[00119177]谐波摩擦无级变速器

本项目所研究成果是使用二自由度零族空间机构作为谐波发生器的谐波摩擦无级变速器。 谐波摩擦无级变速器具有体积小、传动比变化范围宽、传动平稳、安全可靠、传动精度高、回差小、能向密闭空间传递运动和动力而无需动密封等特点。可以促进高速电机的广泛应用，轻质的电机和轻质的传动相组合，能大大减小驱动装置的质量和外形尺寸。可广泛地应用于中小功率传动场合，尤其适合空间小，要求传动比大以及通过密封壳体传递运动和动力的场合，像航空、航天、武器、雷达、机床、机器人、天文、仪表、汽车等领域，符合国家节能减排的产业政策，也符合装备制造业向极端化方向发展的趋势。 谐波摩擦无级变速器是建立在柔轮波动变形原理基础之上的传递动力部件。由谐波发生器、柔轮和刚轮等构件组成，谐波发生器安装在输入轴上，通过圆柱阀、V形阀和杆架调节径向尺寸和压力，柔轮连接在输出轴上。其变速范围大（在50～1000之间无级变化）。 刚轮的内径大于柔轮的外径，将刚轮做成内锥孔装配在机架内，谐波发生器使柔轮径向变形并压紧在刚轮孔壁上，使之产生展贴运动。使用调速轮驱动蜗杆，通过蜗轮带动齿轮并由齿条带动刚轮往复移动，使刚轮和柔轮直径之差发生连续变化，从而使输出轴产生无级升速或者无级降速。柔轮的外径和刚轮内径的差值越小，变速比越大。 在输入轴的轴孔中装有圆柱弹簧，弹簧的右端是圆柱阀，V形阀和轴孔中的谐波发生器杆架相接触。谐波发生器滚子外环做成外凸圆弧形状。将刚轮相对柔轮及谐波发生器移至最小传动比位置，弹簧释放弹性力给圆柱阀、V形阀和两杆架，将柔轮压紧在刚轮上。移动刚轮从小传动比向大传动比无级调速（也就是刚轮和柔轮接触的锥孔由大端向小端移动），刚轮对柔轮的压力是主动力，柔轮压迫谐波发生器沿径向移动并推着V形阀、圆柱阀压紧弹簧。 谐波摩擦无级变速器中使用了二自由度零族空间机构作为谐波发生器，由输入轴、圆柱阀、V形阀和两个杆架组成。输入轴做机架，其内圆孔和圆柱阀、圆柱阀与V形阀分别组成4级副，V形阀和杆架下端弧面组成3级副，输入轴的径向孔和杆架的圆柱面组成4级副。整个谐波发生器机构自由度为2，在调速过程中能进行运动的合成与分解。在变速过程中，零族空间机构使整个机构运动调节灵活，没有多余约束。具有自动适应性、调节性。因此对加工精度、安装精度要求不高。本项目设计制造了变化范围为50～1000的谐波摩擦无级变速器。