1. 谐波齿轮减速器设计及性能仿真测试
摆线针轮减速机是一种应用行星式传动原理，采用摆线针齿啮合的新颖传动装置。摆线针轮减速机全部传动装置可分为三部分：输入部分、减速部分、输出部分。在输入轴上装有一个错位180°的双偏心套，在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱轴承，形成H机构、两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿相啮合，以组成齿差为一齿的内啮合减速机构，（为了减小摩擦，在速比小的减速机中，针齿上带有针齿套）。
当输入轴带着偏心套转动一周时，由于摆线轮上齿廓曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制之故，摆线轮的运动成为既有公转又有自转的平面运动，在输入轴正转周时，偏心套亦转动一周，摆线轮于“相反方向”转过一个齿从而得到减速，再借助W输出机构，将摆线轮的低速自转运动通过销轴，传递给输出轴，从而获得较低的输出转速。
所以摆线针轮减速机的输入轴和输出轴转动方向为什么是反向的。
2. 谐波减速器的精度
摆线针轮与涡轮蜗杆共同点：效率低，扭矩输出大。
摆线针轮与涡轮蜗杆减速机的区别：
1，摆线针轮通常都是以面输出，空回以及背隙很小，进口的通常可以控制在10弧分以内。而涡轮蜗杆通常都是以轴输出。很难控制空回，特别是当涡轮与蜗杆磨合时间比较长后，其空回都比较大。通常是度级的。
2，涡轮蜗杆最大的特点是自锁功能。但是其允许输入的转速范围很低。而摆线针轮一般都可以实现与行星轮集合成一体，其减速比可以做到很大。
3，摆线针轮的结构以及运转模式可以参照谐波减速机。而涡轮蜗杆的传动相对比较简单。
2.行星减速机和摆线针轮减速机比,行星减速机体积小,效率高能到97%,重量轻,回程间隙低,一般搭配伺服电机和步进电机,价格比摆线针轮的贵很多；摆线针轮减速机单级减速比能做从6-81,承受扭矩方面也不同比数的行星强很多,但是它的回程间隙大,使用需要维护换油,效率不如行星的高,噪音比行星的大,发热,一般搭配普通的电机,也有少数配大功率伺服电机的,摆线针轮减速机的价格就比行星减速机的价格便宜很多了.行星减速机想用得安稳一点的话还是要进口的,比如台湾品宏行星减速机的就很不错,价格又合理；摆线针轮的一般用国产的就能满足要求,少数用进口的.
3.
一、摆线针轮减速特点：
1、高速比和高效率单级传动，就能达到1：87的减速比，效率在90％以上，如果采用多级传动，减速比更大。
2、结构紧凑体积小由于采用了行星传动原理，输入轴输出轴在同一轴心线上，使其机型获得尽可能小的尺寸。
3、运转平稳噪声低摆线针齿啮合齿数较多，重叠系数大以及具有机件平衡的机理，使振动和嗓声限制在最小程度。 4、使用可靠、寿命长因主要零件采用高碳铬钢材料，经淬火处理（HRC58～62）获得高强度，并且，部分传动接触采用了滚动摩擦，所以经久耐用寿命长。
两者相比之下力距没有圆柱齿轮大、造价比圆柱齿大、机械强度也没有圆柱齿大、传动比大、体积小。
二、 圆柱齿轮减速机的特点如下:
1、齿轮采用高强度低碳合金钢经渗碳淬火而成，齿面硬度达HRC58-62，齿轮均采用数控磨齿工艺，精度高，接触性好。
2、传动率高：单级大于96.5%，双级大于93%，三级大于90%。 3、运转平稳，噪音低。
4、使用寿命长，承载能力高。 5、易于拆检，易于安装。 三、两者比较分析：
圆柱齿减速机造价低、力距大、噪音低，但传动比小。两者相比之下摆线针轮减速机的力距没有圆柱齿轮大、造价比圆柱齿大、机械强度也没有圆柱齿大、传动比大、体积小。 其时每种减速机型号都有各自的优点，也各有不足，安装方式也是不一样的，就看客户的实际使用情况了，只要选择合适的减速机，一定能为您设备提供和谐传动。
3. 谐波减速器模数
前置滤波器也称抗混叠滤波器，其作用是：
(1)将有用的信号与噪声分离，提高信号的抗干扰性及信噪比;提高电源的品质、电路的线性、减少各种杂波和非线性失真干扰和谐波干扰等均使用滤波器。
(2)滤掉不感兴趣的频率成分，提高分析精度。
(3)从复杂频率成分中分离出单一的频率分量。
4. 谐波减速器齿形设计
步进电机的相数：是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72° 。
保持转矩：是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。
相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数，是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72° 。在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则‘相数’将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。目前应用最广泛的是两相和四相，四相电机一般用作两相，五相的成本较高。
拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.
固有步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度（俗称半步）。这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。
定位转矩（DETENT TORQUE）：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩（由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的），DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式，容易使大家产生误解；由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有DETENT TORQUE。
最大静转矩：也叫保持转矩（HOLDING TORQUE），电机在额定静态电作用下（通电），电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩，即定子锁住转子的力矩。此力矩是衡量电机体积（几何尺寸）的标准，与驱动电压及驱动电源等无关。通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2N.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。
虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比，与定齿转子间的气隙有关，但过份采用减小气隙，增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的，这样会造成电机的发热及机械噪音。
最大静力矩的选择：
步进电机的动态力矩一下子很难确定，我们往往先确定电机的静力矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载，而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时（一般由低速）时二种负载均要考虑，加速起动时主要考虑惯性负载，恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下，静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好，静力矩一旦选定，电机的机座及长度便能确定下来（几何尺寸）。
5. 谐波齿轮减速器特点
在未装配前，柔轮及其内孔呈圆形，当波发生器装入柔轮的内孔后，由于波发生器的长度略大于柔轮的内孔直径，柔轮撑成椭圆形，迫使柔轮在椭圆的长轴方向与固定的刚轮完全啮合，在短轴方向完全分离，其余各处的齿视柔轮回转位置的不同，或者处于“啮入”状态，或者处于“啮出”状态。由于刚轮固定，波发生器逆时针转动时，柔轮作顺时针转动。当波发生器连续回转时，柔轮长轴和短轴及“啮入”、“啮出”的位置随之不断变化，柔轮齿由啮入转向啮出，又啮合转向啮出，由啮出转向脱开，如此，啮入、啮合、啮出、脱开、啮入、啮合……往复循环，迫使柔轮连续转动。
柔轮随着波发生器转动过程中，其中一个齿从与刚轮的一个齿啮合到再一次与刚轮上的这个齿相啮合时，柔轮恰好旋转一周，而此时波发生器旋转了很多圈，波发生器的旋转圈数与柔轮旋转圈数（1圈）之比，即为谐波齿轮减速器的减速比，故其减速比很大。在整个运动过程中，柔轮的变形在柔轮圆周的展开图上是连续的简谐波形，因此，这一传动称之为谐波齿轮传动。
谐波齿轮减速器按其机械波数目的多少可分为：单波、双波及三波，其中最常用的是双波传达。在谐波传动中，刚轮与柔轮的齿数差应等于机械波数的整数倍，通常取其等于波数。
6. 谐波齿轮减速器的结构组成
谐波减速器的输出端是正波形下落的那一段周期时间内和负波形上升的那一段时间内