一、核心结构与工作原理
谐波减速机由三大核心部件构成:
波发生器:椭圆或双曲线轮廓的偏心凸轮,通常连接输入轴,作为主动件。
柔轮:薄壁杯形或帽形柔性齿轮,可随波发生器发生周期性弹性变形。
刚轮:刚性内齿轮,齿数略多于柔轮(通常多2齿),固定于设备外壳。
工作过程:波发生器旋转时挤压柔轮,使其径向变形为椭圆状,长轴两端与刚轮啮合,短轴两端脱开。随着波发生器持续转动,柔轮齿与刚轮齿因齿数差产生“错齿运动”,实现高减速比传动(输入轴转多圈,输出轴转1圈)。
二、谐波减速机核心性能优势
高精度与零背隙
多齿同时啮合(啮合齿数占总齿数30%以上),误差均化效应显著,定位精度达**≤1弧分**(0.0167°),满足工业机器人关节微动控制需求。
大减速比与紧凑结构
单级速比范围70–320,部分型号可达1000,体积比传统齿轮箱小30%~50%,适用于空间受限场景。
高承载与长寿命
柔轮采用高强度合金钢(如40CrMnMo),经渗碳淬火和柔性涂层处理,寿命突破2万小时(国产先进型号)。
低振动与高可靠性
传动平稳,噪声低于60dB,适用于精密医疗设备及航天器。
三、谐波减速机核心应用领域
工业机器人:占下游应用超60%,主要用于关节精密传动(如六轴机器人旋转轴)。
高端装备:半导体光刻机转台、数控机床刀架、卫星太阳能帆板驱动机构。
新兴领域:人形机器人关节(轻量化设计)、医疗手术机器人(低振动要求)。
四、技术演进与国产化突破
齿形创新:随国产厂商如绿的谐波减速机对Y/LS齿形的不断创新与优化使得其应力的分布得到了极大的优化,从而使其寿命大大地提升至1万小时以上以上。
集成化趋势:融合编码器与AI算法,实现传动状态实时监测(如美的工业技术方案)。
市场增长:2022年中国市场规模达21亿元,国产化率从2018年15%升至2025年预计65%。
五、CG系列的典型定位
作为谐波减速机主流系列之一,CG系列通常具备高扭矩密度与模块化设计,适用于中重载场景(如搬运机器人、机床转台),其技术特点包括:
采用杯型或帽型柔轮结构,平衡刚性需求与变形能力;
通过零背隙啮合设计,实现重复定位精度±10弧秒内。
谐波减速机凭借“以柔克刚”的传动原理,成为精密装备的核心“关节”。CG系列作为工业级产品代表,在国产技术迭代与成本优化推动下,正加速替代进口品牌,支撑高端制造的自主可控发展。