超越离合器原理与谐波齿轮传动

《机电系统设计与控制技术》课程大作业题目：姓名：________________学号：_______授课教师：_______________哈尔滨工业大学航空宇航制造系得分一.超越离合器的工作原理、优缺点及主要应用范围1棘轮机构的演化棘轮机构是间歇运动机构中的一种。例如齿式棘轮机构，如如图1所示。它主要由棘轮、主动棘爪、止回棘爪和机架组成。可以实现将主动件的往复摆动转换为从动棘轮的单向间歇转动。棘轮只能有级调速，易引起噪声、冲击和磨损，不宜于高速场合。为了提高棘轮机构的承载能力，进一步改善其缺点，产生了如图所示星轮式超越离合器。2．超越离合器分类：楔块式超越离合器、滚柱式超越离合器、棘轮式超越离合器右图为滚柱式超越离合器。它由内圈、滚柱、外圈、弹簧和顶销等组成。设内圈为主动件，外圈为从动件。工作原理：（1）当内圈逆时针转动时，滚柱被楔紧而带动外圈转动，离合器接合；（2）当内圈顺时针转动时，滚柱退入宽槽部位，外圈则不动，离合器分离。缺点：滚柱数目较少，元件接触应力大，故承载能力低。优点：(1)变换速度在运动链不脱开的情况下，可以使从动件获得快慢两种速度；(2)防止逆转单向超越离合器在一个转动方向传递转矩，而在相反方向转矩作用下则空转；(3)间歇运动可以实现从动部分作某种规律的间歇运动。应用：超越离合器广泛应用于摩托车、纺织机械行业、鼓风机或者泵的驱动。例如是摩托车电启动的关键部件。滚柱式超越离合器可以用于高速场合。二.谐波齿轮传动谐波齿轮传动：是一种依靠弹性变形运动来实现传动的新型机构，它突破了机械传动采用刚性构件机构的模式，使用了一个柔性构件来实现机械传动，从而获得了一系列其他传动所难以达到的特殊功能。工作原理：谐波齿轮的传动机构由波形发生器、柔轮和刚轮组成。刚轮带有内齿圈，柔轮带有外齿圈，刚轮比柔轮多2~4个齿，这3个基本构件中可任意固定一个，其余一个为主动件，另一个为从动件。如以刚轮固定不变，以波发生器为主动件,柔轮为从动件。波发生器的一对滚子将柔轮撑成椭圆形。在长轴方向，柔轮上的外轮齿与刚轮上的内轮齿完全啮合，此时在短轴方向柔轮完全脱开，中间区域为过渡状态。当波发生器顺时针旋转一周时，柔轮相对固定的刚轮逆时针旋转2个齿，实现把波发生器的快速转动变为慢速转动。优点：(1)承载能力大(2)传动比范围大(3)谐波传动的精度高(4)运动平稳，无冲击，噪声小(5)同轴性好(6)传动效率高缺点：(1)易于疲劳损坏(2)加工制造难度较大(3)传动比的下限值高，齿数不能太少(4)起动力矩大，且速比越小越严重(5)谐波齿轮传动没有中间轴，因而不能获得中间速度(6)结构参数选择不当会导致发热过大，降低传动承载能力应用：由于谐波传动具有其他传动无法比拟的诸多独特优点，在机床、仪器仪表、机器人、汽车、造船、及医疗器械等领域，获得了广泛的应用。国内外的应用实践表明，无论是作为高灵敏度随动系统的精密谐波传动，还是作为传递大转矩的动力谐波传动，都表现出了良好的性能；作为空间传动装置和用于操纵高温、高压管路以及在有原子辐射或其它有害介质条件下工作的机构，更是显示出一些其他传动装置难以比拟的优越性。