谐波减速器由波发生器、柔轮、刚轮三大部件构成，刚轮齿数一般比柔轮多两个，波发生器旋转一周，柔轮便朝相反方向转过两个齿的角度。其精度优势来自柔轮与刚轮的多齿同时啮合：啮合齿数多，可减小单位面积载荷、均化误差，因此相比行星齿轮结构能达到更高的位置精度和旋转精度。 但齿形设计是谐波减速器最基础也最关键的环节，哈默纳科早期研发出具有自主知识产权的 S 齿形并申请了专利，其他厂商无法使用，只能自行研发齿形和传动结构——对后进入者而言，要绕开专利限制、设计出性能同样优良的齿形，难度非常高，这正是国产精密减速器实现自主可控的核心门槛之一。
齿形为什么决定精度
谐波减速器的传动本质是两个齿轮之间的啮合运动，且柔轮在运行中不断发生形变，因此齿轮的高度、宽度、形状等设计对减速性能影响很大。
S 齿形相较双圆弧齿形，共轭区齿隙更小，实现了空载条件下的连续接触，更有利于分配齿间载荷、降低空程、提升精度，并带来柔轮齿轮抗疲劳强度与扭转刚度的改善。由于该齿形已被申请专利，后进厂商无法直接采用，只能自研齿形与传动结构，这也是绕开专利难度最高的地方。
专利之外，还有三道关卡
齿形只是第一关，谐波减速器的技术难点还包括材料、加工工艺和装配。
| 环节 | 主要难点 |
|---|---|
| 材料 | 柔轮需不断变形传递力矩，应力状态比普通齿轮更复杂，对材料一致性、载荷与疲劳寿命要求很高；常采用 40Cr 合金钢，国产材料在提纯上仍有差距 |
| 加工工艺 | 误差需控制在 1 微米以内，高度依赖高精度加工设备，且需长期积累机床温度、湿度与流程控制经验 |
| 装配 | 并非简单拼接，需按总装要求反复调整、校正、平衡、试验，目前仍以手工流水线作业为主，效果依赖人的经验 |
这四方面相互叠加，意味着突破齿形专利只是起点，材料、设备与工艺经验的同步积累同样不可跳过。
国产厂商走到了哪一步
在较高的技术壁垒之下，国内仍涌现出一批谐波减速器厂商，代表性公司是绿的谐波。从下游应用看，机器人厂商埃斯顿在替换 RV 减速器时，并未选用国内 RV 减速器替代纳博特斯克，而是采用了绿的谐波的谐波减速器，一定程度上反映出其技术积累较为扎实。此外，中技克美和北京谐波研究所也具备较强实力，不过产品更倾向定制化或以国家交付任务为主，规模不大；其余厂商多走中低端路线。整体来看，国产谐波减速器已形成有代表性的参与者，但齿形、材料、工艺与装配的全面自主仍需持续验证。
常见问题
谐波减速器为什么比行星齿轮结构精度更高？
因为柔轮与刚轮是多齿同时啮合，啮合齿数多于行星齿轮结构，可以减小单位面积载荷并均化误差，因此能达到更高的位置精度和旋转精度。
S 齿形专利卡住了什么？
卡住的是齿形本身及其带来的性能组合：共轭区齿隙更小、空载下连续接触，有利于分配齿间载荷、降低空程、提升精度。其他厂商无法使用该齿形，只能自行研发齿形和传动结构，而设计出性能同样优良的齿形难度非常高。
国产精密减速器实现自主可控还要跨过哪些门槛？
除齿形设计外，还需在材料、加工工艺和装配三方面同步突破：柔轮材料对一致性与疲劳寿命要求高，加工误差需控制在 1 微米以内且依赖高精度设备，装配则高度依赖长期积累的技工经验。