鸿磐双圆齿圈谐波减速机如何在工业自动化领域抢占市场份额？

什么是双圆刚轮谐波减速机？

常见的谐波减速机具有两种类型的柔轮：杯型和帽型。除了直齿轮部分外，杯型的内法兰和帽型的外法兰都用于驱动输出旋转。术语"双圆刚轮"是指存在两个刚轮。第一个刚轮、柔轮和波发生器的工作方式与标准谐波减速机类似：刚轮比柔轮多两个齿，因此柔轮每当波发生器旋转一周时会反向转动两个齿。关键区别在于，双圆刚轮谐波减速机的柔轮是无法兰的直筒式结构，无法用于驱动输出。因此，引入了第二个刚轮。第二个刚轮与柔轮具有相同的齿数，这意味着它会以与柔轮完全相同的角度旋转。

双圆刚轮谐波减速机的开发背景

为解决传统谐波减速机传动在传动比范围和高成本方面的局限性，并满足机器人关节对"小型化、轻量化、快速响应和高精度"的工程需求，需要通过传动方案重构和关键部件性能提升来实现技术突破。在双圆刚轮谐波减速机中，环形柔轮具有优异的承载能力和简单的结构。在波发生器作用下，它不会发生轴向变形，齿形设计也无需考虑由轴向翘曲引起的干涉问题。

双圆刚轮谐波减速机的特点

轻量化、紧凑尺寸、高扭矩、提升重量扭矩比

双圆刚轮谐波减速机具有更紧凑的结构，与传统谐波减速机相比可实现更小的尺寸。最大外径可减少 17%，重量最多可降低 24%，减速机惯量最多可降低 42%。这减少了加速和减速所需的扭矩，使机器人整体功耗最多可降低 29%。与单圆刚轮版本相比，双圆刚轮谐波减速机更适用于工业自动化设备等高扭矩负载应用。

比传统谐波减速机更快的扭矩响应

在其他谐波减速机中，扭矩通过柔轮的齿传递到连接法兰（杯型或帽型），齿轮与法兰之间存在一段圆柱形结构。这会导致柔轮发生轻微扭转。直筒式设计显著改善了这一点，消除了中间柔性传动，从而实现更快的响应和更高的刚性。

比其他谐波减速机更高的刚性和更长的寿命

双圆刚轮谐波减速机比传统谐波减速机具有更好的刚性，这主要得益于波发生器中以滚子替代钢球，以及直筒式柔轮带来的更长接触线。在单圆刚轮谐波减速机中，杯型或帽型柔轮在齿圈表面与法兰之间存在一个 90° 弯折，这是最薄弱的部位。该区域抗冲击能力差，在突发高扭矩下容易产生扭转变形。双圆刚轮设计以动态刚轮替代柔轮法兰，使柔轮演变为直筒式结构。这消除了 90° 弯折，显著增强了抗冲击能力并延长了使用寿命。

更易于安装

双圆刚轮谐波减速机的柔轮与两个刚轮之间均具有可调间隙，使装配更加容易。

鸿磐 如何克服双圆刚轮谐波减速机的生产挑战

双圆刚轮谐波减速机具有两个刚轮和两组啮合齿，每一组都需要兼顾精度和效率，因此加工更具挑战性。由于采用直筒式柔轮，必须特别关注椭圆尺寸公差。鸿磐 采用轴承内圈与刚轮一体化设计，减少了零件数量，缩小了尺寸和惯量，缩短了装配时间，并提高了同轴度。鸿磐 成熟完善的供应链体系在这一过程中也发挥了关键作用。

双圆刚轮谐波减速机各部件的加工误差和装配偏差，是引入周期性刚度变化的主要因素。如果柔轮或刚轮在加工过程中存在安装偏心，齿轮将表现出累积节距误差。当此类齿轮进行内啮合时，双圆刚轮谐波减速机的扭转刚度会发生周期性波动，但频率相对较低。基于齿形设计理论，鸿磐 创新开发了"P"齿形。P 型齿具有齿高低、齿宽大、齿根曲率大的特点，且径向变形较小。这可减少柔轮变形过程中的交变应力，降低齿根断裂风险，从而提升柔轮的疲劳寿命。然而，P 型齿的啮合深度较小，导致传动过程中参与啮合的齿数少于 S 型齿，因此刚度和承载能力会略有下降。

为什么选择 鸿磐 双圆刚轮谐波减速机？

鸿磐 是一家专注于成长、客户反馈和研发投入的公司。自 2018 年以来，鸿磐 一直投入双圆刚轮谐波减速机的开发，打破了日本 Harmonic Drive Systems 在该领域的垄断，并成为中国最早专注于这项技术的公司之一。

在强调研发的同时，我们同样重视产品质量保障。每一台谐波减速机在出厂前都要经过严格测试，包括扭转振动测试和扭转屈曲测试。通过多维度功能测试，我们在确保产品质量的同时，也更深入地了解双圆刚轮谐波减速机的优势与不足，并持续优化我们的研发方向。

目前，鸿磐 双圆刚轮谐波减速机已经过市场验证，主要应用于工业自动化设备。它们已被多家客户测试和使用，并获得了高度积极的反馈。