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Projektierung mit Harmonic Drive Getrieben Engineering Data for Harmonic Drive Gears ■■ Genauigkeitsdefinitionen von Harmonic Drive Getrieben ■■ Accuracy Definitions for Harmonic Drive Gears Hystereseverlust (Beschreibung mittels Hysteresekurve) Harmonic Drive Getriebe zei gen bei Beauf schla gung mit einem Dreh mo ment die in der Hys tere sekurve dargestellte Cha rakteristik. Zur Er mit tlung der Hyste rese kurve wird bei block ier ter Ein gangs welle ein Drehmoment an der Ab triebs welle eingeleitet. Aus ge hend vom 0-Punkt werden nacheinander die Punkte A-B-A‘-B‘-A an gefahren, siehe Abb. 407.1. Der Betrag B-B‘ wird als Hystereseverlust bezeichnet. Hystereseverlust Hysteresis loss Torsion φ B Abb. / Fig. 407.1 A Hysteresis Loss (description via hysteresis curve) When a torque is ap plied to the output of a Harmonic Drive gear with the input locked, the torque torsion relationship measured at the output typically follows the hysteresis curve A-B-A‘-B‘-A, see Fig. 407.1. The value of the displacement B-B‘ is defined as the hysteresis loss. -T N 0 B‘ A‘ T N = Nenndrehmoment / Rated output torque φ = Abtriebsdrehwinkel / Output rotation angle Drehmoment T + T N Torque T Lost Motion Harmonic Drive Getrie be weisen kein Spiel in der Verzahnung auf. Der Be griff „Lost Motion“ wird ver wen det, um die Torsionssteifigkeit im Bereich kleiner Drehmomente zu charakterisieren, siehe Abb. 407.2. Lost Motion Torsion φ Abb. / Fig. 407.2 Die Lost Motion Messung wird bei blockierter Eingangswelle mit einem Abtriebs dreh mo ment von ca. ± 4 % des Nenndrehmomentes durch geführt. φ 1‘ ; φ 2‘ φ 1 ; φ 2 Drehmoment T Torque T Lost Motion Harmonic Drive gears exhibit zero tooth backlash. The term lost motion is used to characterise the torsional stiffness in the low torque region, see Fig. 407.2. ~ -4%T N ~ +4%T N The lost motion measurement takes place with an output torque equivalent to approx. ± 4 % of the rated torque and with the input locked. T N = Nenndrehmoment / Rated output torque φ = Abtriebsdrehwinkel / Output rotation angle Wiederholgenauigkeit (Lineare Darstellung) Die Wieder holge nau ig keit ei nes Getriebes beschreibt die Positions abweichung, die beim wiederholten An fahren eines Sollwertes aus jeweils der gleichen Drehrichtung auftritt. Die Wiederhol genau ig keit ist definiert als die Hälfte der max. Ab weichung, versehen mit einem ± Zeichen, siehe Abb. 407.3. φ2 Abb. / Fig. 407.3 φ1 Repeatability (Linear Representation) The repeatability of the gear describes the position difference measured during repeated movement to the same desired position from the same direction. The re peatability is defined as half the value of the maximum difference me a sured, preceded by a ± sign, see Fig. 407.3. Wiederholgenauigkeit = ± x /2 Repeatability = ± x /2 x φ7 x/2 x/2 407
Projektierung mit Harmonic Drive Getrieben Engineering Data for Harmonic Drive Gears ■■ Übertragungsgenauigkeit (Lineare Darstellung) ■■ Transmission Accuracy (Linear Representation) Die Übertragungsgenauigkeit eines Getriebes be schreibt den absoluten Po sitionsfehler am Abtrieb. Die Messung erfolgt während einer vollständigen Um drehung des Ab triebs elementes mithilfe eines hochauflösenden Mess-Systems. Eine Dreh richtungs umkehr erfolgt nicht. Die Übertragungsgenauigkeit ist definiert als die Summe der Beträge der maximalen po si tiven und negativen Dif ferenz zwischen theoretischem und tatsächlichem Abtriebs winkel, wie in Abb. 408.1 und Gleichung 408.2 dargestellt. The transmission accuracy of the gear represents a linearity error be tween input and output angle. The transmission accuracy is measured for one complete output re vo lution using a high resolution measurement sys tem. The measurements are carried out with out direction reversal. The transmission ac cu racy is defined as the sum of the maximum positive and negative dif ferences between the oretical and actual output rotation angle, as shown in Fig. 408.1 and Equation 408.2. Abb. / Fig. 408.1 Genauigkeit / Accuracy Übertragungsgenauigkeit Transmission Accuracy 360 ° Abtriebswinkel Output angle ϕ er = ϕ 2 - ϕ er = Übertragungsgenauigkeit / Transmission accuracy ϕ 1 = Eingangswinkel / Input angle ϕ 2 = Tatsächlicher Abtriebswinkel / Actual output angle i = Untersetzung / Ratio ϕ 1 i [Gleichung / Equation 408.2] ■■ Torsionssteifigkeit ■■ Torsional Stiffness Für die Ermittlung der abtriebsseitigen Torsionssteifigkeit wird die Drehmoment-Torsions-Kurve in drei Bereiche aufgeteilt (Abb. 408.3): ein Bereich kleiner Drehmomente 0 ~ T 1 ein Bereich mittlerer Drehmomente T 1 ~ T 2 ein Bereich höherer Drehmomente > T 2 Die in den Tabellen angegebenen Werte sind Durchschnittswerte. The torsional stiffness may be evaluated by dividing the torquetorsion curve into three regions (Fig. 408.3): a low torque region 0 ~ T 1 a middle torque region T 1 ~ T 2 a high torque region > T 2 The values quoted in the tables are average values. Abb. / Fig. 408.3 Torsion φ K3 φ2 K2 φ1 K1 0 T1 T2 Drehmoment T Torque T φ: Abtriebsdrehwinkel / Output rotation angle K: Federkonstante / Spring constant 408
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