諧波齒輪傳動的傳動誤差

諧波齒輪傳動，因為其擁有反沖力幾乎接近零、傳動效率高、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裝置的性能退化造成的傳動誤差。對機械裝置這種運動誤差的分析還沒有過明確的描述和說明，也就是說還沒有對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專門研究諧波齒輪傳動的試驗儀器對傳動誤差進行的報告分析和實驗結(jié)果。 我們首先將講到，在文獻中提到的誤差實際上有一個基礎(chǔ)部分，也就是所說的“理論”傳動誤差，附加由諧波齒輪傳動中的固有扭轉(zhuǎn)撓性而引起的另一個部分共同組成的。 后面的部分將講述以前所公布的傳動誤差可變性的來源。將運動誤差的分解為一個基礎(chǔ)的部分和一個相應(yīng)變化的相關(guān)部分是為了便于用試驗方法來證實，并建立一個相似的數(shù)學(xué)模型對其進行分析。 我們還將描述傳動誤差受慣性載荷、齒輪傳動裝置以及轉(zhuǎn)速的變化。 這篇文章的結(jié)論為傳動誤差機制的理解提供了新的前景，并且在諧波齒輪傳動的機械設(shè)計以及諧波齒輪傳動的動態(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，動態(tài)誤差，撓度
1 介紹
諧波齒輪傳動是用于必須有高傳動精度的精確配置的應(yīng)用軟件中的理想裝置。 各個設(shè)備部分是緊密布置的，因為與它相關(guān)的小馬達由于轉(zhuǎn)速減小或扭矩增大會產(chǎn)生很大的扭轉(zhuǎn)力，相對小的電動機可能生產(chǎn)大的力矩。達到許用極限的小馬達和諧波能應(yīng)用于許多應(yīng)用場合中，除此之外，這些應(yīng)用場合還必需有許多更大的馬達以及一個龐大的齒輪箱。再加上它可以像馬達一樣被直接安裝在接口處，這使得它成為機器人應(yīng)用的理想選擇。 運動被如此設(shè)計，是為了方便很多齒在很多時候能夠同時使用，形成嚙合，從而達到接近零的沖擊力。 因此，他們在例如生產(chǎn)機器人的精密零部件(例如 印制電路板) 以及準(zhǔn)確的測量裝置等要求精密度的應(yīng)用場合非常受歡迎。 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)彈鰭傳動系統(tǒng)和精定位激光改寄等。 諧波傳動在商業(yè)，工業(yè)，和軍用方面也取得了很大的進展。
諧波傳動部分由圖1(a)里所示的各部分組成. 波發(fā)生器是一個由可以靈活移動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