類(lèi)型、特點(diǎn)和適用范圍

    諧波傳動(dòng)減速器是利用柔性元件可控制的彈性變形來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)械傳動(dòng)裝置。

    它具有傳動(dòng)比大并且范圍廣、精度高、空回小、承載能力大、效率高、體積小、重量輕、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、可向密封空間傳遞運(yùn)動(dòng)等特點(diǎn)。

    由于諧波傳動(dòng)減速器具有許多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于空間技術(shù)、能源、電子工業(yè)、石油化工、軍事工業(yè)、機(jī)器人、假肢、機(jī)床、儀器儀表、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、醫(yī)療器械、食品加工機(jī)械等領(lǐng)域。

     (1) 結(jié)構(gòu)型式

    諧波傳動(dòng)減速器包括三個(gè)基本構(gòu)件：波發(fā)生器、柔輪、剛輪(如圖1所示)。三個(gè)構(gòu)件中可任意固定一個(gè)，其余兩個(gè)一為主動(dòng)，一為從動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)減速或增速(固定傳動(dòng)比)，也可變成兩個(gè)輸入，一個(gè)輸出，組成差動(dòng)傳動(dòng)。

圖1

    (2) 工作原理

    諧波傳動(dòng)減速器的工作原理如圖2a、b、c、d所示，當(dāng)剛輪固定，波發(fā)生器為主動(dòng)，柔輪為從動(dòng)時(shí)，柔輪在橢圓形的波發(fā)生器作用下產(chǎn)生變形，在波發(fā)生器長(zhǎng)軸兩端處的柔輪輪齒與剛輪輪齒完全嚙合；在波發(fā)生器短軸兩端處，柔輪輪齒與剛輪輪齒完全脫開(kāi)；在橢圓長(zhǎng)軸兩側(cè)，柔輪輪齒與剛輪輪齒處于不完全嚙合狀態(tài)。在波發(fā)生器長(zhǎng)軸旋轉(zhuǎn)的正方向一側(cè)，稱(chēng)為嚙入?yún)^(qū)；在長(zhǎng)軸旋轉(zhuǎn)的反方向一側(cè)，稱(chēng)為嚙出區(qū)。由于波發(fā)生器的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得嚙入、完全嚙合、嚙出、完全脫開(kāi)這四種情況依次變化，循環(huán)不已。由于柔輪比剛輪的齒數(shù)少2個(gè)，所以當(dāng)波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，柔輪向相反方向轉(zhuǎn)過(guò)兩個(gè)齒的角度，從而實(shí)現(xiàn)了大的減速比。

圖2

 (1) 產(chǎn)品的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1)  XB1系列(GB/T14118-93) XBI系列是諧波傳動(dòng)減速器中是最常見(jiàn)，也是使用最廣泛的一類(lèi)，其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用杯狀柔輪，剛輪比柔輪多兩個(gè)齒，見(jiàn)圖3及圖4所示。

2) XB3系列 XB3系列為扁平式，采用齒環(huán)柔輪，和兩個(gè)剛輪，其中輸入剛輪比柔輪多兩個(gè)齒，輸出剛輪的齒數(shù)與柔輪的相同。整體軸向尺寸較短，適用于軸向尺寸較受限制的場(chǎng)合，其結(jié)構(gòu)及主要特點(diǎn)如圖5、圖6、圖7所示。

3) XBF系列 XBF系列中包括XBF2和XBF3系列，均為相位調(diào)節(jié)器用諧波傳動(dòng)減速器系列，多用于印刷包裝機(jī)械之中，其規(guī)格和額定值可參考XB3扁平式諧波傳動(dòng)減速器的規(guī)格和額定數(shù)值表，其結(jié)構(gòu)是采用齒環(huán)柔輪、雙排柔輪軸承，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)見(jiàn)圖8及9所示。

4) XB2系列 XB2系列即速比在2000～100000范圍內(nèi)的內(nèi)嚙復(fù)波諧傳動(dòng)減速器，其主要特點(diǎn)是傳動(dòng)比特大，采用雙排齒環(huán)形柔輪，雙排柔性軸承結(jié)構(gòu)。

5) R系列 R系列諧波傳動(dòng)減速器是高精度諧波傳動(dòng)產(chǎn)品，其外形及安裝與XB1系列相同，但精度較高(空回及運(yùn)動(dòng)誤差均小于3′)，選用時(shí)規(guī)格及其他技術(shù)能可參考XB1系列單級(jí)諧波傳動(dòng)減速器的規(guī)格及額定數(shù)值表。

用戶可根據(jù)自身需要選擇以上各系列產(chǎn)品，即可選用減速器整機(jī)也可根據(jù)需要選用減速器組件。

    XB1單級(jí)諧波傳動(dòng)減速器的規(guī)格和額定數(shù)值見(jiàn)表1。

表1    單級(jí)諧波傳動(dòng)減速器的規(guī)格和額定數(shù)值表

機(jī)型	傳動(dòng)比	輸入轉(zhuǎn)速3000r/min			輸入轉(zhuǎn)速1500r/min			輸入轉(zhuǎn)速1000r/min
		輸出轉(zhuǎn)矩/(N·m)	輸出轉(zhuǎn)速/(r/min)	輸入功率/kw	輸出轉(zhuǎn)矩/(N·m)	輸出轉(zhuǎn)速/(r/min)	輸入功率/kw	輸出轉(zhuǎn)矩/(N·m)	輸出轉(zhuǎn)速/(r/min)	輸入功率/kw
25	63	2.0	47.6	0.031	2.5	23.8	0.008	2.5	15.9	0.005
32	64 80	4.5 5.0	46.9 37.5	0.025 0.025	4.5 5.5	23.4 18.8	0.012 0.013	4.5 5.5	15.6 12.5	0.008 0.009
40	80 100	12.0 15.0	37.5 30	0.059 0.059	12.0 16.5	18.8 15	0.029 0.031	12.0 17.0	12.5 10	0.019 0.021
50	80 84 100 125	25 25 30 30	37.5 35.7 30 24	0.123 0.117 0.118 0.097	25 25 33 37.5	18.8 17.9 15 12	0.059 0.056 0.062 0.058	25 25 33.6 43.5	12.5 11.9 10 8	0.039 0.037 0.041 0.044
60	80 100 120 150 160	40 50 50 50 50	37.5 30 25 20 18.8	0.197 0.197 0.169 0.140 0.139	40 55 62.5 62.5 62.5	18.8 15 12.5 10 9.4	0.094 0.104 0.101 0.085 0.078	40.0 56.0 72.5 72.5 72.5	12.5 10 8.3 6.7 6.3	0.062 0.069 0.074 0.062 0.057
80	80 100 135 160 200	100 120 120 120 120	37.5 30 22.2 18.8 15	0.493 0.473 0.363 0.312 0.264	100 132 150 150 150	18.8 15 11.2 9.4 7.5	0.235 0.248 0.215 0.185 0.156	100 135 175 175 175	12.5 10 7.5 6.3 5	0.153 0.165 0.163 0.140 0.118
100	80 84 100 125 160 168 200	200 200 240 240 240 240 240	37.5 35.7 30 24 18.8 17.9 15	0.986 0.939 0.947 0.777 0.624 0.594 0.527	200 200 265 300 300 300 300	18.8 17.9 15 12 9.4 8.9 7.5	0.469 0.447 0.497 0.462 0.370 0.352 0.312	200 200 270 300 300 300 300	12.5 11.9 10 8 6.3 5.95 5	0.305 0.291 0.330 0.300 0.240 0.228 0.202
120	80 100 120 150 160 200	360 450 450 450 450 450	37.5 30 25 20 18.8 15	1.775 1.775 1.518 1.25 1.169 0.989	360 495 550 550 550 550	18.8 15 12.5 10 9.4 7.5	0.844 0.929 0.881 0.723 0.678 0.572	360 505 600 600 600 600	12.5 10 8.3 6.67 6.3 5	0.549 0.617 0.625 0.513 0.481 0.405
160	80 100 134 160 200 267				800 900 1000 1000 1000 1000	18.8 15 11.2 9.4 7.5 5.6	1.876 1.689 1.435 1.233 1.040 0.823	800 1015 1150 1150 1150 1150	12.5 10 7.5 6.3 5 3.8	1.221 1.282 1.073 0.921 0.776 0.614
200	80 100 125 168 200 250				1500 1800 2000 2000 2000 2000	18.8 15 12 8.9 7.5 6	3.518 3.377 3.077 2.348 2.079 1.758	1500 2000 2300 2300 2300 2300	12.5 10 8 6 5 4	2.289 2.442 2.301 1.755 1.552 1.311
250	80 100 120 150 160 200 250 315				2500 3500 3500 3500 3500 3500 3500 3500	18.8 15 12.5 10 9.4 7.5 6 4.8	5.863 6.567 5.609 4.602 4.315 3.638 3.077 2.514	2500 3650 4000 4000 4000 4000 4000 4000	12.5 10 8.3 6.7 6.3 5 4 3.17	3.816 4.457 4.169 3.419 3.205 2.699 2.280 1.920

    XB1系列單級(jí)諧波傳動(dòng)減速器外形及安裝尺寸見(jiàn)圖3和表2。

圖3

表2  XB1系列諧波傳動(dòng)減速器外形及安裝尺寸      (mm)

機(jī)型	d (h7)	d1 (js6)	d2 (h7)	d3	D	D1 (h7)	D2	D3	L	L1	L2	L3	H	H1	A	C
25	4	6	8	M4	25	30	40	43	85	8	12	22	45	50	鍵1×1.4×4	鍵C2×10
32	6	10	12	M5	32	45	50	55	115	12	16	33	55	60	鍵2×8	鍵C4×14
40	8	12	15	M5	40	50	60	66	140	16	22	38	65	72	鍵3×12	鍵C5×18
50	10	14	18	M6	50	60	70	76	170	18	30	43	75	82	鍵3×15	鍵C6×25
60	14	18	22	M6	60	68	85	100	194	18	35	47	90	98	鍵5×14	鍵C6×32
80	14	18	30	M10	80	85	115	130	243	20	44	62	122	144	鍵5×16	鍵C8×40
100	16	24	35	M12	100	100	135	155	293	24	53	67	145	167	鍵5×20	鍵C10×50
120	18	24	45	M14	120	120	170	195	350	28	68	82	185	240	鍵6×24	鍵C14×62
160	24	40	60	M20	160	140	220	245	443	38	88	91	235	290	鍵8×32	鍵C18×80
200	30	50	80	M24	200	180	270	300	538	48	108	115	285	340	鍵8×40	鍵C22×100
250	35	60	95	M27	240	215	330	360	669	60	128	156	345	423	鍵10×50	鍵C25×120

    注：1. 25機(jī)型A欄：鍵按GB1109-96選用。

          2. 其余的鍵按GB1096-96選用。

    XB1單級(jí)諧波傳動(dòng)減速器組件外形及安裝尺寸見(jiàn)圖4和表3

圖4

表3   XB1系列諧波傳動(dòng)減速器                     (mm)

    扁平式諧波減速器的規(guī)格和額定數(shù)值見(jiàn)表4。

表4    XB3扁平式諧波傳動(dòng)減速器的規(guī)格和額定數(shù)值

機(jī)型XB3	傳動(dòng)比	最高輸入轉(zhuǎn)速/(r/min)		輸入轉(zhuǎn)速3000r/min
		半流體潤(rùn)滑脂	油潤(rùn)滑	輸入功率/kw	輸出轉(zhuǎn)速	輸出轉(zhuǎn)矩/(N·m)
25	64	3500	8000	0.09	46.88	1.2
32	64 80	3500	6000	0.023 0.022	46.88 37.50	3.0 3.5
40	66 80 102	3500	6000	0.060 0.051 0.051	45.45 37.50 29.41	8.0 8.0 10
50	80 84 100 120 126	3500	5000	0.096 0.092 0.092 0.085 0.081	37.50 35.71 30 25 23.81	15 15 18 20 20
60	80 100 120 150 160	3000	5000	0.160 0.154 0.137 0.134 0.126	37.50 30 25 20 18.75	25 30 32 36 36
80	80 100 135 160 200	3000	4500	0.353 0.359 0.332 0.297 0.238	37.50 30 22.22 18.75 15	55 70 80 85 85
100	80 84 100 125 160 168	3000	4500	0.641 0.610 0.615 0.554 0.524 0.499	37.50 35.71 30 24 18.75 17.86	100 100 120 135 150 150
120	80 100 120 150 160 200	2500	3500	1.154 1.128 1.068 1.044 0.979 0.783	37.50 30 25 20 18.75 15	180 220 250 280 280 280
*160	80 100 135 160 200	1750	2500	1.420 1.278 1.148 1.041 0.833	18.75 15 11.19 9.38 7.50	480 540 625 650 650

    注：*160機(jī)型為輸入轉(zhuǎn)速為1500r/minj時(shí)的數(shù)值。

XB3扁平式諧波傳動(dòng)減速器(25～60機(jī)型)外形及安裝尺寸見(jiàn)圖5和表5。

圖5

表5  XB3扁平式諧波傳動(dòng)減速器(25～60機(jī)型)外形及安裝尺寸  (mm)

機(jī)型	d (h7)	d1 (js6)	d2 (h7)	d3	D	D1 (h7)	D2	D3	L	L1	L2	L3	H	H1	A	C
25	4	6	8	M4	25	30	40	53	71	8	12	17.5	50	59	鍵1×1.4×4	鍵C2×10
32	6	10	12	M5	32	45	50	64	98.5	12	16	30	60	69	鍵2×8	鍵C4×14
40	8	12	15	M5	40	50	60	76	114	14.5	20	31	70	82	鍵3×12	鍵C5×18
50	10	14	18	M5	50	60	70	85	134	18	24	39	81	93	鍵3×15	鍵C6×25
60	14	18	22	M6	60	68	85/87	104	150	18	30	42	98	111	鍵5×14	鍵C6×32

XB3扁平式諧波傳動(dòng)減速器(80～160機(jī)型)外形及安裝尺寸見(jiàn)圖6和表6。

圖6

表6  扁平式諧波傳動(dòng)減速器(80～160)機(jī)型外形及安裝尺寸   (mm)

機(jī)型	d (h7)	d1 (js6)	d2 (h7)	d3	D	D1 (h7)	D2	D3	L	L1	L2	L3	H	H1	A	C
80	14	18	30	M10	80	85	115	140	174	19.5	36	48	130	148	鍵5×16	鍵C8×40
100	16	24	35	M12	100	100	135	165	229	24	45	62	155	182	鍵5×20	鍵C10×50
120	18	24	45	M14	120	120	170	205	274	27.5	58	73	190	250	鍵6×24	鍵C14×62
160	24	40	60	M20	160	140	220	260	322	37.5	68	84	245	308	鍵8×32	鍵C18×80

    XB3扁平式諧波傳動(dòng)減速器組件外形及安裝尺寸見(jiàn)圖7和表7。

圖7