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著非常重要的地位，其具有很多的優點，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，正是由于這些優點，這種減速器就廣泛的應用于工業以及生活領域中。

關鍵詞：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展概況

行星傳動的運作方式是將定軸的傳動改變為動軸的傳動，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點，主要表現為整體的體積比較小，整體的機構比較緊湊、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，行星傳動的技術應用非常的廣泛。

少齒差行星傳動具有很獨特的優勢，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齒輪組成一對內嚙合齒輪副，其結構有獨特的地方，與其他的傳動機構具有很多不同的特點，其外齒輪的齒數差非常小。在當前的技術水平下，已經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，大膽的設想出將外齒輪制成能夠變形的柔性構件，同時還能夠使得它的圓心與內齒輪的圓心保證重合，通過這種大膽的設想，就發明了諧波齒輪的傳動。在此之后，人們在擺線的基礎之上，逐漸的結合漸開線行星齒輪傳動的技術，又發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領域。

2 擺線針輪傳動的基礎

少齒差行星傳動是由一對齒數相差比較少的內嚙合齒輪以及輸出機構組成的一種行星齒輪傳動。這種傳動的齒輪齒數一般為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運動的等角速度速比的輸出機構，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點。

圖1即為擺線針輪行星傳動機構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，根據運動的基本要求，只是使用一個擺線輪就可以實現傳動，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進行旋轉的時候，擺線不僅會繞其安裝在H上的軸線轉動，同時還會隨著H一起繞著比較固定的軸線Oh轉動，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同時具有公轉以及自轉，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回轉的針輪b稱作是中心輪或者是太陽輪。

這種機構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。此時傳動的整體減速比就變為-Za，Za就是擺線輪的齒數，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，又根據實際的工作情況成功的串聯上一級的行星傳動，對第一級別減速裝置中齒輪的齒數Z1，Z2，通過這樣的改進和創新，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構，這種小改進能夠比一般的擺線減速器的輸出機構具有更加大的剛性，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，同時能夠保證平穩的運轉。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了全滾動的嚙合，這種現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，同時整體的結構還比較緊湊，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，具有這種結構使得RV傳動具有小體積傳遞大轉矩。在進行RV整體設計中，通過對傳動機構置于行星架的支承主軸承內，通過這種設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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