接觸角40°斜保持器
RV76/115  131X145X11
RV76/87   97X113X9
RV76/97    97X120X13
RV76/144  144X174X15
RV76/182   182X214X17
RV76/131   131X165X15

為什么機器人要用RV減速器和諧波減速器？

我們常用的減速大致有下面幾類(lèi)：擺線(xiàn)減速器、硬齒面圓柱齒輪減速器、行星齒輪減速器、軟齒面減速器。三環(huán)減速器、起重減速器。蝸桿減速器。軸裝式硬齒面減速器，無(wú)變速器。而RV減速器和諧波減速器與上述減速器的區別在于，RV減速器是行星減速器和擺線(xiàn)減速器的組成個(gè)二減速器，諧波減速器則是種靠波發(fā)生器使柔性齒輪產(chǎn)生可控彈性變形，并與剛性齒輪相嚙合來(lái)傳遞運動(dòng)和動(dòng)力的齒輪傳動(dòng)。這兩種減速器相對與其他減速器而言，具有以下優(yōu)勢：（1）傳動(dòng)速比大，（2）承載能力高，（3）傳動(dòng)精度高，（4）傳動(dòng)率高、運動(dòng)平穩,(5)結構簡(jiǎn)單。零件數少、安裝方便，（6）體積小、重量輕。傳統的齒輪減速器體積大。重量重。減速比小、傳動(dòng)率低，別是在無(wú)法消除多減速后的雷擊誤差，對于機器人在控制末精度要求甚高的工況下，目前只有RV和諧波減速器可以勝任。

RV減速器和諧波減速器的發(fā)展史

RV減速器的誕生

德人勞倫茲·勃朗于1926年創(chuàng )造性地提出了種少齒差行星傳動(dòng)機構，它是用外擺線(xiàn)作為齒廓曲線(xiàn)的，這就是早期的針擺線(xiàn)行星傳動(dòng)，由于兩個(gè)嚙合齒輪其中之采用了針輪的形式，這種傳動(dòng)也被稱(chēng)作擺線(xiàn)針輪行星齒輪傳動(dòng)。

RV傳動(dòng)是種新的傳動(dòng)方式，它是在傳統針擺行星傳動(dòng)的基礎上發(fā)展出來(lái)的，不僅克服了般針擺傳動(dòng)的缺點(diǎn)，而且因為具有體積小、重量輕、傳動(dòng)比范圍大、壽命長(cháng)、精度保持穩定、率高、傳動(dòng)平穩等系列有點(diǎn)。

1、1925年德人勞倫茲·勃朗創(chuàng )造性地提出RV減速器原理

2、1931年勞倫茲·勃朗在德慕尼黑創(chuàng )建了“賽古樂(lè )”股份有限公司，先開(kāi)始了擺線(xiàn)減速器的制造和銷(xiāo)售。

3、1939年，日本住友公司和“賽古樂(lè )”公司簽訂了技術(shù)合作協(xié)議，并生產(chǎn)銷(xiāo)售；

4、1944年，日本人帝人精機成立，這個(gè)未來(lái)的RV減速機霸主，在飛機制造、紡織機械、機床等多個(gè)行業(yè)碩果累累；

5、1950年-1960年，擺線(xiàn)磨床的出現，解決了擺線(xiàn)齒形精度不高的難題，使擺線(xiàn)傳動(dòng)得到了進(jìn)步的發(fā)展；

6、1956年，日本納博克公司發(fā)售 球個(gè)自動(dòng)門(mén)，在市場(chǎng)上嶄露頭角；

7、1980年左右，日本帝人精機提出RV傳動(dòng)理論，著(zhù)手應用于機器人行業(yè)；

8、1986年，日本帝人精機RV減速器正式大規模生產(chǎn)，取得成功；

9、2003年，帝人精機和納博克合并組成Nabtesco（納博斯克）公司，并取得快速發(fā)展，現在已成為RV減速機行業(yè)的頭羊，占據了60%以上的市場(chǎng)，別在中/重符合機器人上，其RV減速器市場(chǎng)占有率高達90%.

諧波減速器的誕生

20世紀50年代中期，隨著(zhù)球科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，美人馬瑟在薄殼彈性變形理論基礎上，應用金屬的撓性和彈性力學(xué)原理發(fā)明出來(lái)種新型諧波傳動(dòng)技術(shù)，諧波傳動(dòng)技術(shù)主要應用于航空航天、工業(yè)機器人、精密設備儀器、雷達通訊設備、印刷機械、紡織機械、半導體工業(yè)晶圓傳送裝置。印刷包裝機械、醫療器械、金屬成型機械、儀器儀表、光學(xué)制造儀器、核設施及空氣動(dòng)力實(shí)驗研究等域。

諧波傳動(dòng)這項新型技術(shù)的出現便引起了的重視，1970年引入日本，隨之誕生了日本家整體運動(dòng)的軍企業(yè)-日本HarmonicDriveSystemsInc.（簡(jiǎn)稱(chēng)HDSI）。日本HDSI公司生產(chǎn)的HarmonicDrive諧波減速器，具有輕量、小型、傳動(dòng)率高、減速范圍廣、精度高等點(diǎn)，被廣泛應用于各種傳動(dòng)系統中，HDSI主要生產(chǎn)和銷(xiāo)售各種精密減速裝置，當之無(wú)愧為整體運動(dòng)控制的軍企業(yè)。為了涵蓋諧波減速器不能覆蓋到的低減速比域，HDSI產(chǎn)品還開(kāi)發(fā)了精密行星齒輪減速器HarmonicPlanetary。的內齒圖形變工藝，可使行星齒輪嚙合得更緊、消除背隙，從而將傳動(dòng)誤差控制在精密范圍內。HDSI初只是在其內發(fā)展 ，與之有著(zhù)長(cháng)久合作關(guān)系的有安川電機、三菱電機及發(fā)那科等企業(yè)。

近年來(lái)，中工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的歷時(shí)機遇期，以ABB、KUKA、安川、發(fā)那科為代表的際機器人企業(yè)紛紛大舉進(jìn)入中，設立工廠(chǎng)，搶占市場(chǎng)份額。在中，如手機制造、半導體、液晶生產(chǎn)機械等行業(yè)，對小型機器人的需求也是越來(lái)越旺盛，然而對于內的工業(yè)機器人而言，別是諧波減速器、伺服電機、控制系統等還需大量依賴(lài)進(jìn)口，這就導致了其競爭力還與外企業(yè)的差距，但是這些又是工業(yè)機器人的上游部件。關(guān)鍵部件。據際機器人聯(lián)盟（IFR）統計，2012年中共進(jìn)口工業(yè)機器人約2.2萬(wàn)臺，中將是球增長(cháng)快的工業(yè)機器人市場(chǎng)。HDSI的諧波減速器是小型工業(yè)機器人（20kg以下）或者關(guān)節臂上不可取代的部件，這為其拓展中大陸市場(chǎng)帶來(lái)了新的契機。2011年1月，HDSI在華成立設立哈默納科（上海）商貿有限公司，該公司為其在華投資設立的資銷(xiāo)售子公司，主要負責HDSI產(chǎn)品在中大陸的銷(xiāo)售、選型等技術(shù)支持及售后服務(wù)。

HDSI早期的產(chǎn)品主要是減速機等機械產(chǎn)品，時(shí)至今日，HDSI的主打產(chǎn)品又加上了眾多的機電體化產(chǎn)品。在減速機方面，HDSI主要有HarmonicDrive（諧波齒輪傳動(dòng)減速機）和HarmonicPlanetary（行星齒輪減速機）。其生產(chǎn)HarmonicDrive諧波減速機，基本上主導了主要際市場(chǎng)，具有其他減速機也不具備的點(diǎn)：高旋轉精度/高定位精度、小型/輕量、傳動(dòng)率高。高減速比、減速范圍廣、精度高。高轉矩容量、無(wú)齒隙、高率及安靜運行等點(diǎn)，被廣泛應用于各種傳動(dòng)系統中。為了涵蓋諧波減速機不能覆蓋到的低減速比域，HDSI產(chǎn)品還開(kāi)發(fā)了精密行星齒輪減速機HarmonicPlanetary。的內齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪嚙合的更緊、消除背隙，從而將傳動(dòng)誤差控制在精密范圍內。

RV減速器和諧波減速器的機械結構

RV減速器的機械結構

RV減速器可以分為兩部分，部分分為正齒輪減速機構，輸入軸的旋轉從輸入齒輪傳遞到直齒輪，按齒數比進(jìn)行減速。。二部分為差動(dòng)齒輪減速機構，直齒輪與曲柄軸相聯(lián)接，變位二減速部分的輸入。在曲柄軸的偏心部分，通過(guò)滾動(dòng)軸承安裝RV齒輪。另外，在外殼內側僅比RV齒輪數多個(gè)的針齒，以同等的齒距排列。如果固定外殼轉動(dòng)直齒輪，則RV齒輪由于曲柄軸的偏心運動(dòng)也進(jìn)行偏心運動(dòng)，此時(shí)如果曲柄軸轉動(dòng)周，則RV齒輪就會(huì )沿曲柄軸相反的方向轉動(dòng)個(gè)齒。這個(gè)轉動(dòng)輸出到2減速部的軸，將軸固定時(shí)，外殼側成為輸出側

諧波減速器的機械結構

諧波減速器主要由三個(gè)基本構件組成：

（1）         帶有內齒圈的剛性齒輪（剛輪），它相當于行星系中的中心輪；

（2）         帶有外齒圈的柔性齒輪（柔輪），它相當于行星齒輪；

（3）         波發(fā)生器H，它相當于行星架。

作為減速器使用，通常采用波發(fā)生器、鋼輪固定、柔輪輸出形式。

波發(fā)生器H是個(gè)桿狀部件，其兩裝有滾動(dòng)軸承構成滾輪，與柔輪1的內壁相互壓緊，柔輪為可產(chǎn)生較大彈性變形的薄壁齒輪，其內孔直徑略小于波發(fā)生器的總長(cháng)。波發(fā)生器是使柔輪產(chǎn)生可控彈性變形的構件。當波發(fā)生器裝入柔輪后，迫使柔輪的剖面由原先的圓形變成橢圓形，其長(cháng)軸兩附近的齒與鋼輪的齒完嚙合，而短軸兩附近的齒則與鋼輪完脫開(kāi)。

周長(cháng)上其他區段的齒處于嚙合和脫離的過(guò)渡狀態(tài)。當波發(fā)生器沿圖示方向連續轉動(dòng)時(shí)，柔輪的變形不斷改變，使柔輪與鋼輪的嚙合狀態(tài)也不斷改變，由嚙入、嚙合、嚙出、脫開(kāi)、在嚙入……,周而復始地進(jìn)行，從而實(shí)現柔輪相對鋼輪沿波發(fā)生器H相反方向的緩慢旋轉，工作時(shí)，固定鋼輪，由電機帶動(dòng)波發(fā)生器轉動(dòng)，柔輪作為從動(dòng)輪，輸出轉動(dòng)，帶動(dòng)負載運動(dòng)，在傳動(dòng)過(guò)程中，波發(fā)生器轉周，柔輪上某點(diǎn)變形的循環(huán)次數稱(chēng)為波數，以n表示。常用的是雙波和三波兩種。雙波傳動(dòng)的柔輪應力較小，結構比較簡(jiǎn)單，易于獲得大的傳動(dòng)比，故為目前應用廣的種。

（1）         鋼輪固定，柔輪輸出

波發(fā)生器主動(dòng)，單減速，結構簡(jiǎn)單，傳動(dòng)比范圍較大，率較高，應用廣，i=75-500.

（2）         柔輪固定，鋼輪輸出

波發(fā)生器主動(dòng)，單減速，結構簡(jiǎn)單，傳動(dòng)比范圍較大，率較高，可用于中小型減速器，i=75-500

（3）         波發(fā)生器固定，鋼輪輸出

柔輪主動(dòng)，單微小減速，傳動(dòng)比準確，適用于高精度微調傳動(dòng)裝置，i=1.002-1.015

RV減速器與諧波減速器的性能對比

RV減速器的性能

主要優(yōu)點(diǎn)

（1）         傳動(dòng)比范圍大；

（2）         扭轉鋼度大，輸出機構即為兩支撐的行星架，用行星架左的剛性大圓盤(pán)輸出，大圓盤(pán)與工作機構用螺栓聯(lián)接，其扭轉鋼度遠大于般擺線(xiàn)針輪行星減速器的輸出機構，在額定轉矩下，彈性回差??；

（3）         只要設計合理，制造裝配精度保證，就可獲得高精度和小間隙回差‘

（4）         傳動(dòng)率高；

（5）         傳遞同樣轉矩與功率時(shí)的體積?。ɑ蛘哒f(shuō)單位體積的承載能力大），RV減速器由于用了三個(gè)行星輪，別是二，擺線(xiàn)針輪為硬齒面多齒嚙合，這本身就決定了它可以用小的體積傳遞大的轉矩，又加上結構設計中，讓傳動(dòng)機構置于行星架的支撐主軸承內，使軸向尺寸大大縮小，所有上述因素使傳動(dòng)總體積大為 減小。

主要缺點(diǎn)

RV減速器的技術(shù)難點(diǎn)在于該部件需要保證傳遞很大的扭矩，承受很大的過(guò)載沖擊，并保證預期的工作壽命，因而在設計上使用了過(guò)定位結構，這使得零件加工精度要求高，加工十分困難。

應用范圍

RV系列渦輪減速機可廣泛應用于冶金、礦山、輸送、水利、化工、食品、飲料、紡織、煙草、包裝、環(huán)保等眾多行業(yè)和域工藝裝備的機械減速裝置，深受用戶(hù)的好評，是目前現代工業(yè)裝備實(shí)現大速比低噪音、高穩定機械減速傳動(dòng)控制裝置的佳選擇。別是對于工業(yè)機器人，機床加工臺，焊接定位器，自動(dòng)托盤(pán)，運輸機械手，數控機床刀庫，等需要精密定位又需要傳遞大扭矩的設備，RV減速器更是顯現出來(lái)為可比擬的優(yōu)勢。

諧波減速器的性能

主要優(yōu)點(diǎn)

（1）         傳動(dòng)速比大。單諧波齒輪傳動(dòng)速比范圍為70-320，在某些裝置中可達到1000，多傳動(dòng)速比可達30000以上。它不僅可用于減速，也可用于增速的場(chǎng)合。

（2）         承載能力高。這是因為諧波齒輪傳動(dòng)中同時(shí)嚙合的齒數多，雙波傳動(dòng)同時(shí)嚙合的齒數可達總齒數的30%以上，而且柔輪采用了高強度材料，齒與齒之間是面接觸。

（3）         傳動(dòng)精度高。這是因為諧波齒輪傳動(dòng)中同時(shí)嚙合的齒數多，誤差平均化，即多齒嚙合對誤差有相互補償作用，故傳動(dòng)精度高，在齒輪精度等相同的情況下，傳動(dòng)誤差只有普通圓柱齒輪傳動(dòng)的1/4左右。同時(shí)可采用微量改變波發(fā)生器的半徑來(lái)增加柔輪的變形使齒隙很小，甚至能做到無(wú)側隙嚙合，故諧波齒輪減速器傳動(dòng)，空程小，適用于反向轉動(dòng)。

（4）         傳動(dòng)率高，運動(dòng)平穩。由于柔輪齒在傳動(dòng)過(guò)程中作均勻的徑向移動(dòng)，因此，即使輸入速度很高。輪齒的相對滑移速度仍是低（故為普通漸開(kāi)線(xiàn)齒輪傳動(dòng)的百分之），所以，齒輪磨損小，率高（可達69%-96%）又由于嚙入和嚙出時(shí)，齒輪的兩側都參加工作，因而無(wú)沖擊現象，運動(dòng)平穩。

（5）         機構簡(jiǎn)單、零件數少、安裝方便。僅有三個(gè)基本構件，且輸入與輸出同軸線(xiàn)，所以結構簡(jiǎn)單，安裝方便。

（6）         體積小、重量輕。與般減速機比較，輸出力矩相同時(shí)，諧波齒輪減速機的體積可減小2/3，重量可減輕1/2.

（7）         可向密閉傳遞運動(dòng)。利用柔輪的柔性點(diǎn)，輪傳動(dòng)的這可貴優(yōu)點(diǎn)是現有其他傳動(dòng)無(wú)法比擬的

主要缺點(diǎn)

（1）         柔輪周期性地發(fā)生變形，因而產(chǎn)生交變應力，使之易于產(chǎn)生疲勞破壞。

（2）         轉動(dòng)慣量和起動(dòng)力矩大，不宜用于小功率的跟蹤傳動(dòng)。

（3）         不能用于傳動(dòng)速比小于35的場(chǎng)合。

（4）         采用滾子波發(fā)生器（自由變形波）的諧波傳動(dòng)，其瞬時(shí)傳動(dòng)比不是常數。

（5）         散熱條件差

應用范圍

諧波齒輪減速機在航空、航天、能源、航海、造船、仿生機械、常用軍械。機床。儀表、電子設備、礦山冶金、交通運輸、起重機械、石油化工機械、紡織機械、農業(yè)機械以及醫療器械等方面得到日益廣泛的應用，別是在高動(dòng)態(tài)性能的伺服系統中，采用諧波齒輪傳動(dòng)更顯示出其優(yōu)越性能，它傳遞的功率從幾十瓦到幾十千瓦，但大功率的諧波齒輪傳動(dòng)多用于短期工作場(chǎng)合

作為工業(yè)機器人核心零部件的精密減速器，與通用減速器相比，機器人用減速器要求具有傳動(dòng)鏈短、體積小、功率大、質(zhì)量輕和易于控制等點(diǎn)。

大量應用在關(guān)節型機器人上的減速器主要有兩類(lèi)：RV減速器和諧波減速器。

1、RV減速器和諧波減速器的原理和優(yōu)劣勢

RV減速器：

用于轉矩大的機器人腿部腰部和肘部三個(gè)關(guān)節，負載大的工業(yè)機器人，二三軸都是用RV。相比諧波減速機，RV減速機的關(guān)鍵在于加工工藝和裝配工藝。RV減速機具有更高的疲勞強度、剛度和壽命，不像諧波傳動(dòng)那樣隨著(zhù)使用時(shí)間增長(cháng)，運動(dòng)精度會(huì )顯著(zhù)降低，其缺點(diǎn)是重量重，外形尺寸較大。

▲RV-E型減速器▲

諧波減速器：

用于負載小的工業(yè)機器人或大型機器人末幾個(gè)軸，諧波減速器是諧波傳動(dòng)裝置的種，諧波傳動(dòng)裝置包括諧波加速器和諧波減速器。諧波減速器主要包括：剛輪、柔輪、軸承和波發(fā)生器三者，四者缺不可。其中，剛輪的齒數略大于柔輪的齒數。諧波減速機用于小型機器人點(diǎn)是體積小、重量輕、承載能力大、運動(dòng)精度高，單傳動(dòng)比大。

▲諧波減速器▲

兩者都是少齒差嚙合，不同的是諧波里的種關(guān)鍵齒輪是柔性的，它需要反復的高速變形，所以它比較脆弱，承載力和壽命都有限。RV通常是用擺線(xiàn)針輪，諧波以前都是用漸開(kāi)線(xiàn)齒形，現在有部分廠(chǎng)家使用了雙圓弧齒形，這種齒形比漸開(kāi)線(xiàn)先進(jìn)很多。

減速器的兩巨頭是Nabtesco和Hamonica Drive，他們幾乎壟斷了球的機器人用減速器。這兩種減速器都是微米的加工精度，光這條在量產(chǎn)階段可靠性高就很難了，更別說(shuō)幾千轉的高速運轉，而且還要高壽命。

諧波減速器由“柔輪、波發(fā)生器、剛輪、軸承”這四個(gè)基本部件構成。

柔輪的外徑略小于剛輪的內徑，通常柔輪比剛輪少2個(gè)齒。波發(fā)生器的橢圓型形狀決定了柔輪和剛輪的齒接觸點(diǎn)分布在介于橢圓中心的兩個(gè)對立面。波發(fā)生器轉動(dòng)的過(guò)程中，柔輪和剛輪齒接觸部分開(kāi)始嚙合。波發(fā)生器每正時(shí)針旋轉180°，柔輪就相當于剛輪逆時(shí)針旋轉1個(gè)齒數差。在180°對稱(chēng)的兩處，部齒數的30%以上同時(shí)嚙合，這也造就了其高轉矩傳送。

相比諧波減速器，RV傳動(dòng)是新興起的種傳動(dòng)，它是在傳統針擺行星傳動(dòng)的基礎上發(fā)展出來(lái)的，不僅克服了般針擺傳動(dòng)的缺點(diǎn)，還具有體積小、重量輕、傳動(dòng)比范圍大、壽命長(cháng)、精度保持穩定、率高、傳動(dòng)平穩等系列優(yōu)點(diǎn)。

RV減速器是由擺線(xiàn)針輪和行星支架組成，以其體積小、抗沖擊力強、扭矩大、定位精度高、振動(dòng)小、減速比大等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應用于工業(yè)機器人、機床、醫療檢測設備、衛星接收系統等域。

RV減速器的殼體和擺線(xiàn)針輪是通過(guò)實(shí)體的鋼來(lái)發(fā)生傳動(dòng)的，因此承載能力強。而諧波減速器的柔輪可不斷發(fā)生變形來(lái)傳遞扭矩，這點(diǎn)決定了諧波減速器承受大扭矩和沖擊載荷的能力有限，因此般運用在前。

2、RV減速器和諧波減速器兩者的優(yōu)劣勢

諧波減速器結構簡(jiǎn)單緊湊，適合于小型化、低、中載荷的應用。

RV減速器剛性好、抗沖擊能力強、傳動(dòng)平穩、精度高，適合中、重載荷的應用，但RV減速器需要傳遞很大的扭矩，承受很大的過(guò)載沖擊，保證預期的工作壽命，因而在設計上使用了相對復雜的過(guò)定位結構，制造工藝和成本控制難度較大。RV減速器內部沒(méi)有彈性形變的受力元件，所以能夠承受定扭矩。RV減速器的軸承是其薄弱環(huán)節，受力時(shí)很容易突破軸承受力限而導致軸承異常磨損或破裂。在高速運轉時(shí)這個(gè)問(wèn)題更突出，所以RV減速機的額定扭矩隨輸入轉速下降非常明顯。

3、減速器之間是否存在取代關(guān)系

正方觀(guān)點(diǎn)：

RV減速器較機器人中常用的諧波傳動(dòng)具有高得多的疲勞強度、剛度和壽命，而且回差精度穩定，不像諧波傳動(dòng)那樣隨著(zhù)使用時(shí)間增長(cháng)運動(dòng)精度就會(huì )顯著(zhù)降低。所以許多家的高精度機器人傳動(dòng)多采用RV減速器，因此，RV減速器在先進(jìn)機器人傳動(dòng)中有逐漸取代諧波減速器的發(fā)展趨勢。

這些產(chǎn)品在某些型號上確實(shí)存在替代關(guān)系，但這幾類(lèi)減速器只能實(shí)現部分替代。大部分情況下，各類(lèi)減速器很難實(shí)現替換，比如在速比方面，諧波和RV的速比都要遠遠大于行星，所以小速比域是行星的天下。當然行星的速比是可以做大的，但是很難去替換諧波和RV。又比如剛性方面，行星和RV的剛性要好于諧波，在體現剛性的使用工況下，諧波很難有好的表現。

諧波減速器的點(diǎn)是輕和小，在這方面，行星和RV卻很難做到。所以各類(lèi)減速器只能在部分情況下可實(shí)現替換，但是如果種產(chǎn)品方位替換另種產(chǎn)品是不現實(shí)的。

反方觀(guān)點(diǎn)：

各類(lèi)減速器之間不能相互取代，而是種互補的關(guān)系。

RV和諧波這兩種傳動(dòng)有互補性，但也不排除結構設計優(yōu)化和制造工藝突破后，在中低載荷應用域形成局部競爭。