数控散人 发表于 2006-12-31 09:54:52

Re: 一个奇怪的齿轮机械装置(谐波差动装置)---[如图,请教]

<DIV>千里冰峰,</DIV>
<DIV>万里雪飘;</DIV>
<DIV>江山如此多娇,</DIV>
<DIV>引无数英雄竟折腰! </DIV>
<DIV>楼上大侠,好深的功力! </DIV>
<DIV></DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV>只是有一点不是很赞同,既Cs和Cd的定义好象还不够完全准确.</DIV>
<DIV>当然,外表是看不出来的,但是这个机构是允许其"可变速ブ-リ传入"反向输入的;</DIV>
<DIV><FONT color=#ff0000>具体的讲,Cs和Cd有可能不一样.</FONT></DIV>
<DIV>这也许对你的计算有所帮助.</DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV><FONT style="BACKGROUND-COLOR: #ffffff"></FONT>

logxing 发表于 2007-1-1 00:59:04

Re: 一个奇怪的齿轮机械装置(谐波差动装置)---[如图,请教]

按照我的分析可以得到数控散人给出的式子,请大家看看。

Cd是输入刚轮,Cs是输出刚轮,设它们的齿数分别为Zd和Zs。Cd和Cs共用一个波发生器和柔轮。
Z3的转动N3由Cd输入,"可变速ブ-リ"的转动Nf由波发生器输入。这里Nf就是±(N1~N2),这里我就先简写为Nf了。这两个输入合成柔轮的输出Nr。然后柔轮的转动Nr和Nf相当于两个输入,再由Cs输出。这就是全部过程,下面我们推导公式。

先列一下变量:
Zd,N3是Cd的齿数和转速(Cd和Z3固定)
Zs,N2是Cs的齿数和转速(Cs和Z2固定)
Zr,Nr是柔轮的的齿数和转速

先说一下谐波传动的传动比公式,大多数书上给的都是固定刚轮或固定柔轮时的公式,对于两个输入的谐波传动是不适用的。比如当原来固定的刚轮转动时,并不能把刚轮转速直接加在刚轮固定时的输出上。用x,y,z代表刚轮,柔轮和波发生器,通用公式是
(Nx-Nz)/(Ny-Nz)=Zy/Zx               (1)      N代表转速Z代表齿数
在本例中
(N3-Nf)/(Nr-Nf)=Zr/Zd               (2)
(N2-Nf)/(Nr-Nf)=Zr/Zs               (3)
由(2)/(3)我们可以消掉Nr和Zr,得到
(N3-Nf)/(N2-Nf)=Zs/Zd
化简一下,把N2导出来
N2=N3*(Zd/Zs)+Nf*(1-Zd/Zs)    (4)
巧妙之处在于变速项与主输入运动N3是分离的。
设R=Zd/(Zs-Zd)即可得到
N2=N3*(Zd/Zs)+Nf/(1+R)

最终输出
N=N2*Z2/Z1=N3*(Zd/Zs)*(Z2/Z1)+Nf/(1+R)*(Z2/Z1)
若Nf=0有
No=N3*(Zd/Zs)*(Z2/Z1)
所以,最后结果
N=No+Nf/(1+R)*(Z2/Z1)
=No±(N1~N2)/(1+R)*(Z2/Z1)

至此,我们还得到了No与N3的关系。刚轮与柔轮的齿数并没有相差为一的要求。而且Zs和Zd不可以相同,否则由(4)可以知道装置会失去变速功能。Zd和Zs越接近,变速程度越弱。N3和N2应该是同一数量级的。这东西应该是个微量无极变速装置(没有减速)。

不知道这样是不是回答了数控散人的三个问题。欢迎讨论。

随风而去 发表于 2007-1-2 19:45:00

Re: 一个奇怪的齿轮机械装置(谐波差动装置)---[如图,请教]

15楼果然很强~~~

推的也很公正~~~~

PS
对机械不是很懂,不过从直觉得上觉得这东东的应用很有价值~~~

liuqh 发表于 2007-1-3 16:11:37

Re: 一个奇怪的齿轮机械装置(谐波差动装置)---[如图,请教]

好像不是谐波齿轮减速器,柔轮不太像,应该就是普通的少齿差传动

zhangminshhc 发表于 2007-1-3 17:39:51

Re: 一个奇怪的齿轮机械装置(谐波差动装置)---[如图,请教]

有没有懂日语的给翻译一下。

rshg 发表于 2007-1-4 11:27:41

Re: 一个奇怪的齿轮机械装置(谐波差动装置)---[如图,请教]

目标最强大侠:非常完美的推导。
我不了解谐波差动装置,但是现在看了以上讨论感觉这些装置设计的很巧妙哦,机械原理理论结合高数推理

刘景亚 发表于 2007-1-5 12:08:16

Re: 一个奇怪的齿轮机械装置(谐波差动装置)---[如图,请教]

<P>通过对译文的理解和对简图的分析推导,我对这个装置有了一些了解,但还有一些疑问。</P>
<P>这是一个可以对输出机构的转速进行无级的细微调整的装置(对于输出机构译文说是轧辊,估计是用于冶金之类的机械)。其组成是:4个普通齿轮Z1、Z2、Z3、Z4;图左上方是一个可变速滑轮;图中间上半部分是一个谐波减速器,它由波形发生器(图中的黑框)、柔轮(图中的长方形外框)、两个刚轮(图中的CD、CS)组成,其中CD与Z3固连,CS与Z2固连。</P>
<P>本装置有两条传动路线:路线1 Z4- Z3 (CD)-Z2 (CS)-Z1 路线2 可变速滑轮-谐波减速器-CS(Z2)-Z1(可变速滑轮与波形发生器相连作为谐波减速器的输入)下面推导谐波减速器的传动比(前边目标:最强大侠的推导是正确的,我的推导思路与其相同。为保证论述的完整性,下面作简要叙述): ZD、ZS 、ZR-刚轮CD、CS、柔轮的齿数; ND、NS 、NR-刚轮CD、CS、柔轮的转速; NH-可变速滑轮(即谐波减速器的波形发生器)的速度。</P>
<P>对于刚轮CD、柔轮、波形发生器,则有 (NR-NH)/ (ND-NH)=ZD / ZR </P>
<P>对于刚轮CS、柔轮、波形发生器,则有 (NR-NH)/ (NS-NH)=ZS / ZR </P>
<P>上面两式联立,可得ND与NS(也就是齿轮2、3的转速)的关系:</P>
<P>&nbsp;NS=ND×(ZD / ZS)+ NH×(1-ZD / ZS)</P>
<P>则输出机构的转速为 N=NS×(Z2 / Z1) =ND×(ZD Z2 / ZS Z1)+ NH×(1-ZD / ZS)×(Z2 / Z1)</P>
<P>与图中原式比较,可知可变速滑轮的速度变化范围NH=±(N1-N2)(当可变速滑轮的转速方向与刚轮CD的转速方向相同时取+,否则取—); </P>
<P>N0=ND×(ZD Z2 / ZS Z1);</P>
<P>&nbsp;1 / (R+1)=1-ZD / ZS,即R=ZD / (ZS-ZD )</P>
<P>由以上的推导,可以看出当可变速滑轮的速度 NH=0时,输出机构的转速N=N0 </P>
<P>当可变速滑轮的速度变化为 NH=±(N1-N2)时,输出机构的转速 N=N0±×(Z2 / Z1)×(N1-N2)</P>
<P>综述,这个装置可以通过调节可变速滑轮的速度,实现对输出机构转速的调节;又由于两个刚轮的齿数ZD、ZS可能相差不大,故1 / (R+1)=1-ZD / ZS的值较接近与1,则可实现微小的速度调整,即最终输出速度与N0的相差很小。</P>
<P>以上是我的理解,但我觉得还有以下几个问题没有搞清楚: </P>
<P>1 可看出,可变速滑轮的速度NH决定了可调速度范围的大小,译文说其值在NH=±(N1-N2)之间,那么这个值是由人为调整可变速滑轮设定的,还是由这个机构本身所决定的? </P>
<P>2 整个调速过程是通过人为控制可变速滑轮而调速的一个过程,还是从电机启动时机构从瞬态到稳态的一个自发过程?</P>
<P>请大家讨论交流。</P>

herui1012 发表于 2007-1-7 10:34:56

Re: 一个奇怪的齿轮机械装置(谐波差动装置)---[如图,请教]

<P>原帖由 阿松 发表
前天就看到了这个帖子,没有回复是因为没有实际见过类似的装置,不敢妄言。 <BR>我想应该可以从速比公式入手,Z3和Z4没在公式里出现,可能包含在N1和N2中;我估计R可能是皮带轮的速比。如果是这样Cd,Cs,Z3和Z4得出N1和N2,如何得出?没研究过谐波齿轮,不太清楚。 <BR>还有,如何得到正反转?通过皮带轮? </P>
<P>好像谐波此轮就可以得到正反转的 </P>
<P>&nbsp;</P>

刘景亚 发表于 2007-1-7 12:03:04

Re: 一个奇怪的齿轮机械装置(谐波差动装置)---[如图,请教]

原帖由 狮鹫 发表

<P>
<BLOCKQUOTE>
<TABLE width="85%">
<TBODY>
<TR>
<TD class=txt4><IMG src="/Themes/default/images/icon-quote.gif">&nbsp;<STRONG>阿松 wrote:</STRONG></TD></TR>
<TR>
<TD class=quoteTable>
<TABLE width="100%">
<TBODY>
<TR>
<TD class=txt4 vAlign=top width="100%">前天就看到了这个帖子,没有回复是因为没有实际见过类似的装置,不敢妄言。 <BR>我想应该可以从速比公式入手,Z3和Z4没在公式里出现,可能包含在N1和N2中;我估计R可能是皮带轮的速比。如果是这样Cd,Cs,Z3和Z4得出N1和N2,如何得出?没研究过谐波齿轮,不太清楚。 <BR>还有,如何得到正反转?通过皮带轮?</TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE></BLOCKQUOTE>
<P></P>
<P>好像谐波此轮就可以得到正反转的 </P>
<P>&nbsp;</P> 我认为这个装置从整体上看,最终的输出机构(轧辊),并不涉及正反转问题,只是在转速N0基础上的双向调节(这里的双向大于N0和小于N0,并不是实际的转向)。为了实现这个调节,内部机构中谐波减速器部分的波形发生器要能够正反转,而这个正反转我认为是由前边的可调速滑轮实现的

数控散人 发表于 2007-1-11 00:43:41

Re: 一个奇怪的齿轮机械装置(谐波差动装置)---[如图,请教]

感谢诸多高手的论述,感觉已经快接近正确的方向啦!
只是这个机构的两个输入部分是可以正反随意运转的,图中只是标出其中一种连续单方向调节的应用例子而已.

假如砍断皮带,接进两个电机,不论两个电机怎样旋转,都可以输出正确的转速和角度.
这里面的机构就不太好想啦.
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