[發明專利]一種超短設計壽命的重載單波形發生器諧波減速器

在審

• 申請號: 201711022320.7
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107882949A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 李躍峰;吳貴成;張翔;李鐵明
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F16H49/00
• 分類號: F16H49/00;F16H1/32;F16H55/06;F16H55/10;F16H57/021;F16H57/023
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及航空航天技術領域，具體涉及一種超短設計壽命的重載單波形發生器諧波減速器。

背景技術

在航空航天領域中，部分場合下使用的電動舵機減速器有高功率重量比的要求，目前存在的許多傳動形式，如行星齒輪傳動、少齒差齒輪傳動、擺線針輪傳動都可以實現以上要求。但是，這些傳動類型一般結構較為復雜、傳動零件較多、加工精度要求較高、傳動效率較低、未形成成熟生產工藝，而諧波齒輪傳動單級只需要三個傳動零件就可以實現200左右的減速比，可以明顯的減小傳動部件的尺寸和重量，進而減小減速器殼體等部件的尺寸，在要求高功重比的應用場合具有明顯優勢。因此，諧波齒輪傳動目前被廣泛應用在航空航天領域。

目前常用的諧波減速器均采用雙波形發生器、設計壽命在5000小時以上。遠超過航空航天領域的超短使用壽命需求(遠小于5000小時，一般以秒為單位)，具有明顯的設計冗余，降低了航空航天器的有效載荷。本發明針對這一問題，研制了一種采用單波形發生器、使用壽命極短但符合需求的重載諧波減速器。

發明內容

本發明為了解決現有諧波減速器體積大，使用壽命有明顯冗余，降低了航空航天器有效載荷的問題，進而提出一種超短設計壽命的重載單波形發生器諧波減速器。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：

一種超短設計壽命的重載單波形發生器諧波減速器包括小錐齒輪、左殼體、反饋軸、大錐齒輪、波發生器、固定鋼輪、柔輪、輸出軸和右端蓋，小錐齒輪豎直設置在左殼體的內部，小錐齒輪與電機連接，反饋軸水平設置在左殼體的內部，反饋軸的前端與左殼體轉動連接，反饋軸的后端與輸出軸水平固接，輸出軸的外側套裝有右端蓋，輸出軸與右端蓋轉動連接，反饋軸的外側套裝有大錐齒輪，大錐齒輪與反饋軸轉動連接，小錐齒輪與大錐齒輪相嚙合，大錐齒輪的外側套裝有波發生器，波發生器為偏心圓環，波發生器的外側套裝有柔輪，波形發生器與柔輪之間設有柔性軸承，柔輪的外圓周表面設有外齒輪，柔輪的外側套裝有固定鋼輪，固定鋼輪固接在左殼體與右端蓋之間，固定鋼輪的內圓周表面設有內齒輪，輸出軸的前端套裝在柔輪的外側，輸出軸前端的內圓周表面設有內齒輪，柔輪的外齒輪與固定鋼輪的內齒輪和輸出軸的內齒輪相嚙合。

本發明與現有技術相比包含的有益效果是：

1、本發明給出的是面向高功重比需求的超短設計壽命的單波諧波減速器。單波諧波傳動是指剛輪齒數與柔輪齒數之差為1的諧波齒輪傳動。傳動比為兩者中轉子齒數。單波傳動不僅擁有諧波傳動的所有優點，而且在傳動比和模數相同情況下，其徑向尺寸比雙波傳動小近一倍。這種傳動在高功重比場合具有特殊意義。首先采用偏心圓盤式單波波發生器，波發生器材料為40Cr，結構為偏心圓環，波發生器裝在大錐齒輪上，形成單側偏心圓盤波發生器組件，二者通過一個小端蓋用螺栓緊固到一起，同時此端蓋還充當柔性軸承的定位夾緊元件。柔輪通過柔性軸承定位。

2、本發明采用復波柔輪代替杯型柔輪，同杯形柔輪相比，復波結構的柔輪結構簡單便于加工，由于不受杯底的應力集中的限制，復波結構的柔輪的軸向尺寸可以壓縮到很小，從而使得柔輪的抗扭剛度極大，明顯地減小扭轉回差。采用復波結構的諧波傳動方式，軸向布置極為緊湊，縮了整體結構尺寸，而且，軸向尺寸的減小使得柔輪的徑向剛度得以提高，減小了回差，對于需要經常進行換向操作的位置控制系統極為關鍵。當然，用復波結構會造成傳動效率相對于筒形結構有所降低，降低幅度并不明顯。