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今天分享一下諧波減速器的原理，來自國外專家Jetpack Academy的講解，翻譯來自B站@一碗洲。 靜下心來，是不是都能聽明白了，講解的很直觀生動。接下來，分享一下 關(guān)于諧波減速器的資料 。 什么是諧波齒輪？ 諧波齒輪是一種獨特的機械齒輪系統(tǒng)，在緊湊輕便的包裝中允許很高的減速比。

應(yīng)變波齒輪傳動也被稱為諧波齒輪傳動(Harmonic Gearing)。應(yīng)變波齒輪利用橢圓形變形的柔性輪 (Flex Spline)和圓形Circular Spline之間的齒數(shù)差異，能在非常小、輕的結(jié)構(gòu)中達(dá)到很高的減速比，多用于機器人等小型、高精度產(chǎn)品。

減速機輸出轉(zhuǎn)速(n_{減出}=frac{n_{電額}/{i})，其中(n_{電額})為伺服電機額定轉(zhuǎn)速，(i)為減速比。需確保該輸出轉(zhuǎn)速在設(shè)備要求的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。 3.考慮減速機額定輸入轉(zhuǎn)速：行星減速機有額定輸入轉(zhuǎn)速限制，通常為3000-8000rpm。要保證伺服電機的最高轉(zhuǎn)速不超過減速機的額定輸入轉(zhuǎn)速。若電機轉(zhuǎn)速超過此上限，會導(dǎo)致齒輪離心力過大、潤滑油失效，加速齒輪磨損和油封老化。

藤倉自動化微型齒輪減速機在正反轉(zhuǎn)切換及頻繁方向變換時易產(chǎn)生嚙合沖擊與磨損。通過優(yōu)化嚙合過程、降低嚙合沖擊、改進(jìn)潤滑膜穩(wěn)定性、提升結(jié)構(gòu)剛性與對中，以及采用緩啟動/軟切換控制，可顯著降低沖擊磨損，提升壽命與可靠性。微型齒輪減速機正反轉(zhuǎn)易致沖擊磨損，可從設(shè)計、裝配、運行及維護著手應(yīng)對。

大型齒輪減速機在齒面激光淬火后，表面硬度提升但可能引起熱應(yīng)力與微觀形變，導(dǎo)致實際嚙合間隙分布改變。為確保齒輪嚙合穩(wěn)定性、接觸應(yīng)力分布與壽命，需要對嚙合間隙進(jìn)行重新評估和必要的再配合。

大型齒輪減速機地腳液壓調(diào)平精準(zhǔn)校準(zhǔn)，可按以下步驟： 一、前期準(zhǔn)備 1.設(shè)備檢查清潔：全面檢查減速機與液壓調(diào)平裝置，清潔地腳與基礎(chǔ)表面。 2.校準(zhǔn)測量工具：校準(zhǔn)水準(zhǔn)儀、激光水平儀等，確保高精度，如水準(zhǔn)儀精度達(dá)±0.1mm/m以內(nèi)。

行星齒輪減速機非標(biāo)定制，需從設(shè)計、制造、裝配及檢測全方位把控精度： 1.設(shè)計精算與模擬 依工況精確計算齒輪參數(shù)，用專業(yè)軟件建三維模型，模擬運動優(yōu)化布局，規(guī)避干涉，確保配合精度。 2.制造選材與嚴(yán)控 選優(yōu)質(zhì)合金鋼，經(jīng)熱處理獲良好性能。

正齒輪減速機 - 變速箱 正齒輪減速器變速箱 3D 在 Creo 11 中設(shè)計。包括 STEP 組件。

（a）裝配體模型 （b）齒輪副模型圖1 減速器分析模型 表1 分析模型參數(shù) 2.2 齒輪副動力學(xué)模型 以減速器傳動關(guān)系為依據(jù)，建立齒輪副的動力學(xué)模型，如圖2所示。

▲諧波減速器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 為了涵蓋諧波減速機所不能做到的低減速比領(lǐng)域，HDSI產(chǎn)品還涉及到精密行星齒輪箱型諧波減速機Harmonic Planetary。獨特的內(nèi)齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪與其嚙合的更緊、消除背隙，已達(dá)到精密級的傳動誤差。

▲諧波減速器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 為了涵蓋諧波減速機所不能做到的低減速比領(lǐng)域，HDSI產(chǎn)品還涉及到精密行星齒輪箱型諧波減速機Harmonic Planetary。獨特的內(nèi)齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪與其嚙合的更緊、消除背隙，已達(dá)到精密級的傳動誤差。

純電動車動力總成是由減/差速器和永磁同步電機組成的，其激勵源除了齒輪嚙合激勵外，還有電磁激勵，從而高頻振動噪聲現(xiàn)象在電動車中較為突出。 電磁噪聲主要由電機運行時氣隙中諧波磁場相互作用做產(chǎn)生的電磁力波引起的。

常用減速器的特點：▲一級斜齒圓柱齒輪減速器▲一級圓柱蝸桿減速器▲二級斜齒圓柱齒輪減速器▲二級圓柱齒輪電動機減速器（同軸式）▲二級斜齒圓柱齒輪減速器（軸裝式）▲擺線針輪減速器▲諧波齒輪減速器▲行星減速器減速器裝配一般步驟：安裝底座→輸入軸軸部裝配→中間軸軸部裝配→輸出軸軸部裝配→安裝各軸

下圖是一張軋機振動頻譜圖，傳感器安裝到了一個軸的齒輪箱上，我們可以看到圖中有很多頻率成分，有一些我們是能夠從頻率表中找到的，更多的是無法直接識別到的成分。振動信號頻譜圖（來源：頭條號 小波律動）齒輪箱內(nèi)部包含多組齒輪和多個軸承，各個零部件的特征頻率就不一一列出了。下表為軸轉(zhuǎn)速為1135（當(dāng)前轉(zhuǎn)速）時，能夠在頻譜圖中找到的頻率成分。

分別是諧波轉(zhuǎn)矩引起的強迫振動問題、加減速引起的顫振、扭轉(zhuǎn)共振問題、轉(zhuǎn)矩脈動引起的齒輪嘯叫問題。我們一一道來： 諧波轉(zhuǎn)矩引起的強迫振動問題這個問題很容易理解，理想電機軸系旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩是只有一階，而工程中由于各種機械、電氣誤差不可避免的會產(chǎn)生更多階次的轉(zhuǎn)矩成分，這些階次的轉(zhuǎn)矩會產(chǎn)生額外的振動階次，在一些特別的場合諧波轉(zhuǎn)矩還會使得齒輪嘯叫，降低舒適感。

1.2 減速器及控制器噪聲分析減速器作為三合一電驅(qū)動系統(tǒng)的動力調(diào)節(jié)裝置,將電機的高速輸出調(diào)整為轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速合理分配的輸出形式。齒輪傳動時,齒與齒之間不可避免地產(chǎn)生撞擊和摩擦,從而使齒輪產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速有關(guān)的嚙合振動和噪聲。齒輪嚙合噪聲的頻率為:(5)其中:Z為齒輪的齒數(shù);n為齒輪的轉(zhuǎn)速。

為了提高齒輪的承載能力和壽命，減速器齒輪采用低碳合金鋼20CrMo滲碳淬火加磨齒工藝。如圖2所示，減速器為兩級平行軸斜齒輪傳動結(jié)構(gòu)，輸入軸花鍵與電機連接，動力通過差速器與半軸連接傳遞給車輪。圖2 減速器結(jié)構(gòu)方案表1為減速器齒輪參數(shù)對比。從表1中可以看出，采用細(xì)高齒的減速器兩級齒輪的齒頂高系數(shù)均不小于1.4，超過標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)40%；端面重合度都超過2，滿足細(xì)高齒設(shè)計方法。