谐波减速机-产品知识介绍

谐波减速机是一种靠波发生器装配上柔性轴承使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力的齿轮传动机构。

二．谐波减速机结构组成（ZND系列）

组成结构	说明
● 刚轮	一个具有内齿的刚性圆环，它是减速机的固定部件，一般安装在设备的机架上，起到支撑和固定的作用。
● 柔轮	是一个薄壁的外齿圈，通常由特殊的合金钢制成，具有良好的弹性。柔轮能够在波发生器的作用下产生可控的弹性变形，与刚轮的内齿进行啮合。
● 波发生器	由一个椭圆形的凸轮和一个薄壁的柔性轴承组成。波发生器是谐波减速机的关键部件，它安装在柔轮内部，当波发生器转动时，会迫使柔轮产生弹性变形，使其与刚轮的齿在不同位置进行啮合和脱开，从而实现运动和动力的传递。

三．谐波减速机特点

特点	说明
传动比大	单级谐波减速机的传动比可以达到50 - 300，能够满足各种不同的减速需求
体积小、重量轻	与其他类型的减速机相比，谐波减速机的结构更加紧凑，体积更小、重量更轻，特别适合应用于对空间和重量要求较高的场合
精度高	谐波减速机的传动精度高，回差小，能够实现精确的运动控制，适用于对精度要求较高的机器人、数控机床等设备
传动效率高	在适当的工作条件下，谐波减速机的传动效率可以达到80% - 90%，具有较高的能量转换效率
运动平稳	由于柔轮与刚轮之间的啮合是通过弹性形变实现的，所以传动过程中运动平稳，噪声小

四．产品典型应用场景

行业	应用说明
工业自动化	关节部位的核心部件之一，能够为机器人提供精确的运动控制和高扭矩输出，使机器人能够完成各种复杂的任务
航空航天	应用于卫星的天线指向机构、飞行器的舵机等设备中，以满足其对高精度、高可靠性和轻量化的要求
医疗器械	手术机器人、CT扫描机等设备，谐波减速机能够实现精确的运动控制，提高医疗设备的性能和精度
数控机床	在数控机床的进给系统和主轴驱动系统中，谐波减速机能够提供高精度的传动，提高机床的加工精度和效率

五．选型计算

选型需综合考虑减速比，输出扭矩，背隙，传动效率等参数

案例：以机械臂关节为例。最大负载：50kg；运动速度：0.5m/s以内；运动精度：0.1mm。

分析：

1.根据电机的转速和关节的运动速度来确定。假设所选电机的额定转速为3000rpm，要实现关节运动速度0.5m/s，通过计算可得出合适的减速比约为100:1

2.需要大于关节所承受的最大负载产生的扭矩，同时要考虑一定的安全系数。对于50kg的负载，通过力学计算和安全系数的考虑，所需的输出扭矩至少为200nm

3.对于0.1mm的精度要求，谐波减速机的背隙应小于0.01mm

4.传动效率会影响系统的能耗和发热情况，一般应选择传动效率较高的减速机

注：根据需求和工况选定合适产品，并非固定搭配

分类	设计特点	应用优势
十字滑座型	十字滑座输入型，连接方便	具有高转矩容量、高刚性、无齿隙，以及优良的定位精度和旋转精度，输入输出同轴
中轴组合型	中轴输入型，设计紧凑简洁	连接方便，同样具有高转矩容量、高刚性、无齿隙，以及优良的定位精度和旋转精度，输入输出同轴
中空组合型	大口径中空孔，扁平形状设计	结构紧凑简洁，适用于需要大口径中空孔的应用场景，如穿过气管、线束等，同时保持高转矩容量、高刚性、无齿隙和优良的定位精度及旋转精度
简易中空组合型	大口径中空孔，设计更为简洁	相对于中空组合型，结构上有所简化，仍保持中空设计和高性能特点。
凸轮组合型	凸轮输入型，连接方便	具有高转矩容量、高刚性、无齿隙，以及优良的定位精度和旋转精度，输入输出同轴。适用于需要凸轮输入的应用场景。