李鹏超 何雪明 卢立新 林自东

(1. 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏 无锡 214122；2. 江南大学机械工程学院，江苏 无锡 214122；3. 山东碧海包装材料有限公司，山东 临沂 276600)

随着机器人技术的快速发展，传统的食品加工工厂向智能化，无人工化迈进。其中，工业机器人是实现智能化食品加工工厂的重点装备，而其中谐波减速器主要作用于工业机器人机械臂的关节处，是影响机器人性能的重要部件之一。谐波减速器由柔轮、钢轮和波发生器组成，其传动主要依靠柔轮的可控的弹性变形来传递运动，通常以钢轮固定，柔轮作为输入，波发生器作为输出来实现运动的传递。

谐波传动中，齿形齿廓是影响谐波减速器高精密度的主要因素，柔轮与钢轮高性能的啮合取决于其齿廓的良好设计。目前关于齿形的研究有图解分析法[1]56-59、等速曲线法[1]61-63、幂级数法[1]63-68、改进运动学法[2]、包络法[3]和速度瞬心法[4]。20世纪50年代由美国学者Musser发明的谐波减速器，所用的齿廓即是直线齿廓，后来被工艺较好的渐开线齿廓代替[1]99-102。Ishikawa等[5]采用齿条近似法简化的方法提出了S型齿廓。辛洪兵[6]在圆弧齿廓的基础上提出了谐波传动双圆弧齿廓的设计方法。王家序等[7-8]对不同共轭原理的双圆弧齿廓谐波传动的共轭齿廓和共轭区域进行了对比分析。张宁等[9]基于柔轮装配后实际齿廓线与理论齿廓线在空间位置上存在差异，为避免啮合干涉或啮合不充分情况，提出柔轮齿廓的修形方法模型来对柔轮齿廓进行设计优化。……