机器人减速机

吉布提 · 发表于 2018-4-11 14:23

版主，发几十个字的技术贴也要审批啊？难怪这坛子越来越没人气了，与其沉闷下去等待xx，不如胆子放大些。

zengxiaodong · 发表于 2018-4-11 15:34

吉布提发表于 2018-4-11 13:43
我问楼上一个问题，RV减速机的速比区间大概是（30~200），它的外观是圆饼，行星若是这么大速比，外观可能是 ...

行星也是一级减速，传动比大约20，永磁伺服电机是专门设计的与减速箱一体式，所以减速箱加上伺服电机的总轴向长度比RV的还小。

zengxiaodong · 发表于 2018-4-11 17:27

吉布提发表于 2018-4-11 13:43
我问楼上一个问题，RV减速机的速比区间大概是（30~200），它的外观是圆饼，行星若是这么大速比，外观可能是 ...

减速器部分也是圆饼形，外形尺寸与RV相差无几。

但是有几个技术指标远远超过RV减速器：

1、效率远超RV（在大传动比时，RV效率不会超过90%），行星基本上效率都在95%以上；
2、回差方面，RV减速器可以稳定在1弧分以内，但是我们的行星采用特殊结构以后完全消除齿隙，因此只有弹性变形引起的回差，可以稳定在0.1弧分以内；
3、传动的刚性方面，RV-15的指标大概在40牛米每弧分，我们对应机座的行星减速器大概在400牛米每弧分；
4、使用寿命方面，RV的基准寿命是6000小时，而我们的齿轮和轴承其基准寿命是大于20000小时；
5、传动精度方面，全部采用斜齿轮大重合度，全部互质啮合，所以误差均化效应明显，传动误差可以保证在20秒以内；
6、专门特殊设计的直联永磁伺服电机，过载能力达到300%以上，电机效率95%以上；
7、伺服电机使用高精度正余弦编码器，无电子细分时，减速器输出轴的位置分辨率就可以达到8秒，如果采用电子细分后能够达到电机轴每转100万个以上的位置分辨率！

吉布提 · 发表于 2018-4-11 23:11

我对伺服电机的技术改进没有发言权。对行星减速机和齿轮传动还是有一点发言权的。国内民营的减速机厂用我设计的行星齿轮减速机图纸在生产的企业至少超过五十家。但我入减速机门是从摆线开始的，并且有论文和《摆线平行传动》等发明专利。我不认为RV减速机的寿命和刚性会比行星齿轮减速机差，RV的输出结构、轴承及其支撑结构和摆线针轮减速机不一样，针齿壳结构也大不一样，轴销也不搞悬臂式固联了。还有，行星用斜齿后工艺成本会大幅提高。在效率方面，RV是要差一些的。

zengxiaodong · 发表于 2018-4-12 12:46

本帖最后由 zengxiaodong 于 2018-4-12 22:16 编辑

吉布提发表于 2018-4-11 23:11
我对伺服电机的技术改进没有发言权。对行星减速机和齿轮传动还是有一点发言权的。国内民营的减速机厂 ...

在电机技术界，有一个梦想，那就是用直接驱动来代替带齿轮传动的传统方案，这样就彻底解决了回差、刚性和传动误差等问题！在不讲究体积、重量的场合，永磁直驱电机确实是可以代替齿轮传动的。但是以RV传动方案为基准，如果要在同样的体积、重量下达到需要的转矩，永磁直驱电机是不可能做到的，经测算，大约相差一个数量级以上！也就是说，与RV系统同样体积、重量的前提下，直驱电机最多只能产生10%的输出转矩，这是由基本的物理原理决定的，也可以换句话说，只需要有合适的减速比超过10的减速器与最大化转矩的永磁电机配合，就可以与传统的RV系统相竞争，这是我们开发这款产品的基本立足点。

既然减速器无法取消，那么固有的回差、刚性、传动误差等问题就不可避免，就拿回差来说吧，假如一味提高齿轮精度，减小齿轮侧隙，这就走入了一个误区，很难经济可靠地达到目的。而如果通过机械结构来消除齿隙（有很多现成方案），显然，是可以达到零齿隙的，但是，往往会导致传动刚性的降低，或者会降低承载能力，这是不可兼得的。

总之，行星齿轮的回差是可以大幅度减小的，其刚性也可以大幅度提高，最简单的办法就是增加行星轮的个数，例如3个行星轮增加到4个、6个或者8个。

zengxiaodong · 发表于 2018-4-12 13:23

设计实例：

输出转矩400牛米，过载倍数200%，6行星轮方案，NGWN型

太阳轮37齿，行星轮31齿，内齿圈-101齿，模数0.8，压力角20度，螺旋角35度，齿宽9毫米，中心距34毫米，变位系数0.5437/0.5067/-0.2827

输出行星轮齿数20，输出齿圈齿数-73，模数1.25，压力角20度，螺旋角11度，齿宽21毫米，中心距34毫米，变位系数0.3935/-0.6030

上述的齿轮箱其外径不会超过150毫米，传动比达到35左右。回差、刚性、传动误差不说超过RV，达到RV的水平应该不是遥不可及吧。
另外，无论是齿根弯曲、齿面点蚀、轴承等，寿命达到20000小时以上，也不是很高的指标吧。

至于工艺上面的问题，外齿轮磨齿没有难度，内齿圈插齿或者强力刮齿也没有难度，仅是内齿圈难以磨齿而已，但可以用其他办法作最后的精整，达到6级精度!

zengxiaodong · 发表于 2018-4-12 17:19

zengxiaodong · 发表于 2018-4-12 18:10

对应的RV-40E的外径为190毫米，厚度76毫米
而RV-30的外径也达到160毫米，厚度71.5，但是其额定输出转矩只有333牛米。

另外一个方案是4行星轮，可以作为对比选择，列出参数如下：

输出转矩400牛米，过载倍数200%，4行星轮，NGWN型

太阳轮19齿，行星轮31齿，内齿圈-81齿，模数1.25，压力角20度，螺旋角27.5度，齿宽9毫米，中心距36毫米，变位系数0.3697/0.2833/-0.9363

输出行星轮齿数27，输出齿圈齿数-83，模数1.25，压力角20度，螺旋角10度，齿宽23毫米，中心距36毫米，变位系数0.4023/-0.7870

这个方案的外径会增加10毫米，也就是可以小于160，但是效率明显会提高，大概可以增加5个百分点！

zengxiaodong · 发表于 2018-4-13 06:40

RV减速器的寿命为什么不长呢？并非是摆线针轮部分的限制，其最薄弱的环节是转臂轴承，也就是转臂轴承是最大的限制因素，这是所有少齿差类型减速器的通病！按照纳博特斯克的产品样本，其额定输出转速、额定输出转矩下面的基准寿命仅为6000小时，就是这个寿命也是费尽九牛二虎之力才能够达到的————转臂轴承是专门设计的非标定制轴承。

而NGWN行星减速器，某种程度上来说其实是彻底解决了轴承问题。普通行星齿轮减速器最令人头疼的往往是行星架里面的行星轮轴承，不仅空间局促，而且高速离心力会导致润滑困难等一系列的问题。NGWN则不同，由于其行星架整体上不承受转矩，因此每个行星轮轴上的切向力是完全平衡的，这就大幅度减轻了轴承的负荷！

zengxiaodong · 发表于 2018-4-15 20:02

提供一篇NGWN行星齿轮传动方面的硕士学位论文，可以参考一下。

大速比行星齿轮传动关键问题研究.rar (1.79 MB, 下载次数: 109)

账号		自动登录	找回密码
密码			注册

机器人减速机

点评