e题目谐波齿轮减速器的设计与建模学生姓名 e 学号 e所在学院机械学院专业班级机械制造及其自动化指导教师 e __ __完成地点 ___2009 年 6 月 10 日谐波齿轮减速器的设计与建模作者：e（e）指导老师：e[摘要]：谐波齿轮传动是50年代中期，随着空间技术的发展，在薄壳弹性变形的理论基础上发展起来的一种新型的传动技术。
我国从1961年开始谐波齿轮传动方面的研制工作，并且在研究、试制和使用方面取得了较大的成绩。
但是在民用产品应用中，谐波减速器存在着传动“爬行”和“丢步的现象严重影响其谐波齿轮类产品的设计制造，也制约着其产品的不断推广，是该产品亟待解决的技术难题。
本文主要介绍了谐波齿轮传动的原理，发展历史，应用领域，发展趋势及其优缺点。
前半部分介绍了谐波齿轮减速器的设计计算，为了更好地分析谐波齿轮传动，后半部分用PRO/E建立了三维模型。
写出了主要零件的绘制过程，并展示了各个零部件，最后给出了装配图。
[关键词]：谐波齿轮，传动设计，三维模型，装配The design and modeling of harmonic gear reducerAuthor：e(e)Tutor: e[Abstract]Harmonic gear transmission is developed with the of space science and thchnology in mid 50s,on the basis of elastic thin shell theory developed a new type of drive technology.So far ,we have already had dozen of units engaged in the research ofthis aspect in our country ,and developed into a variety of types of harmonic gear transimission deviced.In this field it had research at different level on all issues, but many problems still has not yet been determined,and some regularity has not revealed .such as civilian products,There is “crawling”and”lost step”phenomenon in the harmonic gear reducer transmission .So it is impact on the design of harmonic gear product manufacturing,also restrict the further promotion of its products.and solove the problem that exist in the transmission ,it isan urgent need of a job in the current this kind of products.This artical main introducted the theory harmonic gear reducer ,and the development history of harmonic gear drive application filed,development trend,advantagesand disadvantages.The former introduce the design and calculate of harmonic gear reducer.In order to analyze the harmonic gear drive ，The later part with PRO/E to establish the three-dimensional model.Write the drawing process of the main parts .and showing all the parts .Finally ,given the assembly diagram.[ Key words]:Harmonic gear ,Transmission design,Three-disminsional model ,Assemble.目录1.绪论 (1)1.1选题的目的及研究意义 (1)1.2课题相关领域的研究现状和发展趋势 (1)1.3主要研究内容、途径及技术路线 (3)2.谐波齿轮减速器的传动方案的确定 (3)2.1确定传动方案 (3)2.2、传动方案的拟定 (6)3.谐波齿轮减速器的结构设计和设计计算 (7)3.1传动比的计算及柔轮刚轮齿数的确定 (7)3.2谐波传动主要零件的材料 (7)3.2.1 柔轮 (7)3.2.2 刚轮 (7)3.2.3抗弯环 (7)3.3柔轮、刚轮、波发生器的结构和尺寸计算 (8)3.3.1柔轮的结构和尺寸 (8)3.3.2 刚轮的结构和尺寸 (11)3.3.3波发生器的几何尺寸计算 (11)3.4验算与校核....................... 1错误！未定义书签。
3.4.1 柔轮的疲劳强度计算.......... 1错误！未定义书签。
3.4.2柔轮的稳定性校核 (14)3.4.3柔性轴承的寿命计算 (15)3.5 高、低速轴的设计 (16)3.5.1 高速轴设计 (16)3.5.2低速轴的设计。
(18)3.6各段轴上需要安装键处键的尺寸 (19)4.谐波齿轮减速器的PRO/E三维建模 (20)4.1 Pro/E简介 (20)4.2谐波齿轮减速器的Pro/E建模 (21)4.2.1 柔轮的建模 (21)4.2.2其他零件的Pro/E模型 (35)4.3谐波齿轮减速器的装配 (35)致谢 (40)参考文献 (41)1.绪论1.1选题的目的及研究意义选题的目的：波传动是50 年代中期随着空间科学技术的发展，在薄壳弹性变形的理论基础上发展起来的一种新型传动技术。
我国从1961年开始谐波齿轮传动方面的研制工作，并且在研究、试制和使用方面取得了较大的成绩。
到目前为止，我国已有几十家单位从事这方面的研究工作，先后研制成多种类型的谐波齿轮传动装置。
这些成果也很快应用于民用领域，为企业创造了很大利润的同时，也暴露出产品的一些问题，如“爬行”、“丢步”现象。
严重影响到谐波齿轮类产品的设计制造，也制约着产品的推广。
因此，应用科学的方法和手段对谐波齿轮进行深入的分析研究，解决存在的问题，也就更加紧迫，也非常必要，这也是我选题的目的。
研究意义：谐波齿轮减速器是一种由固定的内齿刚轮、柔轮、和使柔轮发生径向变形的波发生器组成，具有高精度、高承载力等优点，和普通减速器相比，由于使用的材料要少50%，其体积及重量至少减少1/3。
如果能够对谐波齿轮在民用中存在的问题进行解决和改善，打破谐波齿轮的应用局限性，将谐波齿轮进行推广，将极大地提升各种传动器，减速器等机械产品的效率，传动精度等。
1.2课题相关领域的研究现状和发展趋势谐波传动的国内发展现状与趋势：我国从1961年开始谐波传动方面的研制工作，并且在研究、试制和使用方面取得了较大的成绩。
到目前为止，我国有几十家单位从事这方面的研究工作，并先后研制成了多种类型的谐波齿轮传动装置。
如传动误差小于9"、回差小于4"的高精度谐波齿轮传动装置，噪声小于45dB的高灵敏度小型谐波齿轮传动装置，用于水下极光探测仪的谐波传动装置，以及用于导弹发射架和雷达传动系统中的动力谐波传动装置等，为我国谐波传动的研制和开发工作打下了坚实的基础。
北京市是中国重要的谐波传动产品生产基地，拥有以北京中技克美谐波传动有限公司、北京谐波传动技术研究所和北京天阶科技工业公司等为代表的谐波传动产品的主要生产单位。
国内谐波传动公司的产品已经长期应用于国防工业和多种民用机械产品领域，部分产品已出口国外，并开发成功固体润滑谐波传动和短杯谐波传动产品。
2006年，北京工商大学基于椭圆凸轮波发生器，开发成功了具有自主知识产权的谐波齿轮传动双圆弧基本齿廓、谐波齿轮加工刀具以及双圆弧谐波齿轮传动装置。
经FEM分析显示，双圆弧齿形有效减小了柔轮齿根应力。
对比试验则表明，双圆弧谐波齿轮传动的运动精度和传动刚度明显优于渐开线谐波齿轮传动，特别是在低载荷段，传动刚度增加了40%以上。
谐波传动的国外发展现状与趋势：日本的谐波传动技术和产业发展较快。
1964年，日本Hasegawa齿轮公司生产了实用化谐波传动减速器；1970年，Hasegawa公司与USM公司在日本东京合资创立了谐波传动系统有限公司（Harmonic Drive System Inc.）。
根据合作协议，谐波传动系统公司从Hasegawa公司获得谐波传动机构商业权益。
1976年9月，公司资本金降至1亿日元，谐波传动系统公司成为USM公司的全资子公司。
1977年，谐波传动系统有限公司开始生产销售驱动器和控制器等工厂自动化设备。
1984年12月，为了拓展市场，谐波传动系统有限公司在台湾和韩国设置了销售代理。
1987年，其为拓展美国市场，创建了子公司HD System公司，与Mitsui & Co. Ltd 签署了在韩国的产品分销协议。
1988年，开始生产具有新开发的IH齿形的谐波传动减速器。
1989年，其创建全资子公司，即“新的”谐波传动系统有限公司，并转移商业权益。
以前的谐波传动系统有限公司被Koden电子公司接手。
1990年，公司将生产基地从日本Matsumoto转移至位于Nagano 的Hotaka工厂，1996年与德国Harmonic Drive Antriebstechnik 公司（现在的Harmonic Drive 公司）签署排他性分销协议，后者负责在欧洲、中东、非洲、印度和拉丁美洲的产品销售，同年12月签署授权与技术支持协议。
1998年，谐波传动系统有限公司进入日本证券交易协会场外交易市场；1999年，创立了HD物流和Harmonic Precision等子公司。
2002年，其获得了Harmonic Drive 公司25%流通股权；2004年12月，进入了Jasdaq证券交易市场；2005年，在美国创建Harmonic Drive L.L.C公司，该公司是HD Systems与Harmonic Drive Technologies Nabtesco的合资公司。