[发明专利]一种超短设计寿命的重载单波形发生器谐波减速器

说明书

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，具体涉及一种超短设计寿命的重载单波形发生器谐波减速器。

背景技术

在航空航天领域中，部分场合下使用的电动舵机减速器有高功率重量比的要求，目前存在的许多传动形式，如行星齿轮传动、少齿差齿轮传动、摆线针轮传动都可以实现以上要求。但是，这些传动类型一般结构较为复杂、传动零件较多、加工精度要求较高、传动效率较低、未形成成熟生产工艺，而谐波齿轮传动单级只需要三个传动零件就可以实现200左右的减速比，可以明显的减小传动部件的尺寸和重量，进而减小减速器壳体等部件的尺寸，在要求高功重比的应用场合具有明显优势。因此，谐波齿轮传动目前被广泛应用在航空航天领域。

目前常用的谐波减速器均采用双波形发生器、设计寿命在5000小时以上。远超过航空航天领域的超短使用寿命需求(远小于5000小时，一般以秒为单位)，具有明显的设计冗余，降低了航空航天器的有效载荷。本发明针对这一问题，研制了一种采用单波形发生器、使用寿命极短但符合需求的重载谐波减速器。

发明内容

本发明为了解决现有谐波减速器体积大，使用寿命有明显冗余，降低了航空航天器有效载荷的问题，进而提出一种超短设计寿命的重载单波形发生器谐波减速器。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种超短设计寿命的重载单波形发生器谐波减速器包括小锥齿轮、左壳体、反馈轴、大锥齿轮、波发生器、固定钢轮、柔轮、输出轴和右端盖，小锥齿轮竖直设置在左壳体的内部，小锥齿轮与电机连接，反馈轴水平设置在左壳体的内部，反馈轴的前端与左壳体转动连接，反馈轴的后端与输出轴水平固接，输出轴的外侧套装有右端盖，输出轴与右端盖转动连接，反馈轴的外侧套装有大锥齿轮，大锥齿轮与反馈轴转动连接，小锥齿轮与大锥齿轮相啮合，大锥齿轮的外侧套装有波发生器，波发生器为偏心圆环，波发生器的外侧套装有柔轮，波形发生器与柔轮之间设有柔性轴承，柔轮的外圆周表面设有外齿轮，柔轮的外侧套装有固定钢轮，固定钢轮固接在左壳体与右端盖之间，固定钢轮的内圆周表面设有内齿轮，输出轴的前端套装在柔轮的外侧，输出轴前端的内圆周表面设有内齿轮，柔轮的外齿轮与固定钢轮的内齿轮和输出轴的内齿轮相啮合。

本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

1、本发明给出的是面向高功重比需求的超短设计寿命的单波谐波减速器。单波谐波传动是指刚轮齿数与柔轮齿数之差为1的谐波齿轮传动。传动比为两者中转子齿数。单波传动不仅拥有谐波传动的所有优点，而且在传动比和模数相同情况下，其径向尺寸比双波传动小近一倍。这种传动在高功重比场合具有特殊意义。首先采用偏心圆盘式单波波发生器，波发生器材料为40Cr，结构为偏心圆环，波发生器装在大锥齿轮上，形成单侧偏心圆盘波发生器组件，二者通过一个小端盖用螺栓紧固到一起，同时此端盖还充当柔性轴承的定位夹紧元件。柔轮通过柔性轴承定位。

2、本发明采用复波柔轮代替杯型柔轮，同杯形柔轮相比，复波结构的柔轮结构简单便于加工，由于不受杯底的应力集中的限制，复波结构的柔轮的轴向尺寸可以压缩到很小，从而使得柔轮的抗扭刚度极大，明显地减小扭转回差。采用复波结构的谐波传动方式，轴向布置极为紧凑，缩了整体结构尺寸，而且，轴向尺寸的减小使得柔轮的径向刚度得以提高，减小了回差，对于需要经常进行换向操作的位置控制系统极为关键。当然，用复波结构会造成传动效率相对于筒形结构有所降低，降低幅度并不明显。