Ổ đĩa hài

Chuyển động quay xuất phát từ trục đầu vào có thể là trục động cơ servo chẳng hạn. Điều này được kết nối với một phần tử gọi là "tạo sóng" có hình elip và được bao quanh bởi một ổ bi hình elip. Khi trục quay, các cạnh thay đổi vị trí nên trông giống như nó đang tạo ra sóng chuyển động. Bộ phận này được chèn vào bên trong một thanh nẹp uốn cong được làm từ vật liệu có độ cứng xoắn nhưng dẻo.

Vật liệu đảm nhận chuyển động lượn sóng này bằng cách uốn cong theo chuyển động quay của trục đầu vào và cũng tạo ra hình elip. Mép ngoài của thanh trượt uốn cong này có các răng bánh răng phù hợp để truyền tải trọng cao mà không gặp vấn đề gì. Để truyền những tải trọng này, thanh trục uốn cong được lắp bên trong thanh trục tròn là một bánh răng tròn có các răng bên trong.

Vòng ngoài này cứng và đường kính trong của nó lớn hơn một chút so với trục chính của hình elip được hình thành bởi đường trục uốn cong. Điều này có nghĩa là trục xoay tròn không có hình dạng elip của hai thành phần còn lại, mà thay vào đó, nó chỉ ăn khớp các răng bên trong của nó với các răng của phía trục uốn cong bên ngoài, dẫn đến sự quay của trục uốn cong.

Tốc độ quay phụ thuộc vào chuyển động quay của trục đầu vào và sự khác biệt về số lượng răng giữa chốt uốn cong và chốt xoay tròn. Spline flex có ít răng hơn so với spline tròn, do đó nó có thể quay với tỷ lệ giảm nhiều và theo hướng ngược lại so với trục đầu vào. Tỷ lệ giảm được cho bởi: (số răng của spline uốn – số răng của spline tròn) / số răng của spline uốn.

Vì vậy, ví dụ, nếu spline flex có 100 răng và spline tròn có 105, tỷ lệ giảm là (100 - 105) / 100=-0.05 có nghĩa là khẩu phần spline flex là -5/100 (trừ cho biết hướng quay ngược lại). Sự khác biệt về số lượng răng có thể được thay đổi để phù hợp với các tỷ lệ thu nhỏ khác nhau và do đó đáp ứng các nhu cầu và yêu cầu chuyên biệt khác nhau.

Có ba phần tử trong Truyền động điều hòa cơ bản: đường trục tròn, đường trục uốn cong và bộ tạo sóng. Spline tròn có các răng bên trong ăn khớp với các răng bên ngoài trên flexspline. Spline flex có ít răng hơn và do đó có đường kính hiệu dụng nhỏ hơn so với spline tròn.

Bộ tạo sóng có hình elip và hoạt động như một liên kết với hai con lăn quay trong đường uốn cong, làm cho nó ăn khớp với đường trục tròn dần dần ở các điểm đối xứng đường kính. Nếu bộ tạo sóng (đầu vào) quay theo chiều kim đồng hồ trong khi đường trục tròn được cố định, thì đường trục uốn cong (đầu ra) sẽ quay hoặc cuộn bên trong đường trục tròn với tốc độ chậm hơn nhiều theo hướng ngược chiều kim đồng hồ.

Tỷ lệ giữa tốc độ đầu vào và tốc độ đầu ra phụ thuộc vào sự khác biệt về số lượng răng trong đường cong tròn và trên đường cong uốn cong. Tỷ lệ tốc độ cao từ 320 đến 1 có thể được tạo ra trong các Bộ truyền động hài-giảm tốc đơn, nhẹ hơn, nhỏ hơn và hiệu quả hơn so với các bộ truyền động có tỷ lệ cao-thông thường. Bộ truyền động phức hợp có thể tạo ra tỷ lệ cao tới 1.000.000 trên 1. Đường trục tròn, đường trục uốn cong hoặc bộ tạo sóng có thể được cố định trong khi hai phần tử còn lại đóng vai trò là đầu vào và đầu ra.

Một đặc tính độc đáo và hữu ích của Harmonic Drive là khả năng truyền chuyển động qua các bức tường kín. Các răng flexspline có thể được đặt gần tâm của một ống hình trụ linh hoạt dài được bịt kín kín. Bộ tạo sóng có thể ở bên trong ống, và bằng cách quay của nó, nó có thể làm chệch hướng đường uốn cong và tạo ra chuyển động quay chậm của đường tròn bao quanh.

Phiên bản quay-sang-tuyến tính của Bộ truyền động điều hòa sử dụng vít và di chuyển thanh điều khiển trong đầu lò phản ứng hạt nhân mà không tiếp xúc cơ học qua một ống kín. Hệ thống Truyền động Điều hòa rất hữu ích trong việc tăng mô-men xoắn đầu ra trong các bánh răng được sử dụng trong phay, sản xuất và trong các máy sử dụng cánh tay robot. Chúng đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ-các mặt hàng tiêu dùng có chi phí thấp như máy bán hàng tự động cho đến các hệ thống tinh vi dùng trong quân sự và hàng không vũ trụ.

Bánh răng truyền động điều hòa được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng không gian, robot và hệ thống định vị chính xác nhờ các thuộc tính hấp dẫn của chúng bao gồm phản ứng ngược gần như{0}} bằng 0, tỷ lệ giảm tốc độ cao, kích thước nhỏ gọn và trọng lượng nhỏ. Chúng có một lỗi định vị cố hữu được gọi là lỗi động học gây ra sự suy giảm hiệu suất truyền dẫn.

Có hiểu biết rõ ràng về cơ chế của lỗi chuyển động và đặc điểm của chúng. Chúng tôi báo cáo kết quả phân tích và thử nghiệm về các lỗi chuyển động bằng cách sử dụng một nghiên cứu chuyên dụng về thiết bị kiểm tra truyền động điều hòa. Lần đầu tiên người ta chứng minh rằng sai số được gọi là sai số động học thực sự bao gồm một thành phần cơ bản, đại diện cho sai số động học "thuần túy", được tô màu bởi thành phần thứ hai phát sinh từ tính linh hoạt xoắn vốn có của các bánh răng truyền động điều hòa.

Thành phần thứ hai giải thích nguồn gốc của sự biến thiên trong các cấu hình lỗi động học được công bố. Việc phân tách sai số động học thành thành phần cơ bản và thành phần liên quan đến tính linh hoạt được thể hiện bằng thực nghiệm cũng như bằng phương pháp phân tích bằng cách khớp mô hình toán học với dữ liệu thực nghiệm. Chúng tôi cũng mô tả sự phụ thuộc của sai số động học vào tải quán tính, cụm bánh răng và tốc độ quay.