諧波傳動是一種靠波發(fā)生器使柔性齒輪產(chǎn)生可控的彈性變形波實現(xiàn)運動和動力傳遞的傳動。諧波減速器誕生于上世紀美蘇月球探測時期,主要是為了解決航天運動機構(gòu)對結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、體積小而減速比大、傳動效率高、傳動精度高的減速器的迫切需求。諧波機械傳動原理是前蘇聯(lián)工程師A.摩察尤唯金于1947年首次提出,而美國的C.WaltonMusser根據(jù)空間應(yīng)用需求于1953年發(fā)明了諧波減速機,并于1955年獲得美國專利,1960年在紐約展出諧波減速器實物。1961年諧波減速引入中國,國內(nèi)開始在諧波減速機的設(shè)計、制造和應(yīng)用方面展開了研究。諧波減速器的組成如圖所示,主要包括剛輪、柔輪和波發(fā)生器等三個部件組成。

　　美國、日本和德國等航天工業(yè)強國均有專門從事空間諧波生產(chǎn)和研究的研究所及公司。最為著名的是HD公司,為了應(yīng)對航天飛行器對空間諧波減速器的應(yīng)用需求,設(shè)立了專門從事空間諧波減速器的研究部門,并開發(fā)出了系列化的航天用諧波減速器。目前,HD公司已成為全球諧波傳動裝置最著名的生產(chǎn)商,且完成了諧波傳動裝置的標準化、系列化工作。目前,諧波傳動系統(tǒng)有限公司研制的雙圓弧齒廓產(chǎn)品中的超短杯型號CSD和SHD,其柔輪長度僅有常規(guī)諧波傳動柔輪的1/3,既增加傳動剛度,又大幅減輕了諧波減速器質(zhì)量。20世紀90年代以來,英國、法國、德國、瑞士、瑞典等歐洲國家除了在機器人和數(shù)控機床等領(lǐng)域大量使用諧波傳動外,也開始在衛(wèi)星等空間機構(gòu)開展了空間諧波傳動的設(shè)計和應(yīng)用研究。因此,歐美在諧波減速器的設(shè)計、制造、使用及空間潤滑等方面積累了豐富的經(jīng)驗和理論基礎(chǔ)。

　　我國諧波傳動技術(shù)的發(fā)展最早可以追溯到20世紀60年代初。1961年上海紡織科學研究院將這一技術(shù)引入我國,最初只是用于軍事和航天等方面,直到20世紀80年代才逐漸開始民用。目前,中國國內(nèi)航天應(yīng)用的諧波減速器主要來自于北京諧波研究所,該公司研制生產(chǎn)的諧波減速器已經(jīng)被應(yīng)用于神舟飛船以及“玉兔”號月球車等多型號空間飛行器。該公司在空間諧波減速器的研制和應(yīng)用方面處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。隨著空間機器人,航天、航空飛行器,以及醫(yī)療機器人和核電行業(yè)的快速發(fā)展,對諧波減速器的應(yīng)用提出了更加苛刻的要求,尤其是對諧波減速器的體積、質(zhì)量和傳動精度等指標。因此,小模數(shù)精密短筒柔輪諧波減速器是諧波傳動的發(fā)展趨勢。