浅述谐波齿轮传动技术的前世今生

时间: 2019-04-29 09:25:06来源: 无锡新华光精机科技有限公司


谐波齿轮传动是继圆柱齿轮、行星传动之后,20世纪50年代创新的第三代产品。早在其50年代,前苏联专家就有了摩擦谐波传动实验模型问世,紧接着美国专家麦修用试验的方法创出28.6直线齿廓谐波齿轮传动样品,取专利,完成系列化,他为了实现传动、避免干涉、工艺性:不得不齿厚减小1/8齿距,而把配偶齿槽加大1/8齿距、把齿廓曲线简化为直线。因此28.6直线齿廓,并非是谐波齿轮理论齿廓。而是通过实验测试,作图得到的。


此后,我国由李克美,范又功等一批老科学家们组成七人攻关小组从前苏联积极引进并研究发展该项技术,1983年成立了北京谐波研究所,1984年"谐波减速器标准系列产品"在北京通过鉴定,1993年制定了GB/T14118-93谐波传动减速器标准,并且在理论研究、试制和应用方面取得了较大的成绩,成为朂早掌握该项技术的******之一。

与此同时(20世纪60年代)在我国航空工业部303精密研究所司光晨、张微元、林祖南、范又功4人单述明确了谐波齿轮传动机理:谐波齿轮传动副,是由三个构件(波发生器组件、钢轮、柔轮)组成的,经过一段时间研究和分析得出:啮合副的机理乃是两条(柔轮节曲线、刚轮节圆)共轭曲线,在波发生器组件作用下,作无滑动贴展运动;由此推出谐波齿轮传动三定律:一.传动比只与刚、柔周长差有关、波发生器波数有关与波发生器(如,双波凸轮、四滚轮、双偏心盘或凸轮…等)外形无关;二.节曲线与共轭齿形相关;三.共轭齿廓应有无数对一一对应。

随着第四次工业革命的高潮到来,智能软件与机器人的关节部件的传动装置,其中软件已较成熟(已集成化、模块化、标准化),关键的问题是关节部件传动的机理、制造和******工匠。

现阶段,工业自动化精密伺服传动主要采用的减速器有行星减速器,谐波减速器和RV减速器,其中谐波减速器与其它减速器相比,有着无法比拟的优点,它具有结构简单,重量轻,体积小,减速比大,精度高(更高传动精度、回差精度达秒级,这是其它传动不可能实现的),噪音低,效率高,承载能力强(瞬时过载能力达 200%)等特点。



近年来我国大力推动2025智能制造,工业机器人全民大热。由此加速了国产谐波齿轮传动的研究和发展,但相对于国外技术,根本问题仍然需要进一步研究解决:1短筒柔轮的变形力的应力随着筒长的减小而急剧增加的问题;2高强度短筒柔轮材料试验研究及尺寸限制条件下短筒柔轮的优化设计问题;3研究新齿形,解决制齿方法和工艺问题;4超小模数短筒柔轮和刚轮的制造问题等。我司工程师经过多年的攻关已取得长足的进展,未来必将使谐波齿轮传动产品得到更广泛的应用。



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     2019年或许是朂艰苦的一年,但也是朂有希望的一年。在一片歌舞升平、繁华世界中见识到了美国为首的列强对中国的冷酷强硬手段,让我们终于明白什么是核心技术的真谛。不是房地产、不是金融业、也不是唱红一首歌,演上一部戏,就是年轻人所谓成功的娱乐圈。******政策的支持,传统制造业的回归,越来越多的人默默加入了对国外先进技术的研究,所有人都意识到科技兴国的重要性。

回顾笔者从2006年开始接触谐波齿轮传动这种当时冷门的连机械设计手册都只是一笔带过的技术开始。设备是工龄超过八零后的老军工企业的M级退休滚齿机,额头要锃亮才能淘到的小模数齿轮刀具,数控技术不普级的年代,一个花费半天功夫才能符合要求的R角成形刀,避免多次装夹产生精度误差的自制工装,热处理更是要试验多次才能掌握的火候。一遍遍工艺摸索,一遍遍的技术积累,条件艰苦,却并不影响同志们的热情,因为都会坚信历经几代人的技术沉淀,将会在未来美好的时代开花结果。  

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