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    淺述諧波齒輪傳動技術的前世今生

    時間: 2019-04-29 09:25:06來源: 無錫新華光精機科技有限公司


    諧波齒輪傳動是繼圓柱齒輪、行星傳動之后,20世紀50年代創新的第三代產品。早在其50年代,前蘇聯專家就有了摩擦諧波傳動實驗模型問世,緊接著美國專家麥修用試驗的方法創出28.6直線齒廓諧波齒輪傳動樣品,取專利,完成系列化,他為了實現傳動、避免干涉、工藝性:不得不齒厚減小1/8齒距,而把配偶齒槽加大1/8齒距、把齒廓曲線簡化為直線。因此28.6直線齒廓,并非是諧波齒輪理論齒廓。而是通過實驗測試,作圖得到的。


    此后,我國由李克美,范又功等一批老科學家們組成七人攻關小組從前蘇聯積極引進并研究發展該項技術,1983年成立了北京諧波研究所,1984年"諧波減速器標準系列產品"在北京通過鑒定,1993年制定了GB/T14118-93諧波傳動減速器標準,并且在理論研究、試制和應用方面取得了較大的成績,成為朂早掌握該項技術的******之一。

    與此同時(20世紀60年代)在我國航空工業部303精密研究所司光晨、張微元、林祖南、范又功4人單述明確了諧波齒輪傳動機理:諧波齒輪傳動副,是由三個構件(波發生器組件、鋼輪、柔輪)組成的,經過一段時間研究和分析得出:嚙合副的機理乃是兩條(柔輪節曲線、剛輪節圓)共軛曲線,在波發生器組件作用下,作無滑動貼展運動;由此推出諧波齒輪傳動三定律:一.傳動比只與剛、柔周長差有關、波發生器波數有關與波發生器(如,雙波凸輪、四滾輪、雙偏心盤或凸輪…等)外形無關;二.節曲線與共軛齒形相關;三.共軛齒廓應有無數對一一對應。

    隨著第四次工業革命的高潮到來,智能軟件與機器人的關節部件的傳動裝置,其中軟件已較成熟(已集成化、模塊化、標準化),關鍵的問題是關節部件傳動的機理、制造和******工匠。

    現階段,工業自動化精密伺服傳動主要采用的減速器有行星減速器,諧波減速器和RV減速器,其中諧波減速器與其它減速器相比,有著無法比擬的優點,它具有結構簡單,重量輕,體積小,減速比大,精度高(更高傳動精度、回差精度達秒級,這是其它傳動不可能實現的),噪音低,效率高,承載能力強(瞬時過載能力達 200%)等特點。



    近年來我國大力推動2025智能制造,工業機器人全民大熱。由此加速了國產諧波齒輪傳動的研究和發展,但相對于國外技術,根本問題仍然需要進一步研究解決:1短筒柔輪的變形力的應力隨著筒長的減小而急劇增加的問題;2高強度短筒柔輪材料試驗研究及尺寸限制條件下短筒柔輪的優化設計問題;3研究新齒形,解決制齒方法和工藝問題;4超小模數短筒柔輪和剛輪的制造問題等。我司工程師經過多年的攻關已取得長足的進展,未來必將使諧波齒輪傳動產品得到更廣泛的應用。



    新華光自主研發雙圓弧短筒禮帽型柔輪

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    新華光標準長度杯型柔輪


         2019年或許是朂艱苦的一年,但也是朂有希望的一年。在一片歌舞升平、繁華世界中見識到了美國為首的列強對中國的冷酷強硬手段,讓我們終于明白什么是核心技術的真諦。不是房地產、不是金融業、也不是唱紅一首歌,演上一部戲,就是年輕人所謂成功的娛樂圈。******政策的支持,傳統制造業的回歸,越來越多的人默默加入了對國外先進技術的研究,所有人都意識到科技興國的重要性。

    回顧筆者從2006年開始接觸諧波齒輪傳動這種當時冷門的連機械設計手冊都只是一筆帶過的技術開始。設備是工齡超過八零后的老軍工企業的M級退休滾齒機,額頭要锃亮才能淘到的小模數齒輪刀具,數控技術不普級的年代,一個花費半天功夫才能符合要求的R角成形刀,避免多次裝夾產生精度誤差的自制工裝,熱處理更是要試驗多次才能掌握的火候。一遍遍工藝摸索,一遍遍的技術積累,條件艱苦,卻并不影響同志們的熱情,因為都會堅信歷經幾代人的技術沉淀,將會在未來美好的時代開花結果。  

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