CN102900812B - 一种带限位机构的三级传动谐波减速器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带限位机构的三级传动谐波减速器，其包括第一级齿轮副传动减速机构、谐波传动减速器、扇形齿轮副传动减速机构和端盖；其中，第一级齿轮副传动减速机构包括相啮合的第一级主动齿轮和第一级从动齿轮，实现第一级减速，并驱动谐波传动减速器，以实现第二级减速；扇形齿轮副传动减速机构包括相啮合的主动扇形齿轮和从动扇形齿轮，在谐波传动减速器的驱动下，实现第三级减速；在端盖上形成限位机构，从动扇形齿轮定位于其中，在限位机构限定的角度范围内转动。本发明既能实现大减速比传动，又能实现转动角度限位。
Description
技术领域
本发明属于机械传动技术领域，涉及一种传动装置，具体涉及一种带限位机构的减速传动装置。
背景技术
现有技术中，谐波传动减速器用于飞行载体在飞行运动过程中进行姿态调整、自动控制等的分系统中，具有重要作用，已成为必不可少的重要元件。由于其体积小、重量轻、输出力矩大等特点，市场需求逐年增加，并广泛地应用于各行各业的多种领域中，尤其是某些特殊领域，对其减速比要求很大，同时又有着角度机械限位的要求。
目前，谐波传动减速器的常用结构有两种，一种为单级直线型谐波传动减速器，另一种为角度式(包含正交)谐波传动减速器，其通过增加一级锥齿轮副，实现两级传动。但是，由于受到机型(通常以柔轮的内径大小标识机型)及锥齿轮的加工范围的限制，锥齿轮副部分的减速比不能太大(一般最大做到4∶1)，而谐波传动部分受到力矩、刀具的影响，其柔轮和刚轮的模数不能太小，即谐波传动部分的减速比不能太大。所以，对于要求很大减速比的用户，这就存在使用缺陷。
另一方面，根据市场用户的需求，大多数使用谐波传动减速器的用户，在使用过程中，只需要系统响应后转过一定的角度，这就需要在谐波传动减速器的设计过程中增加限位机构。通常采用的方式是，在输出轴上套装一个机械限位部件，或者在谐波传动减速器的输出安装面再对接设计一套限位机构，多增加几个限位零件，这两种方式无形中都增加了整个减速器的体积。
发明内容
本发明的目的是提供一种谐波传动减速器，其能满足大减速比需求，同时，通过在端盖零件内设计与扇形齿轮相吻合的型腔角度槽，实现角度限位要求。具体为：
一种带限位机构的三级传动谐波减速器，包括第一级齿轮副传动减速机构和谐波传动减速器，所述第一级齿轮副传动减速机构包括相啮合的第一级主动齿轮和第一级从动齿轮，实现第一级减速，并驱动所述谐波传动减速器，所述谐波传动减速器实现第二级减速；还包括扇形齿轮副传动减速机构和端盖；所述扇形齿轮副传动减速机构包括相啮合的主动扇形齿轮和从动扇形齿轮，所述谐波传动减速器驱动所述主动扇形齿轮，所述主动扇形齿轮带动所述从动扇形齿轮，实现第三级减速；在所述端盖上形成所述限位机构，所述从动扇形齿轮定位在所述限位机构中，在所述限位机构限定的角度范围内转动。
进一步的，所述谐波传动减速器包括波发生器、固定刚轮、柔轮和输出刚轮组件；所述波发生器包括凸轮；所述输出刚轮组件包括输出刚轮和输出轴；所述第一级从动齿轮套设在所述输出轴上，并与所述凸轮紧固连接；所述柔轮的半边外齿与所述固定刚轮相啮合，另半边外齿与所述输出刚轮相啮合；所述输出刚轮带动所述输出轴，所述主动扇形齿轮与所述输出轴紧固连接。
进一步的，所述凸轮具有椭圆结构。
进一步的，所述柔轮的所述另半边外齿与所述输出刚轮1∶1啮合。
进一步的，所述限位机构是在所述端盖上进行型腔的角度设计形成的角度型腔，所述角度型腔具有角度槽，所述从动扇形齿轮定位于所述角度型腔中，在所述角度槽限定的角度范围内来回转动。
进一步的，还包括电机，所述第一级主动齿轮与电机轴紧固连接，被所述电机驱动。
进一步的，还包括电位计，所述电位计与所述输出轴的一端相连。
进一步的，所述第一级主动齿轮是小锥齿轮，所述第一级从动齿轮是大锥齿轮；所述小锥齿轮通过正交方式带动所述大锥齿轮。
本发明增加一级扇形齿轮副，并对减速器的端盖进行型腔的角度设计，通过扇形齿轮既实现一级减速功能，又通过其与安装本体的角度型腔吻合的扇形角度设计实现了角度限位的目的，也就是说，既实现了三级大减速比传动，又实现了机械角度限位目的，可谓一举两得。
本发明具有结构紧凑、传动比大、传动精度高、输出力矩大等特点，而且适合角度限位在±45°范围内的任何角度限位要求，可广泛应用于具有减速及限位要求的各个领域。
附图说明
图1为本发明的三级传动谐波减速器的总体结构示意图。
图2为本发明的波发生器的结构示意图。
图3为本发明的输出刚轮组件的结构示意图。
图4为本发明的扇形齿轮副与限位机构的关系示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
如图1所示，本发明的带限位机构的三级传动谐波减速器包括，电机1、锥齿轮副2、电位计3、波发生器4、固定刚轮(即壳体)5、柔轮6、输出刚轮组件7、扇形齿轮副8、端盖9、轴承盖10。
其中，电机1用于输入动力；锥齿轮副2作为第一级减速传动机构，包括小锥齿轮、大锥齿轮，小锥齿轮通过圆柱销紧固连接在电机轴上，电机1驱动小锥齿轮转动，小锥齿轮通过正交方式带动大锥齿轮，从而实现第一级减速。
波发生器4、固定刚轮5、柔轮6、输出刚轮组件7构成的谐波传动减速器作为第二级减速传动机构。如图2所示，波发生器4包括凸轮41、柔性轴承45、挡片47，凸轮41与大锥齿轮22通过圆柱销48及沉头螺钉46紧固连接，大锥齿轮22的转动驱动波发生器4转动，由于波发生器4中凸轮41的椭圆结构，通过柔性轴承45迫使柔轮6做柔性变形，柔轮6的半边外齿与固定刚轮5相啮合，固定刚轮5比柔轮6多两个齿，由于少齿差的相对错齿运动，实现了减速传动；柔轮6的另半边外齿与输出刚轮组件7的输出刚轮72(如图3所示)1∶1啮合，从而将这种少齿差的减速运动传递出去，达到了谐波传动减速的目的，即实现第二级减速。
扇形齿轮副7作为第三级减速传动机构，包括主动扇形齿轮、从动扇形齿轮，主动扇形齿轮通过轴承73联接输出刚轮组件7，并通过圆柱销74与输出刚轮组件7中的输出轴71(如图3所示)紧固连接，从而实现第三级减速；
如图3所示，输出刚轮组件7包括输出轴71、输出刚轮72，大锥齿轮22通过轴承221和轴套223与输出轴71联接；输出轴71的一端通过开槽的形式与电位计3相联，电位计3固定在固定刚轮5上，通过电位监测到减速器的传动信息，从而接收该信息并作相应处理。
如图4所示，端盖9一方面与固定刚轮5相连，又一方面通过设计特殊角度限位型腔机构，从动扇形齿轮通过轴承定位于其中，并将从动扇形齿轮机械限位，使之在某一角度范围内来回转动，从而实现限位的目的。
本发明带限位机构的三级传动谐波减速器，包括动力输入电机，通过第一级锥齿轮副实现第一级减速，带动波发生器转动，通过刚轮(固定刚轮即壳体和输出刚轮)、柔轮及凸轮的谐波传动减速原理实现第二级减速，再通过输出轴上紧固连接的扇形齿轮副实现第三级减速，通过这三级串联减速，实现了大减速比的传动要求，可实现减速比400-720，同时，通过从动扇形齿轮以及端盖上的角度限位机构，实现了限位目的，最终通过输出轴输出，此外，通过电位计反馈传动信息，可以达到监控检测的目的。
Claims (7)
1.一种带限位机构的三级传动谐波减速器，包括第一级齿轮副传动减速机构和谐波传动减速器，所述第一级齿轮副传动减速机构包括相啮合的第一级主动齿轮和第一级从动齿轮，实现第一级减速，并驱动所述谐波传动减速器，所述谐波传动减速器实现第二级减速；其特征在于，
还包括扇形齿轮副传动减速机构和端盖；
所述扇形齿轮副传动减速机构包括相啮合的主动扇形齿轮和从动扇形齿轮，所述谐波传动减速器驱动所述主动扇形齿轮，所述主动扇形齿轮带动所述从动扇形齿轮，实现第三级减速；
在所述端盖上形成所述限位机构，所述从动扇形齿轮定位在所述限位机构中，在所述限位机构限定的角度范围内转动。
2.如权利要求1所述的三级传动谐波减速器，其特征在于，
所述谐波传动减速器包括波发生器、固定刚轮、柔轮和输出刚轮组件；
所述波发生器包括凸轮；
所述输出刚轮组件包括输出刚轮和输出轴；
所述第一级从动齿轮套设在所述输出轴上，并与所述凸轮紧固连接；
所述柔轮的半边外齿与所述固定刚轮相啮合，另半边外齿与所述输出刚轮相啮合；
所述输出刚轮带动所述输出轴，所述主动扇形齿轮与所述输出轴紧固连接。
3.如权利要求2所述的三级传动谐波减速器，其特征在于，所述凸轮具有椭圆结构。
4.如权利要求2所述的三级传动谐波减速器，其特征在于，所述柔轮的所述另半边外齿与所述输出刚轮1∶1啮合。
5.如权利要求1或2所述的三级传动谐波减速器，其特征在于，所述限位机构是在所述端盖上进行型腔的角度设计形成的角度型腔，所述角度型腔具有角度槽，所述从动扇形齿轮定位于所述角度型腔中，在所述角度槽限定的角度范围内来回转动。
6.如权利要求1或2所述的三级传动谐波减速器，其特征在于，还包括电机，所述第一级主动齿轮与电机轴紧固连接，被所述电机驱动。
7.如权利要求2所述的三级传动谐波减速器，其特征在于，还包括电位计，所述电位计与所述输出轴的一端相连。
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