1、4b-6a5.4简易单元型减速器的安装与维护4b-6a5.4.1产品系列与结构特点Harmonic Drive System简易单元型(Simple Unit Type)谐波减速器是单元型(Unit Type)减速器的简化,它将谐波减速器的刚轮、柔轮、谐波发生器3个基本部件和CRB整体设计成统一的单元,但无壳体和输入/输出连接法兰或轴。简易单元型减速器的柔轮形状均为礼帽形。4b-6a表5.4-1Harmonic Drive System简易单元型谐波减速器产品一览表4b-6a1.SHF/SHG-2SO系列SHF/SHG-2SO系列简易单元型标准减速器的组成部件及结构示意图如图5.4-1所示,其
2、谐波发生器的输入采用标准轴孔连接。4b-6a图5.4-1SHF/SHG-2SO系列减速器的结构1谐波发生器输入组件2柔轮3刚轮4CRB4b-6a2.SHF/SHG-2SH系列SHF/SHG-2SH系列中空轴简易单元型减速器的组成部件及结构示意图如图5.4-2所示,该系列产品的谐波发生器输入轴为中空通孔。4b-6a图5.4-2SHF/SHG-2SH系列减速器的结构1谐波发生器输入组件2柔轮3刚轮4CRB4b-6a3.SHD-2SH系列采用简易单元型结构的Harmonic Drive System超薄减速器,目前只有SHD-2SH系列中空轴产品,减速器的组成部件及结构示意图如图5.4-3所示。4b
3、-6a图5.4-3SHD-2SH系列减速器的结构1CRB(外圈)2柔轮3谐波发生器4刚轮(CRB内圈)4b-6a5.4.2减速器的安装与维护4b-6a1.SHF/SHG系列减速器安装要求SHF/SHG-2SO系列简易单元型标准减速器、SHF/SHG-2SH系列中空轴简易单元型减速器的安装要求相同,4个系列减速器均可采用柔轮固定或刚轮固定两种安装方式。减速器对安装支承面、连接轴的公差要求如图5.4-4、表5.4-2所示。减速器更换或重新安装时,要检查并保证其公差要求。4b-6a图5.4-4SHF/SHG-2SO/2SH系列减速器的安装要求4b-6a表5.4-2SHF/SHG-2SO/2SH系列减
4、速器安装公差要求(单位:mm)4b-6a2.SHD-2SH系列减速器安装要求SHD-2SH系列中空轴超薄简易单元型减速器可采用柔轮固定或刚轮固定两种安装方式,为了保证减速器的精度与可靠性,减速器的安装公差同样可参照CSD-2UH系列超薄单元型减速器进行;减速器对安装支承面、连接轴的公差要求如图5.4-5、表5.4-3所示。减速器对谐波发生器连接轴的法兰定位面的垂直度要求很高,更换或重新安装减速器时,要重点检查并严格保证其公差要求。4b-6a图5.4-5SHD-2SH系列减速器的安装要求4b-6a表5.4-3SHD-2SH系列减速器安装公差要求(单位:mm)4b-6a3.谐波发生器的安装SHF/
5、SHG-2SO、SHF/SHG/SHD-2SH简易单元型减速器的谐波发生器需要用户(机器人生产厂家)安装,它一般与驱动电机输出轴或同步带轮、齿轮轴连接,进行减速器安装、维护、更换时,一般需要将其从减速器单元中分离。4b-6a图5.4-6谐波发生器的安装方向4b-6a4.润滑要求采用润滑脂润滑的SHF/SHG-2SO、SHF/SHG/SHD-2SH系列标准谐波减速器的润滑要求如图5.4-7所示。4b-6a图5.4-7减速器润滑要求4b-6a表5.4-4CSD-2UF系列减速器防溅区的尺寸要求(单位:mm)4b-6a5.5齿轮箱型减速器的安装与维护4b-6a5.5.1产品结构与特点4b-6a1.产
6、品系列齿轮箱型(Gear Head Type)谐波减速器是Harmonic Drive System公司近年研发的新产品,产品外观如图5.5-1所示。4b-6a图5.5-1齿轮箱型减速器外观图4b-6a2.结构与特点Harmonic Drive System齿轮箱型减速器的内部结构示意图如图5.5-2、图5.2-3所示。4b-6a图5.5-2法兰连接型减速器内部结构图1CRB2柔轮3电机安装座4连接轴5谐波发生器6刚轮7减速器安装座8输出轴(CRB内圈)4b-6a图5.5-3轴输出减速器的内部结构图1CRB外圈2减速器安装座3刚轮4润滑孔5输入轴承6盖帽7输入轴8电机安装座9固定螺钉10密封圈
7、11安装螺孔12输出轴4b-6a5.5.2减速器的安装与维护4b-6a1.安装要求CSF/CSG-GH系列齿轮箱型谐波减速器安装时,一般利用CBR的外圈作为定位基准。CSF/CSG-GH系列减速器对安装定位面的公差要求如图5.5-4、表5.5-1所示,减速器维修、更换后,需要进行重新安装时,要检查并保证安装公差要求。4b-6a图5.5-4CSF/CSG-GH系列减速器的安装要求4b-6a图5.5-4CSF/CSG-GH系列减速器的安装要求(续)4b-6a表5.5-1CSF/CSG-GH系列减速器的安装公差要求(单位:mm)4b-6a2.电机安装CSF/CSG-GH系列齿轮箱型谐波减速器安装驱动
8、电机的步骤如图5.5-5所示,安装方法如下。4b-6a表5.5-2联轴器锁紧螺钉的拧紧转矩表4b-6a图5.5-5驱动电机的安装步骤4b-6a3.使用与维护CSF/CSG-GH系列齿轮箱型谐波减速器为整体完全密封结构,减速器的结构刚性和密封性已经满足正常使用的要求。减速器在产品出厂时内部已充填润滑脂,在规定的使用时间内,用户无须充填润滑脂。4b-6a5.6微型减速器的安装与维护4b-6a5.6.1产品系列及特点4b-6a1.产品系列Harmonic Drive System微型谐波减速器是专门用于小型、轻量工业机器人的特殊产品,它常用于3C行业电子产品、食品、药品等小规格搬运、装配、包装工业机
9、器人。4b-6a表5.6-1CSF微型减速器产品系列与型号4b-6a图5.6-1单元型减速器外观4b-6a2.单元型减速器Harmonic Drive System单元型(Unit Type)的CSF mini微型减速器和CSF supermini超微型减速器的外观如图5.6-1所示。单元型减速器的截面为方形,其内部结构与CSF/CSG-2UH系列标准单元型减速器类似,减速器带有壳体和输出轴承,其刚轮、柔轮、谐波发生器、输入轴组件、壳体、输出轴承等被整体设计成统一的单元,可直接驱动负载。4b-6a3.齿轮箱型减速器Harmonic Drive System齿轮箱型(Gear Head Type
10、)的CSF mini微型减速器外观如图5.6-2所示。4b-6a图5.6-2齿轮箱型减速器外观4b-6a图5.6-3减速器与驱动电机的连接1微型减速器2装拆孔3驱动电机4过渡板4b-6a5.6.2减速器内部结构4b-6a1.单元型减速器Harmonic Drive System微型减速器均采用刚轮固定,谐波发生器输入、柔轮输出的安装形式,其柔轮均为水杯形。4b-6a图5.6-4单元型减速器的内部结构图1输入轴组件2端盖3刚轮4壳体5输出轴承6输出法兰7输出轴4b-6a2.齿轮箱型减速器采用齿轮箱结构的微型减速器的壳体形状为带正方形安装座的空心圆柱体(见图5.6-2),由于减速器的输入需要连接驱
11、动电机轴,因此,其输入连接方式均为轴孔;减速器的输出连接有轴连接的CSF-2HX-J系列和法兰连接的CSF-2HX-F系列两类。2个系列产品的内部结构如图5.6-5所示。4b-6a图5.6-5齿轮箱型减速器的内部结构图1谐波发生器2刚轮3安装座4输出轴5输出法兰4b-6a3.超微型减速器CSF supermini超微型谐波减速器是对CSF mini单元型小规格产品的补充,超微型减速器目前只有轴输入/轴输出的CSF-1U和轴孔输入/轴输出的CSF-1U-CC两种产品,其内部结构如图5.6-6所示。4b-6a图5.6-6超微型减速器的内部结构图1输入轴组件2端盖3刚轮4输出轴承5输出轴4b-6a5
12、.6.3减速器的安装与维护4b-6a1.减速器安装要求CSF mini微型、CSF supermini超微型谐波减速器安装时,一般需要以输出侧的法兰作为定位基准,减速器对安装定位面的公差要求如图5.6-7、表5.6-2所示。微型减速器对输出法兰端面的安装公差要求很高,减速器重新安装时,要认真检查并严格保证安装公差要求,防止减速器的倾斜。4b-6a表5.6-2微型、超微型减速器的安装公差要求(单位:mm)4b-6a图5.6-7微型、超微型减速器的安装要求4b-6a2.输入轴连接要求CSF mini微型、CSF supermini超微型谐波减速器对谐波发生器输入轴的连接要求如图5.6-8及表5.6
13、-3所示,减速器更换或重新安装时,要检查输入轴与减速器安装定位面的同轴度、垂直度,并保证公差要求,避免两者倾斜。4b-6a图5.6-8微型、超微型减速器的输入轴连接要求4b-6a表5.6-3微型、超微型减速器的输入轴连接公差要求(单位:mm)4b-6a3.使用与维护CSF mini微型、CSF supermini超微型谐波减速器为整体密封结构,减速器的结构刚性和密封性均已经满足正常使用的要求。减速器在产品出厂时内部已充填润滑脂,在规定的使用时间内,用户无须充填润滑脂。6 主编4b-6a6.1RV减速器结构原理及产品6.2部件型减速器的安装与维护6.3齿轮箱型减速器的安装与维护4b-6a6.1R
14、V减速器结构原理及产品4b-6a6.1.1RV减速器结构原理4b-6a1.技术起源RV减速器是旋转矢量(Rotary Vector)减速器的简称。RV减速器是在传统的摆线针轮、行星齿轮传动装置的基础上,发展出来的一种新型传动装置。与谐波减速器一样,RV减速器实际上既可用于减速,也可用于升速,但由于其传动比很大(通常为30260),因此,在工业机器人、数控机床等产品上应用时,一般较少用于升速,故习惯上称为RV减速器。本书在一般场合也将使用这一名称。4b-6a2.基本结构RV减速器的基本结构如图6.1-1所示。减速器由芯轴、端盖、针轮、输出法兰、行星齿轮、曲轴组件、RV齿轮等部件构成。4b-6a图
15、6.1-1RV减速器的内部结构1芯轴2端盖3针轮4密封圈5输出法兰6行星齿轮7曲轴组件8圆锥滚柱轴承9RV齿轮10针齿销4b-6a3.变速原理RV减速器的变速原理如图6.1-2所示,减速器通过正齿轮变速、差动齿轮变速2级变速,实现了大传动比变速。4b-6a图6.1-2RV减速器的变速原理4b-6a4.传动比通过不同形式的安装,RV减速器可有图6.1-3所示的6种不同使用方法,图6.1-3ac用于减速;图6.1-3df用于增速。4b-6a图6.1-3RV减速器的使用方法4b-6a5.主要特点由RV减速器的结构和原理可见,它与其他传动装置相比,主要有以下特点。4b-6a6.1.2纳博特斯克产品与性
16、能4b-6a1.公司及产品简况日本的Nabtesco Corporation(纳博特斯克公司)既是RV减速器的发明者,又是技术领先的RV减速器生产企业,其产品占据了全球60%以上的多关节工业机器人RV减速器市场,以及日本80%以上的数控机床自动换刀装置(ATC)的RV减速器市场。Nabtesco Corpora-tion的产品代表了当前RV减速器的最高水平,世界著名的工业机器人几乎都使用其生产的RV减速器。4b-6a2.产品系列根据产品的基本结构形式,Nabtesco Corporation目前常用的RV减速器主要有部件型(Component Type)、齿轮箱型(Gear Head Type
17、)、RV减速器/驱动电机集成一体化的回转执行器(Rotary Ac-tuator)3大类。4b-6a图6.1-4RV减速器的分类4b-6a图6.1-5常用的部件型RV减速器4b-6a图6.1-6RD2标准型减速器4b-6a图6.1-7GH高速型减速器4b-6a图6.1-8RS扁平型减速器4b-6a3.基本性能Nabtesco Corporation当前常用的RV减速器基本性能见表6.1-1,表中的额定输出转速仅仅是计算额定输出转矩、使用寿命用的基准值,它并不代表减速器可以在此转速下长时间、连续工作。4b-6a表6.1-1Nabtesco Corporation常用RV减速器基本性能表4b-6a
18、表6.1-1Nabtesco Corporation常用RV减速器基本性能表4b-6a6.2部件型减速器的安装与维护4b-6a6.2.1减速器安装的基本要求虽然RV减速器的规格、型号众多,结构形式有所不同,但是其基本安装要求一致,为了压缩篇幅、便于阅读,现将所有减速器共同的安装要求统一介绍如下。4b-6a1.输入轴连接在绝大多数情况下,RV减速器的输入轴(芯轴)都和电机轴连接,两者的连接形式与驱动电机的输出轴结构有关,常用的连接形式有图6.2-1所示的3种。驱动电机、RV减速器维护后,需要重新安装时,必须根据不同的连接形式,检查键、键紧固螺钉或中心孔螺钉、过渡螺钉和紧固螺母的连接情况,确保连接
19、可靠。4b-6a图6.2-1输入轴(芯轴)的连接1键紧固螺钉2中心孔螺钉3过渡螺钉4蝶形弹簧垫圈5螺母4b-6a图6.2-2平轴连接的输入轴公差要求4b-6a图6.2-3锥轴连接的输入轴公差要求4b-6a2.减速器安装步骤工业机器人安装或维修时,如果进行RV减速器的维护或更换,需要进行重新安装。作为一般方法,安装RV减速器时,通常先进行输出侧的连接;完成RV减速器和负载输出轴(或连接板)的连接后,再依次进行减速器输入侧的芯轴、驱动电机安装座、驱动电机等部件的安装。4b-6a表6.2-1RV减速器安装的基本步骤6B-8A3.RV减速器安装要点RV减速器安装时,一般需要注意以下基本问题。6B-8A
20、图6.2-4行星齿轮的啮合要求6B-8A表6.2-2RV减速器安装螺钉的拧紧转矩表6B-8A图6.2-5蝶形弹簧垫圈的要求6B-8A表6.2-3蝶形弹簧垫圈的公称尺寸(单位:mm)6B-8A6.2.2RV基本型减速器的安装与维护6B-8A1.内部结构RV基本型减速器是早期工业机器人的常用产品,减速器外观和内部结构如图6.2-6所示。6B-8A图6.2-6RV减速器的内部结构1芯轴2端盖3针轮4针齿销5RV齿轮6输出法兰7行星齿轮8曲轴6B-8A图6.2-7行星齿轮的结构6B-8A图6.2-8输入轴结构1输入轴2行星齿轮3太阳轮6B-8A2.安装要求RV基本型减速器无输出轴承和壳体,因此,减速器
21、使用时,必须根据实际传动系统的结构和承受的载荷情况,由机器人生产厂家在针轮和输出轴之间,安装1对图6.2-9a所示的、能承受径向载荷或能同时承受径向及双向轴向载荷、可驱动负载的高精度、高刚性球轴承;或者,安装1只图6.2-9b所示的CRB。6B-8A图6.2-9输出轴承的安装1驱动电机2电机安装板3针轮安装座4输出轴5、6输出轴承6B-8A图6.2-10RV基本型减速器的安装公差要求6B-8A表6.2-4RV基本型减速器的安装公差要求(单位:mm)6B-8A3.润滑要求良好的润滑是保证RV减速器正常使用的重要条件,为了方便使用、减少污染,工业机器人用的RV减速器一般采用润滑脂润滑。为了保证润滑
22、良好,Nabtesco Corporation的RV减速器,原则上应使用配套的Vigo grease Re0品牌RV减速器专业润滑脂。6B-8A6.2.3RV E标准型减速器的安装与维护6B-8A1.内部结构RV E标准型减速器是目前工业机器人最常用的RV减速器产品,该系列减速器通过对壳体、针轮、输出法兰及输出轴承的整体设计,使减速器成为一个可直接连接和驱动负载的完整单元,从而方便了用户的使用。6B-8A图6.2-11RV减速器的内部结构1芯轴2端盖3输出轴承4壳体(针轮)5密封圈6输出法兰(输出轴)7定位销8行星齿轮9曲轴组件10滚针轴承11RV齿轮12针齿销6B-8A2.安装要求由于RV
23、E标准型减速器的组成部件为整体单元式结构,其安装相对简单。当减速器更换或维护后,需要重新安装时,可按表6.2-1的基本安装步骤,安装减速器、连接输出侧负载。6B-8A图6.2-12RV E标准型减速器的安装公差要求6B-8A表6.2-5RV E标准型减速器的安装公差要求(单位:mm)6B-8A3.润滑要求RV E标准型减速器润滑的基本要求与RV基本型减速器相同,减速器原则上应使用配套的Vigo grease Re0品牌的专业润滑脂,正常使用时的润滑脂更换周期为20000h。润滑脂的型号、注入量和补充时间,可参照减速器使用说明书或机器人使用说明书进行。6B-8A图6.2-13RV E标准型减速器
24、的润滑要求6B-8A6.2.4RV N紧凑型减速器的安装与维护6B-8A1.内部结构RV N紧凑型减速器是在RV E标准型减速器的基础上发展起来的轻量级、紧凑型新产品,其外观与内部结构如图6.2-14所示。6B-8A图6.2-14RV N紧凑型减速器的内部结构1行星齿轮2端盖3输出轴承4壳体(针轮)5输出法兰(输出轴)6密封盖7RV齿轮8曲轴6B-8A2.安装要求RV N紧凑型减速器的一般安装方法及要求如图6.2-15所示。6B-8A图6.2-15RV N紧凑型减速器的安装方法与要求1、6螺钉2、9密封圈3、5碟形弹簧垫圈4电机安装座7、8润滑脂充排口10减速器安装座6B-8A表6.2-6RV
25、 N紧凑型减速器的安装公差要求(单位:mm)6B-8A3.润滑要求RV N紧凑型减速器的润滑脂充填也需要在减速器安装完成后进行,润滑脂的充填要求如图6.2-16所示。6B-8A图6.2-16RV N紧凑型减速器的润滑要求1可充填的区域2必须充填的区域3预留的膨胀区6B-8A6.2.5RV C中空型减速器的安装与维护6B-8A1.内部结构RV C中空型减速器是RV减速器的变形产品,减速器的外观如图6.2-17所示。6B-8A图6.2-17RV C中空型减速器的外观6B-8A2.安装要求6B-8A图6.2-18RV C中空型减速器的内部结构1输入轴2行星齿轮3双联太阳轮4端盖5输出轴承6壳体(针轮
26、)7输出法兰(输出轴)8RV齿轮9曲轴6B-8A图6.2-19RV C中空型减速器的安装公差要求6B-8A表6.2-7RV C中空型减速器的安装公差要求6B-8A3.润滑要求RV C中空型减速器出厂时不充填润滑脂,减速器维护或更换后,需要根据减速器的安装情况,按照图6.2-20所示的要求充填润滑脂。6B-8A图6.2-20RV C中空型减速器的润滑要求6B-8A6.3齿轮箱型减速器的安装与维护6B-8A6.3.1GH高速型减速器的安装与维护6B-8A1.基本结构GH高速型减速器采用的是齿轮箱型(Gear Head Type)结构,减速器的基本结构如图6.3-1所示,图中的电机安装法兰6、输入轴
27、组件8可以根据驱动电机的要求选配。6B-8A图6.3-1GH高速型减速器结构1太阳轮2输出法兰3行星齿轮4壳体(针轮)5端盖6电机安装法兰 7曲轴8输入轴组件9连接杆10、14密封圈11RV齿轮12输出轴承13针形销15输出法兰或轴16轴承6B-8A图6.3-1GH高速型减速器结构(续)1太阳轮2输出法兰3行星齿轮4壳体(针轮)5端盖6电机安装法兰 7曲轴8输入轴组件9连接杆10、14密封圈11RV齿轮12输出轴承13针形销15输出法兰或轴16轴承6B-8A图6.3-2GH高速型减速器的输出连接形式6B-8A2.选配件GH高速型减速器的电机安装法兰、输入轴组件可根据驱动电机的结构选配,Nabt
28、esco Corporation配套的选配件如下。6B-8A图6.3-3GH高速型减速器配套电机安装法兰6B-8A图6.3-4GH高速型减速器配套输入轴组件6B-8A3.安装和润滑GH高速型减速器采用的是整体设计,产品结构紧凑、刚性好,安装非常方便。由于减速器输入侧的驱动电机连接组件全部由Nabtesco Corporation配套提供并安装完成,零部件的加工精度已满足减速器的安装要求,用户使用时只需要按照规定步骤安装相关连接件、保证连接可靠,便可满足减速器的要求。6B-8A6.3.2RD2标准型减速器的安装与维护6B-8A1.基本组成RD2标准齿轮箱型减速器是Nabtesco Corpora
29、tion早期RD型减速器的改进型产品,这种减速器对壳体、电机安装法兰、输入轴连接部件进行了整体设计,使之成为一个可直接安装驱动电机的完整减速器单元。6B-8A图6.3-5RD2标准型减速器的结构组成1端盖2输入轴连接组件3轴套4电机安装法兰6B-8A2.减速器结构(1)RDS系列6B-8A图6.3-6RDS系列减速器的结构1芯轴2输入轴组件3减速器端盖4减速器本体5输入轴承6安装座7盖帽8中空轴套6B-8A图6.3-7RDR系列减速器的结构6B-8A图6.3-8RDP系列减速器的结构6B-8A3.选配件一般而言,RDS和RDR系列减速器的驱动电机直接安装在减速器上,为了便于用户使用,两类产品均
30、可根据驱动电机的结构,选配图6.3-9所示的标准安装部件。6B-8A图6.3-9RD2标准型减速器的安装部件6B-8A4.安装与维护RD2标准齿轮箱型减速器是一个整体设计的完整减速单元,其结构刚性好、安装十分简单。由于减速器输入侧的驱动电机连接组件,全部由Nabtesco Corporation配套提供,零部件的加工精度已经满足减速器的安装要求,用户使用时只需要按照规定步骤安装相关连接组件,并保证连接可靠,便可满足减速器的要求。6B-8A6.3.3RS扁平型减速器的安装与维护6B-8A1.结构简介RS扁平齿轮箱型减速器是Nabtesco Corporation最新推出的大型重载减速器产品,其额
31、定输出转矩可达8820Nm、载重可达9000kg,故可用于大规格搬运、装卸、码垛工业机器人的机身、中型机器人的腰关节,以及回转工作台等的重载驱动。6B-8A图6.3-10RS扁平型减速器结构1底座2电机安装法兰3中空轴套4双联太阳轮5输入轴组件6B-8A2.电机连接RS扁平型减速器的驱动电机一般采用图6.3-11所示的方式连接。6B-8A图6.3-11驱动电机的连接1电机2花键套3端盖4电机安装座5输入轴花键6减速器底座6B-8A图6.3-12花键套的连接6B-8A3.安装和润滑RS扁平型减速器是一个可独立安装的整体,它对支承部位无精度要求,可直接安装于水平地面或垂直墙面。但是,当减速器安装于垂直墙面时,需要注意驱动电机的位置,原则上说,驱动电机轴线应为水平;要避免电机垂直向下的安装,以防止输入轴的润滑恶化。
