RV減速機(jī)

RV傳動(dòng)是新興起的一種傳動(dòng)，它是在傳統(tǒng)針擺行星傳動(dòng)的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的，不僅克服了一般針擺傳動(dòng)的缺點(diǎn)，而且因?yàn)榫哂畜w積小、重量輕、傳動(dòng)比范圍大、壽命長(zhǎng)、精度保持穩(wěn)定、效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)等一系列優(yōu)點(diǎn)，日益受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。^[1]

它較機(jī)器人中常用的諧波傳動(dòng)具有高得多的疲勞強(qiáng)度、剛度和壽命，而且回差精度穩(wěn)定，不像諧波傳動(dòng)那樣隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)精度就會(huì)顯著降低，故世界上許多國(guó)家高精度機(jī)器人傳動(dòng)多采用RV減速器，因此，該種RV減速器在先進(jìn)機(jī)器人傳動(dòng)中有逐漸取代諧波減速器的發(fā)展趨勢(shì)。

RV傳動(dòng)裝置是由第一級(jí)漸開線圓柱齒輪行星減速機(jī)構(gòu)和第二級(jí)擺線針輪行星減速機(jī)構(gòu)兩部分組成，主動(dòng)的太陽輪1與輸入軸相連，如果漸開線中心輪1順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，它將帶動(dòng)三個(gè)呈120°布置的行星輪2在繞中心輪軸心公轉(zhuǎn)的同時(shí)還有逆時(shí)針方向自轉(zhuǎn)，三個(gè)曲柄軸3與行星輪2相固連而同速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩片相位差180°的擺線輪4鉸接在三個(gè)曲柄軸上，并與固定的針輪相嚙合，在其軸線繞針輪軸線公轉(zhuǎn)的同時(shí)，還將反方向自轉(zhuǎn)，即順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。輸出機(jī)構(gòu)(即行星架)6由裝在其上的三對(duì)曲柄軸支撐軸承來推動(dòng)，把擺線輪上的自轉(zhuǎn)矢量以1:1的速比傳遞出來。1、傳動(dòng)比范圍大；

2、扭轉(zhuǎn)剛度大，輸出機(jī)構(gòu)即為兩端支承的行星架，用行星架左端的剛性大圓盤輸出，大圓盤與工作機(jī)構(gòu)用螺栓聯(lián)結(jié)，其扭轉(zhuǎn)剛度遠(yuǎn)大于一般擺線針輪行星減速器的輸出機(jī)構(gòu)。在額定轉(zhuǎn)矩下，彈性回差小；

3、只要設(shè)計(jì)合理，制造裝配精度保證，就可獲得高精度和小間隙回差；

4、傳動(dòng)效率高；

5、傳遞同樣轉(zhuǎn)矩與功率時(shí)的體積小(或者說單位體積的承載能力小)，RV減速器由于第一級(jí)用了三個(gè)行星輪，特別是第二級(jí)，擺線針輪為硬齒面多齒嚙合，這本身就決定了它可以用小的體積傳遞大的轉(zhuǎn)矩，又加上在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，讓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)置于行星架的支承主軸承內(nèi)，使軸向尺寸大大縮小，所有上述因素使傳動(dòng)總體積大為減小。一、新寶RV減速機(jī)的構(gòu)成

（1）帶有內(nèi)齒圈的剛性齒輪（剛輪），它相當(dāng)于行星系中的中心輪；

（2）帶有外齒圈的柔性齒輪（柔輪），它相當(dāng)于行星齒輪；

（3）波發(fā)生器H，它相當(dāng)于行星架。

雖然這個(gè)RV減速機(jī)只有是三個(gè)重要組成部件但是在能完美制作這個(gè)諧波減速機(jī)的廠商只有日本的Nabtesco和Harmonic Drive雖然并不是只有他們會(huì)制作，而是他們的諧波減速機(jī)制作工藝和掌握的技術(shù)含量比其他廠家多太多了。就目前全球機(jī)器人行業(yè)75%的精密減速機(jī)被日本的Nabtesco和Harmonic Drive兩家壟斷（業(yè)界俗稱RV減速機(jī)和諧波減速機(jī)），包括ABB、FANUC、KUKA等國(guó)際主流機(jī)器人廠商的減速器均由上述兩家公司提供。其中Harmonic Drive在工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)領(lǐng)域擁有15%的市場(chǎng)占有率。

二、新寶RV減速機(jī)介紹

RV減速機(jī)可作為減速器使用，通常采用波發(fā)生器主動(dòng)、剛輪固定、柔輪輸出形式。

波發(fā)生器H是一個(gè)桿狀部件，其兩端裝有滾動(dòng)軸承構(gòu)成滾輪，與柔輪1的內(nèi)壁相互壓緊。柔輪為可產(chǎn)生較大彈性變形的薄壁齒輪，其內(nèi)孔直徑略小于波發(fā)生器的總長(zhǎng)。

波發(fā)生器是使柔輪產(chǎn)生可控彈性變形的構(gòu)件。

當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪后，迫使柔輪的剖面由原先的圓形變成橢圓形，其長(zhǎng)軸兩端附近的齒與剛輪的齒完全嚙合，而短軸兩端附近的齒則與剛輪完全脫開。周長(zhǎng)上其他區(qū)段的齒處于嚙合和脫離的過渡狀態(tài)。

當(dāng)波發(fā)生器沿圖示方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柔輪的變形不斷改變，使柔輪與剛輪的嚙合狀態(tài)也不斷改變，由嚙入、嚙合、嚙出、脫開、再嚙入……，周而復(fù)始地進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)柔輪相對(duì)剛輪沿波發(fā)生器H相反方向的緩慢旋轉(zhuǎn)。

工作時(shí)，固定剛輪，由電機(jī)帶動(dòng)波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)，柔輪作為從動(dòng)輪，輸出轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)。在傳動(dòng)過程中，波發(fā)生器轉(zhuǎn)一周，柔輪上某點(diǎn)變形的循環(huán)次數(shù)稱為波數(shù)，以 n 表示。常用的是雙波和三波兩種。

雙波傳動(dòng)的柔輪應(yīng)力較小，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，易于獲得大的傳動(dòng)比。故為目前應(yīng)用最廣的一種。

??了三個(gè)行星輪，特別是第二級(jí)，擺線針輪為硬齒面多齒嚙合，這本身就決定了它可以用小的體積傳遞大的轉(zhuǎn)矩，又加上在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，讓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)置于行星架的支承主軸承內(nèi)，使軸向尺寸大大縮小，所有上述因素使傳動(dòng)總體積大為減小。