柔性齒輪即柔輪，有薄壁杯形、薄壁圓筒形或平嵌式等多種。薄壁圓筒形柔輪的開口端部外面有齒圈，它隨波發生器的轉動而變形，筒底部分與輸出軸聯接。一般齒輪傳動均採用剛性機構，旋轉零件也都是剛性的。而諧波齒輪傳動，則是利用柔性工作構件的彈性變形運動來達到傳動目的的一種新型傳動。
基本介紹
- 中文名：柔性齒輪
- 外文名：The flexible gear
- 學科：機械工程
- 領域：機械設備
- 形式：薄壁杯形、薄壁圓筒形或平嵌式
- 別稱：柔輪
簡介,諧波齒輪傳動的主要特點,柔性齒輪的毛坯和熱處理規範的選擇,柔性齒輪機械加工的特點,柔性齒輪的機械加工工藝,
簡介
一般齒輪傳動均採用剛性機構，旋轉零件也都是剛性的。而諧波齒輪傳動，則是利用柔性工作構件的彈性變形運動來達到傳動目的的一種新型傳動。
諧波齒輪傳動機構的主要零件僅有三件：柔性齒輪、剛性齒輪和諧波發生器。在具有長短軸的諧波發生器作用下，迫使柔性齒輪產生彈性變形，並與帶有內齒的剛性齒輪相互作用而實現運動的傳遞。
諧波齒輪傳動的主要特點
1.結構簡單，零件少，體積小，重量輕；
2.傳動比大，傳動精度高，同時嚙合的齒數多，因而承載能力大；
3.可實現無側隙嚙合運動，能向密封空間傳遞運動。正因為諧波齒輪傳動具有其它傳動難以達到的獨特優點，所以在國內外許多工業部門中得到迅速的發展和廣泛的套用。
諧波齒輪傳動除用於一般的減速裝置外，可用於火箭、衛星、飛機、坦克以及雷達中的隨動系統和真空密封傳動之中。在精密測試方面，還可用於微小位移機構、精密分度機構、小側隙或無側隙傳動系統。
在諧波齒輪傳動機構的製造中，柔性齒輪的製造是一個很重要的關鍵。
柔性齒輪的毛坯和熱處理規範的選擇
在選擇毛坯形狀和製造方法，以及諧波齒輪傳動機構主要配套零件的熱處理規範時，必需估計零件在負載時的應力-變形狀態。根據分析表明，諧波齒輪傳動機構中，最大的負荷環節是在複雜的交變應力下工作的柔性齒輪。
選擇柔性齒輪毛坯的熱處理規範，要從其所需的彈性、耐用性和切齒時的允許硬度出發來考慮。在此基礎上還要考慮試運轉時保證嚙合齒跑合的合理性。故柔性齒輪毛坯的熱處理一般採用調質處理，硬度為HRC32-36。要特別注意柔性齒輪在模中的冷擠壓法。
因為採用這種方法，可保證較高的成形精度，並且幾乎完全不需機械加工，金屬消耗量可降低60-70%。明:材料利用率高(90-95%)；勞動量較熱衝壓低(約30-40%)，零件的尺寸精度為2-3級，表面光潔度較高。此外，採用這種成形方法，按照塑性變形的不同程度，金屬的強度極限可提高到1.5-2倍，屈服極限提高到2-2.5倍，從而顯著提高了所制零件的機械性能。
柔性齒輪機械加工的特點
柔性齒輪配合面精度和光潔度的要求是相當高的，這樣才能保證有足夠高的效率和必要的負荷能力，以及防止在過載情況下滑落的可能性。
為了保證加工時薄壁柔性齒輪具有足夠的徑向剛度，必須採用專用的剛性心軸。否則精車後就會產生壁厚和橢圓度超差。
設計上述心軸的結構時，是考慮了在小批試生產中用它加工柔性齒輪的使用條件。在大批和大量生產這種零件時，可採用氣動或液動而更為快速的這類心軸。為在機械加工中緊固柔性齒輪，還可採用磁力夾具。
柔性齒輪的機械加工工藝
根據已有的製造經驗，可推薦柔性齒輪的機械加工工藝程式如下:
1.粗車毛坯外、內表面，毛坯壁厚和長度上的餘量為1.0-3.0mm；
2.粗加工的毛坯與心軸一起進行熱處理；
3.精車毛坯內表面(基準面)，以便裝上心軸；
4.零件裝在心軸上進行精加工—精車，磨外表面，車端面，切齒。
柔性齒輪的諧波嚙合齒，要採用心軸在無變形狀態下切制。這樣加工齒產生的周節誤差，與變形到工作狀態的柔性齒輪切齒法比較，相差不大，都在公差範圍內。柔性齒輪諧波外齒圈允許用滾刀加工。在切諧波嚙合齒(模數m≤1.5 mm)時，柔性齒輪的定位精度建議不低於0.05 mm。
必須指出，齒輪加工工具機的運動誤差對小模數諧波嚙合齒的製造精度影響很大，因此在齒輪製造時必須注意。
用輾壓法製造殼體，通過陰模擠壓使柔性齒輪成形。模數為0.3 mm時使用這種方法是合理的。使用此法製造柔性齒輪的成本，比用機械加工方法低4/5，而齒的精度可達79級。
