Skip navigation

Start main contents

產品介紹

Our Products

技術資料 > 技術資料 > Harmonic Drive原理說明

產品說明

Harmonic Drive 諧和式減速機採用獨特的金屬彈性力學工作原理。諧和式減速機最大特色是僅由3項基本零件波動產生器(Wave Generator)/彈性齒杯(Flex Spline)/剛性齒輪(Circular Spline)所構成,與其他減速機相比,其最大優點是無背隙特性、輕量化和節省空間。

簡單的三件式結構與獨特的工作原理相結合,在非常小型輕巧的組合中實現了極高的減速比。齒輪的尺寸和重量都不會隨減速比而變化。這種傳動技術的高性能屬性,包括無背隙、高轉矩、小型的尺寸、出色的定位精度和可重複性,都是獨特工作原理的直接結果。

Harmonic drive

 

波動產生器(Wave Generator)

係由橢圓形的凸輪與其外環中間崁以滾珠軸承所構成。

軸承的內環固定於凸輪上,利用滾珠介於其中,產生外環之彈性變化。一般會安裝為入力軸。

 

彈性齒杯(Flex Spline)

Harmonic drive

係一杯型的金屬薄肉彈性體,在其外圓開口部分,切割齒型之底部為膜片,通常裝配於出力軸上。

 

剛性齒輪(Circular Spline)

Harmonic drive

係一環狀剛性體,在其內圓切割齒型,其齒數則比彈性齒杯(Flex Spline)齒數多2齒,一般均固定於外殼。

 

 

Harmonic Drive 諧和式減速機原理影片

 

 

 

Harmonic Drive 諧和式減速機運作說明

Harmonic drive

Wave Generator(波動產生器)利用凸輪撓曲Flex Spline(彈性齒杯)部分,使其在長軸部分與Circular Spline(剛性齒輪)相嚙合,但在短軸部份齒輪則完全脫離。

 

Harmonic drive

當Circular Spline(剛性齒輪)固定時,將Wave Generator(波動產生器)順時鐘旋轉,隨之彈性變形,與Circular Spline(剛性齒輪)嚙合之齒輪位置依順序移動。

 

Harmonic drive

當Wave Generator(波動產生器)朝順時鐘方向旋轉180°時,Flex Spline(彈性齒杯)則朝逆時鐘方向移動1個齒數。

 

Harmonic drive

而當Wave Generator(波動產生器)迴轉一圈時,Flex Spline(彈性齒杯)則反方向移動2個齒數。

 

 

Harmonic Drive 諧和式減速機優點

 高速比

不須使用極為複雜的機構,一段減速即可達成(1/30)~(1/320)的高速減速比裝置。

 背隙小 (Lost Motion)

Harmonic Drive與一般齒輪的嚙合方式相異,其背隙值極小,為控制機構精度上所不可欠缺之特長。

 高精度

同時嚙合之齒數多,且於180°對稱之兩處亦同時嚙合,影響旋轉精度的齒節距誤差及累積節距誤差,由於被平均化之故,可達成極高之定位精度及旋轉精度要求。

 基本組件少組合簡單

即使在高減速比時,仍由3項基本組件所構成。而且在同一中心軸上,Component 製品的裝配更顯簡單,結構設計可單純簡化。

 小型、重量輕

相同的扭力及速度比條件下,與以往的齒輪減速裝置相比,只須(1/3)的體積,(1/2)以下的重量。設備可小型、輕量化。

 扭力大

Flex Spline係由疲勞性強度極高的特殊鋼所製成,其傳動方式,與一般的動力傳達方式相異,在同一時間內嚙合齒數約為總齒數的30%。

但由於齒的全面接觸之故,每一齒的受力極小,因此輸出扭力也大。

 優越的效率

因為齒的嚙合部份滑動極少,因此摩擦所產生之動力損失極小,即使於高減速比時,亦維持其高效率之功率,驅動馬達也可小型化。

運轉安靜

齒與齒的嚙合週速極低,力量平衡均勻,故運轉安靜、震動極小。