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第一百六十二期:RV减速器传动精度研究现状与发展

发布时间:2020-08-11  |  文章来源:  |  浏览人数:10788人

RV减速器传动精度研究现状与发展

工业机器人作为经典的机电一体化数字设备,应用领域广泛。单个完整的工业机器人系统的成本中减速器占 35%左右,可以看出影响工业机器人发展的主要因素是减速器。虽然机器人的应用已经在国内得到快速发展,但目前工业机器人的主要供应商仍来自日本和欧洲。所以对其中的核心部件减速器的国产化是降低成本和打破国外垄断的首要任务。

       1、RV 减速器原理

        RV(Rotate Vector)减速器是在摆线针轮的基础上开发的 2 级封闭式低齿差行星传动机构,是CNC 机床、工业用机器人关节等机电学领域所是用的新型行星传动机构。由于其拥有运动精度高,传动比大,扭转刚度大,传动效率高等优点,许多学者和研究机构将其作为研究的重点。

       图1 是 RV 减速器传动的简图,第一级渐开线圆柱齿轮行星传动机构和第二级摆线针轮行星齿轮减速机构组成,输入轴和太阳轮形成 RV 减速器的输入部。摆线针齿轮的输入由行星齿轮和曲柄轴共同完成。当机构开始传动时,若太阳轮进行顺时针旋转,行星齿轮进入公转与逆时针旋转共存的状态,此时,摆线轮由曲柄轴驱动以进行偏心运动。这种情况下,摆线轮将受到啮合针轮的碰撞,其轴线以轮轴为中心公转,向相反方向自转。此时,其将通过曲柄轴推动行星架输出机构顺时针旋转。

RV减速器.jpg

99彩票官方网站 2、二级摆线针轮轮传动机构误差研究现状

        RV 减速器传动精度的主要指标是回差和传动误差,主要影响因素有:一级渐开线圆柱齿轮行星传动机构误差、二级摆线针轮传动机构误差、输出机构误差。

        由于二级摆线针轮传动机构的误差不需要通过一系列的传动传递到输出机构,而与之相反的是,RV减速器一级减速机构的误差需要,即除以系统的总传动比。因此,渐开线齿轮在一级齿轮传动中的相关误差对 RV 减速器的传动精度影响不大,而摆线针轮行星机构的传动精度加权系数大,对传动误差影响大。当设计并生产 RV 减速器时,应认真考虑二级摆线针轮传动机构中的误差因素。改变二级摆线针轮传动机构误差的主要因素有摆线齿廓的修形、曲柄轴偏心距误差、曲柄轴轴承游隙等。

        2.1 摆线齿廓的修形

        摆线齿廓修形的研究对于载荷分布、侧隙等的影响有重要意义,对提高 RV 减速器传动精度有巨大的工程应用价值。

        2.2 针齿与针轮(针齿壳)齿合间隙误差

        齿合间隙是 RV 减速器传动精度的主要影响因素之一,有着一系列的对摆线针轮的齿合间隙的研究。

99彩票官方网站         2。3 曲柄轴偏心距误差与曲柄轴轴承游隙

        传动误差与回差是影响传动精度的重要因素,曲柄轴偏心距误差与曲柄轴轴承游隙是影响传动误差与回差的主要因素之一。

        2.4 其他影响因素

        除此之外,RV 减速器转速与载荷等因素、针轮中心圆等也对传动精度有影响,在这方面的相关研究也有部分进展。

        3、 RV减速器传动精度研究的现存问题

        由于 RV 减速器系统的复杂程度高,国内的研究者在研究传动精度的影响因素时,特别是用了很多简化方法对 RV 减速器进行建模,这种做法使得研究者可以做到更加简便地研究 RV 减速器,然而,对复杂齿轮系统传动精度的研究就会遭受一定的约束。

        (1)在研究 RV 减速器传动精度模型时,研究人员无视特定组件、弯曲变形、轴承刚性对 RV 减速器传递精度的影响。同时也忽略了温度与摩擦等因素的影响;使用定值处理行星齿轮与摆线针轮啮合线的等效误差也是现有问题之一。

        (2)研究多项误差对 RV 减速器传动精度综合影响时,对各项误差的相关性研究不足,把各项误差单纯地叠加一起,一旦出现多项误差一起变动时,传动精度变化规律与多项误差耦合影响 RV 减速器传动精度的原理十分关键。

        (3)RV 减速器有着高精度要求、复杂结构的特点。作为一种比较新型的高精密传动机构,其传动精度检测平台的设计和传动精度检测原理的研究是急需解决的问题。

        4、总结与展望

        随着中国智能制造 2025 的提出,RV减速器由其高精度和性能具有十分重要的用途,是工业用机器人、CNC 机床等主要的应用区域。当前,RV 减速器的研究主要集中在效率和精度的改善上,通过改良其效率和精度,可以更好地满足中国制造业智能升级的需要。其传动精度和运行安全性已是工业用机器人核心组件必须解决的问题。

         RV 减速器系统具有非常复杂的特性,学者们在对其传动精度的研究中进行了大量的省略,特别是在建模过程中,简化处理的现象更为广泛,这在一定程度上限制了复杂齿轮系统传动精度的研究。将来可以按照时间变化为脉络做与 RV 减速器相关的研究,以此综合变形、摩擦、温度和各零件误差等相关性对传动精度的影响,作为计算啮合线上各误差瞬时等效误差的条件,从而提高模型的传动精度。

        伴随中国智能制造 2025 政策的推出,CAE 技术等的高新技术,对 RV 减速器系统的传动精度的研究同样能提供更有利的技术支持。通过对 RV 减速器的传递精度机制进行详细的研究,不仅能提高传递精度和运行的安全性,还能起到改善耐用年数的关键作用。

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