0 引言

摆线针轮行星传动具备了结构紧凑、传动比范围大、承载能力强、可靠性高等特点，故应用广泛[1]，例如工业机器人中。随着工业机器人和很多精密仪器对传动和定位精度要求的提高，对针摆传动的改进也在不断地进行。其中，日本帝人制机研发制造的RV型针摆减速器和住友重机械株式会社研发生产的FT型针摆减速，在高精机器人传动领域占据的重要的地位。这两种型号的减速器是最新型的两种针摆减速器，是在前几代针摆减速器的基础上进行了一些优化，具有体积小、传动比大、承载能力大、刚度大、运动精度高、传动效率高、回差小等优点，而且其传动可靠性与保精度寿命均高于谐波传动[2]。

新型FT(Fine cycloid-T)型和RV(Rotate Vector)型减速器的结构相似，应用广泛。本文中我们将通过对日本帝人制机生产的RV型减速器和住友重机械株式会社生产的FT型减速器进行详细的对比分析，总结两种减速器各自的优缺点。

1.1 研究对象 选取2017年3-7月在中国医科大学附属第一医院行麦默通微创旋切术的126例患者为研究对象，随机分为干预组(65例)和对照组(61例)。对照组年龄18～65岁，平均(37.12±9.11)岁，平均BMI(22.41±2.05)kg/m2。观察组年龄18～65岁，平均(37.11±9.87)岁，平均BMI(22.38±2.12)kg/m2。 两组一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。本研究获得医院伦理委员会批准，所有研究对象对本研究知情并签署知情同意书。

1 针摆减速器的结构特点对比分析

1.1 新型针摆传动系统的传动原理

FT型和RV型减速器均是在摆线针轮传动基础上发展起来的一种二级封闭式、二齿差行星传动机构，具有传动精度高、传动效率高(特别在低速运转区)、传动平稳等显著特点。由第一级的渐开线齿轮行星传动与第二级的摆线针轮行星传动组成，传动原理如图1所示。

爱璞特（AP&T）是一家瑞典公司，在瑞典拥有两家制造工厂，在意大利拥有一家制造工厂。产品通过位于丹麦、德国、波兰、中国、瑞典、日本和美国的销售及维修公司以及在其他市场设立的代理机构销往世界各地。整个集团拥有将近400名员工，针对成形金属零件的制造商，开发、生产并销售完善的生产系统、自动化设备、压力机和模具，并提供相关的售后服务。

二丫伸手拉住我，凹陷的眼睛也看着我，不像是说胡话，“是真的，细婶儿……我在东洋人那儿好像看见狼剩儿哥了。”

  

图1 新型针摆传动的传动简图

图1中，当输入齿轮轴1在输入转矩的作用下顺时针方向旋转时，它会带动3个按120°分布的行星齿轮2绕其中心沿逆时针方向转动。而3个行星齿轮2通过花键连接与3个偏心体3连接在一起，所以当行星齿轮2转动时，必然会带动偏心体3转动。偏心体3上的两个偏心轴颈通过转臂轴承与两片互成180°分布的摆线轮4接触，当偏心体3转动时，会带动偏心轴颈转动，从而使摆线轮4沿行星轮系中心进行公转。摆线轮4公转后会与针齿5进行啮合，使得摆线轮4在公转的同时发生自转。摆线轮4的自转会反向带动偏心体3发生公转，而偏心体3两端通过偏心体支撑轴承与输入和输出法兰固连在一起，所以当偏心体发生公转时将会带动输入与输出法兰转动，将转矩输出[3]。

将高速轴固定，低速轴在额定力矩范围内，缓慢增加及减少负载时，低速轴扭转角的变化，称为回滞曲线。回滞曲线图如图6所示。

齐苗后15-20天植株开始现蕾，对于一次性追肥的田块，将每亩底施的15 kg尿素和10 kg硫酸钾（或专用肥30 kg）。对于二次追肥的田块，可将每亩底施的10 kg尿素和5 kg硫酸钾（或专用肥20 kg）后移至现蕾期打孔追施、深中耕培土、轻灌；进入开花结薯期，对于二次追肥的田块，可将底施的10 kg尿素和5 kg硫酸钾（或专用肥20 kg）后移至结薯期打孔追施、浅中耕培土、重灌，隔7-10天后复灌水一次。但灌水视天气和土壤墒情而定，以保持土壤湿润状态为宜。费乌瑞它薯块向光性很强，培土质量要高，以防薯块露头[2]。

1.2 FT型针摆传动系统的结构及特点

（1）阶段一。将外车车辆封闭，保证双向4车道处于通行状态，如图4所示，两侧加宽施工过程需要和桥段上钩预制工作同时进行。

区别于格式化的“通过司法实现的正义” [1]，乡土正义所主张的是乡土社会中以社会关系网络、生存结构为基础的本土利益，这种利益具有在地化、模糊化、非标准化的特征[2]。在“乡土中国”的理想型中，乡土正义被表达为“差序格局”，人与人之间并不存在绝对的利益张力，社会秩序单元按照伦理、人情、脸面、势力结构来运作[3]。村庄社会的秩序机制是“熟人社会”，人们按照以“人情”规范为核心的“乡土逻辑”生产、生活并解决纠纷[4]。

通过对FT传动结构的分析基本可以概括出其具有以下特点：① 结构紧凑。系统传动机构全部在主轴轴承内，这样可以大大缩小其轴向尺寸，减小体积。② 摆线轮采用二齿差结构，承载能力更强。二齿差是由相位相差半个周节的两条一齿差摆线齿廓相交形成的，所以二齿差摆线轮的齿数是一齿差摆线轮的齿数的两倍，在传动时同时参与啮合的齿数增多，承载能力增强。③ 针齿采用卧枕式的安装结构，这样可以避免针齿在与摆线轮啮合时发生弯曲变形，而引起弯曲破坏。④ 只要能够保证零部件的制造精度就可获得很高的运动精度和很小的回转误差。⑤ 输出机构采用双侧支承的刚性法兰输出结构，比传统摆线传动悬臂梁结构的输出机构具有更大的刚度和更好的抗冲击性能。⑥ 传动效率高，其传动效率可达90%以上。

  

图2 FT传动结构简图

1.3 RV型针摆传动系统的结构及特点

RV传动是二级曲柄式封闭差动轮系，其结构示意图如图3所示，整个装置由处于高速端的渐开线行星齿轮降速机构和处于低速端的摆线针轮降速机构[4]两部分组成。

  

图3 RV减速器结构图

与一般的传动装置相比，从结构上看它具有很多优点：① 传动比范围大，传动比i的范围可从31～171；传动效率高，其传动效率一般为0.85～0.92。② 具有较高的运动精度和较小的回差，在额定转矩条件下，其弹性回差一般不大于6′。③ 具有较强的传动平稳性，而且体积小、质量轻、结构紧凑。

负载力矩15 N·m时，根据式(1)得

2 FT和RV型减速器的三维模型对比

由图5可知，FT455样机整体结构紧凑，采用二级传动，一级为渐开线齿轮传动，二级为摆线针齿传动，输出侧为输出法兰。采用二齿差摆线轮传动，同时参与啮合的齿数较多，传动精度提高，传动平稳，承载能力强。具有优良的低振动、高效率、低传递滞后等特点，可以使用在轨迹精度要求高的场合。主轴轴承使用了锥形滚子轴承，可以支撑外部大负载。摆线轮与法兰盘之间采用偏心体和3个柱销连接，可以平稳地把变速之后的转速输出，提高传动效率，增加扭转刚性。针齿采用卧枕式结构，可以忽略弯曲变形，增强整机的可靠性和使用寿命。

  

1 垫圈 2 针齿壳 3 左行星架 4 向心轴承 5 渐开线齿轮 6 曲柄轴 7 轴承 8 摆线轮 9 针齿 10 轴承 11 右行星架 12 柱销 13 锁紧螺栓 14 输入轴图4 RV-160E针摆减速器爆炸图

由图4可知，RV型减速器的主轴承10采用的是角接触球轴承，因此能够支撑外部负荷，提高弯矩刚性，提高允许的最大弯矩；主轴承10采用内置机构，可以提高可靠性，便于安装，减少所需的零部件个数，大大降低减速器的成本；RV型减速器采用二级传动，可以减小齿轮的公转速度，有效地减小振动；能够减小电机直接部(输入齿轮)、减小惯性 。摆线轮与行星架之间采用双柱支撑机构，即3个加强件和3个曲柄轴连接，这样的结构可以增加扭转刚性，减小振动，有较好的耐冲击性；偏心体上安装的是滚动轴承7，可以减小磨耗、延长使用寿命，减小齿隙，启动效率优异[5]。

  

1 输出法兰 2 弹性挡圈 3 渐开线齿轮 4 曲柄轴 5 渐开线齿轮 6 曲柄轴 7 柱销 8 针齿 9 轴承 10 针齿壳 11 输入轴 12 垫圈 13 轴承 14 输入法兰 15 锁紧螺栓图5 FT455针摆减速器爆炸图

通过对FT型减速器和RV型减速器样机进行测量拆解可以绘制出图4和图5所示的RV-160E型和FT455型针摆减速器的三维模型，通过对三维模型爆炸图的分析，可以得到这两种新型减速器的设计优缺点，从而更好地了解两种最新型针摆减速器的结构特点和性能优势。

综上所述，可以看出RV型减速器与FT型减速器的结构相似，但细节有很多差异，RV-160E型减速器采用的是一齿差的摆线轮，FT455样机采用的是二齿差摆线轮，二齿差摆线轮同时参与啮合的齿数更多，传动精度更高。两种型号的减速器都是通过连接件直接把输出法兰盘和摆线轮连接在一起，但是FT型摆线轮采用的连接件是3个柱销和3个曲柄轴，RV型减速器采用的连接件是在左行星架上的3个加强件和3个曲柄轴。通过对比可知，加强件的质量要高于3个柱销，故FT型减速器的传动效率要高一些。但RV减速器的加强件是与左行星架加工在一起的，可以减少整机的零部件，且便于安装，故RV型减速器的成本要低一些。

3 FT和RV型减速器的基本性能对比

HLFs细胞(编号GNHu28)从中科院细胞库购买。试剂有DMEM培养液、0.25%胰蛋白酶、胎牛血清(美国 Gbico)，Tβ4(美国 RegeneRx)，DAPI、鼠抗人a-SMA抗体(美国Sigma)，兔抗人GAPDH、HI心标记的羊抗兔、羊抗鼠IgG抗体(美国CST)，TRITC标记的羊抗鼠 IgG(鼎国生物)，重组人TGF-β1(美国 R＆D)，BCA 蛋白浓度检测试剂盒(美国pierce)，CCK-8试剂盒(日本同仁)。

3.1 FT和RV型减速器在不同型号下的传动比分布

FT型和RV型减速器的型号众多，不同型号的减速器对应的体积和承载能力也各有差异，不同型号减速器下的传动比也有很多。表1为FT型和RV型减速器不同型号的传动比分布对比，查阅相关的减速器手册可知[6]。

 

表1 不同型号减速器传动比分布

  

RV系列减速器参数FT系列减速器参数型号减速比轴转动外壳转动型号减速比公称减速比实际减速比RV-6E3130434253.552.559587978103102FT1558181119118.5141141RV-20E57568180105104121120141140161160FT2558181119118.5141141RV-160E8180101100129128145144171170FT4558181119118.5141141171171--RV-450E8180101100118.5117.5129128154.8153.8171170192.4191.4FT7558181119119141141171171------

表1中已经包含了两种系列减速器最大传动比和最小传动比。由于FT型减速器的开发时间相对较晚，所以减速比种类较少。由表1可知，RV系列减速器的传动比范围是30～192.4，FT系列减速器的传动比范围是81～171，说明RV系列减速器的可选用传动比更多。在减速比的选择方面，相对FT型减速器，RV系列减速器会留给用户更多的选择空间。

3.2 FT和RV型减速器的基本性能对比

查阅相关论文资料和帝人公司RV型减速器手册和住友公司FT型减速器手册[7]50-65 [8]35-40，通过理论计算和实际样机实验，得到FT455-81样机和RV-160E-81样机的传动性能基本参数[9]，如表2和表3所示。

FT传动的结构较为复杂，它由一级渐开线齿轮行星传动和一级摆线针轮行星传动及其参与啮合传动的轴承组成，其结构简图如图2所示。

 

表2 FT455-81样机的基本参数

  

名称参数名称参数输入功率/kW3.26输出转矩/(N·m)1 167输出转速/(r/min)20传动效率0.912公称总传动比i81空载运行力矩/(N·m)0.186 2实际总传动比i81齿差数2主轴轴承的力矩刚性/((N·m)/('))1 864加速启动力矩/(N·m)108允许力矩/(N·m)2 747允许推力负载/N6 867

 

表3 RV-160E-81样机的基本参数

  

名称参数名称参数输入功率/kW4.02输出转矩/(N·m)1 441输出转速/(r/min)20传动效率0.862公称总传动比i81空载运行力矩/(N·m)0.215 6实际总传动比i81或80齿差数1主轴轴承的力矩刚性/((N·m)/('))2 940加速启动力矩/(N·m)110允许力矩/(N·m)3 920允许推力负载/N147 000

表2和表3所列出的两种型号减速器是在相同的输出转速、传动比情况下进行对比的。虽然FT型减速器采用二齿差摆线轮传动，同时参与啮合齿数较多，针摆传动部分的负载能力更强，但是减速器整机的承载能力无法只用针摆传动部分来衡量。RV减速器的左法兰盘部分增加了3个加强件，右法兰盘通过3个柱销6个锁紧螺母连接，相对于FT型减速器，有效提高了输出的允许最大转矩，且RV减速器的输入轴直径要大于FT型减速器，渐开线齿轮传动部分的齿厚相对较大，故RV减速器的整机承载能力相对较高。通过对比可知，RV-160E减速器的输入功率和输出转矩都要高于FT455-81的减速器，说明RV减速器的承载能力要好于FT型减速器；RV-160E减速器的允许力矩和允许推力负载都要高于FT455减速器，说明RV减速器的耐过载能力要好于FT型减速器，可靠性更高；FT455型减速器的传动效率要高于RV-160E-81减速器，说明FT型减速器更加节能，损耗更少。综上所述，RV减速器更加适合应用于高负载的传动机构中，FT型减速器适合传动效率要求高的机构中。

4 FT和RV型减速器动态性能对比

4.1 刚性与传递损失

在对我国各建筑工地进行了多次的走访与调查之后，从调查的结果中不难看出，我国现阶段有部分企业对于成本的控制缺乏科学性，存在诸多管理问题。控制方法不科学，其主要原因有管理制度的缺失，企业的实际经济状况与工程预算相脱节等问题。部分企业的成本控制方式仅限于理论，并未能结合实际，属于纸上谈兵，以至于工程的正常施工受到阻碍，成本资金出现浪费问题[2]。除此之外，在工程项目前期的招、投标阶段，相关企业未能理清事实，过分追求经济利益的最大化，致使企业的相关人员对于成本的管控缺少严谨的态度，使之控制缺少科学依据，会降低企业经济效益，不利于其经营。

  

图6 回滞曲线

如图6可得，传递损失为额定力矩的±3%所对应的扭转角，弹性常数为回滞曲线上从50%～100%额定力矩时与扭转角变化量之比。通过查阅帝人公司和住友公司的电机产品说明手册[7]65[8]40，得到FT455样机和RV-160E减速器的各项性能值[10]，如表4所示。

 

表4 FT455和RV-160E型减速器各项性能值

  

型号扭转刚性常数/((N·m)/('))传递损失传递误差/(')测定力矩/(N·m)RV-160E3921±47.0FT4553430.5±38.3

下面分别以FT455和RV-160E为例，向一个方向加力矩时，在相同的负载15 N·m(额定力矩3%以内)和600 N·m (超过额定力矩3%)情况下进行扭转角的计算。

负载小于额定力矩3%时

 

(1)

负载大于额定力矩3%时

FT455-81样机的市场价格和RV-160E-81型样机的市场价格相对接近，且由图3、图4可知，FT455样机和RV-160E样机的外形尺寸接近，故选用这两种型号相同传动比的减速器为样机进行性能分析。

 

(2)

(1)FT455型减速器。

负载力矩15 N·m时，根据式(1)得

 

负载力矩600 N·m时，根据式(2)得

 

(2)RV-160E型减速器。

通过对比可知，FT型和RV型减速器均采用2KV型结构，二级传动，结构更加紧凑，承载能力更强。但也有以下的不同点：① FT型减速器的渐开线齿轮采用简支梁结构安装在曲柄轴上，RV减速器采用轴端连接，FT型减速器的抗弯能力更强，使用寿命更长。② FT型减速器左右法兰尺寸相同，结构更加规整紧凑。③ RV减速器采用等轴花键安装，FT型采用变轴花键安装，FT减速器的花键工艺成本更高。④ RV减速器的曲柄轴几乎贯穿整个减速器，长度要明显大于FT型，故FT型减速器的传动刚度会更好，振动、传动误差会更小。

 

负载力矩600 N·m时，根据式(2)得

 

通过计算可知，无论载荷是否大于额定力矩的±3%，FT型减速器的扭转角都要小于RV型减速器，说明FT型减速器的传动精度要高于RV型减速器。

4.2 角度传递误差

角度传递误差是指输入任意选定的转角时，理论上输出转角与实际输出转角的差值，用角度传递误差表示[11]。通过查看日本帝人公司和住友公司的减速器手册和查阅相关资料[7]32[8]25，对FT型和RV型减速器进行角度传递误差的比较，如图7所示。

 

  

图7 FT455和RV-160E样机的角度传递误差图

由图7可知，FT455样机的最大传递误差为20″，RV-160E样机的最大传递误差为23″，要稍大于FT455型减速器，由此可知FT型减速器的传动精度要高于RV减速器。

综上所述， 可以证明FT型减速器的传动精度要好于RV减速器，适合应用于高精传动中。

5 总结

通过对FT455-81针摆减速器和RV-160E-81针摆减速器样机进行性能、结构等多方面的对比，可以得到以下结论：

传统清蒸稻壳的方法，不经除杂处理，土、砂、稻草、麻绳头、玻璃绳等大小杂质还在其中，而经过除杂再清蒸的清洁化稻壳中这些杂质除掉了90%以上，肉眼观察没有可见杂质，稻壳的蓬松度也增大。

(1)RV减速器整机组装方便，成本相对较低，价格更便宜，结构相对合理，可靠性更高。

(2)RV减速机器承载能力，耐过载能力，都要好于FT型减速器。

(3)两种型号的减速器传动结构相似，结构紧凑，FT型减速器的外形结构更加规整紧凑，传动效率要明显好于RV减速器。

研究表明，酵母菌通过膜通透性的破坏和流动性的变化实现对乙醇毒性的适应性响应，膜的完整性依赖于存活因子（甾醇和长链不饱和脂肪酸）的补充，含有高浓度存活因子的酵母细胞具有很强的迅速完成发酵的能力，这也是适应性活化的主要作用[11]。

(4)FT型减速器的回转误差和传动误差都要小于RV型减速器，FT型减速器的传动精度更高。

综上所述，RV减速器适合应用应用与高负载通用传动中，价格更便宜。FT型减速器适合应用于对传动精度要求高，工作环境较好的机构中。

参考文献

[1] 梁凯翔， 王忠素， 田士涛， 等. 摆线针轮行星减速器优化设计和仿真分析[J]. 机械传动， 2017， 41(3):155-159.

[2] SHIN J H， KIM C H， YUN P H， et al. Dual cycloid gear mechanism for automobile safety pretensioners[J]. 中南大学学报： 英文版， 2012， 19(2):365-373.

[3] NIE S， HU J， LI B， et al. The modification optimization analysis of cycloid pin gear tooth profile of RV reducer[J].Machine Design & Research， 2016.49-56.

[4] 奚鹰， 华滨滨， 郑钰馨， 等. 机器人用高精度RV减速器曲轴误差[J]. 中国工程机械学报， 2016， 14(2):168-173.

[5] 刘学翱， 徐宏海. RV减速器三维参数化建模与虚拟装配[J]. 机械设计与制造， 2015(4):133-136.

[6] 张迎辉， 肖君君， 何卫东. 机器人用RV减速器针摆传动啮合刚度计算[J]. 大连交通大学学报， 2010， 31(2):20-23.

[7] 住友重机械工业株式会社. CYCLOID FC-T series产品样机[Z]. 东京：住友重机械工业株式会社， 2011:32-65.

[8] 帝人重机械工业株式会社. CYCLOID RV series产品样机[Z]. 东京：帝人重机械工业株式会社， 2011:25-40.

[9] WU S， CHEN D， HE W， et al. Selection of RV-c cycloidal pin wheel reducer[J]. Journal of Mechanical Transmission， 2014:126-134.

[10] 赵海鸣， 王猛， 张林林， 等. RV减速器静态回差分析及误差分配研究[J]. 天津大学学报(自然科学与工程技术版)， 2016， 49(2):164-170.

[11] 张丰收， 祝鹏， 冯崇， 等. RV减速器传动精度的研究[J]. 机械设计， 2015(4).82-90.