當(dāng)今的許多精密應(yīng)用要求齒輪能夠大幅減速、功率密度和傳輸精度。這些設(shè)計(jì)中的主要選擇包括擺線齒輪和擺線齒輪，以及依賴于具有橢圓或其他多邊形形狀的波浪誘導(dǎo)子部件的齒輪組。擺線和擺線齒輪傳動(dòng)包括圍繞其他元件旋轉(zhuǎn)和跟蹤曲線的元件。由滾動(dòng)元件圓周上的一點(diǎn)追蹤的擺線包括外擺線（元件沿太陽齒輪或其他參考部件的外側(cè)滾動(dòng)）和內(nèi)擺線（元件在環(huán)或其他參考部件內(nèi)滾動(dòng)）。相比之下，三弦線（及其子類型）不是通過滾動(dòng)元素周長上的一個(gè)點(diǎn)來跟蹤的，而是通過滾動(dòng)元素周長內(nèi)或外的某個(gè)點(diǎn)來跟蹤的。行星齒輪傳動(dòng)是一種特別常見的行星齒輪傳動(dòng)。
　　考慮一個(gè)機(jī)器人關(guān)節(jié)，使用一個(gè)電機(jī)（以幾千轉(zhuǎn)/分的速度運(yùn)行），配備齒輪，使輸出速度降低100倍。這種設(shè)計(jì)中的傳動(dòng)裝置還可以提高最大功率密度的加速扭矩，這是SCARAs和協(xié)作機(jī)器人的優(yōu)先設(shè)計(jì)目標(biāo)，因?yàn)榭偝苫旧鲜菓冶圪|(zhì)量。

波浪和擺線齒輪選件包括（從左到右）應(yīng)變波齒輪、平心和擺線齒輪、行星齒輪和動(dòng)態(tài)推力齒齒輪。
　　回想一下，此類設(shè)計(jì)中使用的傳統(tǒng)傳動(dòng)裝置（包括一些行星齒輪組）通常表現(xiàn)出非常小的齒隙。這通常僅限于幾弧分（100度），用于調(diào)節(jié)潤滑和熱膨脹。然而，在某些情況下，這種齒隙會(huì)使系統(tǒng)精度降低到無法接受的程度。那么，讓我們看看其他可以避免此問題的裝備選項(xiàng)。
應(yīng)變波齒輪傳動(dòng)操作總結(jié)
　　應(yīng)變波齒輪利用齒輪的金屬彈性（偏轉(zhuǎn)）來減速。應(yīng)變波齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)包括零齒隙、高功率密度和位置精度。
　　應(yīng)變波齒輪組由三個(gè)部件組成：波發(fā)生器、柔輪和圓花鍵。波浪發(fā)生器是一個(gè)軸承和一個(gè)加工成精確規(guī)格的橢圓形鋼盤的組件。一個(gè)特殊的滾珠軸承安裝在這個(gè)圓盤周圍，并符合橢圓形狀。大多數(shù)設(shè)計(jì)將波發(fā)生器連接到伺服電機(jī)上，作為運(yùn)動(dòng)輸入。
　　柔性花鍵是一種薄壁鋼杯。這些杯壁具有徑向柔順性，但仍然具有扭轉(zhuǎn)剛度，因?yàn)楸闹睆捷^大。制造商將齒輪齒加工到外圈開口端附近的外表面…可能被稱為邊緣附近。
　　杯的一端有一個(gè)剛性凸臺(tái)，以提供一個(gè)堅(jiān)固的安裝表面。波形發(fā)生器位于撓性花鍵內(nèi)部，因此軸承與撓性花鍵齒處于相同的軸向位置。杯邊緣附近的撓性花鍵壁符合軸承的相同橢圓形狀。這使柔輪外表面上的齒符合橢圓形狀。這樣，柔輪花鍵的外表面上實(shí)際上有一個(gè)橢圓齒輪中徑。
　　圓形花鍵是內(nèi)徑上有齒的剛性圓形鋼環(huán)。它通常連接在殼體上，不旋轉(zhuǎn)。其齒與柔輪齒嚙合。柔性花鍵的齒沿橢圓的長軸與圓形花鍵的齒嚙合。因此，有兩個(gè)區(qū)域的嚙合由橢圓同心內(nèi)接在環(huán)內(nèi)。大約30%的齒始終嚙合，而同等行星齒輪組在任何時(shí)候都有六個(gè)左右的齒嚙合，同等正齒輪組有一個(gè)或兩個(gè)齒嚙合。
　　回想一下，齒隙是指容納齒的空間和齒寬之間的差值……在應(yīng)變波齒輪傳動(dòng)中，此差值為零。應(yīng)變波撓性花鍵的彈性徑向變形（制造商針對長軸上的圓形花鍵預(yù)加載）就像一個(gè)非常硬的彈簧，以補(bǔ)償齒間的間隙，否則會(huì)導(dǎo)致齒隙。設(shè)置預(yù)載以保持應(yīng)力遠(yuǎn)低于材料的耐久極限。
　　輪齒的壓力角將輸出扭矩的切向力轉(zhuǎn)換為作用在波浪發(fā)生器軸承上的徑向力。柔性花鍵和圓形花鍵齒在橢圓長軸附近嚙合，在短軸處分離。柔輪花鍵的齒數(shù)比圓花鍵少兩個(gè)，因此每次波發(fā)生器旋轉(zhuǎn)一圈，柔輪花鍵和圓花鍵都會(huì)移動(dòng)兩個(gè)齒。傳動(dòng)比是柔輪齒數(shù)÷（柔輪齒數(shù)–圓形花鍵齒數(shù)）。
　　應(yīng)變波齒輪的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)和單級傳動(dòng)比（160:1）使工程師能夠在需要最小化重量和體積的設(shè)計(jì)中使用齒輪。即使是小型電機(jī)也可以利用其巨大的機(jī)械優(yōu)勢。應(yīng)變波齒輪的某些齒廓（凸面和凹面圓弧）可以讓更多的齒嚙合，從而提高扭轉(zhuǎn)剛度和扭矩……以及更長的MTBF。
推力齒傳動(dòng)操作總結(jié)
　　現(xiàn)在讓我們考慮一下前面提到的止推齒設(shè)計(jì)。這種新型的高扭矩齒輪箱為需要高精度輸出運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用提供了極高的扭轉(zhuǎn)剛度和零齒隙操作。與通過輪齒上的接觸線傳輸電力的其他齒輪不同，傳動(dòng)裝置中的嚙合齒輪幾乎實(shí)現(xiàn)了完全的表面接觸。這使得輪齒接觸達(dá)到某些類型常規(guī)漸開線輪齒的6.5倍。
　　它是如何工作的？簡言之，齒輪箱沿內(nèi)齒圈引導(dǎo)大量單個(gè)齒。齒的幾何結(jié)構(gòu)遵循對數(shù)螺旋，使多個(gè)齒通過流體動(dòng)力接觸一次傳遞動(dòng)力，覆蓋比傳統(tǒng)線接觸大得多的表面積。結(jié)果是，即使在零交叉處，齒輪箱的齒隙也為零。齒的對數(shù)螺旋路徑允許同步精度優(yōu)于具有可比外徑的傳統(tǒng)空心軸驅(qū)動(dòng)。
　　變速箱的效率高達(dá)91%，比傳統(tǒng)的應(yīng)變波和擺線齒輪傳動(dòng)裝置高出18%至29%。
　　作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分，齒輪傳動(dòng)的流體動(dòng)力齒接觸也提供了高過載能力。緊急停止扭矩比同類系統(tǒng)高出150%至300%，扭轉(zhuǎn)剛度高出580%……因此，其他設(shè)計(jì)的齒輪箱可能需要大三倍才能提供與給定推力齒齒輪箱相同的扭矩。
　　齒輪設(shè)計(jì)還允許空心軸直徑相對于外徑非常大，在某些情況下可大70%。
擺線齒輪傳動(dòng)操作總結(jié)
　　被稱為擺線減速機(jī)的偏心滾動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪頭是一種伺服齒輪，它有一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸承總成的輸入軸。這進(jìn)而驅(qū)動(dòng)連接到輸出軸的擺線盤（有時(shí)稱為凸輪）。凸輪具有與凸輪從動(dòng)件嚙合的凸輪或齒，通常與銷軸承或滾針軸承嚙合。偏心凸輪旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致輸出軸以比輸入軸更低的速度和更高的扭矩旋轉(zhuǎn)。
　　擺線針輪減速機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是其零或接近零齒隙（至1弧分）的特性，這有助于實(shí)現(xiàn)高精度和高精度。這在需要高精度和精確定位的情況下尤其需要，例如在機(jī)器人應(yīng)用、機(jī)床和類似應(yīng)用中。擺線減速機(jī)還具有滾動(dòng)而非滑動(dòng)接觸的特點(diǎn)，因此整體磨損較小。一些擺線減速機(jī)通過將復(fù)合減速凸輪與完整的滾針軸承凸輪從動(dòng)件組合在一起，提供零齒隙。
　　由于采用銷和齒輪結(jié)構(gòu)，擺線齒輪傳動(dòng)保持了連續(xù)和分布式的動(dòng)力傳輸接觸，從而比傳統(tǒng)的減速機(jī)具有更高的抗沖擊性。事實(shí)上，一些變化可以承受其額定扭矩四倍的瞬態(tài)暴露。高扭矩密度使齒輪箱的合理占地面積達(dá)到185:1。