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1、3.2 RV减速器参数的确定RV减速器具有齿隙小,扭转刚性大,减速比大,振动小以及在一定条件下具有自锁功能的传动机械,是最常用的减速机之一而且传动效率高,磨耗小,使用寿命长。RV减速器明显的优点,已广泛用于机械手和其它机电一体化机械设备中。本设计的底座旋转采用RV减速器传动。一般的RV减速器为二级减速机构:一级减速机构为行星齿轮减速机构,通过输入轴的旋转将动力从输入齿轮传递到行星齿轮,按齿数比进行减速,为第一级减速;二级减速机构为摆线级减速机构,由行星轮带动旋转的偏心轴驱动两个摆线盘进行偏心运动,摆线盘成180对称安装,使其受力均衡。偏心运动促使摆线盘与放置在针齿壳上的针齿销进行啮合。偏心轴旋
2、转一周,摆线盘在相反方向上移动一个针齿位。在RV减速器的实际应用中,不同的输入和输出方式可以得到不同的减速比,其主要有三种输入输出固定方式:1.固定:针齿壳输入:输入轴输出:输出盘减速比:i=1/R,R-速比值。2. 固定:输出盘输入:输入轴输出:针齿壳减速比:i=-1/(R-1),R-速比值。3. 固定:输入轴输入:针齿壳输出:输出盘减速比:i=(R-1)/R,R-速比值。其中速比值R可以按以下公式进行计算:R=1+Z2Z1Z4式中:Z2行星轮齿数;Z1输入齿轮齿数;Z4针齿销数;R速比值。本设计采用是最为常见的第一种输入输出固定方式,针齿壳通过连接盘固定于机器人的基座上,底座旋转驱动电机通
3、过平键传动作为动力来源的输入端,而输出盘作为整个RV减速器的输出端,将输出盘与底座通过螺钉连接固定。本设计中速比值R=100;根据行星齿轮减速机构的工作环境选择不同的输入齿轮齿数,闭式齿轮传动一般转速较高,为了提高传动的稳定性,减小冲击振动,通常选择齿数多一点的齿轮,输入齿轮的齿数可取为Z1=2040,而开式(半开式)齿轮传动,由于轮齿的磨损失效为主要因素,因此输入齿轮的齿数通常选用不多,一般可以输入齿轮的齿数Z1=1720,且为了防止齿轮啮合时发生根切,应取Z117。本设计中的RV减速器的工作环境为封闭的减速箱内,且齿轮传动的转速较高,因此选定输入齿轮的齿数Z1为20。设计本RV减速器的针齿
4、销数Z4=33,计算可得行星轮齿数Z2=60。这里我们将底座旋转的运动参数和力矩参数,时间参数等归纳起来:1.启动时负载转矩:T1=4N.M2.稳定时负载转矩:T2=2N.M3.停止时负载转矩:T3=3.2N.M4.瞬时最大转矩:Tem=16N.M5.启动时平均转速:N1=2500r/min6.稳定时转速:N2=3750 r/min7.停止时平均转速:N3=2500r/min8.加速时间:t1=0.2S9.稳定运转时间:t2=0.5S10.减速时间:t3=0.2S11.径向载荷:F1=1500N12.到径向载荷作用点的距离:L1=240mm13.轴向载荷:F2=800N14.到轴向载荷作用点的
5、距离:L2=120mm15.针齿数:Z4=33计算RV减速器的平均输出转矩TmTm=103t1N1T1103+t2N2T2103+t3N3T3103t1N1+t2N2+t3N3=1030.225004103+0.537502103+0.225003.21030.22500+0.53750+0.22500=2.04N.M计算RV减速器的平均输出转速NmTm=t1N1+t2N2+t3N3t1+t2+t3=0.22500+0.53750+0.225000.2+0.5+0.2=3194r/minRV减速器运转时,负载力矩和轴向载荷必须要小于减速器的允许值。计算负载力矩校核Mc=F1L1+b2+F2L2=1500240+210.92103+8000.12=614N.M已知RV减速器在保证5000r/min和6000H的寿命条件下,其负载力矩为1660N.M,因此本设计中的RV减速器的负载力矩满足实际使用要求。