淺談上銀打破日本壟斷的“諧波減速機”

高性能減速器的精密加工設備主要來自日本、瑞士等國外廠商,與此同時,減速器的設計、材料、熱處理、加工工藝、齒輪、軸承、密封、裝配工藝、零件檢測、成品檢測等一系列的環節都需要高端技術作為支持。

淺談上銀打破日本壟斷的“諧波減速機”

我們都知道,頂級的精密減速器的製造企業在日本,可喜的是第28屆“臺灣精品獎”選拔結果出爐,上銀科技以“諧波減速機”獲得中國臺灣精品金質獎。上銀成為全球第三家量產諧波減速機且符合國際標準等效7000小時以上的廠商,打破了日本企業獨佔市場的局面。

諧波減速機

英文:harmonic gear drive 定義:主要由波發生器、柔性齒輪、柔性軸承、剛性齒輪四個基本構件組成,諧波傳動減速器,是一種靠波發生器裝配上柔性軸承使柔性齒輪產生可控彈性變形,並與剛性齒輪相齧合來傳遞運動和動力的齒輪傳動。 應用學科:機械工程(一級學科);傳動(二級學科);齒輪傳動(三級學科)諧波齒輪傳動減速器是利用行星齒輪傳動原理髮展起來的一種新型減速器。諧波齒輪傳動(簡稱諧波傳動)。

淺談上銀打破日本壟斷的“諧波減速機”

諧波齒輪減速機在航空、航天、能源、航海、造船、仿生機械、常用軍械、機床、儀表、電子設備、礦山冶金、交通運輸、起重機械、石油化工機械、紡織機械、農業機械以及醫療器械等方面得到日益廣泛的應用,特別是在高動態性能的伺服系統中,採用諧波齒輪傳動更顯示出其優越性。它傳遞的功率從幾十瓦到幾十千瓦,但大功率的諧波齒輪傳動多用於短期工作場

它主要由三個基本構件組成:

(1)帶有內齒圈的剛性齒輪(剛輪),它相當於行星系中的中心輪;

(2)帶有外齒圈的柔性齒輪(柔輪),它相當於行星齒輪;

(3)波發生器H,它相當於行星架。

淺談上銀打破日本壟斷的“諧波減速機”

作為減速器使用,通常採用波發生器主動、剛輪固定、柔輪輸出形式。工作時,固定鋼輪,由電機帶動波發生器轉動,柔輪作為從動輪,輸出轉動,帶動負載運動。

波發生器H是一個桿狀部件,其兩端裝有滾動軸承構成滾輪,與柔輪1的內壁相互壓緊。柔輪為可產生較大彈性變形的薄壁齒輪,其內孔直徑略小於波發生器的總長。波發生器是使柔輪產生可控彈性變形的構件。當波發生器裝入柔輪後,迫使柔輪的剖面由原先的圓形變成橢圓形,其長軸兩端附近的齒與剛輪的齒完全齧合,而短軸兩端附近的齒則與剛輪完全脫開。周長上其他區段的齒處於齧合和脫離的過渡狀態。當波發生器沿圖示方向連續轉動時,柔輪的變形不斷改變,使柔輪與剛輪的齧合狀態也不斷改變,由齧入、齧合、齧出、脫開、再齧入……,週而復始地進行,從而實現柔輪相對剛輪沿波發生器H相反方向的緩慢旋轉。

淺談上銀打破日本壟斷的“諧波減速機”

諧波減速機的優點

1.減速比高
  單級同軸可獲得1/30~1/320的高減速比。結構、構造簡單,卻能實現高減速比裝置。
2.齒隙小
  Harmonic Drive®不同於與普通的齒輪齧合,齒隙極小,該特長對於控制器領域而言是不可或缺的要素。
3.精度高
  多齒同時齧合,並且有兩個180度對稱的齒輪齧合,因此齒輪齒距誤差和累積齒距誤差對旋轉精度的影響較為平均,使位置精度和旋轉精度達到極高的水準。

淺談上銀打破日本壟斷的“諧波減速機”

4.零部件少、安裝簡便
  三個基本零部件實現高減速比,而且它們都在同軸上,所以套件安裝簡便,造型簡捷。
5.體積小、重量輕
  與以往的齒輪裝置相比,體積為1/3,重量為1/2,卻能獲得相同的轉矩容量和減速比,實現小型輕量化。
6.轉矩容量高
  柔輪材料使用疲勞強度大的特殊鋼。與普通的傳動裝置不同,同時齧合的齒數佔總齒數的約30%,而且是面接觸,因此使得每個齒輪所承受的壓力變小,可獲得很高的轉矩容量。
7.效率高
  輪齒齧合部位滑動甚小,減少了摩擦產生的動力損失,因此在獲得高減速比的同時,得以維持高效率,並實現驅動馬達的小型化。
8.噪音小
  輪齒齧合周速低,傳遞運動力量平衡,因此運轉安靜,且振動極小。


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