隙可以调整 (8)齿面磨损小而均匀,传动效率高

　　谐波齿轮传动系统有三个基本构件组成,如图 2-1 所示:刚轮 1(Circular Spline),柔轮 2(Flexspline)和波发生器 3(Wave Generator).谐波齿轮传动的原理 就是在柔性齿轮构件中,通过波发生器的作用,产生一个移动变形波,并与刚轮 齿相啮合,从而达到传动目的. 插图 2

　　对于动力传动和传递运 动 的 传 动 , x1 可 按 照 《谐波齿轮传动的理论 和设计》 (沈允文.1985) 图 4-9 选择

　　0 ——刀具分度圆齿厚改变系数 ra 0 ——刀具顶圆半径 rb 0 ——刀具基圆半径 z 0 ——刀具齿数 x0 ——刀具是变位系数

　　五十年代,随着空间科学,航天技术的发展,航天飞行器控制系统的机构和 仪表设备对机械传动提出了新的要求,如:传动比大,体积小,重量轻,传动精 度高,回差小等.对于上述要求,新出现的谐波传动满足了这种要求,它是在薄 壳弹性变形的基础上发展起来的一种传动技术.1959,1960,1955,1961 所谓谐波传动是一种靠中间柔性构件弹性变形来实现运动和动力传动的装 置的总称.在谐波传动出现后短短的几十年中,世界各工业比较发达的国家都集 中了一批研究力量,致力于这类新型传动的研制,几乎对该类传动的整个领域中 的全部问题均进行了程度不同的研究.当然,由于谐波传动本身所涉及问题的复 杂性和广泛性,因而有不少问题目前尚未作最后定论.

　　为保证谐波传动能正常工作,设计中必须满足如下列约束条件为 (1)不产生齿廓重叠干涉 要使两轮在啮合过程中不产生齿廓重叠干涉,就 要使在任意啮合位置两齿廓的工作段不相交.当啮合处于第一象限时(如图4)不 发生干涉的条件显然为

　　刚轮分度圆 齿厚 测量用圆柱 直径 柔轮分度圆 齿厚改变系 数 刚轮分度圆 齿厚改变系 数 测量柔轮时 量柱中心所 在远上的渐 开线压力角 测量刚轮时 量柱中心所 在远上的渐 开线压力角 测量柔轮时 用的量柱测 量距

　　不产生过渡曲线)不产生过渡曲线干涉 为了防止在啮合过程中产生过渡曲线干涉,所选 取的啮合参数必须保证: 在轮齿最大啮入深度的位置上的柔轮和刚轮的齿顶均不 进入配对齿轮轮齿的过渡曲线),于是,谐波齿轮传动不发生过度曲 线干涉的条件为

　　大值; 轻载时 d 值可适当减 对于齿式联接结构的柔轮, 小,重载时可适当增大; 可取 塑性柔轮壁厚为钢制 L = (0.5 ~ 0.7)d R ; 柔轮的 2~3 倍