什么叫谐波传动？

kevin8hu

如题。

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谐波齿轮传动（简称谐波传动），它是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。
　　它主要由三个基本构件组成：
（1）带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）2，它相当于行星系中的中心轮；
（2）带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）1，它相当于行星齿轮；
（3）波发生器H，它相当于行星架。
    波发生器H是一个杆状部件，其两端装有滚动轴承构成滚轮，与柔轮1的内壁相互压紧。柔轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮，其内孔直径略小于波发生器的总长。波发生器是使柔轮产生可控弹性变形的构件。当波发生器装入柔轮后，迫使柔轮的剖面由原先的圆形变成椭圆形，其长轴两端附近的齿与刚轮的齿完全啮合，而短轴两端附近的齿则与刚轮完全脱开。周长上其他区段的齿处于啮合和脱离的过渡状态。当波发生器沿图示方向连续转动时，柔轮的变形不断改变，使柔轮与刚轮的啮合状态也不断改变，由啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入……，周而复始地进行，从而实现柔轮相对刚轮沿波发生器H相反方向的缓慢旋转。
    在传动过程中，波发生器转一周，柔轮上某点变形的循环次数称为波数，以 n 表示。常用的是双波和三波两种。双波传动的柔轮应力较小，结构比较简单，易于获得大的传动比。故为目前应用最广的一种。
    谐波齿轮传动的柔轮和刚轮的周节相同，但齿数不等，通常采用刚轮与柔轮齿数差等于波数，即
         z2－z1=n
4 D2 D- }6 @! K. X% J　　式中 z2、z2--分别为刚轮与柔轮的齿数。
; k$ r7 u! W3 D% g　　当刚轮固定、发生器主动、柔轮从动时，谐波齿轮传动的传动比为
, k( E/ j7 n- k- d; s7 ~3 V         i=-z1/(z2-z1)
. R  D: N& k/ G5 ]　　双波传动中，z2－z1=2，柔轮齿数很多。上式负号表示柔轮的转向与波发生器的转向相反。由此可看出，谐波减速器可获得很大的传动比。
/ W5 @+ w/ ^" R: l    特点
" A8 N, i2 w1 _7 ?1．承载能力高 谐波传动中，齿与齿的啮合是面接触，加上同时啮合齿数（重叠系数）比较多，因而单位面积载荷小，承载能力较其他传动形式高。
* @! d7 R9 E' o8 a% ]" _9 D# V8 g2．传动比大 单级谐波齿轮传动的传动比，可达 i=70～500。
/ r' h7 Q) H# {4 u; T3．体积小、重量轻。
( L$ E1 N. {8 {4．传动效率高、寿命长。
+ E# U; X% l1 Q5．传动平稳、无冲击，无噪音，运动精度高。
6．由于柔轮承受较大的交变载荷，因而对柔轮材料的抗疲劳强度、加工和热处理要求较高，工艺复杂。

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由波发生器﹑柔性件和刚性件 3个基本构件组成的机械传动。这种传动是在波发生器的作用下﹐使柔性件產生弹性变形并与刚性件相互作用而达到传递运动或动力的目的。在传动中波发生器迴转一周﹐柔性件上某一点循环变形的次数称波数。柔性件的变形过程是一个基本对称的谐波(图1 双波柔轮的变化波形 )﹐故称为谐波传动。常用的谐波传动是双波传动。
http://www.chinabaike.com/article/UploadPic/2007-3/200732519950349.jpg
. J3 Q5 _9 y( _6 f- v1 i! w* n& X& Y3 K; P         图2 谐波齿轮结构示意图  为一个外周有许多齿( 120个以上)的柔轮与一个内周有齿的刚轮相嚙合进行传动﹐称为谐波齿轮传动。假设将齿数无限增多﹐齿高也无限减小﹐则成为柔轮外表面和刚轮内表面在波发生器长轴方向上进行接触的谐波摩擦传动。由於这种接触点的摩擦力很小﹐传递的力矩不大﹐容易打滑﹐实际上应用很少。谐波传动也可以设计成由转动改为直线运动﹐成为谐波螺旋传动。在3种传动中以谐波齿轮传动应用最广。图2 谐波齿轮结构示意图 中波发生器是机械式波发生器﹐此外还有电磁式﹑液力式和气动式的波发生器﹐其中机械式波发生器应用最普遍。
http://www.chinabaike.com/article/UploadPic/2007-3/200732519950505.jpg
         谐波传动是美国人C.W.马瑟於1955年提出的专利﹐1959年得到批准﹐1960年在纽约展出实物。谐波传动的发展是由军事和尖端技术开始的﹐以后逐渐扩展到民用和一般机械上。一些国家如美国﹑日本﹑苏联已有了谐波齿轮减速器的系列化產品﹐在中国也制定了谐波齿轮的部颁标準。
         工作原理 以谐波齿轮传动为例。它是利用柔轮﹑刚轮和波发生器的相对运动﹐特别是柔轮的可控弹性变形(形状改变)来实现运动和动力传递的。在这 3个基本构件中可任意固定一个﹐其餘一个为主动件一个为从动件。如果3个都不固定﹐则成为差动轮系。如以刚轮固定不变﹐以波发生器为主动件﹐柔轮为从动件﹐波发生器内的椭圆形凸轮在柔轮内旋转便使柔轮產生变形。在波发生器的椭圆形凸轮长轴两端处的柔轮轮齿和刚轮轮齿进入嚙合时﹐短轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿脱开。对於波发生器长轴和短轴之间的齿﹐沿柔轮和刚轮周长的不同区段内处於逐渐进入嚙合的半嚙合状态﹐称为嚙入﹔处於逐渐退出嚙合的半嚙合状态﹐称为嚙出。波发生器的连续转动﹐使嚙入﹑嚙合﹑嚙出和脱开四种运动不断改变各自原来的工作状态﹐这种运动称为错齿运动。错齿运动使输入转动变为输出运动。若刚轮固定不动﹐柔轮则相对於波发生器作反方向的转动。反之若柔轮固定不动﹐刚轮则相对於波发生器作同方向的转动。对於双波传动的谐波齿轮传动﹐它的转动规律是﹕波发生器转一周﹐柔轮相对於刚轮在周长方向转过两个齿距的弧长。

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黑夜幽灵

理论上面的回答,简波是一种理想波