谐波齿轮副的传动原理仿真

hyfjy

谐波齿轮副是一种多齿啮合，传动比较大，精确传动运动与扭矩，并可随时根据需要进行正反向传动的精密机构，目前多用于机器人关节中，作为精确定位的一种传动副，调试成功的谐波齿轮副，正负转角误差可以在十秒以内，可以实现零侧隙运动，而齿面的相对摩擦较小，具有相当的优势。近期做了个谐波齿轮副运动仿真以看清啮合的基本原理，发上来供朋友们参考。
整体传动图：



局部放大图：
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hyfjy

没有人看？自己顶一下了。

hyfjy

谐波机构的思考

在机器人热的过程中，许多人对谐波结构的兴趣又开始加深了，由此想到，任何技术上的存在，也与社会实践的需要相适应的。

这类机构的最大困难在于柔性轮的设计与制造，从理论上说，设计已有较为完整的公式，套一下，计算一下不是太大的困难，而工艺上的完善却需要花费极大的精力，人力，物力，还可能有多次失败。
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热处理是一道关，要得到具有完美的弹性，具有较高的抗疲劳强度，从材料，机加工及热处理上步步要紧跟高品质，否则柔性轮是不容易做出来的。

热后的磨制也是难点，要控制内圆的直径，且控制好齿厚的尺寸，不经过多次反复不容易完成的。要追求最终产品效率高，齿面的粗糙度与精度缺一不可。

刚性内齿轮的尺寸及精度控制同样重要，且内齿轮无法磨齿，机加工就是唯一能保证最终使用的办法了。

一般的介绍，在波发生器与柔性轮的配合时，总是要求直接达到柔性轮与刚轮的装配精度达到最小间隙，甚至是无侧隙，由此想到，如果把薄壁轴承换成在直径方向可调整的机构，通过调整达到柔性轮与刚轮的无侧隙啮合或者尽可能小的间隙，不是没有可能的，如果能实现从二个方向可以自由地微调整，整体的加工难度就会极大地降低。
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4 ~( ^3 _$ [8 p: N: l以上是对谐波机构的一点思考，有兴趣的朋友可以谈谈在设计，生产中遇到的问题，解决的办法。这样才能取众人所长，让我国的机械制造工业不断发展。
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yybspfuz

费老：您好
我刚入行谐波齿轮行业，请教下您的这个运动仿真是怎么做的，可否留下您的联系电话或者QQ交流下，因为以前我也用PROE做过大量的仿真，但是PROE的仿真中没有办法将零件做成弹性变形体(像谐波中的柔轮)，不知道UG中是怎么设置的（UG没用过），还有就是谐波中的齿形怎么画出来，是二次开发画的吗？

hyfjy

yybspfuz 发表于 2014-10-22 08:37
% B0 t9 L% C3 Q: t8 B/ \费老：您好
我刚入行谐波齿轮行业，请教下您的这个运动仿真是怎么做的，可否留下您的联系电话或者QQ交流下 ...

5 b, g4 v; f2 V谐波传动副是一项成熟的技术，只不过因其难而少有人多问津，目前的机器人热，又让这老技术 涣发新生，看中的是其回差少，承载能力较大，传动比较大，相对体积较小，工作比较可靠，难在柔轮的选材，热处理，柔轮热后磨内孔加磨外齿，柔轮的齿形控制，修形需要有足够的实践经验。理论上齿侧间隙可以做到接近于零。这部分是实际的。柔轮的齿形一般因其工作时不是展成，而是“挤成”，故齿形要经过修形，使得其进入时冲击较小，啮合时有一定的接触面，退出时平稳可靠。不修形很难实现。
虚的是在电脑中实物建模，可以提前看到啮合情况，我一直使用UG，觉得UG软件在做齿轮类零件的设计建模时有独特的优势，谐波齿轮副当然也不例外了。同样的齿轮啮合仿真我也放在PROE中试过，较难看到如UG那样的清晰，虽然也有提高分辨率的设置，但始终觉得不够。
- ~) F1 v6 t/ k具体到这套图，是牛爷传来的模型图，我做了一下设置，仅是视觉上的满足，雕虫小技，不值一提了。

奇秘幽诡

yybspfuz 发表于 2014-10-22 08:37
费老：您好
我刚入行谐波齿轮行业，请教下您的这个运动仿真是怎么做的，可否留下您的联系电话或者QQ交流下 ...

  l! i+ f. }, [参数化动画

syj07

不错 了解了一下 谢谢！！！！！！

大泡泡狼

费工：您的这个谐波传动是如何做到柔轮柔性变形的呢？

ying19741029

摆线与谐波都搞不都，看来还得多学习

13216820708

赠人玫瑰手有余香