谐波齿轮副的运动仿真动画

hyfjy

1205216202 发表于 2020-7-26 08:46
费老您好，
       我博士的课题是做的谐波减速器齿形设计，国内的高校大体有2种方法在做，一种是瞬心法 ...

前几年，我们企业也试做过少量的谐波减速器，在参考同行包括国外的样品时，发现几乎各家的谐波减速器，在工作的初期，啮合间隙比较小时，效率也不是太高，但当跑合过一段时间，效率有所提升时，却发现柔轮有明显的“出毛”现象，也就是因为干涉，发生了永久性的变形，以翻边的形式，啮合件挤出了多余的金属，造成齿顶圆或者端面上有明显的毛剌，这时啮合间隙有所增加，效率有所提升，这种啮合状态会在较长的工作阶段存在，直到啮合间隙大于维持精度时，精度变差。根据这样的情况，我们得出的结论是各家厂（当然也包括那些成熟的供应商），到目前为止，依然没有真正弄清谐波减速器应该的设计齿形，在0.1mm左右的模数下，有没有必要去特别研究齿形的优化，避免在工作中，二个齿面的干涉，也许这个问题一直存在于现实中，从理论上是无法完全避免的？

2295184484

hyfjy 发表于 2015-7-19 20:39
几个零件的各自运动时产生的应力分布：

费老师，你好，应力1000多兆帕，超过屈服极限了，请问径向变形量取的多少个模数？

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hyfjy 发表于 2020-6-22 22:30
谐波减速器曾在全国掀起了一种热潮，但热潮退去之后，有很少的企业已经战胜了困难，走出了第一步，其实，机 ...

费老师，你好，对于这个问题，我个人认为是：摆线轮与谐波传动的回差都非常小，对于连续控制非常重要，这是没法补偿的，比如回差大抖动

2295184484

1205216202 发表于 2020-7-26 08:46
费老您好，
       我博士的课题是做的谐波减速器齿形设计，国内的高校大体有2种方法在做，一种是瞬心法 ...

我硕士课题做的也是谐波齿形设计，希望多多交流

2295184484

hyfjy 发表于 2020-8-21 21:56
前几年，我们企业也试做过少量的谐波减速器，在参考同行包括国外的样品时，发现几乎各家的谐波减速器，在 ...

一般是做成过盈配合，我做过0.1模数的谐波齿轮，线割的齿形，没法优化，只能将就线割工艺

hyfjy

谐波减速器的热潮基本是过去了，但也留下了很少的有远见的企业，继续在崎岖不平的路上艰苦跋涉，他们有希望最后搞成。向他们致敬。
还想再提点看法，
第一，谐波减速器适用于机器人的末端关节，承担的负载并不是太大，但精确度要求会很高，第二，两个齿形的匹配问题虽然各家都在研究，但我从接触到的样品看，柔轮在使用过程中，会不可避免的产生端面和齿顶面上的翻边和毛刺，只有在翻边和毛刺不再发展时，才真正进入了成熟期，我大胆的提出“猜测”:也许齿形的互相挤压，让稍软一点的柔轮充分变形后，才能获得“工作平稳期”。也就是柔轮的共轭齿形是在受载后才能定下来，其中有一个“测不准”的规律，如果允许有这样的变形，就无需去设计名目繁多的柔轮齿形了。
第三，柔轮的材料，包括波发生器轴承外圈的材料，依然局限了我们的试制工作，我没有听到有多少钢铁厂在为高强度的柔性材料不断报出喜讯，可见，机器人关节的攻关，在基础钢铁公司是一个空缺。而这个空缺，估计与世界的钢铁先进水平的差距，可能更大。
路途遥远啊，远远没看到最后的成功的峰顶。

zengxiaodong

hyfjy 发表于 2020-6-22 22:30
谐波减速器曾在全国掀起了一种热潮，但热潮退去之后，有很少的企业已经战胜了困难，走出了第一步，其实，机 ...

我们也在试图用行星机构取代谐波和RV，难度还是极其巨大的！

用终端闭环的办法是不行的，回差和刚度会严重影响控制的精确度甚至导致不稳定。假如用电机直接驱动就能解决这个问题，但是体积重量又成为不可承受的缺陷。

我们的想法是，单纯从机械减速机方面来说，在可见的将来是很难出现超过RV方案的，但是，如果综合机械减速器和伺服电机，把两者总合成一个整体系统来全局优化，则未必就没有突破的空间了！

ggggyy

1205216202 发表于 2020-7-26 08:46
费老您好，
       我博士的课题是做的谐波减速器齿形设计，国内的高校大体有2种方法在做，一种是瞬心法 ...

楼主，您好，请问可以向您咨询几个关于谐波齿形设计上的问题吗？感谢感谢。

hyfjy

谐波齿轮减速器的有关话题始终让齿轮工作者都有兴趣，我还想谈一下我的看法，不一定对，
我以为，过分追求在初始装配状态下，钢轮与柔轮的共轭啮合齿形并没有太大的必要，从物理角度说，静态与负载状态下，齿形的共轭性几乎没有完全的变形模拟，只有一些经验而已，靠极少的经验去创造出静态下的共轭，如何肯定能保证在负载下能正好适应变形的需要呢，负载的大小，变形肯定也是不一样的，幻想理论上在静态的一种特殊齿形可以适应不同模数，负载下的最终结果，实再是无必要，从正常供货的新产品看，初始效率并不太高，而在固定负载下运行后一段时间后，出现了毛剌，翻边，有了变形后，效率反而提高了，经历了相当长期的稳定阶段，就算能反向测量出实际的零件这时的齿形，并理想化成数学公式，也不一定能成功，在极小的间隙下，用修形来保证最终的结果符合在某一特定的物理状态下会正好就是这样的齿形，只是一种猜想吧。
这就是我最终得出的结论。

北工大的教授曾经提供过一些实测国外正常供货的生产厂家生产的新品，不仅是测量关键的齿轮零件 ，还测量了组成的所有其他零件，得出了一个结论，几乎所有的外围零件的各部分实测尺寸差别几乎为零，这才是目前中国的生产工艺上无法达到的境界，如果一个生产厂家能把各种经过许多道工序的产品的几乎所有公差都控制到几乎为零，那离达到国外的产品质量的距离也就不远了。（当然这里没有提材料，热处理，等除机械加工外的更多因素）

搞机械加工的朋友们，如何？

hyfjy

2295184484 发表于 2020-10-14 08:51
费老师，你好，应力1000多兆帕，超过屈服极限了，请问径向变形量取的多少个模数？

至于在有限元分析中产生的应力较大，是因为本身对齿形就没有进行精确的设计，只是牛爷用二给为图拉了一个圆形的齿轮而已，这在一开始就说明了，至今许多单位都在企图用0.1的模数的齿轮中考虑什么修形，说实话，我不太相信可以在新的产品就直接设计出高效率，互相不干涉又能传递相当准确做功的成品零件，我前面已经提出一种假想，这类在靠啮合传动时的挤压变形而产生的啮合真正的完全共轭的齿形是传递功率和速度的函数，不可解，用实验方法，先设计出不经过任何修形的基本齿形，也就是少二齿差的内外圆柱齿齿轮的齿形，压力角大些，齿高系数短些，变形的部分厚薄需要自己去摸索决定，配上适当的现成的椭圆轴承当做波发生嚣，在运行一段时间后，原先极小间隙，运动受干涉，不流畅的钢轮与柔轮经过在特定功率输出下的稳定磨合，形成共轭齿形，这时测量得到的功率是最高的，然后是靠材料的疲劳强度决定减速器的使用寿命，目前也仅能做到这样就特别值得赞颂了。毕竟在这一领域，中国与国外先进企业的差距还是相当的远的。