关于RV减速器

RV减速器的原源

RV减速器是旋转矢量（Rotary Vector）减速器的简称，他是传统摆线针轮和行星齿轮传动装置的一个新的混合种，RV减速器的传动比较大（30-260），因此常用作减速，故称之为RV减速器。

RV减速器有日本Nabtesco Corporation（纳博特斯克公司）的前身——日本的帝人制机（Teijin Seiki）公司于1985年率先研发，并获得日本的专利；RV减速器的结构比谐波减速器要复杂得多，生产成本也高很多，因此在工业机器人领域常用于S、L、U三个大惯量高扭矩关节，在一些大型搬运和装配机器人上，手腕也有的在用。

结构和原理

RV减速器的基本结构如图所示。

RV减速器由芯轴、端盖等等构成。根据径向结构，可以分为三层，针轮层、RV齿轮层、芯轴层，每层都可以独立旋转。

1）针轮层。外层的针轮实际上是一个内齿圈，其内侧加工有针齿；外侧则是法兰和安装孔。

2）RV齿轮层。减速其中RV齿轮层是减速器的核心，它由RV齿轮、端盖、法兰和曲轴等组成，RV齿轮、端盖、输出法兰均为中空结构，中心内孔用于安装芯轴，RV齿轮一般有七个内孔，其中中心是芯轴，三个类扇形区域适用于和端盖、法兰装配，还有三个圆孔是为了连接行星轮和偏置以及驱动RV齿轮。

3）芯轴层。芯轴安装在RV齿轮的中空内腔，其形状与传动比有关，传动比大的时候会做成齿轮轴，传动比小的时候会做一个花键固定齿轮。芯轴一般连接输入。

变速原理

RV减速器具有两级变速：一是太阳轮和行星轮之间的变速是一级变速，称作正齿轮变速，二是有RV齿轮摆动产生的缓慢旋转变速是二级变速，称为差动齿轮变速。

1）正齿轮变速。正齿轮变速由行星轮和太阳轮实现的齿轮变速，假设太阳轮齿数Z1，行星轮齿数Z2，则传动比为Z1/Z2，转速相反。

2）差动齿轮变速。当行星轮带动曲轴旋转的时候，曲轴上的偏心段将带领RV齿轮转动，此时的RV齿轮-针轮类似于谐波减速器，针轮比RV轮的齿数多1（Z4-Z3=1），当偏心轴带动RV齿轮顺时针旋转360度，RV齿轮的基准将偏移（相对针轮）一个齿，因此针轮输出/RV轮输入的减速比为1/Z4。

共计传动比为i = Z1/Z2 * 1 / Z4

当减速器的针轮固定、芯轴连接输入、RV齿轮连接输出时情况有所不同。此时，以角度计算会好理解，正齿轮变速产生的角度为 θ1 = Z1/Z2 * 360 ，差动齿轮变速产生的角度为 θ2 = 1/Z1 * 360 ，RV齿轮嵌在曲轴上，与芯轴啮合，故RV轮偏转时，导致芯轴也在偏转（类似于一个运放电路里的反相器？！），故传动比为

θ1 / （θ1+θ2）。

三个部件，分别为输入输出，固定端。有排列规律可知，A33 = 6 共有六种排列方式，设定基本减速比为R=θ1 / （θ1+θ2），这里分别介绍

1）（标准减速）针轮固定（Zc），RV轮输出(Zf)，芯轴输入：

i = 1 + Z2 * Z4 / Z1 = R

2）针轮固定（Zc），RV轮输入(Zf)，芯轴输出：

i = 1/（1 + Z2 * Z4 / Z1）= 1/R

3）针轮输入（Zc），RV轮固定(Zf)，芯轴输出：

i = - Z2 * Z4 / Z1= -（R - 1）

4) 针轮输出（Zc），RV轮固定(Zf)，芯轴输入：

i = - Z1 / Z2 * 1 / Z4 = - 1 / (R-1)

5）针轮输入（Zc），RV轮输出(Zf)，芯轴固定：

i = Z1 / Z2 /（1 + Z2 * Z4 / Z1） = (R-1) / R

6) 针轮输出（Zc），RV轮输入(Zf)，芯轴固定：

i = （1 + Z2 * Z4 / Z1）/ （Z1 / Z2）= R/(R-1)

其中2）、4）、6）是增速。

性质特点

1）传动比大。肉眼可见，葱手可算的结论特点。

2）结构刚性好。减速器的针轮和RV齿轮之间的针齿销直径比较大，曲轴采用圆锥滚柱轴承。故整体结构刚性好、使用寿命长。

3）输出扭矩高。RV减速器的正齿轮变速一般有3对行星齿轮；差动变速采用的是英尺面多齿销同时啮合，且其齿差固定为1齿，因此相较于谐波减速器的柔轮可以把齿形做得更大，故输出转矩更高。

但是，结构复杂，传动间隙较大，定位精度一般不及谐波减速器，由于其结构复杂，故用户一般不能在现场自行安装，在某些场合使用不及谐波减速器方便。