Produktový dizajn harmonických redukcií

Redukcia harmonického pohonu pozostáva predovšetkým z troch základných komponentov: generátora vĺn, flexspline a kruhového drážkovania. Generátor vĺn je typicky namontovaný na vstupnom hriadeli; je to eliptický komponent s guľôčkovým ložiskom s tenkou sekciou -zapusteným do vonkajšieho krúžku. Flexspline je namontovaný na výstupnom hriadeli; je to flexibilný kovový komponent s tenko{3}}stennou konštrukciou v tvare pohára{4}} s vonkajšími zubami ozubeného kolesa vyrezanými do vonkajšieho okraja jeho otvoreného konca. Kruhová drážka je zvyčajne upevnená na mieste; je to pevný prstencový komponent s vnútornými zubami ozubeného kolesa vyrezanými na jeho vnútornom obvode-zubami, ktoré sú rovnakej veľkosti ako tie na flexspline, ale o dva väčšie.

Princíp činnosti je nasledovný: rotácia generátora vĺn vyvoláva regulovateľnú, periodickú elastickú deformáciu v flexspline, čo spôsobuje, že nadobúda eliptický tvar. Hlavná os tejto elipsy zaberá so zubami kruhového drážkovania, zatiaľ čo vedľajšia os zostáva úplne odpojená. Keď je kruhové drážkovanie nehybné a generátor vĺn sa otáča v špecifickom smere, pružná deformácia flexspline spôsobí, že body záberu so zubami kruhového drážkovania sa postupne posúvajú. Pretože flexspline má menej zubov ako kruhové drážkovanie (zvyčajne o dva menej), pri každej plnej rotácii generátora vĺn sa flexspline posunie o vzdialenosť ekvivalentnú dvom zubom v smere opačnom k ​​rotácii generátora vĺn, čím sa dosiahne vysoký pomer redukcie.

Jeho prevodové charakteristiky zahŕňajú: široký rozsah prevodových pomerov (50 – 300 v jednom stupni a potenciálne dosahujúci 30 000 – 60 000); vysoký počet súčasne zaradených zubov (približne 30 %), čo má za následok vysokú nosnosť-a vysokú presnosť prenosu; plynulý pohyb s nízkou hladinou hluku; a schopnosť dosiahnuť nulové-zapojenie. Okrem toho sa vyznačuje kompaktnou štruktúrou; pre ekvivalentný výstupný krútiaci moment možno jeho objem zmenšiť o dve{10}}tretiny a jeho hmotnosť o polovicu.

Návrh a výroba harmonických prevodových reduktorov predstavuje niekoľko výziev, vrátane prísnych požiadaviek na presnosť obrábania, zabezpečenie únavovej životnosti flexspline a kontrolu chýb a vôle prevodovky. Technologické inovácie v tejto oblasti sa točia predovšetkým okolo profilov zubov ozubených kolies, materiálov a konštrukčných návrhov. Napríklad japonská spoločnosť Harmonic Drive Systems (Harmonic Drive) vyvinula profily zubov s dvojitým-kruhovým{3}}oblúkom (ako je profil „IH“) a zuby typu „P-typu P na zlepšenie kvality záberu a zlepšenie nosnosti-a torznej tuhosti. Podobne Suzhou Leader Harmonic Drive nezávisle vyvinul úplne novú štruktúru „zubu typu P- a na základe výskumu skutočnej dynamiky záberu flexspline vytvoril novú teóriu záberu ozubených kolies. Pri konštrukcii flexspline sa používa špecializovaná oceľ s vysokou únavovou pevnosťou a výkon sa ďalej zvyšuje optimalizáciou hrúbky steny a procesov tvárnenia. Hlavnou súčasťou generátora vĺn je flexibilné ložisko, ktorého únavový výkon je optimalizovaný starostlivým výberom materiálu, štrukturálnymi zdokonaleniami a povrchovými úpravami.

Na splnenie rôznych požiadaviek aplikácie sa harmonické redukcie vyvinuli do rôznych štruktúrnych konfigurácií. Bežné integrované modely (napríklad séria LCS-I) majú štandardnú valcovú štruktúru s miskovitým-flexispline; tieto jednotky obsahujú-vstavané krížové valčekové ložisko a vyznačujú sa stacionárnym pevným drážkovaním a rotačným výstupom flexibilného drážkovania. Na prispôsobenie sa rôznym priestorovým obmedzeniam a požiadavkám na zaťaženie sú k dispozícii ďalšie varianty vrátane ultra-tenkých modelov (napr. séria SHD so znížením axiálnej dĺžky približne o 50 %), modelov s dutým{9}}hriadeľom (napr. séria CPL) a vysoko{12}}zaťažených verzií vybavených externými ložiskami (napr. séria CSG2UH{17}}). Portfólio produktov zahŕňa široký rozsah veľkostí-od miniatúrnych až po veľké{19}}jednotky – a ponúka široké spektrum redukčných pomerov.