双刚轮谐波齿轮减速器设计开题报告

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1. 研究目的与意义（文献综述）

谐波齿轮传动是齿轮传动中的一种，主要由波发生器、柔轮与刚轮三大件构成,1955 年美国 c.w. musser 发明制造了世界上第一台谐波减速器并在 1959 年取得了发明专利。由于谐波齿轮传动较一般行星齿轮、圆柱齿轮、摆线针齿轮传动具有定位精度高、重复性好、传动比大、重量和尺寸小、惯性矩小、可靠性高等一系列优点，故这种新型传动方式很快在工业机器人、航空航天、医疗器械、电子设备、汽车、造船、能源、精密机床、光学仪器等诸多领域得到了广泛应用。近年来，全球工业机器人产业蓬勃发展，与此同时，工业机器人用精密减速器市场的需求规模也呈现较大规模的增长。一般情况下，一台工业机器人的精密减速器需求数量为 4-6 个。根据国家权威部门发布的预测报告，2015 年至 2018 年，我国工业机器人用精密减速器的新增需求量依次将达到 23.6 万套、29.6 万套、36.9 万套和 46.2 万套对于国内市场现有的工业机器人按使用寿命 8～10 年来计算，未来国内精密减速器的市场需求有望超过 100 万台，年市场销售额将达到 100 亿元规模以上。然而国内的工业机器人用精密谐波减速器市场却被日本 harmonic drive systems inc.公司高度垄

断，该公司占据了精密谐波减速器的主要市场份额。反观国内，尽管近年来我国加大了对谐波减速器的研发力度，北京中技克美和苏州绿的公司在核心技术上有所突破，但减速器在精度、寿命等性能指标上与日本产品仍存在较大差距，导致在很多情况下，包括国产机器人在内的机器人厂商首选的仍然是日本的谐波减速器产品。在减速比和刚轮外径相同的情况下，日本 harmonic 公司的产品有更短的轴向尺

寸，在主要性能指标上，国产产品与日本 harmonic 的产品也存在一定差距，特别是在设计寿命上，差距巨大，就目前而言，国产谐波减速器产品暂时还无法完全替代国外产品。由于高性能的谐波减速器只有国外几家公司能够量产，并且谐波减速器利润巨大，因此国外公司对谐波减速器的相关技术完全封锁，使得我国的机器人厂商为采购

2. 研究的基本内容与方案

2、基本内容和技术方案

谐波变速器由两个行星减速器衍生而来，其工作原理与传统齿轮完全不同。谐波

减速器在未装配前，柔轮原始剖面呈圆形，且柔轮周节与刚轮相同，但是柔轮齿数比刚轮齿数少两个齿；波发生器是由于保证柔轮钢轮在啮合区域完全啮合、脱开区域完全脱开，其剖面呈椭圆形，且长轴尺寸比柔轮直径稍大。谐波减速器装配之后，由于波发生器的存在迫使柔轮径向发生变形使其在波发生器长轴与刚轮完全啮合；波发生器短轴处柔轮与刚轮轮齿完全脱开，而处于长轴短轴之间沿波发生器周长不同区段的齿处于啮入、啮出的不同过渡状态；因此，当波发生器沿图中箭头方向连续转动时，波发生器将迫使柔轮连续变形，使得柔轮轮齿不间断的啮入、啮出，从而实现柔轮相 对于刚轮沿波发生器相反方向旋转

3. 研究计划与安排

第 1 周：熟悉课题，搜集整理谐波齿轮相关资料，查阅文献；

第 2 周：查阅外文文献，并开始文献翻译；

第 3 周：撰写开题报告初稿，完成资料翻译工作；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] [苏]m.h.伊万诺夫, 谐波齿轮传动[m]. 1987: 国防工业出版社.

[2] 辛洪兵, 柔轮齿圈应力的有限元分析. 机械科学与技术, 2003. 22(3). [3] 姜世平, 谐波齿轮传动中柔轮载荷分布规律分析研究. 机械设计, 2001(6): p. 11.

[4] 戴曙光, ansys 基础应用于范例解析. 2003: 机械工业出版社.