韩林山 王大兵 魏征 温泉

摘 要：在对RV减速器结构分析的基础上，根据配齿所需要满足的条件，基于Visual Basic.NET语言编写出配齿计算程序，实现配齿计算的系列化。基于配齿计算程序，以减速器体积最小为优化目标，对体积优化过程进行参数化设计。根据优化设计实例，相对于原设计方案，RV减速器体积减小了18.72%，从而验证了优化设计的必要性。

关键词：RV减速器;配齿计算;体积;优化设计

中图分类号：U463.33+5.1  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）22-91-04

Abstract： Based on the analysis of the structure of the RV reducer， and according to the conditions that the tooth matching needs to meet， the calculation program for the tooth matching is written based on the Visual Basic.NET language to realize the serialization of the tooth matching calculation. Based on the calculation program of the tooth matching， with the minimum volume of the reducer as the optimization goal， the volume optimization process is parameterized design. According to the optimized design example， the volume of the RV reducer is reduced by 18.72% compared to the original design， which verifies the necessity of optimized design.

Keywords： RV reducer; Tooth matching calculation; Volume; Optimal design

CLC NO.： U463.33+5.1  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）22-91-04

前言

RV（Rotate Vector）传动是一种新型的、二级封闭式、少齿差动行星传动机构，是从传统的摆线针轮行星传动上发展而来的，RV传动主要用于高精度机器人传动中，与传统的摆线针轮行星传动相比，RV传动体积小、质量轻、传动比大、寿命长、精度高，现已广泛应用在许多领域[1]。

目前，针对RV减速器结构优化的问题研究较多。单陇红等[2]针对RV 减速器以质量最小为优化目标，基于MATLAB优化设计后的结果表明，减速器在满足一定條件前提下，其质量明显减小。王瑞等[3]以RV减速器体积最小为优化目标，建立相应的目标函数和约束条件进行分析，验证了优化设计的合理性。张景钰等[4]以体积与效率为目标函数进行优化，运用加权法整合为一个目标函数，经优化计算得出优化解，结果表明减速器体积明显减小、效率显著提高。对RV减速器的结构优化还有很多，但却很少有涉及到减速器的配齿计算，本文结合RV减速器的配齿计算，以其体积最小为优化目标，基于Visual Basic.NET语言进行优化设计。

1 RV减速器结构简图

由RV减速器结构简图可知，它主要的零件组成有曲柄轴、行星轮、行星架、摆线轮、太阳轮、针齿壳等，采用渐开线圆柱齿轮行星减速与摆线针轮行星减速二级减速机构。

2 RV减速器配齿计算

在图1中可以看出，三曲柄RV减速器中3个行星轮是通过3个120°对称布置在太阳轮上的。通过结构分析可知，这种封闭差动轮系必须保证3根曲柄轴的相位角完全一致，才能使两个180°布置的摆线轮正确地装配到曲柄轴上与针齿正确啮合。按照传统理论，为了使3个行星轮与中心轮正好啮合，要保证中心轮齿数Z1是3的倍数。这大大限制的装配的灵活性，为了解决中心轮齿数必须为行星轮数目整数倍的问题，可按照齿轮加工转角公式进行加工，具体可参考文献[6]。另外，RV减速器配齿时需要满足的其他条件有：

5 设计实例及结果分析

以某公司生产的RV110E型减速器为参照实例进行设计，其输入转速n=15r/min，输入额定功率P=2.26kW，模数m=1.25，传动比i=111，通过Visual Basic.NET编程进行配齿优化后可求得体积最小的结果。如表2所示，当Z1=22，Z2=75，Z5=32的时候，此时减速器的体积最小，优化后减速器的体积由421.58cm?减少为342.64cm?，体积减少18.72%，与此同时，减速器的质量也明显减小。因此，本文优化设计对RV减速器减少材料、降低成本有一定的实用价值。

6 结论

通过对RV减速器进行结构分析，以减速器体积最小为优化设计目标，运用Visual Basic.NET语言进行配齿计算和参数优化设计，得出最优解。通过与实体模型比较，验证了优化设计的合理性，其体积明显减小。

参考文献

[1] 高文明，贡林欢.RV减速器配齿方法的互换性条件研究[J].机械传动，2017，41（03）：97-102.

[2] 单陇红，王凌浩，刘顺彭.RV减速器结构优化设计[J].内燃机与配件，2019（12）：25-27.

[3] 王瑞，陈江义. RV减速器的优化设计[J].机械制造，2017（55）：34-37.

[4] 张景钰，曹巨江.基于遗传算法的RV减速器多目标优化[J].陕西科技大学学报，2017，35（06）：145-148.

[5] 韩林山，曹宸旭，焦文华.RV减速器摆线轮实体结构参数化设计技术研究[J].煤矿机械，2020，41（02）：10-13.

[6] 赵海鸣，王猛，杨宏波，熊志宏，李密.RV减速器基于装配条件的配齿方法研究[J].机械传动，2014，38（12）：5-9.

[7] 饶振纲.行星齿轮传动设计[M].北京化学工业出版，2003.

[8] 秦大同，谢里阳.机械设计手册[M].化学工业出版社，2011.

[9] 濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计[M].高等教育出版社，2013.