[实用新型]用于小体积、小质量、高比功率电动执行机构的减速机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种减速机构，尤其涉及一种用于小体积、小质量、高比功率电动执行机构的减速机构。

背景技术

减速机构也称减速器、减速机等，用于在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速、增加转矩。

减速机构在电动执行机构中有非常重要的作用，电动执行机构是一种用伺服电机将电能转换为机械能的闭环位置伺服系统，是控制系统的执行机构，如图1所示，电动执行机构主要由伺服电机、减速器、驱动器、控制器和位置反馈传感器组成，这里的减速器就是减速机构，控制器接收来自上位机（即控制系统）的位置指令，与位置反馈传感器反馈回来的实际位置信息比较形成位置误差，通过控制算法形成脉宽调制控制量，经驱动器进行信号放大后驱动伺服电机旋转，与电机相连的减速器对力矩进行放大，驱动负载运动以减小位置误差并形成位置负反馈，从而实现负载按位置指令的变化规律而运动，达到负载跟踪指令的目的。

电动执行机构在无人机和导弹中应用，简称电动舵机，可实现飞机和导弹的姿态控制；在机器人中应用，简称伺服器，可实现手爪或机器人工具的中心点以给定的速度沿着给定轨迹到达目标点。由于其应用条件制约，在最小质量和体积的前提下，具有较大的输出力矩和较高的传动精度，是电动执行机构需要尽可能实现的目标，以满足高端无人机、小型导弹、机器人等多方面的需求。所以，电动执行机构的小体积、小质量、高比功率要求，是无人机和导弹中应用中的重要目标。

为了实现上述目的，对减速机构进行减小重量和体积、提高扭矩重量比是重要的环节。但是，目前应用于电动执行机构的减速机构，其集成度和紧凑性不够好，或者其减速部件搭配不合理，难以达到理想结果。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于小体积、小质量、高比功率电动执行机构的减速机构。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用于小体积、小质量、高比功率电动执行机构的减速机构，其输入端与伺服电机连接，其输出端与空心输出轴连接，所述减速机构包括小齿轮、过渡齿轮、大齿轮和行星齿轮，所述小齿轮的外径、所述过渡齿轮的外径、所述大齿轮的外径依次增大，所述小齿轮套装于所述伺服电机的转轴上，所述小齿轮的外齿与所述过渡齿轮的外齿啮合连接，所述过渡齿轮的外齿与所述大齿轮的外齿啮合连接，所述大齿轮套装于所述行星齿轮的太阳轮上，所述行星齿轮的行星小齿轮套装于外齿圈内，所述行星齿轮的行星架与空心输出轴连接；所述小齿轮、所述过渡齿轮和所述大齿轮的中心轴线相互平行。

作为优选，所述行星齿轮的外齿圈为钛合金外齿圈，所述行星齿轮的行星小齿轮为合金钢行星小齿轮，所述合金钢行星小齿轮的硬度大于所述钛合金外齿圈的硬度；所述钛合金外齿圈的内齿形采用正变位系数，所述合金钢行星小齿轮的外齿形采用负变位系数。正变位系数可以降低齿面的弯曲应力，负变位系数会增大齿面的弯曲应力，这样就保证了两种齿轮材料的抗弯能力相当，使齿轮的模数可取为最小值，从而使齿轮的直径最小，达到有效减小重量和体积的目的。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型采用小齿轮、过渡齿轮和大齿轮构成的第一级直齿轮减速机构和行星齿轮构成的第二级行星减速机构，第一级直齿轮减速机构可以将伺服电机的转速由15000转/分降为2000转/分左右，很好的适应了第二级行星减速机构的输入，其传动效率很高（一般超过98%），而且在减小转速和增大扭矩的同时功率损耗很小；第二级行星减速机构采用少齿差传动具有较大的减速比；两级减速实现了高效率很大的总减速比，在同样输出扭矩和减速比的情况下，与一般齿轮减速器相比，体积下降三分之二；小齿轮、过渡齿轮和大齿轮的中心轴线相互平行，这种安装结构将各部件之间的空隙降低至极小，显著减小了减速机构体积。

附图说明

图1是电动执行机构的结构框图；

图2是本实用新型所述用于小体积、小质量、高比功率电动执行机构的减速机构应用时的主视剖视结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：