减速器就像是工业机械的“肌腱”,将伺服电机与执行机构,减速机、电机、传感器等组成关节,今天我们就来给大家科普下。
什么是减速机?
减速机是一种能有效地改善机械臂关节的运动精度和扭矩的结构形式,主要由传动零件(齿轮或蜗杆)、轴、轴承、箱体及其附件组成。
一般来讲,减速机可以分成三种主要的结构形式:①齿轮、轴和轴承的组合;②箱体;③减速机的配件。
减速机的作用是什么?
当发动机的功率无法直接满足低速运转的工作要求时,减速机可以作为原动机与工作机或执行机构的转速匹配、扭矩传输,达到降低转速、提高扭矩的作用。
就拿机器人来说,减速功能可以让伺服电机以合适的速度运行,把它的转速准确地降低到每个部件所要求的速度,在增加刚度的情况下,可以输出更大的扭矩。
六轴机器人通常使用2个RV+4个谐波:
减速机也分很多种,常见的减速机有 RV减速机、谐波减速机、行星减速机、摆线针轮减速机等。
谐波减速机
谐波减速器由波产生器、柔性齿轮和刚性齿轮三大部件构成,它是利用波发生器将柔性齿轮安装在柔性齿轮上,实现柔性齿轮与刚性齿轮的啮合,实现对齿轮的运动与功率的传输。它在能源电子装备、矿山冶金、交通运输、起重机械、石油化工机械、医疗设备等领域有着越来越多的应用,尤其是在高动态特性伺服系统中,谐波齿轮具有独特的优势。
谐波减速器具有大的传动比,高的承载能力,高的传动精度,高的传动效率,结构简单,体积小,重量轻,并能将运动传送到封闭的空间。但是,柔轮易疲劳损伤,惯性力矩和启动力矩较大,且加工制造困难,工艺流程复杂。
图1 谐波减速机
RV减速机
RV减速器是一种结构紧凑、大速比高的行星减速器,由一个行星齿轮减速机的前级和一个摆线针轮减速机的后级组成。RV减速器是一种应用最为广泛的减速器,在一定条件下可以实现自锁。
RV减速器具有噪音小,能耗低,可承受大载荷;它具有大的速降比,为实现高精度提供了有利条件。但是 RV减速机受到加工、组装等因素的影响,对齿轮的耐磨、刚度等有较高的要求,而且需要特殊的部件加工和精密装配技术。
图2 RV减速机结构图
行星减速机
行星减速器由行星轮、太阳轮、内环以及支架组成,其中行星轮是绕着太阳轮转动的,其结构如图三所示。
行星减速机实现了功率分流,多个齿轮相互啮合。行星减速机的尺寸较小,质量很轻,但是载重能力强,而且使用寿命很长,运行稳定,所以在起重、挖土、建筑等领域都很常见。
图3 行星减速机结构图
摆线针轮减速机
摆线针轮减速机因其使用了摆线针齿啮合的行星传动原理,故又被称为行星摆线减速机。摆线针轮减速器的外部齿形采用了变态摆线,而内齿圈的齿形为圆销,两者都是内部啮合,其结构见图4。
摆线针轮减速机具有尺寸小,质量轻,传动比范围宽的特点;传动比较平顺,效率与准确度都很好,但不能承受大负荷;拆卸和拆卸都比较麻烦,维护费用可能较高。
图4 摆线针轮减速机动画