市場對精密性、無間隙性和高轉(zhuǎn)矩等性能的要求越來越高，如果除了這些要求以外，還要求具有高的減速比，那么Harmonic Drive公司的組合式傳動裝置就是最好的選擇，因為它可以在最小的結(jié)構(gòu)空間中提供很高的減速比。

 

    在機(jī)床、裝卸搬運(yùn)操作和機(jī)器人領(lǐng)域的驅(qū)動技術(shù)的趨勢越來越向更快和動力更高的方向發(fā)展的同時，在測量技術(shù)、光學(xué)或醫(yī)療技術(shù)方面，則要求驅(qū)動裝置要具有較高的減速比的同時還要具有很好的重復(fù)精度和傳動精度。在這方面，Harmonic Drive公司可以根據(jù)用戶的要求提供定制的傳動裝置的解決方案。對于減速比小于i=30的情況，可以提供新型的 HPG 系列行星齒輪傳動裝置，其特點是它具有運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性非常高的可以補(bǔ)償制造公差的柔性的空心輪。大于i=160 的減速比則可以通過Harmonic Drive 和HPG 組合式行星齒輪傳動裝置來實現(xiàn)。采用這種結(jié)構(gòu)形式可以在特別緊湊的結(jié)構(gòu)空間中實現(xiàn)最高可達(dá)1:7200的傳動比。

 

    隨著HPG系列行星齒輪傳動裝置的開發(fā)和生產(chǎn)，這家位于Limburger的公司在其整個使用壽命期間都沒有明顯的間隙增加的精密行星齒輪箱的制造方面，多年來獲得了豐富的經(jīng)驗。利用在柔性齒輪的設(shè)計和制造方面獲取的技術(shù)知識，對該系列產(chǎn)品進(jìn)行了進(jìn)一步的開發(fā)。HPG系列產(chǎn)品應(yīng)用薄壁空心輪的原理，按照這種原理，空心輪的確定的變形可以使齒面的間隙減小到最小程度。柔性的空心輪可以允許所有的結(jié)構(gòu)件具有制造公差。這樣，通過在行星齒輪托架和空心輪之間的很小的預(yù)應(yīng)力使齒面間隙減小到最低程度。即使在經(jīng)過幾千個工作小時之后，在行星齒輪傳動裝置的滯后曲線上也看不到有間隙增加的跡象。在整個運(yùn)轉(zhuǎn)時間過程中，扭轉(zhuǎn)間隙都保持在小于一個角分的范圍之內(nèi)。

 

    通過采用可變形的空心輪，使行星齒輪傳動裝置的結(jié)構(gòu)構(gòu)造得到了簡化。通過空心輪的補(bǔ)償作用，可以實現(xiàn)空心輪和行星齒輪之間的均勻的載荷分布。這樣就可以確保傳動裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。Harmonic Drive公司使用一種無間隙的、具有防傾斜剛性的交叉式滾柱軸承作為從動軸承，它可以吸收較高的載荷，從而使傳動裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)性能不會受到負(fù)面的影響。不需要另外再安裝一個軸承。制造成本和結(jié)構(gòu)設(shè)計成本由此得以降低。

 

    微小型伺服驅(qū)動裝置使用的行星齒輪傳動裝置

 

    小型機(jī)器的直線性和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的軸需要精密的高動能的傳動裝置。Harmonic Drive公司對此種發(fā)展趨勢的應(yīng)對措施是擴(kuò)充開發(fā)HPG系列的低減速比領(lǐng)域的產(chǎn)品。11型結(jié)構(gòu)尺寸的產(chǎn)品是用于功率小于100W的伺服和步進(jìn)電機(jī)的世界上最小的精密行星齒輪傳動裝置。這種新型的邊棱尺寸只有40mm的傳動裝置具有較大型的行星齒輪傳動裝置所具有的所有優(yōu)點：在整個使用壽命期間沒有間隙的增加，扭轉(zhuǎn)間隙小于3個角分，輸入轉(zhuǎn)速高達(dá)10000r/min，在減速比i=5~i= 45 時可采用模塊式結(jié)構(gòu)等。這些性能都是從較大型的傳動裝置那里接收過來的。

 

    補(bǔ)償制造公差的柔性空心輪和結(jié)構(gòu)緊湊的交叉式從動軸承都得以保留。HPG 11型精密行星齒輪傳動裝置適用于小型和微型的伺服驅(qū)動裝置。除了高動力的驅(qū)動軸之外，測量和試驗設(shè)備領(lǐng)域或服務(wù)機(jī)器人方面的應(yīng)用也要求在最小的結(jié)構(gòu)空間內(nèi)實現(xiàn)高的減速比。對于用于觀測任務(wù)的衛(wèi)星天線或照相機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動和制導(dǎo)用的方位和仰角驅(qū)動裝置，對高精密的位置制導(dǎo)和低速方面提出了很高的要求。使用i=400~i=7000的傳動裝置可以實現(xiàn)這些要求。要達(dá)到這種減速比，使用普通的正齒輪或行星齒輪傳動裝置至少需要4~5級。

 

    為了實現(xiàn)滿足用戶特定要求的解決方案，Harmonic Drive公司開發(fā)了一種可以快速制造高減速比組合式傳動裝置的模塊式系統(tǒng)。為了達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊性的要求，要么使用特種的法蘭和適配器將標(biāo)準(zhǔn)傳動裝置組合起來，要么將整個的行星齒輪前置級整體組裝到波形信號發(fā)生器上。這種傳動裝置重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，一級的減速比可以達(dá)到i=160。如果要達(dá)到更高的減速比，可以在原理上決定的撓性齒條和波形信號發(fā)生器之間的空腔中整體組裝上一個行星齒輪前置級。這樣可以使用二級實現(xiàn)高達(dá)7200的減速比。為了達(dá)到最高的精密度，這個行星齒輪前置級必須和后面連接的傳動裝置同樣精密地工作。HPG系列產(chǎn)品就是這樣的精密傳動裝置。HPG 11型精密行星齒輪傳動裝置和Harmonic Drive CPU系列波形信號發(fā)生器的整合是一個很好的例子。傳動裝置的殼體和波形信號發(fā)生器牢固地連接在一起。行星齒輪傳動裝置的從動法蘭固定住波形信號發(fā)生器。一體化的交叉式滾柱軸承支承著發(fā)生器并為其導(dǎo)向，因此不再需要另外的軸承。波形信號發(fā)生器設(shè)計為特種結(jié)構(gòu)形式，這樣HPG行星齒輪箱可以深深地置入傳動裝置，而不需要太多地增大結(jié)構(gòu)空間。

 

    結(jié)構(gòu)緊湊重量輕

 

    在對結(jié)構(gòu)緊湊性提出更高要求的情況下，行星齒輪前置級可以直接整體裝入波形信號發(fā)生器。這種解決方案的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)特別緊湊，同時重量很輕。

 

    在特種的嚙合部件的基礎(chǔ)上，波形信號發(fā)生器設(shè)計為行星齒輪傳動裝置的結(jié)構(gòu)。它和通常的伺服行星齒輪傳動裝置不同，其從動輪是行星齒輪傳動裝置的空心輪。通過功能的整合，這個空心輪同時又是可變形的細(xì)環(huán)形軸承的支座。行星齒輪傳動裝置上的力從主動軸的中心齒輪通過行星齒輪傳輸?shù)娇招妮喩稀Ｐ行驱X輪托架設(shè)計為靜止的元件，和傳動裝置的殼體牢固地連接在一起。波形信號發(fā)生器的軸向推力被一個由兩個微型軸承組成的軸承組合裝置所吸收。采用上述的解決方案可以在最小的結(jié)構(gòu)空間和很小重量的情況下實現(xiàn)1:640 的減速比和90Nm的從動力矩。這種傳動裝置可以應(yīng)用于服務(wù)機(jī)器人的軸或醫(yī)療技術(shù)等領(lǐng)域。