減速器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
減速器主要由傳動(dòng)零件(齒輪或蝸桿)、軸、軸承、箱體及其附件所組成。其基本結(jié)構(gòu)有三大部分:
1、齒輪、軸及軸承組合
小齒輪與軸制成一體,稱齒輪軸,這種結(jié)構(gòu)用于齒輪直徑與軸的直徑相關(guān)不大的情況下,如果軸的直徑為d,齒輪齒根圓的直徑為df,則當(dāng)df-d≤6~7mn時(shí),應(yīng)采用這種結(jié)構(gòu)。而當(dāng)df-d>6~7mn時(shí),采用齒輪與軸分開為兩個(gè)零件的結(jié)構(gòu),如低速軸與大齒輪。此時(shí)齒輪與軸的周向固定平鍵聯(lián)接,軸上零件利用軸肩、軸套和軸承蓋作軸向固定。兩軸均采用了深溝球軸承。這種組合,用于承受徑向載荷和不 大的軸向載荷的情況。當(dāng)軸向載荷較大時(shí),應(yīng)采用角接觸球軸承、圓錐滾子軸承或深溝球軸承與推力軸承的組合結(jié)構(gòu)。軸承是利用齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)濺起的稀油,進(jìn)行潤(rùn)滑。箱座中油池的潤(rùn)滑油,被旋轉(zhuǎn)的齒輪濺起飛濺到箱蓋的內(nèi)壁上,沿內(nèi)壁流到分箱面坡口后,通過導(dǎo)油槽流入軸承。當(dāng)浸油齒輪圓周速度υ≤2m/s時(shí),應(yīng)采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑軸承,為避免可能濺起的稀油沖掉潤(rùn)滑脂,可采用擋油環(huán)將其分開。為防止?jié)櫥土魇Ш屯饨缁覊m進(jìn)入箱內(nèi),在軸承端蓋和外伸軸之間裝有密封元件。
2、箱體
箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動(dòng)零件的基座,應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。
箱體通常用灰鑄鐵制造,對(duì)于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。單體生產(chǎn)的減速器,為了簡(jiǎn)化工藝、降低成本,可采用鋼板焊接的箱體。
灰鑄鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。為了便于軸系部件的安裝和拆卸,箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔,而軸承座旁的凸臺(tái),應(yīng)具有足夠的承托面,以便放置聯(lián)接螺栓,并保證旋緊螺栓時(shí)需要的扳手空間。為保證箱體具有足夠的剛度,在軸承孔附近加支撐肋。為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加工面積,箱體底座一般不采用完整的平面。
3、減速器附件
為了保證減速器的正常工作,除了對(duì)齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予足夠的重視外,還應(yīng)考慮到為減速器潤(rùn)滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時(shí)箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。 1)檢查孔為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況,并向箱內(nèi)注入潤(rùn)滑油,應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔。檢查孔設(shè)在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時(shí),檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。
2)通氣器減速器工作時(shí),箱體內(nèi)溫度升高,氣體膨脹,壓力增大,為使箱內(nèi)熱脹空氣能自由排出,以保持箱內(nèi)外壓力平衡,不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏,通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。
3)軸承蓋為固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷,軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。利用六角螺栓固定在箱體上,外伸軸處的軸承蓋是通孔,其中裝有密封裝置。凸緣式軸承蓋的優(yōu)點(diǎn)是拆裝、調(diào)整軸承方便,但和嵌入式軸承蓋相比,零件數(shù)目較多,尺寸較大,外觀不平整。
4)定位銷為保證每次拆裝箱蓋時(shí),仍保持軸承座孔制造加工時(shí)的精度,應(yīng)在精加工軸承孔前,在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷。安置在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接凸緣上,對(duì)稱箱體應(yīng)呈對(duì)稱布置,以免錯(cuò)裝。
5)油面指示器檢查減速器內(nèi)油池油面的高度,經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的油,一般在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位,裝設(shè)油面指示器。
6)放油螺塞換油時(shí),排放污油和清洗劑,應(yīng)在箱座底部,油池的最低位置處開設(shè)放油孔,平時(shí)用螺塞將放油孔堵住,放油螺塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈。
7)啟箱螺釘為加強(qiáng)密封效果,通常在裝配時(shí)于箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠,因而在拆卸時(shí)往往因膠結(jié)緊密難于開蓋。為此常在箱蓋聯(lián)接凸緣的適當(dāng)位置,加工出~2個(gè)螺孔,旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘。旋動(dòng)啟箱螺釘便可將上箱蓋頂起。小型減速器也可不設(shè)啟箱螺釘,啟蓋時(shí)用起子撬開箱蓋,啟箱螺釘?shù)拇笮】赏谕咕壜?lián)接螺栓
減速器基本簡(jiǎn)介
減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置,用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩,以滿足工作需要,在某些場(chǎng)合也用來增速,稱為增速器。
選用減速器時(shí)應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的選用條件,技術(shù)參數(shù),動(dòng)力機(jī)的性能,經(jīng)濟(jì)性等因素,比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸,傳動(dòng)效率,承載能力,質(zhì)量,價(jià)格等,選擇最適合的減速器。
減速器是一種相對(duì)精密的機(jī)械,使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速,增加轉(zhuǎn)矩。
減速器設(shè)計(jì)程序
一、設(shè)計(jì)的原始資料和數(shù)據(jù)
1、原動(dòng)機(jī)的類型、規(guī)格、轉(zhuǎn)速、功率(或轉(zhuǎn)矩)、啟動(dòng)特性、短時(shí)過載能力、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等。
2、工作機(jī)械的類型、規(guī)格、用途、轉(zhuǎn)速、功率(或轉(zhuǎn)矩)。工作制度:恒定載荷或變載荷,變載荷的載荷圖;啟、制動(dòng)與短時(shí)過載轉(zhuǎn)矩,啟動(dòng)頻率;沖擊和振動(dòng)程度;旋轉(zhuǎn)方向等。
3、原動(dòng)機(jī) 作機(jī)與減速器的聯(lián)接方式,軸伸是否有徑向力及軸向力。
4、安裝型式(減速器與原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)的相對(duì)位置、立式、臥式)。
5、傳動(dòng)比及其允許誤差。
6、對(duì)尺寸及重量的要求。 7、對(duì)使用壽命、安全程度和可靠性的要求。
8、環(huán)境溫度、灰塵濃度、氣流速度和酸堿度等環(huán)境條件;潤(rùn)滑與冷卻條件(是否有循環(huán)水、潤(rùn)滑站)以及對(duì)振動(dòng)、噪聲的限制。
9、對(duì)操作、控制的要求。
10、材料、毛坯、標(biāo)準(zhǔn)件來源和庫(kù)存情況。
11、制造廠的制造能力。
12、對(duì)批量、成本和價(jià)格的要求。
13、交貨期限。
上述前四條是必備條件,其他方面可按常規(guī)設(shè)計(jì),例如設(shè)計(jì)壽命一般為!"年。用于重要場(chǎng)合時(shí),可靠性應(yīng)較高等。
二、選定減速器的類型和安裝型式
三、初定各項(xiàng)工藝方法及參數(shù)
選定性能水平,初定齒輪及主要機(jī)件的材料、熱處理工藝、精加工方法、潤(rùn)滑方式及潤(rùn)滑油品。
四、確定傳動(dòng)級(jí)數(shù)
按總傳動(dòng)比,確定傳動(dòng)的級(jí)數(shù)和各級(jí)的傳動(dòng)比。
五、初定幾何參數(shù)
初算齒輪傳動(dòng)中心距(或節(jié)圓直徑)、模數(shù)及其他幾何參數(shù)。
六、整體方案設(shè)計(jì)
確定減速器的結(jié)構(gòu)、軸的尺寸、跨距及軸承型號(hào)等。
七、校核
校核齒輪、軸、鍵等負(fù)載件的強(qiáng)度,計(jì)算軸承壽命。
八、潤(rùn)滑冷卻計(jì)算
九、確定減速器的附件
十、確定齒輪滲碳深度
必要時(shí)還要進(jìn)行齒形及齒向修形量等工藝數(shù)據(jù)的計(jì)算。
十一、繪制施工圖
在設(shè)計(jì)中應(yīng)貫徹國(guó)家和行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
(l)傳動(dòng)比范圍大;(2)扭轉(zhuǎn)剛度大,輸出機(jī)構(gòu)即為兩端支承的行星架,用行星架左端的剛性大圓盤輸出,大圓盤與工作機(jī)構(gòu)用螺栓聯(lián)結(jié),其扭轉(zhuǎn)剛度遠(yuǎn)大于一般擺線針輪行星減速器的輸出機(jī)構(gòu)。在額定轉(zhuǎn)矩下,彈性回差小...
你指的是機(jī)器人上用的RV諧波減速器還是普通的RV蝸輪蝸桿減速器?
減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置,用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩,以滿足工作需要。減速器結(jié)構(gòu)緊湊,效率較高,傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠,使用維護(hù)方便,可以成批生產(chǎn),因此應(yīng)用非常廣泛。減速器...
減速器使用分類
1、減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類,兩者的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)各不相同。20世紀(jì)70-80年代,世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展,且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。 減速機(jī)按結(jié)構(gòu)分類:齒輪結(jié)構(gòu)減速器,蝸輪結(jié)構(gòu)減速器,行星結(jié)構(gòu)減速機(jī)器
2、一般的減速器有斜齒輪減速器(包括平行軸斜齒輪減速器、蝸輪減速器、錐齒輪減速器等等)、行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、行星摩擦式機(jī)械無級(jí)變速機(jī)等等。
1)圓柱齒輪減速器
單級(jí)、二級(jí)、二級(jí)以上二級(jí)。布置形式:展開式、分流式、同軸式。
2)圓錐齒輪減速器
用于輸入軸和輸出軸位置成相交的場(chǎng)合。
3)蝸桿減速器
主要用于傳動(dòng)比i>10的場(chǎng)合,傳動(dòng)比較大時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點(diǎn)是效率低。目前廣泛應(yīng)用阿基米德蝸桿減速器。
4)齒輪—蝸桿減速器
若齒輪傳動(dòng)在高速級(jí),則結(jié)構(gòu)緊湊; 若蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí),則效率較高。
5)行星齒輪減速器
傳動(dòng)效率高,傳動(dòng)比范圍廣,傳動(dòng)功率12W~50000KW,體積和重量小。
3、 常見減速器的種類
1) 蝸輪蝸桿減速器的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能,可以有較大的減速比,輸入軸和輸出軸不在同一軸線上,也不在同一平面上。但是一般體積較大,傳動(dòng)效率不高,精度不高。
2) 諧波減速器的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的,體積不大、精度很高,但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊,剛性與金屬件相比較差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。
3) 行星減速器其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊,回程間隙小、精度較高,使用壽命很長(zhǎng),額定輸出扭矩可以做的很大。但價(jià)格略貴。 減速器: 簡(jiǎn)言之,一般機(jī)器的功率在設(shè)計(jì)并制造出來后,其額定功率就不在改變,這時(shí),速度越大,則扭矩(或扭力)越??;速度越小,則扭力越大。
與減速器聯(lián)接的工作機(jī)載荷狀態(tài)比較復(fù)雜,對(duì)減速器的影響很大,是減速器選用及計(jì)算的重要因素,減速器的載荷狀態(tài)即工作機(jī)(從動(dòng)機(jī))的載荷狀態(tài),通常分為三類:
①—均勻載荷;
②—中等沖擊載荷;
③—強(qiáng)沖擊載荷。
減速器型號(hào)選擇
盡量選用接近理想減速比:
減速比=伺服馬達(dá)轉(zhuǎn)速/減速機(jī)出力軸轉(zhuǎn)速
扭力計(jì)算:
對(duì)減速機(jī)的壽命而言,扭力計(jì)算非常重要,并且要注意加速度的最大轉(zhuǎn)矩值(TP),是否超 過減速機(jī)之最大負(fù)載扭力.
適用功率通常為市面上的伺服機(jī)種的適用功率,減速機(jī)的適用性很高,工作系數(shù)都能維持在1.2以上,但在選用上也可以以自己的需要來決定:
要點(diǎn)有二:
A.選用伺服電機(jī)的出力軸徑不能大于表格上最大使用軸徑.
B.若經(jīng)扭力計(jì)算工作,轉(zhuǎn)速可以滿足平常運(yùn)轉(zhuǎn),但在伺服全額輸出時(shí),有不足現(xiàn)象時(shí),我們可以在電機(jī)側(cè)之驅(qū)動(dòng)器,做限流控制,或在機(jī)械軸上做扭力保護(hù),這是很必要的.
減速器安裝方法
正確的安裝,使用和維護(hù)減速器,是保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。 因此,在您安裝減速器時(shí),請(qǐng)務(wù)必嚴(yán)格按照下面的安裝使用相關(guān)事項(xiàng),認(rèn)真地裝配和使用。
第一步是安裝前確認(rèn)電機(jī)和減速器是否完好無損,并且嚴(yán)格檢查電機(jī)與減速器相連接的各部位尺寸是否匹配,這里是電機(jī)的定位凸臺(tái)、輸入軸與減速器凹槽等尺寸及配合公差。
第二步是旋下減速器法蘭外側(cè)防塵孔上的螺釘,調(diào)整夾緊環(huán)使其側(cè)孔與防塵孔對(duì)齊,插入內(nèi)六角旋緊。之后,取走電機(jī)軸鍵。 第三步是將電機(jī)與減速器自然連接。連接時(shí)必須保證減速器輸出軸與電機(jī)輸入軸同心度一致,且二者外側(cè)法蘭平行。如同心度不一致,會(huì)導(dǎo)致電機(jī)軸折斷或減速機(jī)齒輪磨損。
減速器檢查維護(hù)
不同的潤(rùn)滑油禁止相互混合使用。油位螺塞、放油螺塞和通氣器的位置由安裝位置決定。它們的相關(guān)位置可參考減速機(jī)的安裝位置圖來確定。
一、油位的檢查
切斷電源,防止觸電!等待減速機(jī)冷卻!
移去油位螺塞檢查油是否充滿。
安裝油位螺塞。
二、油的檢查
切斷電源,防止觸電!等待減速機(jī)冷卻!
打開放油螺塞,取油樣。
檢查油的粘度指數(shù)
——如果油明顯渾濁,建議盡快更換。
對(duì)于帶油位螺塞的減速機(jī)
——檢查油位,是否合格
——安裝油位螺塞
三、油的更換
冷卻后油的粘度增大放油困難,減速機(jī)應(yīng)在運(yùn)行溫度下?lián)Q油。
切斷電源,防止觸電!等待減速機(jī)冷卻下來無燃燒危險(xiǎn)為止!
注意:換油時(shí)減速機(jī)仍應(yīng)保持溫?zé)帷?/p>
在放油螺塞下面放一個(gè)接油盤。 打開油位螺塞、通氣器和放油螺塞。
將油全部排除。
裝上放油螺塞。
注入同牌號(hào)的新油。
油量應(yīng)與安裝位置一致。
在油位螺塞處檢查油位。
擰緊油位螺塞及通氣器。
減速器故障解決
減速器滲漏油原因分析及解決方案
1、油箱內(nèi)壓力升高
在封閉的減速機(jī)里,每一對(duì)齒輪相嚙合發(fā)生摩擦便要發(fā)出熱量,根據(jù)波義耳馬略特定律,隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的加長(zhǎng),使減速機(jī)箱內(nèi)溫度逐漸升高,而減速機(jī)箱內(nèi)體積不變,故箱內(nèi)壓力隨之增加,箱體內(nèi)潤(rùn)滑油經(jīng)飛濺,灑在減速機(jī)箱內(nèi)壁。由于油的滲透性比較強(qiáng),在箱內(nèi)壓力下,哪一處密封不嚴(yán),油便從哪里滲出。
2、減速機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理引起漏油
如設(shè)計(jì)的減速機(jī)沒有通風(fēng)罩,減速機(jī)無法實(shí)現(xiàn)均壓,造成箱內(nèi)壓力越來越高,出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。
3、加油量過多
減速機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,油池被攪動(dòng)得很厲害,潤(rùn)滑油在機(jī)內(nèi)到處飛濺,如果加油量過多,使大量潤(rùn)滑油積聚在軸封、結(jié)合面等處,導(dǎo)致泄漏。
4、檢修工藝不當(dāng)
在設(shè)備檢修時(shí),由于結(jié)合面上污物清除不徹底,或密封膠選用不當(dāng)、密封件方向裝反、不及時(shí)更換密封件等也會(huì)引起漏油。
采用高分子復(fù)合材料修復(fù)治理減速機(jī)滲漏油,高分子復(fù)合材料是以高分子聚合物、金屬或陶瓷超細(xì)粉末、纖維等為基料,在固化劑、固化促進(jìn)劑的作用下復(fù)合而成的材料。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短,產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料。具備極強(qiáng)的粘接力、機(jī)械性能、和耐化學(xué)腐蝕等性能,因而廣泛應(yīng)用于金屬設(shè)備的機(jī)械磨損、劃傷、凹坑、裂縫、滲漏、鑄造砂眼等的修復(fù)以及各種化學(xué)儲(chǔ)罐、反應(yīng)罐、管道的化學(xué)防腐保護(hù)及修復(fù)。對(duì)于減速機(jī)靜密封點(diǎn)泄漏可采用美嘉華高分子復(fù)合材料和技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)治理滲漏,不用拆卸,高分子復(fù)合材料在外部治理滲漏,省時(shí)省力,效果立竿見影,其產(chǎn)品具備的優(yōu)越的粘著力、耐油性及350%的拉伸度,克服減速機(jī)振動(dòng)造成的影響,很好地為企業(yè)解決了多年無法解決的問題。如果減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中靜密封點(diǎn)漏油,可用表面工程技術(shù)的油面緊急修補(bǔ)劑粘堵,從而達(dá)到消除漏油的目的。
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. '. 減速器 一、概念 減速機(jī)在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用, 減速機(jī)是一種 相對(duì)精密的機(jī)械, 使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速, 增加轉(zhuǎn)矩。 按照傳動(dòng)級(jí)數(shù)不同可分為單級(jí)和多 級(jí)減速機(jī); 按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速機(jī)、 圓錐齒輪減速機(jī)和圓錐-圓柱齒引輪減速 機(jī);按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開式、 分流式和同進(jìn)軸式減速機(jī)。 減速器是一種由封閉 在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、齒輪 -蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件,常用作原動(dòng)件與 工作機(jī)之間的減速傳動(dòng)裝置。 在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作 用,在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。 二、原理 減速機(jī)一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動(dòng)設(shè)備, 把電動(dòng)機(jī)、 內(nèi)燃機(jī)或其它高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通 過減速機(jī)的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達(dá)到減速的目的, 普通的減速 機(jī)也會(huì)有幾對(duì)相同原理齒輪達(dá)到理想的減速效果,大小齒輪
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1 減速器 張藝博 河南科技大學(xué) 機(jī)械制造及自動(dòng)化 河南洛陽(yáng) 471000 摘要 :20 世紀(jì) 70-80年代,世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展,且與新技術(shù) 革命的發(fā)展緊密結(jié)合。減速器是各類機(jī)械設(shè)備中廣泛應(yīng)用的傳動(dòng)裝置。減速器 設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)性能。本文通過對(duì)減速器的發(fā)展及優(yōu)化設(shè) 計(jì)方法的分析,提出了減速器設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的約束條件、目標(biāo)函數(shù)和變量等。 關(guān)鍵詞:減速器的發(fā)展、優(yōu)化設(shè)計(jì) 減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置,是一種相對(duì)精密的機(jī) 械,使用它的目的是用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩,以滿足工作需要,在某些場(chǎng)合 也用來增速,稱為增速器。 減速器主要由傳動(dòng)零件 (齒輪或蝸桿 )、軸、軸承、箱體及其附件所組成。其 基本結(jié)構(gòu)有三大部分: 1. 齒輪、軸及軸承組合。 2. 箱體:箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動(dòng)零件的基座,應(yīng)具有足夠 的強(qiáng)度和剛度。箱體通常用灰鑄鐵
減速器是一種應(yīng)用極為廣泛的傳動(dòng)裝置。國(guó)內(nèi)外減速器種類繁多,但從理論上分析,常用減速器可歸結(jié)為兩大類型:一是基于嚙合傳動(dòng)原理的直齒圓柱齒輪減速器、斜齒圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、行星齒輪減速器、蝸桿減速器、擺線針輪減速器及諧波傳動(dòng)減速器等等;另一類是基于液壓傳動(dòng)原理的液壓馬達(dá)。它們都在隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展而不斷改進(jìn)和完善。然而,在如何更大限度地滿足減速比大、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、體積小、成本低、噪聲小、壽命長(zhǎng),以及機(jī)械性能穩(wěn)定等等綜合指標(biāo)要求方面都存在著不同程度的差距 。
作為工業(yè)機(jī)器人核心零部件的精密減速器,與通用減速器相比,機(jī)器人用減速器要求具有傳動(dòng)鏈短、體積小、功率大、質(zhì)量輕和易于控制等特點(diǎn)。
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、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),負(fù)載大的工業(yè)機(jī)器人,一二三軸都是用RV。相比諧波減速機(jī),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、剛度和壽命,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,其缺點(diǎn)是重量重,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,諧波減速器是諧波傳動(dòng)裝置的一種,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、柔輪、軸承和波發(fā)生器三者,四者缺一不可。其中,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、重量輕、承載能力大、運(yùn)動(dòng)精度高,單級(jí)傳動(dòng)比大。
▲諧波減速器▲
兩者都是少齒差嚙合,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,所以它比較脆弱,承載力和壽命都有限。RV通常是用擺線針輪,諧波以前都是用漸開線齒形,現(xiàn)在有部分廠家使用了雙圓弧齒形,這種齒形比漸開線先進(jìn)很多。
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。這兩種減速器都是微米級(jí)的加工精度,光這一條在量產(chǎn)階段可靠性高就很難了,更別說幾千轉(zhuǎn)的高速運(yùn)轉(zhuǎn),而且還要高壽命。
諧波減速器由“柔輪、波發(fā)生器、剛輪、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,通常柔輪比剛輪少2個(gè)齒。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)的過程中,柔輪和剛輪齒接觸部分開始嚙合。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。在180°對(duì)稱的兩處,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。
相比諧波減速器,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)展出來的,不僅克服了一般針擺傳動(dòng)的缺點(diǎn),還具有體積小、重量輕、傳動(dòng)比范圍大、壽命長(zhǎng)、精度保持穩(wěn)定、效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。
RV減速器是由擺線針輪和行星支架組成,以其體積小、抗沖擊力強(qiáng)、扭矩大、定位精度高、振動(dòng)小、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、醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備、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實(shí)體的鋼來發(fā)生傳動(dòng)的,因此承載能力強(qiáng)。而諧波減速器的柔輪可不斷發(fā)生變形來傳遞扭矩,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,因此一般運(yùn)用在前端。
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,適合于小型化、低、中載荷的應(yīng)用。
RV減速器剛性好、抗沖擊能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)、精度高,適合中、重載荷的應(yīng)用,但RV減速器需要傳遞很大的扭矩,承受很大的過載沖擊,保證預(yù)期的工作壽命,因而在設(shè)計(jì)上使用了相對(duì)復(fù)雜的過定位結(jié)構(gòu),制造工藝和成本控制難度較大。RV減速器內(nèi)部沒有彈性形變的受力元件,所以能夠承受一定扭矩。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。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)這個(gè)問題更突出,所以RV減速機(jī)的額定扭矩隨輸入轉(zhuǎn)速下降非常明顯。
3、減速器之間是否存在取代關(guān)系
正方觀點(diǎn):
RV減速器較機(jī)器人中常用的諧波傳動(dòng)具有高得多的疲勞強(qiáng)度、剛度和壽命,而且回差精度穩(wěn)定,不像諧波傳動(dòng)那樣隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)精度就會(huì)顯著降低。所以許多國(guó)家的高精度機(jī)器人傳動(dòng)多采用RV減速器,因此,RV減速器在先進(jìn)機(jī)器人傳動(dòng)中有逐漸取代諧波減速器的發(fā)展趨勢(shì)。
這些產(chǎn)品在某些型號(hào)上確實(shí)存在替代關(guān)系,但這幾類減速器只能實(shí)現(xiàn)部分替代。絕大部分情況下,各類減速器很難實(shí)現(xiàn)替換,比如在速比方面,諧波和RV的速比都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于行星,所以小速比領(lǐng)域是行星的天下。當(dāng)然行星的速比是可以做大的,但是很難去替換諧波和RV。又比如剛性方面,行星和RV的剛性要好于諧波,在體現(xiàn)剛性的使用工況下,諧波很難有好的表現(xiàn)。
諧波減速器的特點(diǎn)是輕和小,在這方面,行星和RV卻很難做到。所以各類減速器只能在一部分情況下可實(shí)現(xiàn)替換,但是如果一種產(chǎn)品全方位替換另一種產(chǎn)品是不現(xiàn)實(shí)的。
反方觀點(diǎn):
各類減速器之間不能相互取代,而是一種互補(bǔ)的關(guān)系。
RV和諧波這兩種傳動(dòng)有互補(bǔ)性,但也不排除結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和制造工藝突破后,在中低載荷應(yīng)用領(lǐng)域形成局部競(jìng)爭(zhēng)。
減速器箱體是安裝各傳動(dòng)軸的基礎(chǔ)部件;由于減速器工作時(shí)各軸傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)要產(chǎn)生比較大的反作用力,并作用在箱體上,因此要求箱體具有足夠的剛度,以確保各傳動(dòng)軸的相對(duì)位置精度。采用金屬結(jié)構(gòu)箱體能獲得較大的強(qiáng)度和剛度,且結(jié)構(gòu)緊湊,重量較輕 減速器箱體結(jié)構(gòu)形式繁多,在小批量制造時(shí),采用焊接減速器箱體較為合理。
焊接減速器箱體一般制成剖分式結(jié)構(gòu),即把一個(gè)箱體分成上下兩個(gè)部分,分別加工制造;然后在剖分面處通過螺栓將兩個(gè)半箱體連成一個(gè)整體。