RV减速器和谐波减速器
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一分钟谈谈RV减速器和谐波减速机的优缺点在机械工业中,减速器是一个非常关键的部件。
既可以将高速运转的电机输出降低到需要的低速,又可以增加电机输出的扭矩大小。
在减速器中,RV减速器和谐波减速机是两类经常被使用的减速器,下面我们来谈谈它们各自的优缺点。
RV减速器RV减速器采用圆锥齿轮匹配的技术,具有精度高、径向间隙小、扭矩大等特点。
它具有以下优点:1.高精度:RV减速器精度可达到±3角分,且运转期间波动小,稳定性高。
2.高扭矩:RV减速器可承受大的扭矩负荷。
在相同尺寸的条件下,RV减速器的扭矩可达到其他减速器的两倍以上。
3.节能效果好:由于RV减速器的高精度和低波动,减小了传递过程中的能量损失,使得机械系统更加节能。
当然,RV减速器也有一些缺点,如:1.价格较高:RV减速器的制造工艺相对复杂,因此价格也比其他减速器要高一些。
2.噪音较大:由于RV减速器的制造工艺较为复杂,所以在运转中会有一定的噪音。
谐波减速机谐波减速机是通过通过输入、输出柔性转子、固定轮减速获得减速效果的一种新型减速机。
它具有以下优点:1.稳定性好:谐波减速机的输出稳定,不易产生振动和噪音。
同时,在高速、小载荷的情况下,谐波减速器的效果更佳.2.重量轻:由于谐波减速机采用的是柔性转子和固定轮,因此它的重量非常轻,可以减轻机械系统负荷。
3.尺寸小:谐波减速机的体积小,可以极大地节约装置的空间。
当然,谐波减速机也有一些缺点,如:1.精度略低:谐波减速机的精度相对较低,通常只能达到±15-20角分之间。
2.价格高:谐波减速器的制造难度较大,因此制造成本也比较高。
总结RV减速器和谐波减速机各有优缺点。
在选择减速器时,需要根据具体的使用情况选择最适合的一种。
如果需要较高的精度和扭矩,可以选择RV减速器;如果需要轻量化、体积小、噪声低,可以选择谐波减速机。
同时,价格也是一个需要考虑的因素。
大量应用在关节型机器人上的减速器主要有两类:RV减速机和谐波减速机。
那么,对于这两种减速机,哪个更有优势?两者的原理、优劣势区别在哪?是否可以相互取代?让我们一起来了解一下。
谐波减速机用于负载小的工业机器人,或者是大型机器人末端几个轴,特点是体积小、重量轻、承载能力大、运动精度高,单级传动比大。
谐波减速机是谐波传动装置的其中一种,谐波传动装置包括了加速机和减速机。
谐波减速机主要结构有刚轮、柔轮、轴承和波发生器,缺一不可。
其中,刚轮的齿数略大于柔轮的齿数。
RV减速机常适用于扭矩较大的机器人关节中,具体是腿部腰部和肘部这三个关节。
负载大的工业机器人,一二三轴用的都是RV减速机。
RV减速机与谐波减速机相比具有更高的疲劳强度、刚度和寿命。
谐波减速机的缺点还包括,随着使用时间增长,运动精度会降低。
跟谐波减速机重量轻体积小的的优点相反,RV减速机的缺点是其重量重,外形尺寸较大。
两者均为少齿差啮合,不同的是谐波减速机中的一种关键齿轮具有柔性,需要反复高速变形,因而较为脆弱,所以谐波减速机跟RV减速机相比,承载能力低,寿命短。
RV减速机一般用的是摆线针轮,谐波减速机以前用的的是渐开线齿形,现在有些厂家用的是双圆弧齿形,比渐开线更高级一些。
与谐波减速机相比,RV减速机是一种新兴起的传动产品,RV减速机其实是在传统针线针轮减速机的基础上发展起来的,不仅克服了一般针摆传动的缺点,而且具有更多的优势,比如寿命长、保持精度稳定、效率高、传动顺畅等。
对于两者能不能替代的问题,概括来说其实有两种说法。
1、一是可以替代,但只是部分型号之间可以替代。
我们前面已经提到过RV减速机比机器人常用的谐波传动的疲劳强度、刚性和寿命都要高得多,而且回差精度稳定,不会像使用时间增长的谐波传动那样,运动精确度会明显降低。
很多国家的高精度机器人传动多采用RV减速机,所以RV减速机有一种发展趋势,逐渐开始取代了先进机器人传动中的谐波减速机。
谐波减速机的特点是轻和小,在这方面,行星减速机和RV减速机却很难做到。
当我们在无限憧憬工业机器人时代的时候,你可曾知道,工业机器人最关键的机械结构之一RV减速机,到今天,中国仍然不具备设计和制造能力。
“十二五”时期,国家“863”计划将其列入重点攻克的技术瓶颈。
国内顶尖大学和科研机构几年攻关也只有论文,没有实物。
工业机器人所有核心零部件中,减速机最为关键。
工业机器人成本结构大致如下:本体22%、伺服系统25%、减速器38%、控制系统10%以及其他5%。
简单拆分国内6轴工业机器人成本(总成本25万元),可以看出减速器和伺服电机两项成本接近13万元,主要以进口为主。
一、RV减速机的机械原理德国人劳伦兹·勃朗于1926年创造性地提出了一种少齿差行星传动机构,它是用外摆线作为齿廓曲线的,这就是最早期的针摆行星传动,由于两个啮合齿轮其中之一采用了针轮的形式,这种传动也被称做摆线针轮行星齿轮传动。
RV传动一种全新的传动方式,它是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的,不仅克服了一般针摆传动的缺点,而且因为具有体积小、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列优点。
第1减速部…正齿轮减速机构输入轴的旋转从输入齿轮传递到直齿轮,按齿数比进行减速。
这是第一减速部。
第2减速部…差动齿轮减速机构直齿轮与曲柄轴相连接,变为第二减速部的输入。
在曲柄轴的偏心部分,通过滚动轴承安装RV齿轮。
另外,在外壳内侧仅比RV 齿轮数多一个的针齿,以同等的齿距排列。
如果固定外壳转动直齿轮,则RV齿轮由于曲柄轴的偏心运动也进行偏心运动。
此时如果曲柄轴转动一周,则RV齿轮就会沿与曲柄轴相反的方向转动一个齿。
这个转动被输出到第2减速部的轴。
将轴固定时,外壳侧成为输出侧。
二、RV减速机对工业机器人的重要性工业机器人第一关节到第四关节全部使用RV减速机,轻载工业机器人第五关节和第六关节有可能使用谐波减速机。
重载工业机器人所有关节都需要使用RV减速机。
平均而言,每台工业机器人使用4.5台RV减速器。
当我们期待工业机器人的时代时,您是否知道RV减速器是工业机器人最关键的机械结构之一,在中国仍然无法设计和制造。
在“十二五”期间,国家“ 863”计划将其列为关键技术瓶颈。
近年来,中国顶尖的大学和科研机构只发表论文,而没有发表论文。
在工业机器人的所有核心组件中,减速器是最重要的。
工业机器人的成本结构如下:主体22%,伺服系统25%,减速器38%,控制系统10%和其他5%。
通过简单地将国产六轴工业机器人的成本(总成本为25万元)进行拆分,可以看出,减速机和伺服电机的成本接近13万元,主要是进口。
如今,关于工业机器人网络的综合信息,为您介绍了RV Reducer。
1,RV减速机的机械原理1926年,德国人Laurence Blanc创造性地提出了一种具有小齿差的行星传动机构。
它使用摆线作为齿廓曲线,这是最早的针摆线行星齿轮传动。
因为两个啮合齿轮之一采用针轮的形式,所以该传动装置也称为摆线针齿轮行星齿轮传动装置。
RV变速器是一种新的变速器模式,它是在传统的针摆线行星变速器的基础上开发的。
它不仅克服了普通的摆线针轮传动的缺点,而且具有体积小,重量轻,传动比范围大,使用寿命长,精度稳定,效率高,传动平稳等一系列优点。
以RV-E减速器为例第一减速机正齿轮减速机输入轴的旋转从输入齿轮传递到正齿轮,正齿轮根据齿的比率减速。
这是第一个减速单元。
第二减速器差速器减速器正齿轮与曲轴连接,并成为第二减速器的输入。
在曲轴的偏心部分中,RV齿轮通过滚动轴承安装。
另外,在壳体的内部以相同的螺距仅布置了一个比RV齿轮数多的销齿。
如果固定壳体旋转正齿轮,则由于曲轴的偏心运动,RV齿轮也将偏心。
此时,如果曲轴旋转一个周期,那么RV齿轮将沿与曲轴相反的方向旋转一个齿。
该旋转被输出到第二减速单元的轴。
轴固定后,壳体侧成为输出侧。
Nabotesk RV-110E减速机2,RV减速机对工业机器人的重要性从工业机器人的第一关节到第四关节的所有关节都使用RV减速器,在轻载工业机器人的第五和第六关节中可以使用谐波减速器。
RV减速器的传动误差分析RV减速器是一种常见的减速器类型,广泛应用于机器人、机床、包装机械等领域。
它的主要作用是降低转速、增加扭矩,为机械设备提供稳定的动力输出。
然而,RV减速器在传动过程中难免会出现误差,这种误差可能影响机械设备的精度和稳定性。
因此,对RV减速器的传动误差进行分析和控制具有重要意义。
RV减速器的传动误差是指减速器输出轴的实际转速与理论转速之间的差异。
这种误差的产生原因主要包括制造工艺、安装调试、使用维护等多方面因素。
传动误差过大会影响机械设备的精度和稳定性,因此需要对其进行控制。
制造工艺RV减速器的制造工艺对其传动误差有着重要影响。
齿轮加工误差、轴承装配误差等因素都会导致传动误差的产生。
一些厂家为了降低成本,采用低质量的材料和加工设备,也会导致传动误差增大。
安装调试是影响RV减速器传动误差的重要因素。
如果安装不到位或调试不准确,会使减速器在运行过程中产生较大的传动误差。
例如,减速器安装位置不正确会导致输出轴承受额外的力矩,从而增加传动误差。
使用维护不当也会造成RV减速器的传动误差增大。
例如,长期超载使用、维护保养不及时等,会导致减速器内部零部件磨损,从而增加传动误差。
设计选型在设计选型阶段,应选择具有高精度、低传动误差的RV减速器。
同时,根据实际应用需求,选择合适的减速比、承受扭矩等参数,以确保减速器与机械设备的整体性能和稳定性。
安装调试过程中,要确保减速器的安装位置和调试精度。
应按照厂家提供的安装手册进行操作,确保安装位置的准确性。
在调试阶段,要对减速器的输入和输出轴进行仔细调整,确保其达到最佳的运行状态。
良好的维护保养是控制RV减速器传动误差的重要措施。
应定期对减速器进行检查,及时发现并解决潜在的问题。
同时,按照厂家建议进行定期保养,更换磨损零部件,以保持减速器的精度和稳定性。
RV减速器的传动误差是影响机械设备性能和稳定性的重要因素。
本文对RV减速器的传动误差进行了详细分析,并提出了相应的控制措施。
关节机器人核心部件-RV减速器今天从朋友那里听说他们的焊接机器人要采用RV减速器,他们抱怨太贵了,以前都没有听说过RV减速器(实在是孤陋寡闻阿,呵呵),因为以前接触的六轴机械手都是小型的装配、搬运用途的机械手,如Denso的VS6556G、Fanuc的LR Mate200iC等。
在小型机械手里面应该采用谐波减速器比较多(谐波减速器三组件:刚轮、柔轮、波发生器)。
谐波减速器体积小、重量轻、承载能力大、运动精度高,单级传动比大,其工作原理理解起来比较简单了。
而RV减速器据说具有长期使用不需再加润滑剂、寿命长、刚度好、减速比大、低振动、高精度、保养便利等优点,适用于在机器人上使用。
它的传动效率为0.8,相对于同样减速比的齿轮组,这样的效率是很高的。
RV减速器的缺点是重量重,外形尺寸较大。
估计就是这个缺点使其一般只应用于大型的焊接及搬运机械手了。
很想找一点RV减速器的原理的资料来看看,在网上搜索了老半天,也没有找到一点有用的关于其工作原理的资料,尽是一些代理和出售的广告。
希望有高手能够详细指点其原理一二,呵呵,谢谢。
不过还好,图片还是找到一点,好东西和大家一起分享,下面是某RV减速器的拆解图片:3.1.2 RV减速器的结构分析本课题研究的减速器型号为RV-6AⅡ,用于120kg点焊机器人上,其额定工况是输入转速1500r/min,负载为58N·m,下图为利用UG 生成的该型号RV减速器的爆炸图,主要由齿轮轴、行星轮、曲柄轴、转臂轴承、摆线轮、针轮、刚性盘及输出盘等零部件组成。
一、零部件介绍(l)齿轮轴:齿轮轴用来传递输入功率,且与渐开线行星轮互相啮合。
(2)行星轮:它与转臂(曲柄轴)固联,两个行星轮均匀地分布在一个圆周上,起功率分流的作用,即将输入功率分成两路传递给摆线针轮行星机构。
(3)转臂(曲柄轴)H:转臂是摆线轮的旋转轴。
它的一端与行星轮相联接,另一端与支撑圆盘相联接,它可以带动摆线轮产生公转,而且又支撑摆线轮产生自转。
谐波减速器和RV减速器的工作原理一、引言谐波减速器和RV减速器是两种常见的减速装置,它们在机械传动系统中具有重要的作用。
本文将从工作原理的角度对谐波减速器和RV减速器进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、谐波减速器的工作原理1. 谐波减速器的概述谐波减速器是一种特殊的减速装置,它利用谐波振动的原理实现减速。
谐波减速器由驱动轴、曲柄轴、谐波振子和输出轴等组成。
驱动轴通过传动装置带动曲柄轴旋转,曲柄轴上的曲柄传递动力给谐波振子,谐波振子随之发生谐波振动,最终通过输出轴输出动力。
2. 谐波振动的原理谐波振动是指在外力作用下,系统的振动频率与外力频率相等或整数倍关系的振动。
谐波减速器中的谐波振动是指曲柄轴上的曲柄传递动力给谐波振子时,谐波振子以谐波频率进行振动。
3. 谐波减速器的工作流程谐波减速器的工作流程可以概括为以下几个步骤:1.驱动轴旋转:驱动轴通过传动装置带动曲柄轴旋转。
2.曲柄传递动力:曲柄轴上的曲柄传递动力给谐波振子。
曲柄上的移动导致谐波振子的振动。
3.谐波振动:谐波振子以谐波频率进行振动。
这种振动会引起谐波振子上的齿轮的相应运动。
4.输出轴旋转:谐波振子上的齿轮与输出轴上的齿轮啮合,使得输出轴进行相应的旋转,输出所需的减速效果。
4. 谐波减速器的特点谐波减速器具有以下几个特点:•高精度:谐波减速器具有高传动精度,可以达到几个角秒的转动精度。
•大减速比:谐波减速器的减速比一般较大,可以达到几十甚至上百倍。
•大扭矩密度:谐波减速器设计合理,具有较大的扭矩密度,可以满足多种工况下的需求。
三、RV减速器的工作原理1. RV减速器的概述RV减速器是一种常用的行星减速装置,其结构紧凑,扭矩传递平稳,广泛应用于工业机械等领域。
RV减速器由输入端、输出端和行星轮等组成。
2. RV减速器的工作流程RV减速器的工作流程可以概括为以下几个步骤:1.输入轴旋转:输入轴带动行星轮旋转。
2.行星轮与行星齿轮啮合:行星轮上的行星齿轮与固定在壳体周围的行星轮啮合,形成行星齿轮传动系统。
盘点国内机器人行业谐波减速机主要厂商(图)导读:目前全球机器人行业,75%的精密减速机被日本的Nabtesco和Harmonic Drive两家垄断(业界俗称RV减速机和谐波减速机),其中Harmonic Drive在工业机器人关节领域拥有15%的市场占有率。
OFweek机器人网讯:目前应用于机器人领域的减速机主要有两种,一种是RV减速器,另一种是谐波减速器。
在关节型机器人中,由于RV减速器具有更高的刚度和回转精度,一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置,而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部。
对于高精度机器人减速器,日本具备绝对领先优势,目前全球机器人行业75%的精密减速机被日本的Nabtesco和Harmonic Drive两家垄断(业界俗称RV减速机和谐波减速机),包括ABB、FANUC、KUKA等国际主流机器人厂商的减速器均由上述两家公司提供。
其中Harmonic Drive在工业机器人关节领域拥有15%的市场占有率。
纳博特斯克的专利产品:两级摆线减速机相对高精度RV减速机而言,国内谐波减速机研究、产业化有所看点,尽管与日本产品在输入转速、传动精度、传动效率等方面存在较大差距,但国内已有可替代产品,如北京谐波传动所、苏州绿的、中技克美等,目前中技克美对国内部分整机厂家(如广州数控)提供产品。
北京谐波传动技术研究所北京谐波传动技术研究所成立于1983年,具有长期的关于谐波齿轮传动技术的研发及为用户服务的丰富经验,是从事谐波传动及特种传动技术的研发销售的专业化企业。
主要研发销售标准谐波减速器、谐波传动组件及按用户所需设计非标电机套装。
经多年的研发实践及用户意见使用要求的总结,于1993年编写制定"谐波传动减速器国家标准",其代号为GB/T14118-93。
目前已经形成包括XB1系列谐波减速机、XB2系列谐波减速机和XB2系列谐波减速机等整机及组件产品体系,可以满足用户的各种需求。
机器人常用的减速机在当今科技飞速发展的时代,机器人已经逐渐融入我们的生活和工作中,从工业生产到医疗服务,从家庭助手到太空探索,机器人的身影无处不在。
而在机器人的众多关键部件中,减速机扮演着至关重要的角色。
它就像是机器人的“关节润滑剂”,能够有效地降低电机的转速,增加扭矩,从而使机器人的动作更加精准、平稳和有力。
常见的机器人减速机主要有以下几种类型:谐波减速机是其中一种常见的选择。
它的工作原理基于谐波传动,通过柔轮的弹性变形来实现运动和动力的传递。
谐波减速机具有体积小、重量轻、传动比大等优点。
由于其结构紧凑,特别适合于空间有限的机器人关节应用。
比如一些小型的服务机器人,或者是对结构紧凑性要求较高的工业机器人手臂关节。
然而,谐波减速机也存在一些局限性,例如承载能力相对较弱,容易出现疲劳损坏等问题。
RV 减速机也是机器人领域中广泛应用的一种。
RV 减速机是一种行星齿轮减速机的变体,通过两级减速来实现较大的减速比和较高的输出扭矩。
它的特点是精度高、刚性好、承载能力强。
这使得 RV 减速机在一些大型工业机器人,如搬运机器人、焊接机器人等,以及对精度和负载要求较高的应用场景中表现出色。
但 RV 减速机的制造工艺较为复杂,成本相对较高。
行星减速机是另一种常见的类型。
它的结构就像太阳系中的行星围绕太阳公转一样,通过多个行星齿轮围绕中心太阳轮转动来实现减速。
行星减速机具有效率高、体积相对较小、传动平稳等优点。
在一些中低端的机器人应用中,行星减速机常常是一个经济实惠且性能可靠的选择。
不过,与谐波减速机和 RV 减速机相比,其精度和承载能力可能会稍逊一筹。
在实际应用中,选择哪种减速机往往取决于机器人的具体需求和应用场景。
例如,如果机器人需要在狭小空间内进行高精度的操作,谐波减速机可能是首选;如果是大型重载的工业机器人,那么 RV 减速机可能更合适;而对于一些对成本较为敏感、精度要求不是特别高的应用,行星减速机则可能是性价比最高的选项。
工业机器人的RV减速器和谐波减速器有什么区别作为工业机器人核心零部件的精密减速器,与通用减速器相比,机器人用减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。
大量应用在关节型机器人上的减速器主要有两类:RV减速器和谐波减速器1RV减速器:用于转矩大的机器人腿部腰部和肘部三个关节,负载大的工业机器人,一二三轴都是用RV。
相比谐波减速机,RV减速机的关键在于加工工艺和装配工艺。
RV减速机具有更高的疲劳强度、刚度和寿命,不像谐波传动那样随着使用时间增长,运动精度会显著降低,其缺点是重量重,外形尺寸较大。
▲RV-E型减速器谐波减速器:用于负载小的工业机器人或大型机器人末端几个轴,谐波减速器是谐波传动装置的一种,谐波传动装置包括谐波加速器和谐波减速器。
谐波减速器主要包括:刚轮、柔轮、轴承和波发生器三者,四者缺一不可。
其中,刚轮的齿数略大于柔轮的齿数。
谐波减速机用于小型机器人特点是体积小、重量轻、承载能力大、运动精度高,单级传动比大。
▲谐波减速器两者都是少齿差啮合,不同的是谐波里的一种关键齿轮是柔性的,它需要反复的高速变形,所以它比较脆弱,承载力和寿命都有限。
RV通常是用摆线针轮,谐波以前都是用渐开线齿形,现在有部分厂家使用了双圆弧齿形,这种齿形比渐开线先进很多。
减速器的两巨头是Nabtesco和Hamonica Drive,他们几乎垄断了全球的机器人用减速器。
这两种减速器都是微米级的加工精度,光这一条在量产阶段可靠性高就很难了,更别说几千转的高速运转,而且还要高寿命。
谐波减速器由“柔轮、波发生器、刚轮、轴承”这四个基本部件构成。
柔轮的外径略小于刚轮的内径,通常柔轮比刚轮少2个齿。
波发生器的椭圆型形状决定了柔轮和刚轮的齿接触点分布在介于椭圆中心的两个对立面。
波发生器转动的过程中,柔轮和刚轮齿接触部分开始啮合。
波发生器每正时针旋转180°,柔轮就相当于刚轮逆时针旋转1个齿数差。
在180°对称的两处,全部齿数的30%以上同时啮合,这也造就了其高转矩传送。
RV减速器传动精度的研究综述本文旨在全面探讨RV减速器传动精度的相关问题,重点传动精度的影响因素、提高方法及其在各个领域的应用。
通过对国内外研究现状的综述,总结前人研究成果和不足,以期为进一步研究提供参考和启示。
关键词:RV减速器、传动精度、研究现状RV减速器是一种常见的精密传动装置,具有较高的传动效率和精度,被广泛应用于机器人、航空航天、军事等领域。
传动精度作为RV减速器的重要性能指标,对于其实际应用有着直接的影响。
因此,提高RV减速器的传动精度具有重要意义。
本文将综述国内外关于RV减速器传动精度的研究现状和发展趋势,以期为相关领域的研究提供参考。
RV减速器的传动精度受到多种因素的影响,如齿轮设计、制造误差、装配误差、润滑条件等。
国内外学者针对这些问题进行了广泛研究。
例如,有的研究者从齿轮设计入手,通过优化齿形和参数来提高传动精度1]。
制造和装配过程中的误差控制也至关重要,有的研究者探讨了精密装配技术的优化方法2]。
另外,润滑条件也是影响传动精度的重要因素,相关研究者提出了改善润滑性能的措施以提高传动精度3]。
为了提高RV减速器的传动精度,学者们提出了各种方法。
例如,有的研究者采用纳米涂层技术来减小齿轮磨损,从而提高传动精度4]。
另外,一些研究者通过研究弹性流体动压润滑理论,提出了适用于高温高载工况的润滑方案5]。
还有研究者于材料选择,通过选用高强度、耐磨的合金材料来提高RV减速器的传动精度6]。
RV减速器在各个领域都有广泛的应用,如机器人领域、航空航天领域和军事领域等。
在这些领域中,对RV减速器的传动精度都有极高的要求。
例如,在航空航天领域,由于RV减速器需要承受高速、重载的工作条件,因此对其传动精度和可靠性有严格的要求7]。
在机器人领域,由于RV减速器是机器人运动控制的关键部件,因此对其传动精度和响应速度也有极高的要求8]。
本文对RV减速器传动精度的研究进行了全面的综述,探讨了传动精度的主要影响因素、提高方法及其在各领域的应用。
谐波减速器和rv减速器的工作原理一、谐波减速器的工作原理谐波减速器是一种高精度、高效率的减速器,其工作原理是利用谐波振动的原理实现传动。
谐波振动是指在一个系统中,当外界周期性激励力与系统固有频率相同时,系统会出现共振现象,并产生大幅度的振动。
谐波减速器利用这种共振现象,通过将输入轴上的圆弧齿轮转动一周,使得内部柔性齿轮发生多次弹性变形,并将输出轴上的圆弧齿轮带动输出轴旋转。
1.结构组成谐波减速器主要由输入轴、柔性齿轮、驱动环、输出轴和壳体等部分组成。
其中输入轴和输出轴分别连接于机械传动系统中的驱动端和被动端,柔性齿轮位于驱动环内部,并与输入和输出圆弧齿轮相嵌合。
壳体则起到支撑和固定各个部件的作用。
2.工作过程当输入轴旋转时,通过输入圆弧齿轮将转矩传递给柔性齿轮,柔性齿轮在驱动环的作用下发生多次弹性变形,并将转矩传递给输出圆弧齿轮。
输出圆弧齿轮带动输出轴旋转,从而实现减速传动。
3.特点和优势谐波减速器具有高精度、高效率、大扭矩传递和小体积等优点。
其精度可达到0.1-1角分,效率可高达90%以上,扭矩传递范围广泛,且结构紧凑、重量轻、噪音小。
二、RV减速器的工作原理RV减速器是一种基于柔性齿轮原理的减速器,其工作原理是通过输入轴上的蜗杆与输出轴上的蜗轮相嵌合,实现减速传动。
蜗杆和蜗轮之间存在一定的摩擦力,在传动过程中能够起到防止倒转的作用。
1.结构组成RV减速器主要由输入轴、蜗杆、柔性齿轮、蜗轮和壳体等部分组成。
其中输入轴与机械传动系统相连接,蜗杆位于输入轴上,柔性齿轮位于蜗杆的末端,并与蜗轮相嵌合。
壳体则起到支撑和固定各个部件的作用。
2.工作过程当输入轴旋转时,通过蜗杆将转矩传递给柔性齿轮,柔性齿轮与蜗轮相嵌合,使输出轴旋转。
由于蜗杆和蜗轮之间存在一定的摩擦力,在传动过程中能够起到防止倒转的作用。
3.特点和优势RV减速器具有结构紧凑、重量轻、效率高、可靠性好等优点。
其精度可达到0.1-1角分,效率可高达90%以上,扭矩传递范围广泛,且结构简单、易于安装和维护。
工业机器人核心部件-谐波减速器作者:csuzhm2009-03-24 00:18 星期二晴机器人驱动系统要求传动系统间隙小、刚度大、输出扭矩高以及减速比大,常用的减速机构有:1)RV减速机构;2)谐波减速机械;3)摆线针轮减速机构;4)行星齿轮减速机械;5)无侧隙减速机构;6)蜗轮减速机构;7)滚珠丝杠机构;8)金属带/齿形减速机构;9)球减速机构。
其中谐波减速器广泛应用于小型的六轴搬运及装配机械手中,下面介绍其工作原理。
以下内容摘自百度百科(稍有修改):谐波齿轮减速器是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器。
谐波齿轮传动(简称谐波传动),它是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。
(一)传动原理它主要由三个基本构件组成:(1)带有内齿圈的刚性齿轮(刚轮)2,它相当于行星系中的中心轮;(2)带有外齿圈的柔性齿轮(柔轮)1,它相当于行星齿轮;(3)波发生器H,它相当于行星架。
作为减速器使用,通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。
波发生器H是一个杆状部件,其两端装有滚动轴承构成滚轮,与柔轮1的内壁相互压紧。
柔轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮,其内孔直径略小于波发生器的总长。
波发生器是使柔轮产生可控弹性变形的构件。
当波发生器装入柔轮后,迫使柔轮的剖面由原先的圆形变成椭圆形,其长轴两端附近的齿与刚轮的齿完全啮合,而短轴两端附近的齿则与刚轮完全脱开。
周长上其他区段的齿处于啮合和脱离的过渡状态。
当波发生器沿图示方向连续转动时,柔轮的变形不断改变,使柔轮与刚轮的啮合状态也不断改变,由啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入……,周而复始地进行,从而实现柔轮相对刚轮沿波发生器H相反方向的缓慢旋转。
在传动过程中,波发生器转一周,柔轮上某点变形的循环次数称为波数,以n 表示。
常用的是双波和三波两种。
双波传动的柔轮应力较小,结构比较简单,易于获得大的传动比。
故为目前应用最广的一种。
谐波齿轮传动的柔轮和刚轮的周节相同,但齿数不等,通常采用刚轮与柔轮齿数差等于波数,即z2-z1=n式中z2、z2--分别为刚轮与柔轮的齿数。
RV减速器与谐波减速器的调研报告当我们在无限憧憬机器人时代的时候,我们却很少知道在机器人的所有零部件中,有两样东西一直是我们国人无法跨越过去的障碍,那就是伺服电机和精密减速器。
随着自动化和电子电气理论的日趋成熟,国人在伺服电机方面已经迈出了坚实的一步,虽然在目前国内的伺服电机75%仍然依靠进口,但对于中小功率的伺服电机,中国不少企业,如深圳的英威腾、汇川科技,大连的安迪的产品已经可以在性能上基本满足中国企业的需求。
可是对于精密减速器,特别是机器人关节上需要使用的RV减速器和谐波减速器,目前国内的研究仍然停留在论文和数据库当中,翻遍所有关于生产这两种减速器的国产厂家,我们仍然难以找出哪怕一家产品可以在性能上满足国内机器人产业的需求。
直到今天,中国仍然不具备设计和制造这两种减速器的能力。
“十二五”时期,国家“863”计划将其列入重点攻克的技术瓶颈。
国内顶尖大学和科研机构几年攻关也只有论文,没有实物。
那么,我们与国外在精密减速器方面的差距到底在哪里?为什么在专利技术早已公开的今天,我们仍然难以跨过这道已经成型了近半个世纪的鸿沟?为什么机器人要用RV减速器和谐波减速器?我们常用的减速大致有下面几类;摆线减速器、硬齿面圆柱齿轮减速器、行星齿轮减速器、软齿面减速器、三环减速器、起重机减速器、蜗杆减速器、轴装式硬齿面减速器、无级变速器。
而RV减速器和谐波减速器与上述几种减速的区别在于,RV减速器是行星减速器和摆线减速器的组成的一个二级减速器,谐波减速器则是一种靠波发生器使柔性齿轮产生可控弹性变形,并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力的齿轮传动。
这两种减速器相对于其它减速器而言,具有以下的优势:(1)传动速比大,(2)承载能力高,(3)传动精度高,(4)传动效率高、运动平稳,(5)结构简单、零件数少、安装方便,(6)体积小、重量轻,。
传统的齿轮减速器体积大,重量重,减速比小,传统效率低下,特别是在无法消除多级减速后的累积误差,对于机器人在控制末端精度要求甚高的工况下,目前只有RV和谐波减速器可以胜任。
RV减速器和谐波减速器的发展史RV减速器的诞生德国人劳伦兹·勃朗于1926年创造性地提出了一种少齿差行星传动机构,它是用外摆线作为齿廓曲线的,这就是最早期的针摆行星传动,由于两个啮合齿轮其中之一采用了针轮的形式,这种传动也被称做摆线针轮行星齿轮传动。
RV传动一种全新的传动方式,它是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的,不仅克服了一般针摆传动的缺点,而且因为具有体积小、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列优点。
1、1926年德国人劳伦兹·勃朗于创造性地提出RV减速机原理2、1931年劳伦兹·勃朗在德国慕尼黑创建了“赛古乐”股份有限公司,最先开始了摆线减速器的制造和销售3、1939年,日本住友公司和“赛古乐”公司签定了技术合作协议,并生产销售;4、1944年,日本帝人精机成立,这个未来的RV减速机霸主,在飞机制造、纺织机械、机床等多个行业硕果累累;5、1950年-1960年,摆线磨床的出现,解决了摆线齿形的精度不高的难题,使摆线传动得到了进一步的发展。
6、1956年,日本纳博克公司发售全球第一个自动门,在市场上展露头角。
7、1980年左右,日本帝人精机提出RV传动理论,着手应用于机器人行业。
8、1986年,日本帝人精机RV减速机正式大规模生产,取得成功;9、2003年,帝人精机和纳博克合并组成Nabtesco(纳博特斯克)公司,并取得快速发展,现在已成为RV减速机行业的领头羊,占据了60%以上的市场,特别在中/重负荷机器人上,其RV减速机市场占有率高达90%。
谐波减速器的诞生20世纪50年代中期,随着全球科学技术的发展,美国人马瑟在薄壳弹性变形理论基础上,应用金属的挠性和弹性力学原理发明出来一种新型谐波传动技术。
谐波传动技术主要应用于航空航天、工业机器人、精密设备仪器、雷达通讯设备、印刷机械、纺织机械、半导体工业晶圆传送装置、印刷包装机械、医疗器械、金属成型机械、仪器仪表、光学制造仪器、核设施及空气动力实验研究等领域。
谐波传动这项新型技术的出现便引起了各国的重视。
1970年引入日本,随之诞生了日本第一家整体运动控制的领军企业-日本HarmonicDriveSystemsInc.(简称HDSI)。
日本HDSI 公司生产的HarmonicDrive谐波减速器,具有轻量、小型、传动效率高、减速范围广、精度高等特点,被广泛应用于各种传动系统中。
HDSI主要生产和销售各种精密减速装置,当之无愧为整体运动控制的领军企业。
为了涵盖谐波减速器不能覆盖到的低减速比领域,HDSI 产品还开发了精密行星齿轮减速机HarmonicPlanetary。
独特的内齿圈形变工艺,可使行星齿轮啮合得更紧、消除背隙,从而将传动误差控制在精密范围内。
HDSI最初只是在其国内发展,与之有着长久合作关系的有安川电机、三菱电机及发那科等企业。
近年来,中国工业机器人产业进入新的历史机遇期,以ABB、KUKA、安川、发那科为代表的国际机器人企业纷纷大举进入中国,设立工厂,抢占市场份额。
在中国,如手机制造、半导体、液晶生产机械等行业,对小型机器人的需求也是越来越旺盛,然而对于国内的工业机器人而言,特别是谐波减速器、伺服电机、控制系统等还需大量依赖进口,这就导致了其竞争力还与国外企业有差距,但是这些又是工业机器人的上游部件、关键部件。
据国际机器人联盟(IFR)统计,2012年中国共进口工业机器人约2.2万台,中国将是全球增长最快的工业机器人市场。
HDSI的谐波减速器是小型工业机器人(20kg以下)或者关节臂上不可取代的部件,这为其拓展中国大陆市场带来了新的契机。
2011年1月,HDSI在华成立设立哈默纳科(上海)商贸有限公司,该公司为其在华投资设立的全资销售子公司。
主要负责HDSI产品在中国大陆的销售、选型等技术支持及售后服务。
HDSI早期的产品主要是减速机等机械产品,时至今日,HDSI的主打产品又加上了众多的机电一体化产品。
在减速机方面,HDSI主要有HarmonicDrive(谐波齿轮传动减速机)和HarmonicPlanetary(行星齿轮减速机)。
其生产的HarmonicDrive谐波减速机,基本上主导了主要国际市场,具有其他减速机不具备的特点:高旋转精度/高定位精度、小型/轻量、传动效率高、高减速比、减速范围广、精度高、高转矩容量、无齿隙、高效率及安静运行等特点,被广泛应用于各种传动系统中。
为了涵盖谐波减速机不能覆盖到的低减速比领域,HDSI 产品还开发了精密行星齿轮减速机HarmonicPlanetary。
独特的内齿圈形变工艺,可以使得行星齿轮啮合得更紧、消除背隙,从而将传动误差控制在精密范围内。
RV减速器和谐波减速器的机械结构RV减速器的机械结构RV减速器可以分为两部分,第一部分分为正齿轮减速机构,输入轴的旋转从输入齿轮传递到直齿轮,按齿数比进行减速。
第二部分为差动齿轮减速机构,直齿轮与曲柄轴相连接,变为第二减速部的输入。
在曲柄轴的偏心部分,通过滚动轴承安装RV齿轮。
另外,在外壳内侧仅比RV齿轮数多一个的针齿,以同等的齿距排列。
如果固定外壳转动直齿轮,则RV齿轮由于曲柄轴的偏心运动也进行偏心运动。
此时如果曲柄轴转动一周,则RV齿轮就会沿与曲柄轴相反的方向转动一个齿。
这个转动被输出到第2减速部的轴。
将轴固定时,外壳侧成为输出侧。
谐波减速的机械结构谐波减速器主要由三个基本构件组成:(1)带有内齿圈的刚性齿轮(刚轮),它相当于行星系中的中心轮;(2)带有外齿圈的柔性齿轮(柔轮),它相当于行星齿轮;(3)波发生器H,它相当于行星架。
作为减速器使用,通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。
波发生器H是一个杆状部件,其两端装有滚动轴承构成滚轮,与柔轮1的内壁相互压紧。
柔轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮,其内孔直径略小于波发生器的总长。
波发生器是使柔轮产生可控弹性变形的构件。
当波发生器装入柔轮后,迫使柔轮的剖面由原先的圆形变成椭圆形,其长轴两端附近的齿与刚轮的齿完全啮合,而短轴两端附近的齿则与刚轮完全脱开。
周长上其他区段的齿处于啮合和脱离的过渡状态。
当波发生器沿图示方向连续转动时,柔轮的变形不断改变,使柔轮与刚轮的啮合状态也不断改变,由啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入……,周而复始地进行,从而实现柔轮相对刚轮沿波发生器H相反方向的缓慢旋转。
工作时,固定刚轮,由电机带动波发生器转动,柔轮作为从动轮,输出转动,带动负载运动。
在传动过程中,波发生器转一周,柔轮上某点变形的循环次数称为波数,以 n 表示。
常用的是双波和三波两种。
双波传动的柔轮应力较小,结构比较简单,易于获得大的传动比。
故为目前应用最广的一种。
(1)刚轮固定,柔轮输出波发生器主动,单级减速,结构简单,传动比范围较大,效率较高,应用极广,i=75~500。
(2)柔轮固定,刚轮输出波发生器主动,单级减速,结构简单,传动比范围较大,效率较高,可用于中小型减速器,i=75~500。
(3)波发生器固定—刚轮输出柔轮主动,单级微小减速,传动比准确,适用于高精度微调传动装置,i=1.002~1.015。
RV减速器与谐波减速器的性能对比RV减速器的性能主要优点(l)传动比范围大;(2)扭转刚度大,输出机构即为两端支承的行星架,用行星架左端的刚性大圆盘输出,大圆盘与工作机构用螺栓联结,其扭转刚度远大于一般摆线针轮行星减速器的输出机构。
在额定转矩下,弹性回差小;(3)只要设计合理,制造装配精度保证,就可获得高精度和小间隙回差;(4)传动效率高;(5)传递同样转矩与功率时的体积小(或者说单位体积的承载能力大),RV减速器由于第一级用了三个行星轮,特别是第二级,摆线针轮为硬齿面多齿啮合,这本身就决定了它可以用小的体积传递大的转矩,又加上在结构设计中,让传动机构置于行星架的支承主轴承内,使轴向尺寸大大缩小,所有上述因素使传动总体积大为减小。
主要缺点RV减速器的技术难点在于该部件需要保证传递很大的扭矩,承受很大的过载冲击,并保证预期的工作寿命,因而在设计上使用了过定位结构,这使得零件加工精度要求极高,加工十分困难。
应用范围RV系列蜗轮减速机可广泛应用于冶金、矿山、输送、水利、化工、食品、饮料、纺织、烟草、包装、环保等众多行业和领域工艺装备的机械减速装置,深受用户的好评、是目前现代工业装备实现大速比低噪音、高稳定机械减速传动控制装置的最佳选择。
特别是对于工业机器人,机床加工台,焊接定位器,自动托盘,运输机械手,数控机床刀库,等需要精密定位又需要传递大扭矩的设备,RV减速器更是显现出来无可比拟的优势。
谐波减速器的性能主要优点(1)传动速比大。