諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)誤差

諧波齒輪傳動(dòng)，因?yàn)槠鋼碛蟹礇_力幾乎接近零、傳動(dòng)效率高、體積小和重量輕等極具吸引力的屬性，被廣泛地用于太空應(yīng)用、機(jī)器人技術(shù)以及精密定位系統(tǒng)中。 另一方面，它也存在著一定的裝配誤差，比如眾所周知的由傳動(dòng)裝置的性能退化造成的傳動(dòng)誤差。對(duì)機(jī)械裝置這種運(yùn)動(dòng)誤差的分析還沒(méi)有過(guò)明確的描述和說(shuō)明，也就是說(shuō)還沒(méi)有對(duì)它具體的描述可以直接用于其他參考中。 在這篇文章里，我們將講述使用一臺(tái)專門(mén)研究諧波齒輪傳動(dòng)的試驗(yàn)儀器對(duì)傳動(dòng)誤差進(jìn)行的報(bào)告分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 我們首先將講到，在文獻(xiàn)中提到的誤差實(shí)際上有一個(gè)基礎(chǔ)部分，也就是所說(shuō)的“理論”傳動(dòng)誤差，附加由諧波齒輪傳動(dòng)中的固有扭轉(zhuǎn)撓性而引起的另一個(gè)部分共同組成的。 后面的部分將講述以前所公布的傳動(dòng)誤差可變性的來(lái)源。將運(yùn)動(dòng)誤差的分解為一個(gè)基礎(chǔ)的部分和一個(gè)相應(yīng)變化的相關(guān)部分是為了便于用試驗(yàn)方法來(lái)證實(shí)，并建立一個(gè)相似的數(shù)學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行分析。 我們還將描述傳動(dòng)誤差受慣性載荷、齒輪傳動(dòng)裝置以及轉(zhuǎn)速的變化。 這篇文章的結(jié)論為傳動(dòng)誤差機(jī)制的理解提供了新的前景，并且在諧波齒輪傳動(dòng)的機(jī)械設(shè)計(jì)以及諧波齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)建模與精度控制方面都是相當(dāng)有用的！ [DOI：10.1115/1.1334379]

關(guān)鍵字：諧波齒輪傳動(dòng)，動(dòng)態(tài)誤差，撓度
1 介紹
諧波齒輪傳動(dòng)是用于必須有高傳動(dòng)精度的精確配置的應(yīng)用軟件中的理想裝置。 各個(gè)設(shè)備部分是緊密布置的，因?yàn)榕c它相關(guān)的小馬達(dá)由于轉(zhuǎn)速減小或扭矩增大會(huì)產(chǎn)生很大的扭轉(zhuǎn)力，相對(duì)小的電動(dòng)機(jī)可能生產(chǎn)大的力矩。達(dá)到許用極限的小馬達(dá)和諧波能應(yīng)用于許多應(yīng)用場(chǎng)合中，除此之外，這些應(yīng)用場(chǎng)合還必需有許多更大的馬達(dá)以及一個(gè)龐大的齒輪箱。再加上它可以像馬達(dá)一樣被直接安裝在接口處，這使得它成為機(jī)器人應(yīng)用的理想選擇。 運(yùn)動(dòng)被如此設(shè)計(jì)，是為了方便很多齒在很多時(shí)候能夠同時(shí)使用，形成嚙合，從而達(dá)到接近零的沖擊力。 因此，他們?cè)诶缟a(chǎn)機(jī)器人的精密零部件(例如 印制電路板) 以及準(zhǔn)確的測(cè)量裝置等要求精密度的應(yīng)用場(chǎng)合非常受歡迎。 他們還廣泛地用于半導(dǎo)體制造工業(yè)中的激光鏡位置的確定。軍用領(lǐng)域上的應(yīng)用包括導(dǎo)彈鰭傳動(dòng)系統(tǒng)和精定位激光改寄等。 諧波傳動(dòng)在商業(yè)，工業(yè)，和軍用方面也取得了很大的進(jìn)展。
諧波傳動(dòng)部分由圖1(a)里所示的各部分組成. 波發(fā)生器是一個(gè)由可以靈活移動(dòng)的軸承包圍著的橢圓形鋼核。圓形的連接鍵圍繞著安裝在內(nèi)環(huán)的齒進(jìn)行加工，而易彎曲的連接鍵是薄壁型的，其易彎曲面上處于外緣的鍵齒數(shù)要比圓形花