采用谐波齿轮一体化设计的电动伺服机构制造技术

本发明专利技术属于谐波减速机技术领域，特别涉及一种电动伺服机构。采用谐波齿轮一体化设计的电动伺服机构，包括：由电机输出齿轮、过渡齿轮、谐波输入齿轮啮合装配组成的前端输入齿轮副；由杯型柔轮、柔性滚动轴承、椭圆形波发生器、深沟球轴承装配组成的谐波齿轮减速器组件；由谐波输出齿轮、扇形花键齿轮、反馈轴、调整垫片装配组成的末端输出齿轮副；前端输入齿轮副、谐波齿轮减速器组件、末端输出齿轮副安装于设有刚轮齿轮的壳体上，直流无刷电机输入转矩，由角位移传感器测量扇形花键齿轮的偏转角度。本发明专利技术既能减小体积节约安装空间，又能消除装配误差，提升位置精度；同时，电动伺服机构的承载转矩、运行时间与现有产品保持不变。运行时间与现有产品保持不变。运行时间与现有产品保持不变。

【技术实现步骤摘要】
采用谐波齿轮一体化设计的电动伺服机构


[0001]本专利技术属于谐波减速机
，特别涉及一种电动伺服机构。

技术介绍

[0002]现有电动伺服机构的工作原理如下：用花键对接的方式与燃气流量调节阀装配，采用直流无刷电机作为驱动，通过谐波齿轮减速器、齿轮副减速器等传动部件，增大电动伺服机构的输出转矩，带动调节阀转动，达到调节燃气流量的目的。
[0003]目前，常规的谐波齿轮减速器是电动伺服机构的核心承力部件，由刚轮、波发生器和杯型柔轮组成。在工作状态下，谐波齿轮减速器的刚轮固定不动，柔轮和波发生器转动。常规的谐波齿轮减速器在刚轮上设置安装法兰，将刚轮通过法兰与电动伺服机构壳体通过螺钉紧固连接，销钉限制水平位移。
[0004]可以看出，现有电动伺服机构具有单独占有空间尺寸大、存在装配误差，位置精度偏低等不足。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：针对现有技术的不足，提供一种采用谐波齿轮一体化设计的电动伺服机构。
[0006]本专利技术的技术方案为：采用谐波齿轮一体化设计的电动伺服机构，包括：壳体以及装配在所述壳体内部的前端输入齿轮副、谐波齿轮减速器和末端输出齿轮副；
[0007]所述前端输入齿轮副包括依次啮合的电机输出齿轮、过渡齿轮和谐波输入齿轮；
[0008]所述壳体上加工有与所述谐波齿轮减速器中的柔轮配合的刚轮的轮齿，将所述壳体作为所述谐波齿轮减速器的刚轮；
[0009]所述末端输出齿轮副包括：啮合装配的谐波输出齿轮和扇形花键齿轮；
[0010]所述前端输入齿轮副由直流无刷电机输入转矩，所述谐波输入齿轮与所述谐波齿轮减速器中的波发生器相连，用于带动所述波发生器转动；所述谐波齿轮减速器的柔轮与末端输出齿轮副中的谐波输出齿轮固接。
[0011]优选的，通过角位移传感器测量所述扇形花键齿轮的偏转角度。
[0012]优选的，反馈轴与所述扇形花键齿轮相连，在所述反馈轴上设置安装槽，用于装配角位移传感器。
[0013]优选的，所述谐波齿轮减速器包括：杯型筒体能够发生弹性形变的杯型柔轮、柔性滚动轴承、椭圆形波发生器和深沟球轴承；
[0014]在所述椭圆形波发生器的外部装配柔性滚动轴承，之后整体装配在所述杯型柔轮内部，使所述杯型柔轮发生可逆的弹性形变，变成椭圆形；
[0015]所述杯型柔轮通过所述深沟球轴承装配至所述壳体内部。
[0016]优选的，所述壳体上加工的轮齿的参数与同型号谐波齿轮减速器中刚齿的轮齿参数一致，所述参数包括：模数、齿数和工作齿宽。
[0017]优选的，采用钢制材料生产所述壳体。
[0018]有益效果：
[0019](1)本专利技术采用电动伺服机构的壳体作为谐波齿轮减速器的刚轮，与柔轮直接装配的设计方式，避免了常规谐波齿轮减速器用螺钉、销钉与电动伺服机构壳体连接装配带来的装配误差，这种一体化设计的电动伺服机构达到了位置精度高的目的。
[0020](2)采用一体化设计的电动伺服机构，谐波齿轮减速器径向尺寸大幅减少，达到了电动伺服机构小型化设计的目的。
[0021](3)作为核心承力部件，谐波齿轮减速器取消了刚轮法兰结构，将电动伺服机构的壳体作为刚轮，轮齿的模数、齿数和工作齿宽等参数均未改变，因此转矩承载能力与同型号常规谐波齿轮减速器保持一致；同时，谐波齿轮减速器保留了传动效率较高的杯型柔轮直接输出的工作模式，电动伺服机构整机效率无衰减，因此本专利技术达到了整机承载转矩和运行时间与现有电动伺服机构无变化的目的。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的结构示意图；
[0023]图2为图1的爆炸图。
[0024]其中：1
‑
壳体、2
‑
角位移传感器、3
‑
电机输出齿轮、4
‑
过渡齿轮、5
‑
谐波输入齿轮、6
‑
杯型柔轮、7
‑
柔性滚动轴承、8
‑
椭圆形波发生器、9
‑
深沟球轴承、10
‑
谐波输出齿轮、11
‑
扇形花键齿轮、12
‑
反馈轴、13
‑
调整垫片、14
‑
直流无刷电机。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0026]本实施例提供一种采用谐波齿轮一体化设计的电动伺服机构，该电动伺服机构利用谐波齿轮减速器刚轮固定，可发生弹性形变的柔轮在波发生器高速转动的作用下，产生低速转动，并与刚轮发生周期性的啮入、啮合、啮出、脱开的工作原理；选用钢制材料生产电动伺服机构壳体，并在壳体上按照刚轮的模数、齿数和基本齿廓设置刚轮的轮齿，使电动伺服机构的壳体可以当作谐波齿轮减速器的刚轮使用，实现了小型化、一体化的设计目的。
[0027]参见附图1、2，该采用谐波齿轮一体化设计的电动伺服机构包括：壳体1以及装配在壳体1内部的前端输入齿轮副、谐波齿轮减速器和末端输出齿轮副。
[0028]其中壳体1采用钢制材料生产，壳体1上设定位置按照谐波齿轮减速器刚轮的模数、齿数和基本齿廓设置轮齿(内齿)，作为谐波齿轮减速器的刚轮。
[0029]前端输入齿轮副由电机输出齿轮3、过渡齿轮4、谐波输入齿轮5依次啮合组成；
[0030]谐波齿轮减速器包括：杯型筒体可发生弹性形变的杯型柔轮6、柔性滚动轴承7、椭圆形波发生器8和深沟球轴承9；其中，椭圆形波发生器8的长轴略大于柔性滚动轴承7的内径，短轴略小于柔性滚动轴承7的内径；柔性滚动轴承7的外径与杯型柔轮6的内径相等。零件状态下(即未装配状态下)，杯型柔轮6、柔性滚动轴承7均呈圆环形状态。谐波齿轮减速器装配时，在椭圆形波发生器8的外部装配柔性滚动轴承7，之后整体装配在杯型柔轮6内部，
使杯型柔轮6发生可逆的弹性形变，变成椭圆形。杯型柔轮6的杯型筒体底部设置安装结构，与深沟球轴承9装配。谐波齿轮减速器与壳体1装配时，深沟球轴承9装配至壳体1上设置的安装槽内，起到定位的作用(即谐波齿轮减速器通过深沟球轴承9装配在壳体1内部)。杯型柔轮6被椭圆形波发生器8长轴撑起来的部分轮齿(外齿)与壳体1上的刚轮轮齿(内齿)啮合，其它轮齿处于脱开状态。
[0031]末端输出齿轮副包括：谐波输出齿轮10、扇形花键齿轮11、反馈轴12和调整垫片；其中：反馈轴12通过过盈配合、配搭螺纹孔螺钉连接的方式装配在扇形花键齿轮11顶部，在反馈轴12上设置安装槽，用于装配角位移传感器2；调整垫片13垫扇形花键齿轮11底部，用于消除装配过程中产生的累积公差。其中谐波输出齿轮10与扇形花键齿轮11啮合装配。
[0032]前端输入齿轮副、谐波齿轮减速器、末端输出齿轮副安装在设有刚轮齿轮的壳体1上，前端输入齿轮副由直流无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.采用谐波齿轮一体化设计的电动伺服机构，其特征在于，包括：壳体(1)以及装配在所述壳体(1)内部的前端输入齿轮副、谐波齿轮减速器和末端输出齿轮副；所述前端输入齿轮副包括依次啮合的电机输出齿轮(3)、过渡齿轮(4)和谐波输入齿轮(5)；所述壳体(1)上加工有与所述谐波齿轮减速器中的柔轮配合的刚轮的轮齿，将所述壳体(1)作为所述谐波齿轮减速器的刚轮；所述末端输出齿轮副包括：啮合装配的谐波输出齿轮(10)和扇形花键齿轮(11)；所述前端输入齿轮副由直流无刷电机(14)输入转矩，所述谐波输入齿轮(5)与所述谐波齿轮减速器中的波发生器相连，用于带动所述波发生器转动；所述谐波齿轮减速器的柔轮与末端输出齿轮副中的谐波输出齿轮(10)固接。2.如权利要求1所述的采用谐波齿轮一体化设计的电动伺服机构，其特征在于，通过角位移传感器(2)测量所述扇形花键齿轮(11)的偏转角度。3.如权利要求2所述的采用谐波齿轮一体化设计的电动伺服机构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴松鹰，董建明，李岩，顾欣怡，徐鹏帆，陈跃檬，
申请(专利权)人：北京动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：