طراحی محصول کاهش دهنده هارمونیک

یک کاهنده درایو هارمونیک اساساً از سه جزء اصلی تشکیل شده است: یک مولد موج، یک فلکس لاین و یک اسپلین دایره ای. مولد موج معمولاً روی شفت ورودی نصب می شود. این یک جزء بیضوی است که دارای یک بلبرینگ نازک-در حلقه بیرونی آن تعبیه شده است. flexspline روی شفت خروجی نصب شده است. این یک جزء فلزی انعطاف پذیر با ساختار-دیواره نازک-به شکل فنجان است که دارای دندانه های چرخ دنده خارجی بریده شده در لبه بیرونی انتهای باز آن است. اسپلاین دایره ای معمولاً در جای خود ثابت می شود. این یک جزء حلقوی سفت و سخت با دندانه‌های چرخ دنده داخلی بریده شده در محیط داخلی آن است که به اندازه دندان‌های روی فلکس‌لاین هستند، اما تعداد آنها دو عدد بیشتر است.

اصل کار به شرح زیر است: چرخش مولد موج یک تغییر شکل الاستیک قابل کنترل و دوره ای را در فلکس لاین ایجاد می کند و باعث می شود که شکل بیضی به خود بگیرد. محور اصلی این بیضی با دندانه های اسپلین دایره ای درگیر می شود در حالی که محور فرعی کاملاً جدا می ماند. هنگامی که اسپلین دایره ای ثابت نگه داشته می شود و مولد موج در یک جهت خاص می چرخد، تغییر شکل الاستیک فلکس اسپلین باعث می شود نقاط درگیری با دندانه های اسپلین دایره ای به صورت متوالی جابجا شوند. از آنجایی که فلکس‌اس‌لاین دندان‌های کمتری نسبت به اسپلین دایره‌ای دارد (معمولاً دو عدد کمتر)، برای هر چرخش کامل مولد موج، فلکس‌اس‌لاین با فاصله‌ای معادل دو دندان در جهت مخالف چرخش مولد موج پیشروی می‌کند و در نتیجه به نسبت کاهش بالایی دست می‌یابد.

ویژگی های انتقال آن عبارتند از: طیف گسترده ای از نسبت های کاهش (50-300 در یک مرحله، و به طور بالقوه رسیدن به 30,000-60,000). تعداد زیاد دندان‌های درگیر همزمان (تقریباً 30%) که منجر به ظرفیت باربری بالا و دقت انتقال بالا می‌شود. حرکت صاف با سطح سر و صدای کم؛ و قابلیت دستیابی به تعامل صفر-. علاوه بر این، دارای یک ساختار فشرده است. برای گشتاور خروجی معادل، حجم آن را می‌توان دو سوم{10}}و وزن آن را به نصف کاهش داد.

طراحی و ساخت کاهنده‌های درایو هارمونیک چالش‌های متعددی از جمله الزامات سخت‌گیرانه برای دقت ماشین‌کاری، اطمینان از عمر خستگی فلکس‌لاین، و کنترل خطاهای انتقال و واکنش متقابل را به همراه دارد. نوآوری های تکنولوژیکی در این زمینه در درجه اول حول پروفیل های دندانه چرخ دنده، مواد و طرح های ساختاری می چرخد. به عنوان مثال، شرکت ژاپنی سیستم هارمونیک درایو (هارمونیک درایو) پروفایل‌های دندانه‌ای دوقوسی-دایره‌ای-(مانند نمایه "IH") و دندان‌های "{4}}نوع" را برای افزایش کیفیت درگیری و بهبود ظرفیت تحمل بار و سفتی پیچشی ایجاد کرد. به طور مشابه، Suzhou Leader Harmonic Drive به طور مستقل یک ساختار کاملاً جدید "P-نوع دندان" ایجاد کرد و بر اساس تحقیقات در مورد پویایی واقعی درگیری در flexspline، نظریه جدیدی از مش بندی چرخ دنده را ایجاد کرد. در طراحی فلکس‌لاین، از فولاد تخصصی با استحکام خستگی بالا استفاده شده است و عملکرد از طریق بهینه‌سازی ضخامت دیوار و فرآیندهای شکل‌دهی بیشتر می‌شود. جزء اصلی مولد موج، یاتاقان انعطاف پذیر است که عملکرد خستگی آن از طریق انتخاب دقیق مواد، اصلاحات ساختاری و عملیات سطح بهینه می شود.

برای برآوردن نیازهای کاربردی مختلف، کاهنده های هارمونیک به انواع پیکربندی های ساختاری تبدیل شده اند. مدل‌های یکپارچه معمولی (مانند سری LCS-I) دارای یک ساختار استوانه‌ای استاندارد با یک فنجان-شکل انعطاف‌پذیر هستند. این واحدها دارای یک یاتاقان غلتکی متقاطع داخلی-می‌باشند و با یک اسپلاین صلب ثابت و یک خروجی چرخشی فلکس‌لاین مشخص می‌شوند. برای انطباق با محدودیت‌های فضایی مختلف و الزامات بار، انواع دیگری نیز موجود است، از جمله مدل‌های فوق نازک (مثلاً سری SHD، با کاهش طول محوری تقریباً 50%)، مدل‌های توخالی-شفت (مثلاً سری CPL)، و{12}بالا{12}}نسخه‌های{12}CSG مجهز به{12} خارجی (نسخه‌های{12} CSG{1} خارجی مجهز به{12} CSG، نمونه‌های خارجی 7) بسیار نازک (مثلاً سری SHD با کاهش طول محوری تقریباً 50%). مجموعه محصولات طیف وسیعی از اندازه‌ها-از واحدهای کوچک تا بزرگ{19} را در بر می‌گیرد و طیف وسیعی از نسبت‌های کاهش را ارائه می‌دهد.