Harmonic Drive®是美國發明家馬瑟基于嶄新的構思和獨樹一幟的理論發明創造的。
馬瑟是一位天才發明家,他跨越了所學的專業機械工程學領域,在物理、化學、生物等廣泛領域里獲得了多達1500多個專利。
迄今為止,傳達動力的齒輪裝置為了達到“高速度、高精度”這一至上目標,其剛度不斷得到提高。
對此,馬瑟的Harmonic Drive®理論則應用金屬的撓性和彈性力學,使這一推翻了傳統常識的動力傳達方式躍然贏得舉世矚目。
應用金屬彈性力學的Harmonic Drive®僅由三個基本零部件(波發生器、柔輪和剛輪)構成(因形狀不同,有的是由四種基本元件構成的,但傳動原理不變)。產生這一高精度傳動的Harmonic Drive®獨樹一幟的機制原理可從其嚙合中窺見一斑。
•波發生器
橢圓形凸輪外周嵌有薄壁滾珠軸承的部分。軸承內輪固定在凸輪上,外輪通過滾珠實現彈性變形。通常安裝在輸入軸上。
•柔輪
具有薄壁杯型的金屬彈性體部件。開口部外周刻有齒輪。柔輪底部(杯狀物的底部)稱為膜片,通常安裝在輸出軸上。
•剛輪
剛體環狀部件。內周刻有齒輪,比柔輪多兩個輪齒。通常固定在外殼上。
波發生器使柔輪產生彈性變形而呈橢圓狀。為此,橢圓的長軸部分與剛輪完全嚙合,而短軸部分兩輪輪齒處于完全脫開狀態。
使剛輪固定,波發生器順時針旋轉,柔輪產生彈性變形,與剛輪輪齒嚙合的部位順次移動。
波發生器順時針旋轉180度,柔輪逆時針移動一個輪齒。
波發生器旋轉一周(360度),由于柔輪的齒數比剛輪少兩個,因此逆時針移動兩個輪齒。通常將該運動傳遞作為輸出。
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®不同于與普通的齒輪嚙合,齒隙極小,該特長對于控制器領域而言是不可或缺的要素。
3. 精度高
多齒同時嚙合,并且有兩個180度對稱的齒輪嚙合,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。
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 |
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