1   主題內容與適用范圍

本標準規定了諧波齒輪傳動的基本術語和定義。

本標準適用于諧波齒輪傳動。

2   引用標準

GB 3374  齒輪基本名詞術語

GB 11366  行星傳動基本術語

GB 10853  機器理論與機構學術語

SJ 2604  單級諧波齒輪減速器

SJ 2557  小模數漸開線圓柱齒輪傳動鏈精度計算方法

3   一般術語

3.1   傳動要素和構件

3.1.1   諧波齒輪傳動   harmonic gear drive

       諧波齒輪傳動主要由波發生器、柔性齒輪和剛性齒輪三個基本構件組成，是一種靠波發生器使柔性齒輪產生可控彈性變形，并與剛性齒輪相嚙合來傳遞運動和力的傳動。

3.1.2   諧波齒輪傳動機構   mechanism of the harmonic gear drive

       諧波齒輪傳動機構中的主要構件為：

           a.波發生器；

b.柔性齒輪；

c.剛性齒輪；

d.輸入軸聯接；

e.輸出軸聯接。

3.1.3   波發生器   wave generator

       使柔性齒輪按一定變形規律產生周期性彈性變形的構件。

3.1.4   柔性齒輪（簡稱柔輪）  flexspline

       在波發生器作用下能產生可控彈性變形的薄壁齒輪。

3.1.5   剛性齒輪（簡稱剛輪）  circular spline

       相對于柔性齒輪而言，它和普通齒輪一樣，工作時保持其原始形狀的齒輪。

3.1.6   波數   number of waves

       波發生器轉一整轉期間，柔輪齒圈中性層任一點上產生變形波的循環次數。

3.1.6.1   單波   single wave

         當波發生器轉一整轉期間，柔輪齒圈中性層任一點上產生變形波的循環次數為一。

3.1.6.2   雙波   double wave

         當波發生器轉一整轉期間，柔輪齒圈中性層任一點上產生變形波的循環次數為二。

3.1.6.3   三波   triple wave

         當波發生器轉一整轉期間，柔輪齒圈中性層任一點上產生變形波的循環次數為三。

3.1.7   波高   wave height

       從波谷底到波峰頂的高度。

3.1.7.1   波高系數   coefficient of wave height

         波高與模數之比。

3.1.8   變形量   deflection

       在波發生器的作用下，柔輪齒圈壁厚中性上任一點的變形量（徑向、切向或軸向）。

       同義詞   位移

3.1.8.1   徑向變形量   radial deflection

         在波發生器的作用下，柔輪齒圈壁厚中性上任一點在徑向方向產生的變形量。

         同義詞  徑向位移

3.1.8.2   切向變形量   tangential deflection

         在波發生器的作用下，柔輪齒圈壁厚中性上任一點在切向方向產生的變形量。

         同義詞  切向位移

3.1.8.3   軸向變形量   axial deflection

         在波發生器的作用下，柔輪齒圈壁厚中性上任一點在軸向方向產生的變形量。

         同義詞  軸向位移

3.1.8.4   最大變形量   maximum deflection

指在波發生器的作用下，柔輪齒圈壁厚中性上任一點變形的最大值（徑向、切向、軸向）。

         同義詞  最大位移

3.1.8.5   最大變形量系數   coefficient of maximum deflection

         最大變形量與模數之比。

3.1.9   畸變   distortion

       在傳統機構超載的情況下，柔輪齒圈中性層的實際廓形相對其空載下的原始廓形產生偏離或扭歪現象。

3.1.10   等距曲線   equidistant curve

        在平面內相對于某一既定曲線各點的法向距離處處相等的曲線，稱為該既定曲線的等距曲線。

3.2   傳動特性

3.2.1   剛度   rigidity

       在彈性范圍內，構件抵抗因外力而變形的能力。

3.2.1.1   扭轉剛度   torsional rigidity

         在扭轉力矩的作用下，構件抗扭轉變形的能力。

3.2.1.2   彎曲剛度   flexural rigidity

         在負載的作用下，構件抗彎曲變形的能力。

3.2.1.3   扭轉剛度系數   coefficient of torsional rigidity

         負載力矩與相對扭轉角之比值。

3.2.2   啟動力矩   starting torque

       指空載啟動時，所需施加的力矩。

3.2.3   傳動誤差   transmission error

       在工作狀態下，當輸入軸單向旋轉時，輸出軸的實際轉角與理論轉角之差。

3.2.4   傳動精度   transmission accuracy

        在工作狀態下，輸入軸單向旋轉時，輸出軸的實際轉角相對于理論轉角的接近程度。傳動精度的高低用傳動誤差大小來衡量，誤差小，精度高；誤差大，精度低。

3.2.5   空程  lost motion

       在工作狀態下，當輸入軸由正向改為反向旋轉時，輸出軸在轉角上的滯后量。

3.2.5.1   間隙空程   lost motion caused by clearance

         因柔輪與剛輪的齒隙和其他構件內的間隙所引起的空程，稱為間隙空程。

3.2.5.2   彈變空程   lost motion caused by elastic deflection

         因構件彈性變形所引起的空程。

3.2.6   轉動慣量   moment of inertia

       構件中各質量或質量單元其到給定軸線距離平方乘積的總和，稱為剛體構件對該給定軸線的轉動慣量。

3.2.7   固有頻率   natural frequency

       由系統本身的質量（轉動慣量）和剛度（扭轉剛度）所決定的頻率。

3.2.8   共振頻率   resonance frequency

       激勵的頻率與系統的固有頻率相重合時的振動，稱為共振。發生共振時的強迫振動頻率，稱為共振頻率。

3.2.9   跳齒現象   slippage phenomenon或ratcheting phenomenon

       因超載或設計制造不當，在嚙合中柔輪齒從剛輪齒中滑脫的現象（滑脫時，并產生響聲）。

3.3   輪齒特性和尺寸參數

3.3.1   相嚙齒面   mating flank

       在齒輪副中，兩個互相嚙合的齒面，互稱為相嚙合面。

3.3.2   工作齒面   working flank

       輪齒上的一個齒面，它與配對齒輪的齒面相嚙合并傳遞運動。

3.3.3   非工作齒面   non-working flank

       輪齒工作齒面的異側齒面。

3.3.4   左側齒面   left flank

       一個觀察者從齒輪上被選作觀察基準的那個端面看過去，當被觀察的那個齒的齒頂朝上時，位于左側的齒面，稱為左側齒面。

3.3.5   右側齒面   right flank

       一個觀察者從齒輪上被選作觀察基準的那個端面看過去，當被觀察的那個齒的齒頂朝上時，位于右側的齒面，稱為右側齒面。

3.3.6   同側齒面   corresponding flanks

       在一個齒輪上，各右側齒面互稱為同側齒面，各左側齒面也互稱為同側齒面。

3.3.7   異側齒面   opposite flanks

       在一個齒輪上，右側齒面與左側齒面互稱為異側齒面。

3.3.8   漸開線齒廓   involute profile

       齒廓為漸開線的稱為漸開線齒廓。

3.3.9   直線齒廓   straight-side profile

       齒廓為直線的稱為直線齒廓。

3.3.10  圓弧齒廓   circular are profile

       齒廓為圓弧的稱為圓弧齒廓。

3.3.11  共軛齒廓   conjugate profile

       一對相嚙合的齒廓，在整個嚙合過程中，能在保持相切的條件下，按照預定的規律而運動。

3.4  嚙合和干涉

3.4.1   嚙合   engagement

       一對齒輪的齒，依次交替地接觸，從而實現一定規律的相對運動的過程和形態。

3.4.1.1   嚙入   engaging-in

         柔輪齒從開始進入嚙合到到達最大嚙入深度為止，這一過程稱為嚙入。

3.4.1.2   嚙出   engaging-out

         柔輪齒從最大嚙入深度處開始退出，直到柔輪齒脫離嚙合為止，這一過程稱為嚙出。

3.4.1.3   嚙合齒數   total number of teeth in engagement

         柔輪與剛輪同時嚙合的齒數。

3.4.1.4   嚙合區   region of engagement

         在波發生器作用下，柔輪齒與剛輪齒具有嚙合作用的區域。

3.4.1.5   嚙入區   engaging-in region

         嚙入過程經過的區域。

3.4.1.6   嚙出區   engaging-out region

         嚙出過程經過的區域。

3.4.1.7   嚙合區中心角   circular are angle of engagement

         嚙合區域所對應的中心角。

3.4.1.8   正常嚙合   normal engagement

         柔輪齒與剛輪齒的接觸點位于齒廓工作段之內。

3.4.1.9   頂緣嚙合   tip edge engagement

         柔輪齒頂邊緣與剛輪齒廓，或剛輪齒頂邊緣與柔輪齒廓相接觸的嚙合。

3.4.1.10   最大嚙入深度   maximum depth in engaging

          在嚙合狀態下，柔輪變形后長軸半軸（或短軸半軸）上的齒頂圓與剛輪齒頂圓半徑之差的絕對值。

3.4.2   干涉   interference

         當配對齒輪的齒廓因設計參數選擇不當而發生重疊，或跨越正常界限，或過度切削的現象。

3.4.2.1   嚙合干涉   engagement interference

         齒輪副在嚙合過程中，由于正確嚙合的條件不足，其中一個齒輪的齒面越出了所允許的運動界限，而出現的在理論上穿越其嚙合齒面的現象。

3.4.2.2   過渡曲線干涉   fillet interference

         齒輪副在嚙合過程中，發生在一齒輪的齒頂與其配偶齒輪齒根過渡曲線處的干涉。

3.4.2.3   齒廓重疊干涉   profile overlap interference

         內嚙傳動中，兩齒輪的漸開線齒廓可能在靠近基圓處發生的重疊現象。

3.5   變位和側隙

3.5.1   變位齒輪   gear with addendum modification

       采用變位法切制成的齒輪。

3.5.2   變位系數   modification coeffication

       切制變位齒輪時，刀具相對于標準位置的變位量除以模數所得的商。

3.5.3   正變位   positive addendum modification

        刀具由標準位置自輪壞中心移出的變位。

3.5.4   負變位   negative addendum modification

        刀具由標準位置向輪坯中心移進的變位。

3.5.5   嚙合側隙   meshing backtash

        柔輪與剛輪齒嚙合過程中，其工作齒面間的間隙稱為嚙合側隙，可分別以法向和圓周方向度量。

3.5.6   頂隙   bottom clearance

       在波發生器作用下，柔輪齒頂與剛輪齒根在半徑方向下度量的間隙。

4   常用的諧波齒輪傳動

4.1   諧波齒輪減速器   harmonic gear reducer

      輸出軸轉速小于輸入軸轉速的諧波齒輪傳動機構。

4.2   諧波齒輪增速器   harmonic gear increaser

      輸出軸轉速大于輸入軸轉速的諧波齒輪傳動機構。

4.3   立式諧波齒輪傳動   vertical harmonic gear drive

      輸出軸呈垂直配置的諧波齒輪傳動。

4.4   臥式諧波齒輪傳動   horizontal harmonic gear drive

      輸出軸呈水平配置的諧波齒輪傳動。

4.5   單級諧波齒輪傳動   single-stage harmonic gear drive

      由一個波發生器，一個柔輪和一個剛輪組合而成的傳動。

4.6   雙級諧波齒輪傳動   two-stage harmonic gear drive

      由兩個單級諧波齒輪傳動串聯組合而成的傳動。

4.7   多級諧波齒輪傳動   multiple-stage harmonic gear drive

      由數個單級諧波齒輪傳動串聯組合而成的傳動。

4.8   復式諧波齒輪傳動   dual harmonic gear drive

      柔輪上的兩個齒圈，通過一個波發生器的作用，分別與兩個剛輪相嚙合，以產生復合運動的傳動。

4.9   密閉諧波齒輪傳動   hermetically sealed harmonic gear drive

      波發生器通過密閉式柔輪，在兩種不同性質的空間嚴格隔離的條件下，傳遞運動或力的傳動。

4.10  徑向諧波齒輪傳動   harmonic gear drive with radial gear meshing

      在波發生器的作用下，柔輪與剛輪呈端面嚙合，它們之間的變形波垂直于諧波齒輪傳動的輸出軸。

4.11  端面諧波齒輪傳動   harmonic gear dirve with radial gear meshing

     在波發生器的作用下，柔輪與剛輪呈端面嚙合，變形波平行于諧波齒輪傳動機構的輸出軸。

5   波發生器

5.1   波發生器的種類

5.1.1   積極控制式波發生器   wave generator of pcsitive control

       柔輪齒圈整周變形都受到波發生器的確實控制，這類波發生器稱為積極控制式波發生器。

5.1.2   行星式波發生器  planetary wave generator

       波發生器內配置有行星傳動構件者。

5.1.3   外波發生器   external wave generator

       波發生器配置在柔輪齒圈之外者。

5.1.4   內波發生器   internal wave generator

       波發生器配置于柔輪齒圈之內者。

5.1.5   電磁式波發生器   electromagnetic wave generator

       利用電磁力使柔輪齒圈產生變形波的波發生器。

5.1.6   液動式波發生器   hydraulic wave generator

       利用液力使柔輪齒圈產生變形波的波發生器。

5.1.7   氣動式波發生器   pneumatic wave generator

       利用氣動力，使柔輪齒圈產生變形波的波發生器。

5.1.8   機械式波發生器   mechanical wave generator

       利用機械力使柔輪齒圈產生變形波的波發生器。

5.1.9   圓盤式波發生器   disk-type wave generator

       由圓盤偏心設置于輸入軸上的非積極控制式波發生器。

5.1.9.1   雙圓盤波發生器   two disk wave generator

         兩個等直徑圓盤對稱偏心設置于輸入軸上的非積極控制式波發生器。

5.1.9.2   三圓盤波發生器   three disk wave generator

         由三個等直徑圓盤（一雙一單）對稱偏心設置于輸入軸的非積極控制式雙波發生器。

5.1.10    凸輪式波發生器   cam-type wave generator

         以某種輪廓環線的凸輪（常裝有柔性滾動軸承）作為基本構件的積極控制式波發生器。

5.1.10.1   余弦凸輪波發生器   cosine-cam wave generator

          以余弦變化規律作為凸輪基本廓形的積極控制式波發生器。

5.1.10.2   橢圓凸輪波發生器   elliptical cam wave generator

          以橢圓作為凸輪基本廓形的積極控制式波發生器。

5.1.11   滾動式波發生器   roller-type wave generator

        以滾輪及滾輪架為基本構件組成的波發生器。

5.1.11.1   雙滾輪波發生器   double-roller wave generator

         在滾輪架上裝有兩個對稱滾輪的波發生器。

5.1.11.2   三滾輪波發生器   triple-roller wave generator

          在滾輪架上裝有三個均布滾輪的波發生器。

5.1.11.3   四滾輪波發生器   four-roller wave generator

          在滾輪架上對稱裝有四個滾輪的雙波發生器。

5.1.12   滾輪架   roller carrier

        波發生器中支架滾輪用的構件。

5.1.13   柔性滾輪軸承（簡稱柔性軸承） flexible rolling bearing

        專用于諧波齒輪傳動中凸輪式波發生器的薄壁滾動軸承。

5.2   尺寸參數

5.2.1   長軸

5.2.1.1   波發生器長軸   major axis of wave generator

         波發生器的最大徑向尺寸（實際的或假想的）。

5.2.1.2   凸輪長軸   major axis of cam

         凸輪的最大徑向尺寸。

5.2.1.3   柔輪長軸   major axis of flexspline

         柔輪變形后中性層的最大徑向尺寸。

5.2.2   短軸

5.2.2.1   波發生器短軸   minor axis of wave generator

         波發生器的最小徑向尺寸（實際的或假想的）。

5.2.2.2   凸輪短軸   minor axis of cam

         凸輪的最小徑向尺寸。

5.2.2.3   柔輪短軸   minor axis of flexspline

         柔輪變形后中性層的最小徑向尺寸。

5.2.3   長軸半徑   major semi-axis

        長軸之半（實際的或假想的），對于三波發生器指最大半徑。

5.2.4   短軸半徑   minor semi-axis

       短軸之半（實際的或假想的），對于三波發生器指最小半徑。

5.2.5   包角   angle of contact

       圓盤式波發生器的圓盤上與柔輪內表面貼合的角度。

6   柔性齒輪

6.1   柔性齒輪的種類

6.1.1   圓筒形柔輪   cylindrical tube-shape flexspline

       柔輪的基本形狀呈圓筒形者。

6.1.2   環形柔輪   ring-shape flexspline

       柔輪的基本形狀呈環形者。

6.1.3   杯形柔輪   cup-shape flexspline

       柔輪的基本形狀呈圓柱杯形者。

6.1.4   鐘形柔輪   bell-shape flexspline

       柔輪的基本形狀呈古鐘形狀者。

6.1.5   雙鐘形柔輪   double bell-shape flexspline

       柔輪的基本形狀呈近似單葉雙曲面形狀者。

6.1.6   柔輪齒圈   flexspline’s toothed ring

柔輪上具有輪齒的部位

6.1.7   柔輪襯環   lining ring

       配置于波發生器與柔輪齒圈內表面之間的薄壁圓環。

6.2   幾何要素

6.2.1   柔輪齒圈壁厚中性層   neutral layer of flexspline’s toothed ring

       設定于柔輪齒圈段，平分齒根至柔輪內壁距離所在的曲面。

6.2.2   柔輪齒圈壁厚中性層的原始曲線   original curve of neutral layer of flexspline’s toothed ring

       在波發生器作用下，柔輪齒圈壁厚中性層與柔輪軸垂直面的交線。

6.2.3   柔輪齒漸開線起始圓   beginning circle of involute profile on external flexspling

       在外齒柔輪的齒面上，接近齒根處開始有漸開線齒廓的圓。

6.2.4   柔輪齒漸開線終止圓   terminal circle of involute profile on internal flexspline

       在內齒柔輪的齒面上，接近齒根處終止漸開線齒廓的圓。

6.2.5   柔輪長度    length of flexspline

       筒形或環形柔輪的總長，對于杯形柔輪或其它柔輪指頂端至筒底外表面的長度。

6.2.6   柔輪內徑   inner diameter of flexspline

       柔輪光滑筒體的內徑。

6.2.7   柔輪外徑   outer diameter of flexspline

       柔輪光滑筒體的外徑。

6.2.8   柔輪齒圈壁厚   wall thickness of flexspline

       指柔輪齒根至柔輪內壁（或外壁）的壁厚。

6.2.9   柔輪長徑比   length to diameter ratio of flexspline

       柔輪長度與內徑之比。

6.2.10   柔輪筒體壁厚   wall thickness of cylinder

       柔輪光滑筒體段之壁厚。

7   剛性齒輪

7.1   剛性齒輪的種類

7.1.1   內齒剛輪   internal circular spline

       即內齒輪。

7.1.2   外齒剛輪   external circular spline

       即外齒輪。

7.2   幾何要素

7.2.1   剛輪齒漸開線起始圓  beginning circle of involute profile on external circular spline

       在外齒剛輪齒廓上接近齒根處開始有漸開線齒廓的圓。

7.2.2   剛輪齒漸開線終止圓  terminal circle of involute profile on internal circular spline

       在內齒剛輪齒廓上接近齒根處終止漸開線齒廓的圓。

8   輸入軸、輸出軸聯接

8.1   波發生器與輸入軸的聯接

8.1.1   彈性聯接   elastic coupling

       具有彈性的聯接形式。

8.1.2   剛性聯接   rigid coupling

       具有剛性的聯接形式。

8.1.3   滑塊聯接   rigid coupling

       輸入軸與波發生器之間借十字滑塊聯接的形式。

8.2   柔輪與輸出軸的聯接

8.2.1   固定聯接   integrated coupling

柔輪底部與輸出聯接盤以螺釘或焊接法聯接的形式。

8.2.2   齒嚙式聯接   dynamic coupling

       柔輪底部與輸出聯接盤以相同齒數的內、外齒圈，構成同步嚙合運動的聯接形式。

8.2.3   花鍵聯接   splined coupling

       柔輪筒壁與輸出聯接盤以內外花鍵聯接的形式。

8.2.4   牙嵌式聯接   casterllated coupling

       柔輪與輸出聯接盤以矩形牙相嵌的聯接形式。

8.2.5   徑向銷聯接   radial pin coupling

       柔輪與輸出聯接盤以徑向孔和圓柱銷聯接的形式。

 

附加說明：

本標準由中華人民共和國機械電子工業部提出。

本標準由機械電子工業部電子標準化研究所歸口。

本標準由機械電子工業部電子標準化研究所、上海科學技術大學負責起草。

本標準起草人孫麟治、王洪星、謝金瑞、姚榮泉、劉雅軍。

本標準委托機械電子工業部電子標準化研究所負責解釋。