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谐波减速机的原理是什么
2025.08.25
谐波减速机利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力,其原理涉及三个基本构件及变形传动,以下为你展开介绍:

 

 谐波减速机


基本构件

波发生器:通常是椭圆形的凸轮,外圈装有柔性滚动轴承,是主动件。当波发生器转动时,迫使柔轮产生变形。

柔轮:一个薄壁的杯状齿轮,其外径略小于刚轮的内径。柔轮在波发生器的作用下会发生弹性变形,是从动件。

刚轮:一个刚性的内齿圈,固定不动或与机架相连。

变形传动

初始状态:当波发生器装入柔轮内孔之前,柔轮的原始剖面呈圆形,其齿与刚轮的齿相互啮合。

转动过程:当波发生器开始转动时,柔轮由于受到波发生器的挤压,其剖面变成椭圆形。在椭圆的长轴两端,柔轮的外齿与刚轮的内齿完全啮合;在椭圆的短轴两端,柔轮的外齿与刚轮的内齿完全脱开;在椭圆长轴和短轴之间的区域,柔轮的外齿与刚轮的内齿处于不完全啮合状态。随着波发生器的连续转动,柔轮上某一固定点的齿依次与刚轮的齿进入啮合、脱离啮合,再进入啮合,不断循环,从而实现柔轮相对于刚轮的运动传递。

减速输出:波发生器每转一周,柔轮相对刚轮就会产生一定的角位移,通过柔轮的转动输出减速后的运动。一般来说,刚轮的齿数与柔轮的齿数相差很少,例如刚轮齿数$z_{g}$为200,柔轮齿数$z_{r}$为198,当波发生器转1周时,柔轮相对刚轮反向转过2个齿的角度,其减速比$i = \frac{z_{g}}{z_{g}-z_{r}}=\frac{200}{200 - 198}=100$。

       谐波减速机通过这种独特的原理,实现了大传动比、高精度的运动传递,在工业机器人、航空航天、医疗器械等领域得到了广泛应用。
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