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RV减速器和谐波减速器的原理和优劣势

发表时间: 2021-07-08 09:34:33

作者: 浙江塞纳德动力科技有限公司

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作为工业机器人核心部件的精密减速机,与通用减速机相比,机器人减速机要求具有传动链短、体积小、功率大、重量轻、易控制等特点。  

 关节机器人中使用的减速器主要有两种类型:RV减速器 和 谐波减速器。  

1、RV减速器和谐波减速器原理及优缺点

RV减速器:

用于大扭矩机器人腿的腰部和肘部 . 对于具有两个关节和重负载的工业机器人,RV减速机 用于一、二和三轴。 与谐波减速器相比,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。 与谐波传动不同,随着使用时间的增加,运动精度会显着降低。 它的缺点是重量重,体积大。  

谐波减速器:

用于小负载工业机器人或大型机器人末端的几个轴。  谐波减速器是一种谐波传输装置,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,四者缺一不可。 其中,刚轮的齿数略大于柔轮的齿数。 用于小型机器人的谐波减速器具有体积小、重量轻、承载能力大、运动精度高、单级传动比大等特点。  

 两者都是齿差小的啮合。 不同的是谐波中的一个关键齿轮是灵活的。 需要反复高速变形,所以比较脆弱,承载能力和寿命有限。  RV通常使用摆线针轮。 谐波用于使用渐开线齿形。 现在有的厂家采用双圆弧齿廓,比渐开线齿廓先进很多。  

 这两种减速器都具有微米级的加工精度。 这个在量产阶段很难有高可靠性,更别说几千转的高速运转,寿命长了。  

谐波减速器由四个基本组件组成:“柔轮、波发生器、刚轮和轴承”。  

 柔轮外径略小于刚轮内径。 一般柔轮比刚轮少2个齿。 波发生器的椭圆形状决定了柔轮和刚轮的齿接触点分布在椭圆中心之间的两个相对面上。 在波发生器旋转过程中,软齿轮和刚齿轮的接触部分开始啮合。 波发生器每顺时针旋转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,总齿数的30%以上同时啮合,这也有助于其高扭矩传递。

相比谐波减速器,RV传动是新兴起的一种传动,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,还具有体积小、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。

RV减速器是由摆线针轮和行星支架组成,以其体积小、抗冲击力强、扭矩大、定位精度高、振动小、减速比大等诸多优点被广泛应用于工业机器人、机床、医疗检测设备、卫星接收系统等领域。

RV减速器的壳体和摆线针轮是通过实体的钢来发生传动的,因此承载能力强。而谐波减速器的柔轮可不断发生变形来传递扭矩,这一点决定了谐波减速器承受大扭矩和冲击载荷的能力有限,因此一般运用在前端。

2. RV减速器和谐波减速器

谐波减速器的优缺点 结构简单紧凑,适合小型化、中低负载应用。  

RV减速器 刚性好,抗冲击能力强,传动平稳,精度高,适用于中重载应用,但RV减速器需要传递大扭矩,承受大过载冲击,以确保预期工作 因此,在设计上采用了相对复杂的过定位结构,制造工艺和成本控制困难。  RV减速器 内部没有弹性变形的力分量,所以能承受一定的扭矩。  RV减速器轴承是其薄弱环节,容易突破轴承受力极限而引起轴承异常磨损或破裂。 这个问题在高速运行时更为突出,因此RV减速机的额定转矩随着输入速度的增加而显着降低。  

3。 减速器之间是否存在替代关系?  

方观点:

RV减速器比机器人常用的谐波传动具有更高的疲劳强度。 刚性和寿命,回差精度稳定,不像谐波传动,随着使用时间的增加,运动精度会显着降低。 因此,许多国家的高精度机器人传输大多使用RV减速器。 因此,RV减速器 在先进的机器人传输中有逐渐取代 谐波减速器 的趋势。  

 这些产品在某些车型上确实存在替代关系,但这些类型的减速机只能实现部分替代。 在大多数情况下,更换各种类型的减速器是困难的。 比如在速比上,谐波和RV的速比比行星要大很多。 因此,低速比领域是行星。 行星速比当然可以做大一些,但是很难替代谐波和RV。 在刚度方面,行星和RV的刚度优于谐波的刚度。 在体现刚性的工况下,谐波难以表现良好。  

谐波减速器 的特点是轻便小巧。 在这方面,行星和RV很难实现。 因此,各种类型的减速机只能在某些情况下更换,而一种产品全面替代另一种产品是不现实的。  

 反面观点:

各类减速器之间不能相互取代,而是一种互补的关系。

 RV和谐波传动是互补的,但不排除在结构设计优化和制造工艺突破后,将在中低负荷应用领域形成局部竞争。


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