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(chǔ)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(guān)注。[1]
它較機(jī)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(jī)器人傳動多采用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(jī)構(gòu)和第二級擺線針輪行星減速機(jī)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(jī)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(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??;
3、只要設(shè)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(shè)計中,讓傳動機(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RV減速機(jī)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(jī)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(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、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(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(dāng)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(fù)始地進(jìn)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(jī)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(fù)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(yīng)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(yīng)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(shè)計中,讓傳動機(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總體積大為減小。