市場(chǎng)對(duì)精密性、無(wú)間隙性和高轉(zhuǎn)矩等性能的要求越來(lái)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(dòng)裝置就是最好的選擇，因?yàn)樗梢栽谧钚〉慕Y(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(dòng)技術(shù)的趨勢(shì)越來(lái)越向更快和動(dòng)力更高的方向發(fā)展的同時(shí)，在測(cè)量技術(shù)、光學(xué)或醫(yī)療技術(shù)方面，則要求驅(qū)動(dòng)裝置要具有較高的減速比的同時(shí)還要具有很好的重復(fù)精度和傳動(dòng)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(dòng)裝置的解決方案。對(duì)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(dòng)裝置，其特點(diǎn)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(guò)Harmonic Drive 和HPG 組合式行星齒輪傳動(dòng)裝置來(lái)實(shí)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(shí)現(xiàn)最高可達(dá)1:7200的傳動(dòng)比。
隨著HPG系列行星齒輪傳動(dòng)裝置的開發(fā)和生產(chǎn)，這家位于Limburger的公司在其整個(gè)使用壽命期間都沒(méi)有明顯的間隙增加的精密行星齒輪箱的制造方面，多年來(lái)獲得了豐富的經(jīng)驗(yàn)。利用在柔性齒輪的設(shè)計(jì)和制造方面獲取的技術(shù)知識(shí)，對(duì)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(guò)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(guò)幾千個(gè)工作小時(shí)之后，在行星齒輪傳動(dòng)裝置的滯后曲線上也看不到有間隙增加的跡象。在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)程中，扭轉(zhuǎn)間隙都保持在小于一個(gè)角分的范圍之內(nèi)。
通過(guò)采用可變形的空心輪，使行星齒輪傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)構(gòu)造得到了簡(jiǎn)化。通過(guò)空心輪的補(bǔ)償作用，可以實(shí)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(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。Harmonic Drive公司使用一種無(wú)間隙的、具有防傾斜剛性的交叉式滾柱軸承作為從動(dòng)軸承，它可以吸收較高的載荷，從而使傳動(dòng)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)性能不會(huì)受到負(fù)面的影響。不需要另外再安裝一個(gè)軸承。制造成本和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本由此得以降低。
微小型伺服驅(qū)動(dòng)裝置使用的行星齒輪傳動(dòng)裝置
小型機(jī)器的直線性和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軸需要精密的高動(dòng)能的傳動(dòng)裝置。Harmonic Drive公司對(duì)此種發(fā)展趨勢(shì)的應(yīng)對(duì)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(dòng)裝置。這種新型的邊棱尺寸只有40mm的傳動(dòng)裝置具有較大型的行星齒輪傳動(dòng)裝置所具有的所有優(yōu)點(diǎn)：在整個(gè)使用壽命期間沒(méi)有間隙的增加，扭轉(zhuǎn)間隙小于3個(gè)角分，輸入轉(zhuǎn)速高達(dá)10000r/min，在減速比i=5~i= 45 時(shí)可采用模塊式結(jié)構(gòu)等。這些性能都是從較大型的傳動(dòng)裝置那里接收過(guò)來(lái)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(dòng)軸承都得以保留。HPG 11型精密行星齒輪傳動(dòng)裝置適用于小型和微型的伺服驅(qū)動(dòng)裝置。除了高動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)軸之外，測(cè)量和試驗(yàn)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(shí)現(xiàn)高的減速比。對(duì)于用于觀測(cè)任務(wù)的衛(wèi)星天線或照相機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)和制導(dǎo)用的方位和仰角驅(qū)動(dòng)裝置，對(duì)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(dòng)裝置可以實(shí)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(dòng)裝置至少需要4~5級(jí)。
為了實(shí)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(dòng)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(dòng)裝置組合起來(lái)，要么將整個(gè)的行星齒輪前置級(jí)整體組裝到波形信號(hào)發(fā)生器上。這種傳動(dòng)裝置重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，一級(jí)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(hào)發(fā)生器之間的空腔中整體組裝上一個(gè)行星齒輪前置級(jí)。這樣可以使用二級(jí)實(shí)現(xiàn)高達(dá)7200的減速比。為了達(dá)到最高的精密度，這個(gè)行星齒輪前置級(jí)必須和后面連接的傳動(dòng)裝置同樣精密地工作。HPG系列產(chǎn)品就是這樣的精密傳動(dòng)裝置。HPG 11型精密行星齒輪傳動(dòng)裝置和Harmonic Drive CPU系列波形信號(hào)發(fā)生器的整合是一個(gè)很好的例子。傳動(dòng)裝置的殼體和波形信號(hào)發(fā)生器牢固地連接在一起。行星齒輪傳動(dòng)裝置的從動(dòng)法蘭固定住波形信號(hào)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(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)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(dòng)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(duì)結(jié)構(gòu)緊湊性提出更高要求的情況下，行星齒輪前置級(jí)可以直接整體裝入波形信號(hào)發(fā)生器。這種解決方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)特別緊湊，同時(shí)重量很輕。
在特種的嚙合部件的基礎(chǔ)上，波形信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)為行星齒輪傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)。它和通常的伺服行星齒輪傳動(dòng)裝置不同，其從動(dòng)輪是行星齒輪傳動(dòng)裝置的空心輪。通過(guò)功能的整合，這個(gè)空心輪同時(shí)又是可變形的細(xì)環(huán)形軸承的支座。行星齒輪傳動(dòng)裝置上的力從主動(dòng)軸的中心齒輪通過(guò)行星齒輪傳輸?shù)娇招妮喩�。行星齒輪托架設(shè)計(jì)為靜止的元件，和傳動(dòng)裝置的殼體牢固地連接在一起。波形信號(hào)發(fā)生器的軸向推力被一個(gè)由兩個(gè)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(shí)現(xiàn)1:640 的減速比和90Nm的從動(dòng)力矩。這種傳動(dòng)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。
