行星与针摆结构的结晶——一文了解RV减速器的构造与原理

RV减速器的定义及原理

定义

RV减速器，

简称旋转矢量（Rotary Vector）减速器，

包括前级的行星齿轮减速器，

与后级的摆线针轮减速器，

应用场景主要为工业机器人、数控机床、医疗检测设备、卫星接收系统等。

构造及工作过程

RV减速器通常包含两级减速装置，

具体图示如下：

(一)第一级减速装置为行星齿轮减速器，由输入齿轮和行星轮组成。其运动原理如下：

第一

输入齿轮与电机相连，

在电机的旋转作用下，

输入齿轮随之同步旋转，

输入齿轮与电机的转速保持一致；

第二

输入齿轮转动带动2-3个行星轮同时转动，

由于行星轮的齿数较多、形状较大，

因此行星轮的转动速度慢于输入齿轮，

实现第一级减速，

一级减速比为行星轮与输入齿轮的齿数之比；

(二)曲柄轴前后端分别与行星轮和摆线轮相连，在行星轮旋转后，曲柄轴以相同的转速旋转；

(三)第二级减速装置为摆线针轮减速器，主要由滚动轴承、摆线轮、针轮组成，其运动原理如下：

第一

如上图所示，

曲柄轴上含有偏心部，

偏心部外嵌滚针轴承，

与滚动轴承相连接，

在曲柄轴的偏心运动下，

摆线轮在滚动轴承的作用下随之运动；

第二

某品牌的RV减速器通常采用

“2-3个偏心部+摆线轮”的设计，

摆线轮间存在一定相位差，

2个摆线轮相位差为180度，

3个摆线轮相位差为120度，

用于抵消运动过程中的径向跳动，

提升精度的同时，

提高安全系数和抗冲击强度；

第三

在外壳内侧仅比摆线轮多一个齿的针轮，

以与摆线轮同等的齿距排列。

曲柄轴旋转一圈，

摆线轮与针轮接触的同时,

做一次偏心运动（曲柄运动），

在针轮保持固定的结果上，

沿着与曲柄轴的旋转方向相反的方向，

摆线轮旋转一个齿轮距离，

因此摆线轮旋转速度慢于曲柄轴的偏心部，

实现第二级减速。

以下是用3D模拟动画讲解的RV减速器的构造和原理，来自B站@硬知科技。

(四)摆线轮外接输出轴，并向外实现最终传动，最终减速比为一二级减速比的乘积，即减速比=行星轮齿数/输入齿轮齿数*针轮齿数。

以下视频说明了摆线轮的上述运动过程及摆线针轮部件的减速原理，视频来自B站@i3water。

RV与谐波减速器对比

RV减速器可承受的扭矩较大、结构刚性好，

但精度要低于谐波减速器。

因此在工业机器人的应用中，

RV减速器一般用在重负载的位置，

如机座、大臂、肩部等，

而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部，

其中协作机器人的六轴均为谐波减速器。

来源：智造漫谈