谐波齿轮减速装置的工作原理及其特点是什么

谐波齿轮减速装置，也称为谐波减速器或谐波传动器，是一种精密的传动机构，其工作原理基于弹性力学中的波动力学和弹性薄壁变形理论。具体工作过程如下：

(齿轮减速机)

工作原理：

•谐波齿轮减速器主要由三个基本构件组成：刚轮、柔轮和波发生器。

•刚轮是一个具有外齿圈的固定部件。

•柔轮则是一个内壁为柔性薄壁结构的齿轮，其内径略小于波发生器的长度，且柔轮上同样有与刚轮啮合的外齿。

•波发生器通常由一个椭圆形或者接近椭圆形的凸轮及其两端的滚子轴承构成，当波发生器在柔轮内部旋转时，会迫使柔轮产生径向弹性变形。

•当波发生器转动时，它将柔轮挤压成近似椭圆形状，使柔轮的一部分齿与刚轮的齿啮合。由于柔轮比刚轮少两个齿，随着波发生器的连续旋转，柔轮上的啮合点沿刚轮齿廓逐渐移动，从而实现了柔轮相对于刚轮的减速运动。

特点：

1.高精度：由于谐波齿轮传动过程中多个齿同时啮合，因此具有较高的传动精度，可以达到极高的回转精度和平稳性。

2.大速比：单级谐波齿轮传动可以获得较大的传动比（一般70~320甚至更高），多级串联后可实现更大的速比，适用于需要大幅度降低速度的应用场合。

3.体积小、重量轻：相比于传统的齿轮减速器，谐波齿轮减速器结构紧凑，使用较少材料即可实现高效传动，因此体积和重量都较小。

4.承载力强：由于在啮合过程中，柔轮采用高强度材料制作，能够承受较大载荷，并且同时啮合的齿数较多，承载能力较强。

5.低噪音、低振动：由于谐波齿轮传动是通过弹性变形实现，传动平稳，无冲击，所以运行噪声和振动相对较小。

6.适应性强：适用于真空环境等特殊工况，因其可通过密封隔离外部环境对内部机械部件的影响。

7.易于安装及维护：结构简单，集成度高，便于与其他系统进行集成设计。综上所述，谐波齿轮减速装置凭借其独特的设计和工作方式，在机器人、航空航天、医疗器械、精密测量仪器等诸多领域中得到了广泛应用。