Design produs de reductoare armonice

Un reductor de antrenare armonică constă în principal din trei componente de bază: un generator de undă, un flexspline și o spline circulară. Generatorul de undă este de obicei montat pe arborele de intrare; este o componentă eliptică cu un rulment cu bile-subțire încorporat în inelul său exterior. Flexspline este montat pe arborele de ieșire; este o componentă metalică flexibilă, cu o structură cu pereți subțiri-în formă de cupă-, cu dinți externi tăiați în marginea exterioară a capătului său deschis. Spline circulară este de obicei fixată pe loc; este o componentă inelară rigidă cu dinți interni tăiați în circumferința sa interioară-dinții care sunt de aceeași dimensiune cu cei de pe flexspline, dar cu doi mai mare.

Principiul de funcționare este următorul: rotația generatorului de undă induce o deformare elastică controlabilă, periodică, în flexspline, determinând-o să capete o formă eliptică. Axa majoră a acestei elipse se cuplează cu dinții splinei circulare, în timp ce axa mică rămâne complet decuplată. Când spline-ul circular este ținut staționar și generatorul de undă este rotit într-o direcție specifică, deformarea elastică a flexspline-ului face ca punctele de angrenare cu dinții spline-ului circular să se deplaseze secvențial. Deoarece flexspline posedă mai puțini dinți decât spline circulară (de obicei cu doi mai puțini), pentru fiecare rotație completă a generatorului de undă, flexspline avansează cu o distanță echivalentă cu doi dinți în direcția opusă rotației generatorului de undă, obținând astfel un raport de reducere ridicat.

Caracteristicile sale de transmisie includ: o gamă largă de rapoarte de reducere (50–300 într-o singură etapă și potenţial ajungând la 30.000–60.000); un număr mare de dinți cuplați simultan (aproximativ 30%), rezultând o capacitate de încărcare-înaltă și o mare precizie a transmisiei; mișcare lină cu niveluri scăzute de zgomot; și capacitatea de a obține o implicare zero-reacții adverse. În plus, are o structură compactă; pentru un cuplu de ieșire echivalent, volumul acestuia poate fi redus cu două-treimi și greutatea sa la jumătate.

Proiectarea și fabricarea reductoarelor cu antrenare armonică prezintă mai multe provocări, inclusiv cerințe stricte pentru precizia prelucrarii, asigurarea duratei de viață la oboseală a flexspline și controlul erorilor de transmisie și jocului. Inovațiile tehnologice în acest domeniu gravitează în primul rând în jurul profilelor dinților, materialelor și modelelor structurale ale angrenajului. De exemplu, compania japoneză Harmonic Drive Systems (Harmonic Drive) a dezvoltat profile de dinți dublu-circulare- (cum ar fi profilul „IH”) și dinți de tip „P-pentru a îmbunătăți calitatea angajării și pentru a îmbunătăți capacitatea portantă-la sarcină și rigiditatea la torsiune. În mod similar, Suzhou Leader Harmonic Drive a dezvoltat în mod independent o structură complet nouă de tip „P-dinte” și, pe baza cercetărilor privind dinamica reală de angajare a flexspline, a stabilit o nouă teorie a angrenajului angrenajului. În proiectarea flexspline, este folosit un oțel specializat cu rezistență ridicată la oboseală, iar performanța este îmbunătățită în continuare prin optimizarea grosimii peretelui și a proceselor de formare. Componenta de bază a generatorului de undă este rulmentul flexibil, a cărui performanță la oboseală este optimizată prin selecția atentă a materialelor, rafinamentele structurale și tratamentele de suprafață.

Pentru a satisface diverse cerințe de aplicare, reductoarele armonice au evoluat într-o varietate de configurații structurale. Modelele integrate obișnuite (cum ar fi seria LCS-I) prezintă o structură cilindrică standard cu o flexspline în formă de cupă-; aceste unități încorporează un rulment cu role încrucișate încorporat-și sunt caracterizate printr-o spline rigidă staționară și o ieșire flexspline rotativă. Pentru a face față diferitelor constrângeri spațiale și cerințe de încărcare, sunt disponibile și alte variante, inclusiv modele ultra{-subțiri (de exemplu, seria SHD, cu o reducere a lungimii axiale de aproximativ 50%), modele cu arbore-cav (de exemplu, seria CPL) și versiuni cu-sarcină mare echipate cu rulmenți externi (de exemplu, seria CS{2{17}) (de exemplu, seria CSGU{17}). Portofoliul de produse se întinde pe o gamă largă de dimensiuni-de la unități în miniatură la unități-la scară mare și oferă un spectru extins de rapoarte de reducere.