ハーモニックドライブ減速機 – 完全な紹介と分析

ハーモニックドライブギアボックスは、ストレインウェーブギアボックスとも呼ばれ、高精度,コンパクトサイズ,低負荷が求められる用途において代替不可の存在です。協働ロボット,サーボシステム,精密位置決めおよびスキャン装置,航空宇宙,防衛,その他の高精度システムで広く使用されています。ゼロバックラッシ,高減速比,軽量設計,高い位置決め精度,優れた繰り返し精度により,ハーモニックドライブは多くの先端分野における不可欠な精密伝動ソリューションとなっています。

ハーモニックドライブギアボックスの基本構造

ハーモニックドライブ機構は主に3つのコア部品で構成されています:ウェーブジェネレーター,フレクスプライン,サーキュラスプラインです。

ウェーブジェネレーター

フレキシブルベアリングと楕円カムで構成され,ウェーブジェネレーターは通常ギアボックスの入力側に取り付けられます。
ベアリングの内輪はカムに固定され,外輪は転動体を介して弾性的に楕円形へと変形します。

フレクスプライン

外歯を備えた薄肉の柔軟なカップ形部品です。通常はギアボックスの出力側に取り付けられます。

サーキュラスプライン

内歯を備えた剛性リングで,通常フレクスプラインより2つ多い歯数を持ち,ハウジングに固定されます。

ハーモニックドライブの動作原理

標準的なハーモニックドライブ構成では,ウェーブジェネレーターが入力として機能し,サーキュラスプラインは固定され,フレクスプラインが出力として機能します。ウェーブジェネレーターがフレクスプライン内に挿入されると,フレクスプラインは楕円形に変形します。楕円の長軸上では,フレクスプラインとサーキュラスプラインの歯が完全に噛み合い,短軸上では歯が完全に離脱します。これら2つの軸の間では,歯は噛み合いつつあるか,または離脱しつつあります。

ウェーブジェネレーターが連続回転すると,フレクスプラインは周期的な変形を受け,その歯がサーキュラスプラインの歯と順次噛み合い,また離脱します。これによりウェーブジェネレーターとフレクスプラインの間に相対運動が生じ,いわゆるストレインウェーブ効果によって運動伝達と減速が実現されます。

ハーモニックドライブの原理に関する詳細な説明については,HONPINE公式サイトの以下の記事をご参照ください:

https://www.honpine.com/news/Product-News/The-A-Z-of-Harmonic-Reducers--Your-Go-To-Resource-for-Precision-Mechanics.html

ハーモニックドライブギアボックスの特長

高精度

2つの対称位置 (180°離れた位置) で複数の歯が同時に噛み合うため,ピッチ誤差が平均化され,極めて高い位置決め精度と回転精度を確保します。

大きな減速比

単段のハーモニックドライブは,同軸の3つの部品のみからなるシンプルな構造で,i = 30–500の減速比を実現できます。

高負荷容量

歯の噛み合いは面接触であり,複数の歯が同時に噛み合うため,単位応力が低く,高いトルク容量を実現します。

コンパクトかつ軽量

従来の歯車機構と比較して,ハーモニックドライブはサイズと重量を大幅に削減でき,小型化および軽量設計を可能にします。

高い伝達効率と長寿命

低騒音,低振動で滑らかな動作

HONPINEハーモニックドライブギアボックスの分類

HONPINEのハーモニックドライブは主に5つのシリーズに分類されます

• ダイレクトドライブハーモニックドライブ

• 中空タイプハーモニックドライブ

• 入力軸ハーモニックドライブ

• 超薄型ハーモニックドライブ

• ミニハーモニックドライブ

各タイプは,異なる取り付け構成,伝達インターフェース,空間方向,重量要件,機能要件に合わせて最適化されており,あらゆる用途に最適なソリューションを提供します。

以前にHarmonic Drive AG,LeaderDrive,またはNabtescoなどの他ブランドをご使用の場合は,型番情報を共有いただければ直接置き換えが可能です。

HONPINEの技術チームが,1対1の選定およびカスタマイズサポートを提供します。

HONPINEハーモニックドライブギアボックスの仕様：

• 減速比範囲: 30 – 160

• 定格トルク範囲: 0.06 – 385 N·m

これらの仕様は大半の産業用途をカバーしており,特別な要件にはカスタム設計も可能です。

当社のハーモニックドライブギアボックスソリューションの詳細についてはHONPINEまでお問い合わせいただき,お客様の精密伝動ニーズにどのように対応できるかをご確認ください。