工業(yè)機(jī)器人的Rv減速器和諧波減速器對(duì)比分析
作為工業(yè)機(jī)器人核心零部件的精密減速器慎璧,與通用減速器相比辽廊,機(jī)器人用減速器要求具有傳動(dòng)鏈短俭疤、體積小、功率大蹭劈、質(zhì)量輕和易于控制等特點(diǎn)肩民。
大量應(yīng)用在關(guān)節(jié)型機(jī)器人上的減速器主要有兩類:RV減速器和諧波減速器。
1链方、RV減速器和諧波減速器的原理和優(yōu)劣勢(shì)
RV減速器:
用于轉(zhuǎn)矩大的機(jī)器人腿部腰部和肘部三個(gè)關(guān)節(jié)持痰,負(fù)載大的工業(yè)機(jī)器人,一二三軸都是用RV祟蚀。相比諧波減速機(jī)工窍,RV減速機(jī)的關(guān)鍵在于加工工藝和裝配工藝。RV減速機(jī)具有更高的疲勞強(qiáng)度前酿、剛度和壽命患雏,不像諧波傳動(dòng)那樣隨著使用時(shí)間增長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)精度會(huì)顯著降低罢维,其缺點(diǎn)是重量重淹仑,外形尺寸較大。
▲RV-E型減速器▲
諧波減速器:
用于負(fù)載小的工業(yè)機(jī)器人或大型機(jī)器人末端幾個(gè)軸肺孵,諧波減速器是諧波傳動(dòng)裝置的一種匀借,諧波傳動(dòng)裝置包括諧波加速器和諧波減速器。諧波減速器主要包括:剛輪盘塘、柔輪裤泄、軸承和波發(fā)生器三者,四者缺一不可告傻。其中几崔,剛輪的齒數(shù)略大于柔輪的齒數(shù)。諧波減速機(jī)用于小型機(jī)器人特點(diǎn)是體積小蝠题、重量輕影塑、承載能力大蝎蚣、運(yùn)動(dòng)精度高,單級(jí)傳動(dòng)比大徘繁。
▲諧波減速器▲
兩者都是少齒差嚙合珍诡,不同的是諧波里的一種關(guān)鍵齒輪是柔性的,它需要反復(fù)的高速變形示祭,所以它比較脆弱,承載力和壽命都有限陋晒。RV通常是用擺線針輪咽蚣,諧波以前都是用漸開(kāi)線齒形,現(xiàn)在有部分廠家使用了雙圓弧齒形萄窜,這種齒形比漸開(kāi)線先進(jìn)很多铃剔。
減速器的兩巨頭是Nabtesco和Hamonica Drive,他們幾乎壟斷了全球的機(jī)器人用減速器查刻。這兩種減速器都是微米級(jí)的加工精度键兜,光這一條在量產(chǎn)階段可靠性高就很難了,更別說(shuō)幾千轉(zhuǎn)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)穗泵,而且還要高壽命普气。
諧波減速器由“柔輪、波發(fā)生器佃延、剛輪现诀、軸承”這四個(gè)基本部件構(gòu)成。
柔輪的外徑略小于剛輪的內(nèi)徑履肃,通常柔輪比剛輪少2個(gè)齒仔沿。波發(fā)生器的橢圓型形狀決定了柔輪和剛輪的齒接觸點(diǎn)分布在介于橢圓中心的兩個(gè)對(duì)立面。波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中尺棋,柔輪和剛輪齒接觸部分開(kāi)始嚙合封锉。波發(fā)生器每正時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°,柔輪就相當(dāng)于剛輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)1個(gè)齒數(shù)差嗽绑。在180°對(duì)稱的兩處假凿,全部齒數(shù)的30%以上同時(shí)嚙合,這也造就了其高轉(zhuǎn)矩傳送萤野。
相比諧波減速器番雀,RV傳動(dòng)是新興起的一種傳動(dòng),它是在傳統(tǒng)針擺行星傳動(dòng)的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的抠偏,不僅克服了一般針擺傳動(dòng)的缺點(diǎn)阶押,還具有體積小、重量輕鞋剔、傳動(dòng)比范圍大脱刷、壽命長(zhǎng)阐逗、精度保持穩(wěn)定、效率高饮码、傳動(dòng)平穩(wěn)等一系列優(yōu)點(diǎn)韵谋。
RV減速器是由擺線針輪和行星支架組成,以其體積小氏篇、抗沖擊力強(qiáng)振诬、扭矩大、定位精度高衍菱、振動(dòng)小赶么、減速比大等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、機(jī)床脊串、醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備辫呻、衛(wèi)星接收系統(tǒng)等領(lǐng)域。
RV減速器的殼體和擺線針輪是通過(guò)實(shí)體的鋼來(lái)發(fā)生傳動(dòng)的琼锋,因此承載能力強(qiáng)放闺。而諧波減速器的柔輪可不斷發(fā)生變形來(lái)傳遞扭矩,這一點(diǎn)決定了諧波減速器承受大扭矩和沖擊載荷的能力有限缕坎,因此一般運(yùn)用在前端怖侦。
2、RV減速器和諧波減速器兩者的優(yōu)劣勢(shì)
諧波減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊谜叹,適合于小型化础钠、低、中載荷的應(yīng)用叉谜。
RV減速器剛性好拓酵、抗沖擊能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)缆乐、精度高乱树,適合中、重載荷的應(yīng)用禽糊,但RV減速器需要傳遞很大的扭矩吆揖,承受很大的過(guò)載沖擊,保證預(yù)期的工作壽命阔萧,因而在設(shè)計(jì)上使用了相對(duì)復(fù)雜的過(guò)定位結(jié)構(gòu)绳瓣,制造工藝和成本控制難度較大。RV減速器內(nèi)部沒(méi)有彈性形變的受力元件男梆,所以能夠承受一定扭矩嗡深。RV減速器的軸承是其薄弱環(huán)節(jié),受力時(shí)很容易突破軸承受力極限而導(dǎo)致軸承異常磨損或破裂贸卦。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)這個(gè)問(wèn)題更突出惋肾,所以RV減速機(jī)的額定扭矩隨輸入轉(zhuǎn)速下降非常明顯挪确。
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