嫦娥三号任务的圆满成功，标志着我国探月工程“绕、落、回”第二步战略目标的全面实现，在我国航天事业发展中具有重要里程碑意义。这次任务在动力下降、两器分离、月地间遥操作、月面生存、测控通信等方面，突破了一批重大关键技术，首次实现探测器在极端温度环境下的月面生存。

　　在嫦娥三号任务中，着陆器和巡视器的定向天线是用于和地面进行数据传输和通讯控制的关键设备。定向天线采用谐波传动减速器作为其驱动机构，谐波传动减速器是靠波发生器使柔轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力的一种设备。由于该谐波传动减速器完全暴露在月球环境中，月夜温度通常达到-180℃以下，因此，对于谐波传动减速器及其关键部件柔轮材料的性能要求很高。

　　我室低温材料及低温技术研究中心王俊杰研究员课题组对谐波传动减速器及关键柔轮材料开展了深入研究。一方面，研究了深冷处理对柔轮材料的影响，探索出最佳的深冷处理工艺，使用该“深冷处理技术”使柔轮材料与减速器获得最佳的性能匹配，同时使减速器的超载性能达到最佳水平，实现了改善柔轮材料和减速器性能的目的。

　　另一方面，模拟月球环境温度，对柔轮材料和减速器开展了15个月夜存储实验，研究月夜存储对柔轮材料和减速器性能的影响。结果表明，月夜实验不会恶化材料的性能，相反能够提高其低温下的强度、韧性和塑性，因而该种材料适合于低温环境下使用。同时冷热循环处理改善了金属材料的尺寸稳定性，使月夜实验后减速器的空回和传动误差都有所降低，减速器各部件的精度有所提高。

　　基于上述工作基础，嫦娥三号减速器正样产品均采用此工艺进行处理，达到了提高减速器运行效率、运行精度以及寿命的目的。实验室为嫦娥三号着陆器和巡视器的定向天线正常工作做出了贡献。

　　

 

谐波传动减速器在“嫦娥三号”着陆器和巡视器上的应用

 

 

　　 

15个月夜存储对柔轮材料强度、塑性和冲击韧性的影响

　　

 

中国航天科技集团公司第五研究院第五〇二研究所贺信