諧波減速器，設(shè)計師視角的行業(yè)分析

高山無言001

    最近幾年工業(yè)機(jī)器人很火，很多大公司，小公司都在搞這個，都想到這個很有前景的市場里分一杯羹。說起機(jī)器人，不得不提到減速器。目前機(jī)器人減速器全球幾乎被日本兩家公司壟斷。一個是帝人，一個是HD。他們兩個前一個做RV減速器，后一個做諧波減速器，前者用在受力大的關(guān)節(jié)，后者用在受力小的關(guān)節(jié)。

) t8 W0 F3 M* p  k+ u$ J    RV減速器就我了解，中國沒有成熟產(chǎn)品在市場上賣。諧波減速器中國倒是有幾家，拿的出手的，能用在機(jī)器人上的，就我了解只有一家，其他的用在機(jī)器人上都不太靠譜。
) T+ Y0 c' f# E  V* _) E
    RV減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件多，與之相比諧波減速器結(jié)構(gòu)簡單，零件少，所以國內(nèi)有幾家能做這個。但它作為精密減速器，做出來容易，做的好，精度高，壽命長，還能承受較高負(fù)載滿足機(jī)器人的使用要求還是很難的。

5 {. A8 F  O# @4 [3 ?  y( @" q! |3 X    作為一名諧波減速器設(shè)計師，跟大伙講講它的難點所在。
0 x6 @- k; B" Y  T8 K, `. c
    首先，不談設(shè)計的好不好，符不符合理論，做成后效果如何，就說諧波減速器做出來，做的跟設(shè)計的一致，就有兩道門檻要跨過去，加工和檢測。
- P" B1 e* L6 c6 t" e
7 s, [( m% C5 h2 r2 l# D    先說加工，這種減速器的齒都是小模數(shù)齒，模數(shù)大多位于0.15至0.5之間，國內(nèi)頂級的做刀具的都做不了，因為模數(shù)太小。外國太小模數(shù)的刀具不對中國賣。光刀具一環(huán)就把一些人卡死了，導(dǎo)致設(shè)計的東西加工不出來。

    然后是檢測，目前沒有發(fā)現(xiàn)什么好的檢測設(shè)備可以準(zhǔn)確的檢測齒形的加工情況，因為齒實在太細(xì)，精度要求太高，檢測這一環(huán)，也有許多人過不去。
  \/ U) Z" L3 ^7 t5 j) t
9 R4 z7 I5 }: L    說完加工和檢測，就是設(shè)計了。設(shè)計的理論也是一大難關(guān)。

    首先，關(guān)于這方面的資料實在是太少太少了。像《機(jī)械設(shè)計手冊》，《齒輪手冊》，這些大部頭的工具書只是對它有提及。僅僅只有幾本八九十年代的書，是專門講這個的，請注意，是八九十年代。盡管是專門講這個的，但也都講得很淺，只有籠統(tǒng)的一個原理，深入的細(xì)節(jié)都沒有講。這幾本書有國內(nèi)的和前蘇聯(lián)的，國內(nèi)的《諧波齒輪傳動技術(shù)手冊》質(zhì)量高一些，講的全面些，年代也最新。前蘇聯(lián)的是《諧波齒輪傳動》------伊萬諾夫?qū)懙模|(zhì)量高些，與前一本比講解的要深入些，很多國內(nèi)書籍沒有提到的問題它上面都有講，研究這個的一定不要錯過這本書。

     但是悲哀的是，這些書上的原理都是流于表面，給出的結(jié)論更是不靠譜的。按照上面的結(jié)論做出的成品，用起來噪音大，間隙大，精度更不用談，跟國外的沒得比，只能說書上的那一套方法太落后，也許能符合那個年代的要求，但不符合現(xiàn)代機(jī)器人的使用要求。

    網(wǎng)上的論文倒是不少，但質(zhì)量只能讓人呵呵呵。原理都是基于上面說的那幾本書，然后摻一些數(shù)學(xué)方法進(jìn)去，再用有限元軟件做個模擬分析，結(jié)論就出來了。首先基于的原理就已經(jīng)不太靠譜，沒有深入實際，更何況連樣機(jī)都沒加工出來，這些論文也只能在那里論論，沒什么實際指導(dǎo)作用。

5 c( A% }  y8 G$ q    我們拋棄了那些書本和論文，做了許多探索，更改，做出的產(chǎn)品反而進(jìn)步不少。噪音，精度，壽命方面有很大的提高。
    如果想深入了解諧波減速器的深入實際的原理，推薦大家去看國外的專利資料。

  `+ q* k) I; s. z3 E    另外減速器的材料，熱處理，這些技術(shù)國內(nèi)跟國外比也有許多差距。

    以上就是我個人所了解的諧波減速器的難點所在，以及個人閱讀資料的一些經(jīng)驗。個人觀點，僅供參考，如有錯誤，偏頗的地方，歡迎大家指正。
   
0 ]; [5 y# D2 L4 s- s5 T# H3 f

  F; k9 Q) |6 [( ?  v/ _補(bǔ)充內(nèi)容 (2015-9-12 11:51):
     補(bǔ)充一下，準(zhǔn)確說《諧波傳動技術(shù)手冊》這本書的結(jié)論還是有點靠譜的，研究這個的可以去試試它的結(jié)論，看看做出來的實際效果。不過它還只是有點靠譜，只是有點，因為它基于的原理并沒有深入的切合實際。

ygang86

就一本《諧波齒輪傳動》------伊萬諾夫嗎？？

shouce

檢測設(shè)備  是三坐標(biāo) 不行嗎
3 ]/ }( s. M6 U! a

shouce

加工設(shè)備  用高精度磨床  可以吧  德國的磨齒   行不行     只要有齒形  應(yīng)該可以的      放心吧  只要有利潤   就會有人來做的         

threetigher

機(jī)器人技術(shù)的關(guān)鍵，除了諧波減速器，還有一個編碼器吧。都在日本掌握中，早在80年代就琢磨這個。

動靜之機(jī)

9 b( U8 s0 J& j4 X0 w( }
& u& c% f& z) _5 V我們身處小模數(shù)行業(yè)， 好像小模數(shù)滾刀還沒有進(jìn)入禁運手冊吧， 嘿嘿。

4 x/ ]2 h8 V( d關(guān)鍵是齒形，您只要提供圖紙，人家就可以賣刀。
* C4 x8 u+ V7 ^5 G. ^* [
這張圖的右邊是個柔輪。

" h& Y" ^8 s) u8 b
這個柔輪的監(jiān)測報告：


1 X: e% F- X& E7 n  }6 x8 ?. t5 O* W4 H

orc_roll

特地查了下諧波減速器，下面貼張圖片。

它主要由三個基本構(gòu)件組成：
（1）帶有內(nèi)齒圈的剛性齒輪（剛輪），它相當(dāng)于行星系中的中心輪；
（2）帶有外齒圈的柔性齒輪（柔輪），它相當(dāng)于行星齒輪；
* n  S7 j9 e- H5 N（3）波發(fā)生器H，它相當(dāng)于行星架。
作為減速器使用，通常采用波發(fā)生器主動、剛輪固定、柔輪輸出形式。
以上來源于百度百科。

筱羽

哈哈，樓主見多識廣，有深度。侃侃而談，信息量很大。

shouce

動靜之機(jī) 發(fā)表于 2015-9-11 21:54
我們身處小模數(shù)行業(yè)， 好像小模數(shù)滾刀還沒有進(jìn)入禁運手冊吧， 嘿嘿。
6 m) P: j: l/ M) @; Z+ r
關(guān)鍵是齒形，您只要提供圖紙，人家 ...

7 p2 e' Q2 ]- `1 I. e這個是德國的  克林貝格  檢測報告呀

壞壞小子

星期三的時候，我們公司還特意培訓(xùn)了，RV減速器、諧波減速機(jī)、行星減速機(jī)三者的區(qū)別，以及他們的結(jié)構(gòu)和各自的優(yōu)缺點？使用場合？國內(nèi)外供應(yīng)商廠家有那些，，
' I: `9 A, Y2 y9 O# i9 o- P* R) Q+ n- Z剛才樓主說到了諧波減速機(jī)的國內(nèi)有一家做的還不錯--  應(yīng)該是 綠的 吧，