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关于RV减速器

发表时间:2019-11-11 人气:1346 来源:免责声明:本文转载自网络,如有侵权,请联系删除。
RV减速器的原源

RV减速器是旋转矢量(Rotary Vector)减速器的简称,他是传统摆线针轮和行星齿轮传动装置的一个新的混合种,RV减速器的传动比较大(30-260),因此常用作减速,故称之为RV减速器。


RV减速器有日本Nabtesco Corporation(纳博特斯克公司)的前身——日本的帝人制机(Teijin Seiki)公司于1985年率先研发,并获得日本的专利;RV减速器的结构比谐波减速器要复杂得多,生产成本也高很多,因此在工业机器人领域常用于S、L、U三个大惯量高扭矩关节,在一些大型搬运和装配机器人上,手腕也有的在用。


结构和原理


RV减速器的基本结构如图所示。

RV减速器由芯轴、端盖等等构成。根据径向结构,可以分为三层,针轮层、RV齿轮层、芯轴层,每层都可以独立旋转。


1)针轮层。外层的针轮实际上是一个内齿圈,其内侧加工有针齿;外侧则是法兰和安装孔。


2)RV齿轮层。减速其中RV齿轮层是减速器的核心,它由RV齿轮、端盖、法兰和曲轴等组成,RV齿轮、端盖、输出法兰均为中空结构,中心内孔用于安装芯轴,RV齿轮一般有七个内孔,其中中心是芯轴,三个类扇形区域适用于和端盖、法兰装配,还有三个圆孔是为了连接行星轮和偏置以及驱动RV齿轮。


3)芯轴层。芯轴安装在RV齿轮的中空内腔,其形状与传动比有关,传动比大的时候会做成齿轮轴,传动比小的时候会做一个花键固定齿轮。芯轴一般连接输入。


变速原理


       RV减速器具有两级变速:一是太阳轮和行星轮之间的变速是一级变速,称作正齿轮变速,二是有RV齿轮摆动产生的缓慢旋转变速是二级变速,称为差动齿轮变速。


1)正齿轮变速。正齿轮变速由行星轮和太阳轮实现的齿轮变速,假设太阳轮齿数Z1,行星轮齿数Z2,则传动比为Z1/Z2,转速相反。


2)差动齿轮变速。当行星轮带动曲轴旋转的时候,曲轴上的偏心段将带领RV齿轮转动,此时的RV齿轮-针轮类似于谐波减速器,针轮比RV轮的齿数多1(Z4-Z3=1),当偏心轴带动RV齿轮顺时针旋转360度,RV齿轮的基准将偏移(相对针轮)一个齿,因此针轮输出/RV轮输入的减速比为1/Z4。


共计传动比为i = Z1/Z2 * 1 / Z4


       当减速器的针轮固定、芯轴连接输入、RV齿轮连接输出时情况有所不同。此时,以角度计算会好理解,正齿轮变速产生的角度为 θ1 = Z1/Z2 * 360 ,差动齿轮变速产生的角度为 θ2 = 1/Z1 * 360 ,RV齿轮嵌在曲轴上,与芯轴啮合,故RV轮偏转时,导致芯轴也在偏转(类似于一个运放电路里的反相器?!),故传动比为

θ1 / (θ1+θ2)。


       三个部件,分别为输入输出,固定端。有排列规律可知,A33 = 6 共有六种排列方式,设定基本减速比为R=θ1 / (θ1+θ2),这里分别介绍

1)(标准减速)针轮固定(Zc),RV轮输出(Zf),芯轴输入:

i = 1 + Z2 * Z4 / Z1 = R


2)针轮固定(Zc),RV轮输入(Zf),芯轴输出:

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


3)针轮输入(Zc),RV轮固定(Zf),芯轴输出:

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


4) 针轮输出(Zc),RV轮固定(Zf),芯轴输入:

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


5)针轮输入(Zc),RV轮输出(Zf),芯轴固定:

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


6) 针轮输出(Zc),RV轮输入(Zf),芯轴固定:

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

其中2)、4)、6)是增速。


性质特点

1)传动比大。肉眼可见,葱手可算的结论特点。


2)结构刚性好。减速器的针轮和RV齿轮之间的针齿销直径比较大,曲轴采用圆锥滚柱轴承。故整体结构刚性好、使用寿命长。


3)输出扭矩高。RV减速器的正齿轮变速一般有3对行星齿轮;差动变速采用的是英尺面多齿销同时啮合,且其齿差固定为1齿,因此相较于谐波减速器的柔轮可以把齿形做得更大,故输出转矩更高。


但是,结构复杂,传动间隙较大,定位精度一般不及谐波减速器,由于其结构复杂,故用户一般不能在现场自行安装,在某些场合使用不及谐波减速器方便。


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