諧波齒輪減速器是一種由固定的內(nèi)齒剛輪、柔輪、和使柔輪發(fā)生徑向變形的波發(fā)生器組成,和普通減速器相比,由于使用的材料要少50%,其體積及重量至少減少1/3,具有高精度、高承載力等優(yōu)點。
同行星齒輪傳動一樣,諧波齒輪傳動也是由三個基本構件所組成:固定的內(nèi)齒剛輪、柔輪、(即其基體與從動軸相連的彈性薄壁套杯“在柔輪開端的母線上做出齒圈”)和使柔輪發(fā)生徑向變形的波發(fā)生器。在剛輪和柔輪上切出模數(shù)相同的輪齒,但齒數(shù)不同,即柔輪的齒數(shù)比剛輪的齒數(shù)少兩個。諧波傳動的齒數(shù)差表征柔輪的變形波數(shù)。最常見的是波數(shù)w-2的諧波傳動。在自由狀態(tài)(無發(fā)生器)下,兩輪處于同心位置,而剛輪和柔輪的各齒間隙均勻。裝在柔輪內(nèi)的發(fā)生器使柔輪發(fā)生徑向變形而成為橢圓形。
這時,在橢圓的長軸上,齒沿整個工作高度嚙合,而在短軸上,齒頂之間形成了徑向間隙。在發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)過程中,柔輪的形狀始終接近于上述的形狀。
諧波齒輪減速器的變型主要取決于發(fā)生器和柔輪的結構。例如圖3.13表示自由變形發(fā)生器為兩個滾子而柔輪為套杯狀的諧波減速器簡圖。
在圖3.14所示的諧波減速器結構中,主動軸1轉(zhuǎn)在軸承2和13中,而通過鍵與發(fā)生器的凸輪4相聯(lián)。在凸輪的成形表面上壓有柔性軸承5,它使柔輪8發(fā)生變形。在橢圓的長軸上,柔輪輪齒與剛輪6的輪齒相嚙合,而剛輪靠螺栓與箱體7及箱蓋3固結在一起。在柔輪8的另一端,其內(nèi)側也做出輪齒。柔輪通過這些輪齒(類似于齒輪聯(lián)軸器)與中間套杯9相聯(lián),套杯9又與從動軸12固結在一起。軸12裝在軸承10中,而軸承10裝在與箱體7相聯(lián)的異形箱蓋11中。
諧波減速器柔輪的結構有杯狀(圖3.13)、管狀(圖3.14)和環(huán)狀(圖3.15)。