谐波齿轮减速器有哪些组成结构？

谐波齿轮减速器是一种减速装置，由三个基本构件所组成：固定的内齿刚轮、柔轮（即其基体与从动轴相连的弹性薄壁套杯“在柔轮开端的母线上做出齿圈”）、和使柔轮发生径向变形的波发生器。

谐波齿轮减速器的组成结构：

谐波齿轮减速机由刚轮、柔轮、和波发生器三个主要构件组成。其中，波发生器是主动件，刚轮和柔轮之一为从动件。固定刚轮是一个刚性的内齿轮，柔轮是一个容易变形的薄壁圆筒外齿轮，它们一同具有三角形（或渐开线）的齿形，且两者的周节相等，但刚轮比柔轮多几个齿（通常为两齿）。波发生器由一个椭圆盘和一个柔性球轴承组成，或者由一个两端均带有滚子的转臂组成。通常波发生器为原动体，柔轮和刚轮之一为从动体，另一个为固定件。

谐波齿轮减速器是一种由固定的内齿刚轮、柔轮、和使柔轮发生径向变形的波发生器组成，谐波齿轮减速机是齿轮减速机中的一种新型传动结构，它是利用柔性齿轮产生可控制的弹性变形波，引起刚轮与柔轮的齿间相对错齿来传递动力和运动。这种传动与一般的齿轮传递具有本质上的差别，在啮合理论、集合计算和结构设计方面具有特殊性。谐波齿轮减速器具有高精度、高承载力等优点，和普通减速器相比，由于使用的材料要少50%，其体积及重量至少减少1/3。

以传动比分类

定传动比 —— 圆形齿轮机构(圆柱、圆锥）

变传动比 —— 非圆齿轮机构（椭圆齿轮）

以轮轴相对位置分类

平面齿轮机构

直齿圆柱齿轮传动

外啮合齿轮传动

内啮合齿轮传动

齿轮齿条传动

斜齿圆柱齿轮传动

人字齿轮传动

空间齿轮机构

圆锥齿轮传动

交错轴斜齿轮传动

蜗轮蜗杆传动

齿轮机构的类型

以传动比分类

定传动比 —— 圆形齿轮机构(圆柱、圆锥）

变传动比 —— 非圆齿轮机构（椭圆齿轮）

以轮轴相对位置分类

平面齿轮机构

直齿圆柱齿轮传动

外啮合齿轮传动

内啮合齿轮传动

齿轮齿条传动

斜齿圆柱齿轮传动

人字齿轮传动

空间齿轮机构

圆锥齿轮传动

交错轴斜齿轮传动

蜗轮蜗杆传动

齿轮的工艺：

锥形齿轮

毛坯半制品齿轮

螺旋齿轮

内齿轮

直齿轮

蜗轮蜗杆

斜齿圆柱齿轮主要参数

螺旋角：β > 0为左旋，反之为右旋

齿距：pn = ptcosβ，下标n和t分别表示法向和端面

模数：mn = mtcosβ

齿宽：

分度圆直径：d = mtz

中心距：a=1/2m(z1+z2)

正确啮合条件：m1 = m2,α1 = α2,β1 = − β2

重合度：

当量齿数：

齿轮振动的简易诊断方法

进行简易诊断的目的是迅速判断齿轮是否处于正常工作状态，对处于异常工作状态的齿轮进一步进行精密诊断分析或采取其他措施。当然，在许多情况下，根据对振动的简单分析，也可诊断出一些明显的故障。

齿轮的简易诊断包括噪声诊断法、振平诊断法以及冲击脉冲（SPM）诊断法等，最常用的是振平诊断法。

振平诊断法是利用齿轮的振动强度来判别齿轮是否处于正常工作状态的诊断方法。根据判定指标和标准不同，又可以分为绝对值判定法和相对值判定法。

1．绝对值判定法

绝对值判定法是利用在齿轮箱上同一测点部位测得的振幅值直接作为评价运行状态的指标。

用绝对值判定法进行齿轮状态识别，必须根据不同的齿轮箱，不同的使用要求制定相应的判定标准。

制定齿轮绝对值判定标准的主要依据如下：

1)对异常振动现象的理论研究；

(2)根据实验对振动现象所做的分析；

(3)对测得数据的统计评价；

(4)参考国内外的有关标准。

实际上，并不存在可适用于一切齿轮的绝对值判定标准，当齿轮的大小、类型等不同时，其判定标准自然也就不同。

按一个测定参数对宽带的振动做出判断时，标准值一定要依频率而改变。频率在1kHz以下，振动按速度来判定；频率在1kHz以上，振动按加速度来判定。实际的标准还要根据具体情况而定。

2相时值判定法

在实际应用中，对于尚未制定出绝对值判定标准的齿轮，可以充分利用现场测量的数据进行统计平均，制定适当的相对判定标准，采用这种标准进行判定称为相对值判定法。

相对判定标准要求将在齿轮箱同一部位测点在不同时刻测得的振幅与正常状态下的振幅相比较，当测量值和正常值相比达到一定程度时，判定为某一状态。比如，相对值判定标准规定实际值达到正常值的16~2倍时要引起注意，达到256~4倍时则表示危险等。至于具体使用时是按照16倍进行分级还是按照2倍进行分级，则视齿轮箱的使用要求而定，比较粗糙的设备（例如矿山机械）一般使用倍数较高的分级。

实际中，为了达到最佳效果，可以同时采用上述两种方法，以便对比比较，全面评价。

齿轮-主要术语

轮齿（齿）——齿轮上的每一个用于啮合的凸起部分。一般说来，这些凸起部分呈辐射状排列。配对齿轮上轮齿互相接触，导致齿轮的持续啮合运转。

齿槽——齿轮上两相邻轮齿之间的空间。

齿轮端面——在圆柱齿轮或圆柱蜗杆上垂直于齿轮或蜗杆轴线的平面。

法面——在齿轮上，法面指的是垂直于轮齿齿线的平面。

齿顶圆——齿顶端所在的圆。

齿根圆——槽底所在的圆。

基圆——形成渐开线的发生线在其上作纯滚动的圆。

分度圆——在端面内计算齿轮几何尺寸的基准圆，对于直齿轮，在分度圆上模数和压力角均为标准值。

齿面——轮齿上位于齿顶圆柱面和齿根圆柱面之间的侧表面。

齿廓——齿面被一指定曲面（对圆柱齿轮是平面）所截的截线。

齿线——齿面与分度圆柱面的交线。

端面齿距pt——相邻两同侧端面齿廓之间的分度圆弧长。

模数m——齿距除以圆周率π所得到的商,以毫米计。

径节p——模数的倒数，以英寸计。

齿厚s ——在端面上一个轮齿两侧齿廓之间的分度圆弧长。

槽宽e ——在端面上一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长。

齿顶高hɑ——齿顶圆与分度圆之间的径向距离。

齿根高hf——分度圆与齿根圆之间的径向距离。

全齿高h——齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。

齿宽b——轮齿沿轴向的尺寸。

端面压力角 ɑt—— 过端面齿廓与分度圆的交点的径向线与过该点的齿廓切线所夹的锐角。

基准齿条(Standard Rack):只基圆之尺寸,齿形,全齿高,齿冠高及齿厚等尺寸均合乎标准正齿轮规格之齿条,依其标准齿轮规格所切削出来之齿条称为基准齿条

基准节圆(Standard Pitch Circle):用来决定齿轮各部尺寸基准圆为 齿数x模数

基准节线(Standard Pitch Line):齿条上一条特定节线或沿此线测定之齿厚,为节距二分之一

作用节圆(Action Pitch Circle):一对正齿轮咬合作用时,各有一相切做滚动圆

基准节距(Standard Pitch)：以选定标准节距做基准者,与基准齿条节距相等

节圆(Pitch Circle):两齿轮连心线上咬合接触点各齿轮上留下轨迹称为节圆

节径(Pitch Diameter):节圆直径

有效齿高(Working Depth):一对正齿轮齿冠高和又称工作齿高

齿冠高(Addendum):齿顶圆与节圆半径差

齿隙(Backlash):两齿咬合时,齿面与齿面间隙

齿顶隙(Clearance):两齿咬合时,一齿轮齿顶圆与另一齿轮底间空隙

节点(Pitch Point):一对齿轮咬合与节圆相切点

节距(Pitch):相邻两齿间相对应点弧线距离

法向节距(Normal Pitch):渐开线齿轮沿特定断面同一垂线所测节距

塑料齿轮的介绍：

随着科学的发展，齿轮已经慢慢由金属齿轮转变为塑料齿轮。因为塑料齿轮更具有润滑性和耐磨性。 可以减小噪音，降低成本，降低摩擦。

常用的塑料齿轮材料有：POM,PTFE,PA,尼龙，PEEK等。

对于双向传动的齿轮来说，它的齿面接触应力是脉动循环应力；齿根弯曲应力属于对称循环应力。

需要说明的是：对于任何齿轮传动，接触应力都是脉动循环应力。

对于补充问题：以1为主动轮时，1为脉动循环应力；2为对称循环应力；3为脉动；以2为主动轮时，都为脉动循环应力。

在较高的接触应力的反复作用下，会在接触表面的局部区域产生小块或小片金属剥落，形成麻点和凹坑，使零件运转噪声增大，振动加剧，温度升高,磨损加快,最后导致零件失效。因此设计这类零件时，必须考虑接触强度，包括接触静强度和接触疲劳强度。

扩展资料：

两弹性物体接触时，最大接触切应力出现在接触点下方某一深度处与接触面成45°角的平面上。在该平面上的切应力分布，随表层向下而增大，达到最大值后又随离表层距离增大而减小。

当两物体滚动接触时，切应力由最大值变到零，再由零到最大值，形成脉动循环应力，使物体产生接触疲劳破坏，其裂纹方向与接触表面成45°角。这种理论广泛应用在传统的齿轮接触疲劳强度计算中。

当两圆柱体相接触时，其最大接触应力正比于所加载荷的二分之一次方;两球体相接触时，最大接触应力是所加载荷的三分之一次方，所以接触应力的增加与载荷的增加不成线性关系。

——接触应力

答：

（1）还需要测量三个轮子的半径：大齿轮半径R1、小齿轮半径R2、后轮半径R3．推导自行车速度的表达式：设大齿轮、小齿轮和后轮的转动周期分别为T1、T2和T3．

可得：大齿轮边缘的速度：v1=

2πR1

T1

，小齿轮边缘的速度：v2=

2πR2

T2

，后轮边缘的速度：v3=

2πR3

T3

；

因为：v1=v2，T2=T3，

所以：自行车前进的速度：v= v3=

2πR1R3

R2T1

；

2．设摩擦小轮的速度为n0，

可得：n0=

v3

2πR0

=

15

36×2×314×001

r/s=663r/s，

即当自行车的车速达到15km/h时，摩擦小轮的转速：n0=663r/s，

3．因为自行车脚踏板的周期T1=2s，且R1=80cm、R2=34cm、R3=33cm

所以：自行车前进的速度：v=

2πR1R3

R2T1

=

2×314×008×033

0034×2

 m/s=244m/s=88km/h．

可能原因包括：①自行车辐条不紧，导致车圈在行驶过程中为椭圆；②车胎内气不足，导致车胎与地面接触部分到车轴距离小于所测车轮半径；③自行车实际行驶路径与测量长度的路径不重合；④大齿轮、小齿轮、后轮半径测量的不准；⑤行驶过程中脚踏板的周期很难保证为2s．