Principio de funcionamiento del reductor de engranajes armónicos

Un reductor de engranajes armónicos es un tipo de estructura de transmisión que consta de una rueda rígida de dientes internos fijos, una rueda flexible y un generador de ondas que provoca la deformación radial de la rueda flexible. El reductor de engranajes armónicos es un nuevo tipo de estructura de transmisión en los reductores de engranajes, que utiliza engranajes flexibles para generar ondas de deformación elásticas controlables, lo que provoca una desalineación relativa entre los dientes de la rueda rígida y la rueda flexible para transmitir potencia y movimiento. Este tipo de transmisión es fundamentalmente diferente de la transmisión general por engranajes y tiene características especiales en la teoría del engrane, el cálculo de conjuntos y el diseño estructural. Los reductores de engranajes armónicos tienen las ventajas de una alta precisión y una alta capacidad de carga. En comparación con los reductores ordinarios, utilizan un 50% menos de materiales y reducen su volumen y peso en al menos 1/3.

Composición y estructura

El reductor de engranajes armónicos se compone de tres componentes principales: una rueda rígida, una rueda flexible y un generador de ondas. Entre ellos, el generador de olas es el componente activo, y una de las ruedas rígidas y flexibles es el componente conducido. Una rueda rígida fija es un engranaje interno rígido, mientras que una rueda flexible es un engranaje externo cilíndrico de pared delgada que es propenso a deformarse. Ambos tienen una forma de diente triangular (o involuta) y tienen pasos circunferenciales iguales, pero la rueda rígida tiene varios dientes más (generalmente dos dientes) que la rueda flexible. El generador de olas consta de un disco elíptico y un cojinete de bolas flexible, o un brazo giratorio con rodillos en ambos extremos. Por lo general, el generador de olas es el cuerpo original, una de las ruedas flexibles y las ruedas de acero es el cuerpo impulsado y la otra es el componente fijo.

principio de funcionamiento

Antes del montaje, la rueda flexible y su orificio interior son circulares. Después de instalar el generador de olas en el orificio interior de la rueda flexible, debido a que la longitud del generador de olas es ligeramente mayor que el diámetro del orificio interior de la rueda flexible, la rueda flexible se apoya en una forma ovalada, forzando el rueda flexible para engranar completamente con la rueda rígida fija en la dirección del eje largo de la elipse y separarse completamente en la dirección del eje corto. Los dientes en otras partes pueden estar en un estado de "engranaje" dependiendo de la posición de rotación de la rueda flexible, o en un estado de "engranaje": debido a la rueda rígida fija, cuando el generador de olas gira en sentido antihorario, la rueda flexible gira agujas del reloj. Cuando el generador de olas gira continuamente, los ejes largo y corto de la rueda flexible, así como las posiciones de "engranaje" y "engranaje", cambian constantemente.

Los dientes de la rueda flexible pasan de engranarse a engranarse, y luego de engranarse a engranarse, y así sucesivamente, engranarse, engranarse, desengancharse, engranarse, engranarse... ciclos alternativos, obligar a la rueda flexible a girar continuamente . Durante la rotación de la rueda flexible con el generador de ondas, cuando uno de los dientes engrana con un diente de la rueda rígida y luego nuevamente con este diente de la rueda rígida, la rueda flexible gira exactamente una vuelta. En este momento, el generador de ondas gira muchas veces, y la relación entre el número de vueltas del generador de ondas y el número de vueltas de la rueda flexible (1 vuelta) es la relación de reducción del reductor de engranajes armónicos, por lo que su relación de reducción es muy grande. En todo el proceso de movimiento, la deformación del flexspline es una forma de onda armónica simple continua en el diagrama desplegado de la circunferencia del flexspline, por lo que esta unidad se denomina transmisión de engranajes armónicos: el reductor de engranajes armónicos se puede dividir en onda simple, onda doble y tres ondas según el número de habilidades mecánicas, de las cuales la más utilizada es la transmisión de doble onda. En la transmisión armónica, la diferencia del número de dientes entre la rueda rígida y la nervadura flexible debe ser un múltiplo entero del número de onda mecánica, generalmente tomado como igual al número de onda.

ventaja

1. Relación de velocidad de transmisión grande: la relación de velocidad de transmisión de engranajes armónicos de una sola etapa varía de 70 a 320, que puede alcanzar 000 en algunos dispositivos, y la relación de velocidad de transmisión de múltiples etapas puede alcanzar más de 30000. Puede usarse no solo para desaceleración, sino también para situaciones de aumento de velocidad.

2. Alta capacidad de carga: esto se debe a que hay muchos dientes que engranan simultáneamente en la transmisión de engranajes armónicos, y la cantidad de dientes que engranan simultáneamente en la transmisión de doble onda puede alcanzar más del 30% del número total de dientes. Además, la rueda flexible utiliza materiales de alta resistencia y los dientes están en contacto superficial.

3. Alta precisión de transmisión. Esto se debe a que hay muchos dientes acoplados al mismo tiempo en la transmisión de engranajes armónicos, y el error se promedia, es decir, el acoplamiento de dientes múltiples tiene un efecto de compensación mutua sobre el error, por lo que la precisión de la transmisión es alta. Bajo el mismo nivel de precisión de engranajes, el error de transmisión es solo alrededor de 114 de la transmisión de engranajes cilíndricos ordinarios. Al mismo tiempo, el radio del generador de ondas se puede cambiar en la cantidad orgullosa para aumentar la deformación de la rueda flexible, lo que hace que la holgura sea muy pequeña e incluso que no se engrane la holgura. Por lo tanto, el reductor de engranajes armónicos tiene un juego de transmisión pequeño y es adecuado para la rotación inversa

4. Alta eficiencia de transmisión y movimiento suave: debido al movimiento radial uniforme de los dientes flexibles del engranaje durante el proceso de transmisión, incluso con una alta velocidad de entrada, la velocidad de deslizamiento relativa de los dientes del engranaje sigue siendo extremadamente baja (que es el 1 % de esa velocidad). de transmisión de engranajes involuta ordinaria), por lo que el desgaste de los dientes del engranaje es pequeño y la eficiencia es alta (hasta 69% y 96%). Además, debido al engrane hacia adentro y hacia afuera, ambos lados del engranaje participan en el trabajo, por lo que no hay fenómeno de impacto, movimiento suave;

5. Estructura simple, menos piezas e instalación conveniente. Solo hay tres componentes básicos, y los ejes de entrada y salida son coaxiales, por lo que la estructura es simple y la instalación es conveniente

6. Tamaño pequeño y peso ligero: en comparación con los reductores generales, cuando el par de salida es el mismo, el volumen de los reductores de engranajes armónicos se puede reducir en 2/3 y el peso se puede reducir en 2/2.

7. Puede transmitir movimiento a espacios confinados. Con la flexibilidad de las ruedas flexibles, esta valiosa ventaja de la tracción a las ruedas es incomparable con otras transmisiones existentes.