擺線針輪傳動與小型RV減速器的研究

何榮軍　朱兆華　畢云清

摘 要：擺線針輪減速器與RV傳動在諸多的齒輪減速器中占據(jù)著非常重要的地位，其具有很多的優(yōu)點，比如體積比較小，精度能夠達到很高的標準，傳動比很高，同時其整體的剛度也是比較高的，正是由于這些優(yōu)點，這種減速器就廣泛的應用于工業(yè)以及生活領(lǐng)域中。

關(guān)鍵詞：擺線針輪傳動；小型RV減速器；齒輪

1 少齒差行星減速器的發(fā)展概況

行星傳動的運作方式是將定軸的傳動改變?yōu)閯虞S的傳動，這就采用了功率分流的原理，同時非常合理的應用了內(nèi)嚙合以及采用比較合理的均載裝置等，所以通過這樣的合理方式使得行星傳動具有了很多的優(yōu)點，主要表現(xiàn)為整體的體積比較小，整體的機構(gòu)比較緊湊、重量比較輕、傳動范圍廣，同時整體的效率也是比較高的，綜合上述的特點，行星傳動的技術(shù)應用非常的廣泛。

少齒差行星傳動具有很獨特的優(yōu)勢，其傳動方式比較特殊，它的工作通過一個行星外齒輪和一個內(nèi)齒輪組成一對內(nèi)嚙合齒輪副，其結(jié)構(gòu)有獨特的地方，與其他的傳動機構(gòu)具有很多不同的特點，其外齒輪的齒數(shù)差非常小。在當前的技術(shù)水平下，已經(jīng)研制出很多種形式的少齒差行星傳動裝置。在這之后，人們又找到了新的突破口，大膽的設(shè)想出將外齒輪制成能夠變形的柔性構(gòu)件，同時還能夠使得它的圓心與內(nèi)齒輪的圓心保證重合，通過這種大膽的設(shè)想，就發(fā)明了諧波齒輪的傳動。在此之后，人們在擺線的基礎(chǔ)之上，逐漸的結(jié)合漸開線行星齒輪傳動的技術(shù)，又發(fā)明了一種新的傳動方式——RV傳動。正是這些有益的特點以及相對較低的工作成本，其被廣泛的應用于工業(yè)領(lǐng)域。

2 擺線針輪傳動的基礎(chǔ)

少齒差行星傳動是由一對齒數(shù)相差比較少的內(nèi)嚙合齒輪以及輸出機構(gòu)組成的一種行星齒輪傳動。這種傳動的齒輪齒數(shù)一般為1～4。但是擺線針輪行星傳動則是非常典型的K-H-V型的一齒差行星傳動。K表示的是中心輪，即太陽輪，H表示的是系桿，有被稱為行星架，V表示的是能夠傳遞兩平行軸回轉(zhuǎn)運動的等角速度速比的輸出機構(gòu)，它進行輸出的是行星輪的絕對運動，但并不是中心輪或者系桿的絕對運動。當少齒差行星輪系傳功應用于減速傳動的時候，以系桿H為主要載體，系桿通常是做成偏心的一個軸，K-H-V型的少齒差行星傳動機構(gòu)具有傳動比比較大、重量比較輕、體積比較小以及傳動效率較高的優(yōu)點。

圖1即為擺線針輪行星傳動機構(gòu)的簡圖與平面的示意圖。其中H為輸入軸，其具有偏心距A的偏心轉(zhuǎn)臂，所以又將其稱為曲柄軸。圖中a是擺線齒輪，簡稱為擺線輪，整個齒形為短幅的外擺線的等距的曲線，根據(jù)運動的基本要求，只是使用一個擺線輪就可以實現(xiàn)傳動，但是為了達到更高的運作能力，就采用了兩個完全相同的奇數(shù)齒的擺線輪，同時分別裝在雙偏心軸上兩輪位置相差180°。b是一個針輪，其整體的齒形是圓柱形的針齒，這是為了減少一定的摩擦，通常情況下是為了達到針齒銷可以轉(zhuǎn)動的目的，需要加上一個針齒套。

a安裝在偏心距為A的輸入軸H上，在輸入軸H進行旋轉(zhuǎn)的時候，擺線不僅會繞其安裝在H上的軸線轉(zhuǎn)動，同時還會隨著H一起繞著比較固定的軸線Oh轉(zhuǎn)動，也就是擺線輪a的軸線Oa在半徑等于偏心距A的一個圓周上運動。由此就可以得到，擺線輪a同時具有公轉(zhuǎn)以及自轉(zhuǎn)，所以在行星輪系中，將其稱作是行星輪，將相對固定的與軸線Oh回轉(zhuǎn)的針輪b稱作是中心輪或者是太陽輪。

這種機構(gòu)在實際的使用過程當中，一般情況下是將針輪進行合理的固定，使得擺線輪能夠在固定針輪的作用之下反向的旋轉(zhuǎn)。此時傳動的整體減速比就變?yōu)?Za，Za就是擺線輪的齒數(shù)，負號表示的是輸入與輸出的方向是相反的。

3 小型RV減速器

RV減速器具有很多的優(yōu)點，首先，小型的RV減速器整體傳動比范圍大，RV傳動在對于擺線針輪行星傳動的基本原理上，又根據(jù)實際的工作情況成功的串聯(lián)上一級的行星傳動，對第一級別減速裝置中齒輪的齒數(shù)Z1，Z2，通過這樣的改進和創(chuàng)新，就能夠很方便的獲得范圍比較大的傳動比，對于RV的減速器，其傳動比的通常范圍為i=57～192。RV減速器的傳動比剛度比較大，對于RV傳動的減速器，其第二級擺線針輪傳動實現(xiàn)了多齒的嚙合，通過這種多齒的嚙合，就很大程度上提高了齒輪之間的嚙合剛度。同時，機構(gòu)的輸出采用的是兩端支撐的盡可能大的剛性的圓盤輸出結(jié)構(gòu)，這種小改進能夠比一般的擺線減速器的輸出機構(gòu)具有更加大的剛性，而且其抗沖擊性能也具有非常大的提高和改進。如圖2，為RV減速器的傳動運動簡圖。

型RV減速器的傳動精度比較高，回差比較小，只需要設(shè)計的合理一些，就能夠獲得很理想的傳動精度以及小的回差，同時能夠保證平穩(wěn)的運轉(zhuǎn)。同時，這種減速器具有很高的傳動效率，除了第一級的齒輪嚙合之外，其他的每一處都基本實現(xiàn)了全滾動的嚙合，這種現(xiàn)狀就會在很大的程度上減小不必要的磨損，整個的傳動效率就很高。RV減速器的承載能力比較強，同時整體的結(jié)構(gòu)還比較緊湊，第一級利用了很多的行星輪，這樣就能夠提高整體的承載能力，尤其是第二級，擺線針輪為硬面的多齒的嚙合，具有這種結(jié)構(gòu)使得RV傳動具有小體積傳遞大轉(zhuǎn)矩。在進行RV整體設(shè)計中，通過對傳動機構(gòu)置于行星架的支承主軸承內(nèi)，通過這種設(shè)計能夠大大的縮小徑向的整體尺寸，但是，由于擺線輪以及曲柄等均需要比較專門的加工設(shè)備，同時對于整體的裝配精度以及制造精度具有很高的要求，最終會造成很高的成本。

參考文獻

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