谐波减速机的变速原理
本文介绍有关于谐波减速机的变速原理。
谐波减速机的变速原理如图4.4-2所示。假设旋转开始时刻，谐波发生器椭圆长轴位于0°位置，这时，柔轮基准齿和刚轮0°位置的齿完全啮合。当谐波发生器在输入轴的驱动下产生顺时针旋转时，椭圆长轴也将顺时针回转，使柔轮和刚轮啮合的齿顺时针移动。
当减速机刚轮固定、柔轮旋转时，由于柔轮的齿形和刚轮完全相同，但齿数少于刚轮（如相差2齿），因此，当椭圆长轴的啮合位置到达刚轮−90°位置时，由于柔轮、刚轮所转过的齿数必须相同，故柔轮转过的角度将大于刚轮；如齿差为2齿，柔轮上的基准齿将逆时针偏离刚轮0°基准位置0.5个齿。进而，当椭圆长轴到达刚轮−180°位置时，柔轮上基准齿将逆时针偏离刚轮0°基准位置1个齿；而当椭圆长轴绕柔轮回转一周后，柔轮的基准齿将逆时针偏离刚轮0°位置一个齿差（2个齿）。
图4.4-2 谐波减速机变速原理
也就是说，当刚轮固定、谐波发生器连接输入轴、柔轮连接输出轴时，如谐波发生器绕柔轮顺时针旋转一转（−360°），柔轮将相对于固定的刚轮逆时针转过一个齿差（2个齿）。因此，假设谐波减速机的柔轮齿数为Zf、刚轮齿数为Zc；柔轮输出和谐波发生器输入间的传动比为 
同样，如谐波减速机柔轮固定、刚轮可旋转，当谐波发生器绕柔轮顺时针旋转一转（−360°）时，由于柔轮与刚轮所啮合的齿数必须相同，而柔轮又被固定，因此，将使刚轮的基准齿顺时针偏离柔轮一个齿差，其偏移的角度为
因此，当柔轮固定、谐波发生器连接输入轴、刚轮作为输出轴时，其传动比为 
这就是谐波齿轮传动装置的减速原理。
相反，如果谐波减速机的刚轮被固定，柔轮连接输入轴、谐波发生器作为输出轴，则柔轮旋转时，将迫使谐波发生器的椭圆长轴快速回转，起到增速的作用。
同样，当谐波减速机的柔轮被固定，刚轮连接输入轴、谐波发生器作为输出轴时，刚轮的回转也可迫使谐波发生器的椭圆长轴快速回转，起到增速的作用。 这就是谐波齿轮传动装置的增速原理。
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