设备设计/诊断维修/再制造
现代制造工程2010年第5期
谐波齿轮传动瞬时传动比的分析与计算
毛彬彬
（淮海工学院，连云港222000）
摘要：对谐波齿轮传动比进行深入的研究，认为谐波齿轮的传动比分为啮合端传动比和输人与输出端传动比两种。通过建立的运动传动模型，讨论柔轮轮齿、刚轮轮齿及波发生器三个坐标系的几何运动关系，然后推导出在三种基本工作情
况下的谐波齿轮传动瞬时传动比的计算公式。关键词：传动比；柔轮；刚轮：传动模型
中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1671—3133(2010)05—014503
Analysisandcalculationoninstantaneoustransmission
ratioofharmonicdrive
MAO Bin-bin
(Huaihai Institute of Technology,Lianyungang 222000,Jiangsu,China)
Abstract : Considered instantaneous transmission ratio of harmonic drive that is divided into two after depth study,one is transmis-sion ratio of output angular velocity relative to input angular velocity and the other is transmission ratio of mesh client, The motion transmission model is set up. The geometric relationship between movement of three coordinates of tooth of flexspline,tooth of just round and the wave generator are discussed, meanwhile,formula of two instantaneous transmission ratios under three basic work are deduced.
Key words transmission ratio;just round; flexspline;transmission model
0引言
谐波齿轮传动机构中，瞬时传动比的恒定与否直接影响到整个机构的传动性能。虽然国内外已公开发表了许多篇关于谐波传动传动比的论文和著作，但并没有形成完全一致的观点，还有待于做进一步的深入研究。在文献[1]中，首先将刚轮和柔轮抽象为中性层上的圆R和椭圆F,并假设两轮为无滑动滚动，则当波发生器旋转时，两轮中之一应转过一个取决于中性层周长差的角度。通过分析发现，以转角定义传动比是不准确的，对于刚性齿轮传动来讲，因轮齿上的点与轮轴上的点的转角相等，可以采用这种近似定义算法，但是谐波传动中的柔轮在传递运动时发生了严重变形，轮齿的转角和轮轴的转角在瞬间是不相等的，并且谐波传动在工作时是多齿啮合，在同一啮合区的轮齿啮合状态瞬时相异，所以按照这种方法来规定传动比是不科学的，特别是在传动精度较高的情况下。
沈充文在谐波传动的运动学研究方面做出了很大的贡献。在文献[2]中，他认为谐波齿轮传动是行
万方数据
星齿轮传动的一种变态形式，在这种前提下，借助于平均积分角速度定理，用研究一般行星齿轮传动运动学的方法来讨论谐波齿轮传动的运动学。
在文献[2]中,采用转化机构法求出的传动比请为：
请_0，-Wgr,"wH
·1)
式中vw分别为柔轮、刚轮相对于波发生器的角速度：w,、@。@分别为柔轮、刚轮和波发生器的角速度。
不难得出这里所定义的传动比实际上是指输入轴和输出轴的平均传动比。当然对于传动性能要求不高的机构，为了简化算法，也可以使用转化机构法。
1谐波传动瞬时传动比的计算
在以上讨论的这些文献中，只给出了输出（输人）端的传动比，并没有对啮合端的传动比进行深入的研究，也没有给出这两种传动比的差异。虽然谐波传动实际起作用的仅是输出（输人）端的传动比，但晒合曲线各瞬时角速度比不可忽视，它是确定柔轮理想齿形
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