Dizajn proizvoda harmoničkih reduktora

Harmonijski pogonski reduktor prvenstveno se sastoji od tri osnovne komponente: generatora valova, fleksibilnog klina i kružnog klina. Generator valova obično se postavlja na ulaznu osovinu; to je eliptična komponenta s kugličnim ležajem tankog-presjeka ugrađenim u njegov vanjski prsten. Flexspline je montiran na izlaznoj osovini; to je fleksibilna metalna komponenta s tankom-stjenkom, čašom-strukturom, s vanjskim zubima zupčanika koji su urezani u vanjski rub njegovog otvorenog kraja. Kružni klin je obično fiksiran na mjestu; to je kruta prstenasta komponenta s unutarnjim zubima zupčanika koji su urezani u njegov unutarnji opseg-zubi koji su iste veličine kao oni na fleksibilnom splineu, ali su dva veća.

Princip rada je sljedeći: rotacija generatora valova izaziva kontroliranu, periodičku elastičnu deformaciju u flexsplineu, uzrokujući da poprimi eliptični oblik. Velika os ove elipse zahvata zube kružnog klina, dok mala os ostaje potpuno odvojena. Kada se kružni klin drži nepomično, a generator valova rotira u određenom smjeru, elastična deformacija fleksibilnog klina uzrokuje sekvencijalno pomicanje točaka zahvata sa zubima kružnog klina. Budući da flexspline ima manje zubaca od kružnog spline-a (obično dva manje), za svaki puni okret generatora valova, flexspline napreduje za udaljenost koja je ekvivalentna dvama zubima u smjeru suprotnom od rotacije generatora valova, čime se postiže visok omjer smanjenja.

Njegove karakteristike prijenosa uključuju: širok raspon omjera redukcije (50–300 u jednom stupnju, a potencijalno dosežu 30.000–60.000); veliki broj istovremeno zahvaćenih zuba (otprilike 30%), što rezultira visokom-nosivošću opterećenja i visokom preciznošću prijenosa; glatko kretanje s niskom razinom buke; i sposobnost postizanja nulte-povratne reakcije. Nadalje, odlikuje se kompaktnom strukturom; za ekvivalentni izlazni okretni moment, njegov volumen može se smanjiti za dvije-trećine, a težina za polovicu.

Dizajn i proizvodnja reduktora harmonijskog pogona predstavljaju nekoliko izazova, uključujući stroge zahtjeve za preciznošću obrade, osiguravanje vijeka trajanja savitljivog utora i kontrolu pogrešaka prijenosa i zazora. Tehnološke inovacije u ovom području prvenstveno se vrte oko profila zuba zupčanika, materijala i strukturnih dizajna. Na primjer, japanska tvrtka Harmonic Drive Systems (Harmonic Drive) razvila je dvo-kružne-profile zuba (kao što je "IH" profil) i "P-tip" zuba kako bi poboljšala kvalitetu zahvata i poboljšala-nosivost opterećenja i torzijsku krutost. Slično tome, Suzhou Leader Harmonic Drive neovisno je razvio potpuno novu strukturu "P-tipa zuba" i, na temelju istraživanja stvarne dinamike zahvata fleksibilnog klina, uspostavio novu teoriju zahvata zupčanika. U dizajnu flexsplinea korišten je specijalizirani čelik visoke čvrstoće na zamor, a izvedba je dodatno poboljšana optimizacijom debljine stijenke i procesa oblikovanja. Glavna komponenta generatora valova je fleksibilni ležaj, čija je izvedba zamora optimizirana pažljivim odabirom materijala, strukturalnim usavršavanjem i obradom površine.

Kako bi zadovoljili različite zahtjeve primjene, reduktori harmonika evoluirali su u različite strukturne konfiguracije. Uobičajeni integrirani modeli (kao što je serija LCS-I) imaju standardnu ​​cilindričnu strukturu sa fleksibilnim utorom u obliku čaše-; ove jedinice uključuju ugrađen-ukršteni valjkasti ležaj i karakterizirani su stacionarnim krutim klinom i rotirajućim izlazom fleksibilnog klina. Kako bi se prilagodili različitim prostornim ograničenjima i zahtjevima za opterećenje, dostupne su druge varijante, uključujući ultra-tanke modele (npr. seriju SHD, sa smanjenjem aksijalne duljine od približno 50%), modele sa -osovinom (npr. serija CPL) i verzije s visokim-opterećenjem opremljene vanjskim ležajevima (npr. serija CSG-2UH). Portfelj proizvoda obuhvaća širok raspon veličina-od minijaturnih do velikih-jedinica-i nudi širok spektar omjera smanjenja.