今天我們來(lái)聊聊減速機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理?。?！

新聞資訊 | 2022-03-01 14:43

　　工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造、電器設(shè)備生產(chǎn)、食品機(jī)械加工等產(chǎn)業(yè)制造上，隨著我國(guó)人工費(fèi)用的增長(zhǎng)，機(jī)器人替代人工的趨勢(shì)越來(lái)越明顯，而機(jī)器人生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品一致性好、裝配精度高等優(yōu)點(diǎn)也越來(lái)越受到廠商的重視。


　　目前，全球機(jī)器人的成本主要構(gòu)成為：減速機(jī)35%左右，伺服機(jī)20%左右，控制系統(tǒng)15%左右，機(jī)器人本體的機(jī)械加工只點(diǎn)15%左右。全球高端機(jī)器人主要由ABB、Fanuc和Kuka等少數(shù)幾家國(guó)際機(jī)器人公司控制，而它們所使用的精密減速75%為日本公司制造。


　　機(jī)器人行業(yè)應(yīng)用的精密減速機(jī)可分為三種：RV減速機(jī)、諧波減速機(jī)和行星減速機(jī)，三者在市場(chǎng)的上的份額占比約為：40%、40%、20%。


　　在關(guān)節(jié)型機(jī)器人中，一般將RV減速器放置在機(jī)座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置，諧波減速器一般放置在小臂、腕部或手部。


　　RV減速器是旋轉(zhuǎn)矢量（RotaryVector）減速器的簡(jiǎn)稱(chēng)，最早由日本發(fā)明，它是傳統(tǒng)擺線針輪和行星齒輪傳動(dòng)裝置的一個(gè)新的混合種，RV減速器的傳動(dòng)比較大（30-260）。

RV減速器

　　RV減速機(jī)的原理很早就已經(jīng)公開(kāi)，而且未有專(zhuān)利保護(hù)，這和我們大家一直聽(tīng)到的有所出入，但是整個(gè)行業(yè)RV減速機(jī)80%市場(chǎng)仍由日本占據(jù)，主要品牌是納博特斯克和住友。


　　RV減速器結(jié)構(gòu)


　　RV減速機(jī)的傳動(dòng)裝置是由第一級(jí)漸開(kāi)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，為一封閉差動(dòng)輪系。


　　主動(dòng)的太陽(yáng)輪1與輸入軸相連，如果漸開(kāi)線中心輪1順時(shí)針?lè)较蛐D(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?lè)较蜃赞D(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(lái)推動(dòng)，把擺線輪上的自轉(zhuǎn)矢量以1:1的速比傳遞出來(lái)。（如下圖）


　　RV減速機(jī)工作原理


　　RV減速器制造核心難點(diǎn)在各項(xiàng)工藝的密切配合，包括：齒面熱處理、加工精度、零件對(duì)稱(chēng)性、成組技術(shù)、裝配精度等，這些工藝總裝公差總分配帶來(lái)的結(jié)果是產(chǎn)品的磨損和壽命。


　　減速機(jī)實(shí)現(xiàn)減速是通過(guò)大小齒輪之間傳動(dòng)，其轉(zhuǎn)速與齒數(shù)成反比的簡(jiǎn)單原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但是要實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比，如果用我們平?？吹降膱A柱齒輪，那整個(gè)齒輪速器的體積將會(huì)非常大，如果要做到盡量小的體積，怎么辦呢？


　　諧波減速機(jī)結(jié)構(gòu)


　　諧波傳動(dòng)減速器，是一種靠波發(fā)生器裝配上柔性軸承使柔性齒輪產(chǎn)生可控彈性變形，并與剛性齒輪相嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的齒輪傳動(dòng)。（如下圖）


　　諧波減速機(jī)工作原理


　　諧波減速機(jī)的技術(shù)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在柔輪壽命和加工精度上。


　　波發(fā)生器是一個(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(kāi)。周長(zhǎng)上其他區(qū)段的齒處于嚙合和脫離的過(guò)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(kāi)、再?lài)搿芏鴱?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(guò)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(chēng)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。