關于RV減速器

 新聞資訊     |      2021-04-07 09:08

RV減速器的原源

RV減速器是旋轉矢量(Rotary Vector)減速器的簡稱,他是傳統擺線針輪和行星齒輪傳動裝置的一個新的混合種,RV減速器的傳動比較大(30-260),因此常用作減速,故稱之為RV減速器。

RV減速器有日本Nabtesco Corporation(納博特斯克公司)的前身——日本的帝人制機(Teijin Seiki)公司于1985年率先研發,并獲得日本的專利;RV減速器的結構比諧波減速器要復雜得多,生產成本也高很多,因此在工業機器人領域常用于S、L、U三個大慣量高扭矩關節,在一些大型搬運和裝配機器人上,手腕也有的在用。

結構和原理


RV減速器由芯軸、端蓋等等構成。根據徑向結構,可以分為三層,針輪層、RV齒輪層、芯軸層,每層都可以獨立旋轉。

1)針輪層。外層的針輪實際上是一個內齒圈,其內側加工有針齒;外側則是法蘭和安裝孔。

2)RV齒輪層。減速其中RV齒輪層是減速器的核心,它由RV齒輪、端蓋、法蘭和曲軸等組成,RV齒輪、端蓋、輸出法蘭均為中空結構,中心內孔用于安裝芯軸,RV齒輪一般有七個內孔,其中中心是芯軸,三個類扇形區域適用于和端蓋、法蘭裝配,還有三個圓孔是為了連接行星輪和偏置以及驅動RV齒輪。

3)芯軸層。芯軸安裝在RV齒輪的中空內腔,其形狀與傳動比有關,傳動比大的時候會做成齒輪軸,傳動比小的時候會做一個花鍵固定齒輪。芯軸一般連接輸入。

變速原理

        RV減速器具有兩級變速:一是太陽輪和行星輪之間的變速是一級變速,稱作正齒輪變速,二是有RV齒輪擺動產生的緩慢旋轉變速是二級變速,稱為差動齒輪變速。

1)正齒輪變速。正齒輪變速由行星輪和太陽輪實現的齒輪變速,假設太陽輪齒數Z1,行星輪齒數Z2,則傳動比為Z1/Z2,轉速相反。

2)差動齒輪變速。 當行星輪帶動曲軸旋轉的時候,曲軸上的偏心段將帶領RV齒輪轉動,此時的RV齒輪-針輪類似于諧波減速器,針輪比RV輪的齒數多1(Z4-Z3=1),當偏心軸帶動RV齒輪順時針旋轉360度,RV齒輪的基準將偏移(相對針輪)一個齒,因此針輪輸出/RV輪輸入的減速比為1/Z4。

共計傳動比為i = Z1/Z2 * 1 / Z4

        當減速器的針輪固定、芯軸連接輸入、RV齒輪連接輸出時情況有所不同。此時,以角度計算會好理解,正齒輪變速產生的角度為 θ1 = Z1/Z2 * 360 ,差動齒輪變速產生的角度為 θ2 = 1/Z1 * 360 ,RV齒輪嵌在曲軸上,與芯軸嚙合,故RV輪偏轉時,導致芯軸也在偏轉(類似于一個運放電路里的反相器??。?,故傳動比為 

 θ1 / (θ1+θ2)。

        三個部件,分別為輸入輸出,固定端。有排列規律可知,A33 = 6 共有六種排列方式,設定基本減速比為R=θ1 / (θ1+θ2),這里分別介紹

1)(標準減速)針輪固定(Zc),RV輪輸出(Zf),芯軸輸入:

i = 1 + Z2 * Z4 / Z1 = R

2)針輪固定(Zc),RV輪輸入(Zf),芯軸輸出:

i = 1/(1 + Z2 * Z4 / Z1)= 1/R

3)針輪輸入(Zc),RV輪固定(Zf),芯軸輸出:

i = - Z2 * Z4 / Z1= -(R - 1)

4) 針輪輸出(Zc),RV輪固定(Zf),芯軸輸入:

i = - Z1 / Z2 * 1 / Z4 = - 1 / (R-1)

5)針輪輸入(Zc),RV輪輸出(Zf),芯軸固定:

i = Z1 / Z2 /(1 + Z2 * Z4 / Z1) = (R-1) / R 

6) 針輪輸出(Zc),RV輪輸入(Zf),芯軸固定:

i = (1 + Z2 * Z4 / Z1)/ (Z1 / Z2)= R/(R-1)

其中2)、4)、6)是增速。

性質特點

1)傳動比大。肉眼可見,蔥手可算的結論特點。

2)結構剛性好。減速器的針輪和RV齒輪之間的針齒銷直徑比較大,曲軸采用圓錐滾柱軸承。故整體結構剛性好、使用壽命長。

3)輸出扭矩高。RV減速器的正齒輪變速一般有3對行星齒輪;差動變速采用的是英尺面多齒銷同時嚙合,且其齒差固定為1齒,因此相較于諧波減速器的柔輪可以把齒形做得更大,故輸出轉矩更高。

但是,結構復雜,傳動間隙較大,定位精度一般不及諧波減速器,由于其結構復雜,故用戶一般不能在現場自行安裝,在某些場合使用不及諧波減速器方便