RV傳動是新興起的一種傳動,它是在傳統(tǒng)針擺行星傳動的基礎上發(fā)展出來的,不僅克服了一般針擺傳動的缺點,而且因為具有體積小、重量輕、傳動比范圍大、壽命長、精度保持穩(wěn)定、效率高、傳動平穩(wěn)等一系列優(yōu)點,日益受到國內(nèi)外的廣泛關注。[1]
它較機器人中常用的諧波傳動具有高得多的疲勞強度、剛度和壽命,而且回差精度穩(wěn)定,不像諧波傳動那樣隨著使用時間增長運動精度就會顯著降低,故世界上許多國家高精度機器人傳動多采用RV減速器,因此,該種RV減速器在先進機器人傳動中有逐漸取代諧波減速器的發(fā)展趨勢。
RV傳動裝置是由第一級漸開線圓柱齒輪行星減速機構(gòu)和第二級擺線針輪行星減速機構(gòu)兩部分組成,主動的太陽輪1與輸入軸相連,如果漸開線中心輪1順時針方向旋轉(zhuǎn),它將帶動三個呈120°布置的行星輪2在繞中心輪軸心公轉(zhuǎn)的同時還有逆時針方向自轉(zhuǎn),三個曲柄軸3與行星輪2相固連而同速轉(zhuǎn)動,兩片相位差180°的擺線輪4鉸接在三個曲柄軸上,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,還將反方向自轉(zhuǎn),即順時針轉(zhuǎn)動。輸出機構(gòu)(即行星架)6由裝在其上的三對曲柄軸支撐軸承來推動,把擺線輪上的自轉(zhuǎn)矢量以1:1的速比傳遞出來。1、傳動比范圍大;
2、扭轉(zhuǎn)剛度大,輸出機構(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,大圓盤與工作機構(gòu)用螺栓聯(lián)結(jié),其扭轉(zhuǎn)剛度遠大于一般擺線針輪行星減速器的輸出機構(gòu)。在額定轉(zhuǎn)矩下,彈性回差??;
3、只要設計合理,制造裝配精度保證,就可獲得高精度和小間隙回差;
4、傳動效率高;
5、傳遞同樣轉(zhuǎn)矩與功率時的體積小(或者說單位體積的承載能力小),RV減速器由于第一級用了三個行星輪,特別是第二級,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)設計中,讓傳動機構(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總體積大為減小。一、新寶RV減速機的構(gòu)成
(1)帶有內(nèi)齒圈的剛性齒輪(剛輪),它相當于行星系中的中心輪;
(2)帶有外齒圈的柔性齒輪(柔輪),它相當于行星齒輪;
(3)波發(fā)生器H,它相當于行星架。
雖然這個RV減速機只有是三個重要組成部件但是在能完美制作這個諧波減速機的廠商只有日本的Nabtesco和Harmonic Drive雖然并不是只有他們會制作,而是他們的諧波減速機制作工藝和掌握的技術含量比其他廠家多太多了。就目前全球機器人行業(yè)75%的精密減速機被日本的Nabtesco和Harmonic Drive兩家壟斷(業(yè)界俗稱RV減速機和諧波減速機),包括ABB、FANUC、KUKA等國際主流機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)機器人關節(jié)領域擁有15%的市場占有率。
二、新寶RV減速機介紹
RV減速機可作為減速器使用,通常采用波發(fā)生器主動、剛輪固定、柔輪輸出形式。
波發(fā)生器H是一個桿狀部件,其兩端裝有滾動軸承構(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。
波發(fā)生器是使柔輪產(chǎn)生可控彈性變形的構(gòu)件。
當波發(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。周長上其他區(qū)段的齒處于嚙合和脫離的過渡狀態(tài)。
當波發(fā)生器沿圖示方向連續(xù)轉(zhuǎn)動時,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……,周而復始地進行,從而實現(xiàn)柔輪相對剛輪沿波發(fā)生器H相反方向的緩慢旋轉(zhuǎn)。
工作時,固定剛輪,由電機帶動波發(fā)生器轉(zhuǎn)動,柔輪作為從動輪,輸出轉(zhuǎn)動,帶動負載運動。在傳動過程中,波發(fā)生器轉(zhuǎn)一周,柔輪上某點變形的循環(huán)次數(shù)稱為波數(shù),以 n 表示。常用的是雙波和三波兩種。
雙波傳動的柔輪應力較小,結(jié)構(gòu)比較簡單,易于獲得大的傳動比。故為目前應用最廣的一種。
??了三個行星輪,特別是第二級,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)設計中,讓傳動機構(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總體積大為減小。