精密减速器行业报告：机器人关键部件（38页）

行业报告下载 2024年04月16日 07:29 管理员

谐波传动装置主要由波发生器、柔轮和刚轮组成。1）波发生器：包括柔性轴承和椭圆形凸轮，通常安装在减速器输入端。柔性轴承内圈固定在凸轮上，外圈通过滚珠实现弹性变形成椭圆形；2）柔轮：带有外齿圈的柔性薄壁弹性体零件，安装在减速器输出端；3）刚轮：带有内齿圈的刚性圆环状零件，通常固定在减速器机体上。波发生器驱动柔轮发生弹性变形，实现错齿运动。根据来福谐波官网的信息，当波发生器装入柔轮内圆时，柔轮呈椭圆状，使其长轴处轮齿插入刚轮的轮齿槽内，实现完全啮合状态；而短轴处两轮轮齿完全不接触，处于脱开状态。在啮合到脱开的过程中，发生啮入或啮出状态。波发生器连续转动时，迫使柔轮不断变形，使两轮轮齿在进行啮入、啮合、啮出、脱出的过程中改变各自的工作状态，从而实现错齿运动，实现主动波发生器与柔轮的运动传递。齿轮齿形直接决定传动性能。谐波减速器齿轮的齿形是齿轮最核心的部分，直接决定齿轮的传动性能，其他方面的改进主要是在此基础上做局部的优化。哈默纳科“S”齿形增强抗疲劳强度能力及扭转刚度。哈默纳科开发具有自主知识产权的“S”齿形，在空载条件下基本实现了连续接触，突破了传统齿形只有在负载条件下才能实现多齿啮合的连续接触的状况；

相比于渐开线齿形，在相同传动效率的情况下，同时参与啮合齿数加倍，齿根处的圆角半径增大，使柔轮轮齿的抗疲劳强度能力提升1倍，扭转刚度提高了70%-100%； “S”齿形对柔轮的加工工艺要求较高，生产过程复杂，大幅增加生产的成本。绿的谐波“P”齿形增强转矩承载。绿的谐波开发出自主知识产权的“P”齿形；“P”齿形的齿高较低，能承载更大的转矩；齿宽较大，降低了齿根断裂的风险；柔轮变形量较小，柔轮的疲劳寿命得到提高；20%-30%的齿同时参与啮合，齿面比压较小。 “P”齿形为获得更大的承载能力，将齿高设计的较低，同时也带来了问题，即谐波减速器运行过程中降低了传动精度。来福谐波“δ”齿形增强寿命和平稳性。浙江来福谐波开发出“δ”齿形，新产品上全面使用“δ”齿形，寿命提高超过30%，转矩容量提升超过30%，传动平稳性显著提高。行星减速器通过太阳轮和行星齿轮的相对运动实现传动变化。其主要构成包括行星齿轮、行星架以及太阳轮。在精密行星减速器的工作过程中，通常由伺服电机等原动机驱动太阳轮旋转。太阳轮与行星轮的啮合带动行星轮自转，同时行星轮的另一侧与减速器壳体内壁上的环形内齿圈啮合，使行星轮在自转的同时沿着与太阳轮旋转相同方向在环形内齿圈上滚动，形成围绕太阳轮旋转的“公转”运动。行星轮通过公转驱动行星架旋转，行星架与输出轴连接，从而带动输出轴输出扭矩。一般而言，每个精密行星减速器都配备多个行星轮，这些轮在输入轴和太阳轮的旋转驱动下，同时绕太阳轮旋转，协同输出动力，实现负载的运动。太阳轮和环形内齿圈存在齿数差异，从而实现减速的效果。