RV 減速器因具有傳動(dòng)精度高、回差小和壽命長等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械系統(tǒng)中。梳理了國內(nèi)外 RV 減速器的研究現(xiàn)狀，展示了 RV 減速器傳動(dòng)誤差、回差、扭轉(zhuǎn)剛度、磨損壽命和加工工藝方面研究成果，分析對(duì)比國內(nèi)外現(xiàn)階段 RV 減速器產(chǎn)品性能，發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)產(chǎn)品在精度保持性和產(chǎn)品一致性方面與國外仍存在差距。最后從研究層面對(duì)國內(nèi) RV 減速器的發(fā)展提出了針對(duì)性建議。

　　“中國制造 2025”的實(shí)施，使我國裝備制造業(yè)由數(shù)量規(guī)模擴(kuò)張朝著效益質(zhì)量提升方向轉(zhuǎn)變。《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》提出: 智能制造在我國裝備制造業(yè)中的地位將越來越重要。以機(jī)器人和精密數(shù)控加工中心為代表的高端自動(dòng)化裝備產(chǎn)業(yè)成為制造業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的突破口和落腳點(diǎn)。作為機(jī)器人三大核心部件精密減速機(jī)、電路控制和伺服驅(qū)動(dòng)的價(jià)格占機(jī)器人總成本 60%左右，是智能裝備產(chǎn)業(yè)無法回避的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。作為精密減速器的代表，RV (Rotate Vector) 減速器具有傳動(dòng)精度高、回差小、壽命長、效率高和抗沖擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而在精密智能裝備的回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。我國作為機(jī)器人裝機(jī)容量最大的國家，減速器占到工業(yè)機(jī)器人總成本的 30%以上。因此開展 RV 減速器專項(xiàng)研究，取得技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈國產(chǎn)化，會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)大有裨益。

　　我國 RV 減速器研究起步相對(duì)較晚。歷經(jīng)多年的追趕，取得了可喜的進(jìn)展，與國外產(chǎn)品在傳動(dòng)誤差、回差、扭轉(zhuǎn)剛度和壽命等方面的差距不斷縮小。但至今我國精密減速器的性能仍然無法滿足高端市場需求，這不利于我國高端智能裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國產(chǎn)精密減速器技術(shù)突破和性能提升成為亟待解決的問題。

　　本文作者綜述了國內(nèi)外 RV 減速器的研究和發(fā)展歷程，展示了 RV 減速器各個(gè)方面的理論技術(shù)成果，探討了國內(nèi)外減速器產(chǎn)品的差距，展望了 RV 減速器的研究和發(fā)展方向，并提出針對(duì)性的建議。

　　一、RV 減速器的研究成果

　　RV 減速器的結(jié)構(gòu)簡圖與幾何模型如圖 1 所示。目前國內(nèi)外 RV 減速器的研究主要集中于傳動(dòng)誤差、回差、扭轉(zhuǎn)剛度、振動(dòng)特性、磨損壽命和加工工藝 6 個(gè)方面。

　　傳動(dòng)誤差的研究

　　減速器傳動(dòng)誤差指輸出軸實(shí)際轉(zhuǎn)角值與理論轉(zhuǎn)角的差值，是評(píng)價(jià) RV 減速器傳動(dòng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。RV 減速器傳動(dòng)誤差研究可歸納為靜態(tài)傳動(dòng)誤差、動(dòng)態(tài)傳動(dòng)誤差和傳動(dòng)誤差檢測技術(shù) 3 個(gè)領(lǐng)域的研究。

　　早期關(guān)于傳動(dòng)誤差的研究主要是通過幾何法研究靜態(tài)傳動(dòng)誤差。如圖 2 所示，BLANCHE 等使用幾何法計(jì)算了擺線齒輪單級(jí)傳動(dòng)誤差，求解了齒廓加工誤差和機(jī)構(gòu)裝配誤差所引起的齒側(cè)間隙計(jì)算公式，初步分析了單級(jí)擺線齒輪減速器的傳動(dòng)誤差。隨后基于幾何法，又有學(xué)者進(jìn)一步將擺線針輪減速器整體作為研究對(duì)象，研究了擺線齒輪減速器傳動(dòng)誤差與齒形的關(guān)系。何衛(wèi)東、REN 等將傳動(dòng)誤差和承載能力作為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，提出了擺線輪修形量優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方案的可行性，為擺線齒輪修形方式和修形量的選取提供了指導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上，LIN 等定量分析了各種擺線齒輪不同修形組合對(duì)傳動(dòng)誤差的影響。以上研究反映了靜態(tài)傳動(dòng)誤差與齒形的關(guān)系。

　　除了齒形誤差以外，在更為復(fù)雜的 RV 減速器中，裝配和制造誤差的組合形式是多種多樣的，對(duì)此日本學(xué)者日高照晃等的研究建立了如圖 3 所示 RV 減速器等價(jià)數(shù)學(xué)模型，將各零件視為剛體并用等價(jià)彈簧連接，研究了減速器的靜態(tài)傳動(dòng)誤差，先后探究了單項(xiàng)加工、裝配誤差對(duì)傳動(dòng)誤差的影響和多種誤差綜合作用對(duì)傳動(dòng)誤差的影響，為其后 RV 減速器傳動(dòng)特性研究提供了重要的理論基礎(chǔ)。上述學(xué)者在幾何、靜態(tài)層面深入探究了制造、裝配誤差及輪齒修形與減速器靜態(tài)傳動(dòng)誤差的關(guān)系。

　　傳動(dòng)精度動(dòng)態(tài)層面的研究中，韓林山等以日高照晃提出的等價(jià)模型為基礎(chǔ)，推導(dǎo)并驗(yàn)證了涵蓋齒形誤差、裝配誤差和裝配間隙的減速器非線性運(yùn)動(dòng)微分方程，進(jìn)行了傳動(dòng)誤差對(duì)裝配誤差的靈敏度分析，量化闡述了各種裝配制造誤差組合對(duì) RV 減速器動(dòng)態(tài)傳動(dòng)精度的影響。然而采用集中參數(shù)法建立的剛體動(dòng)力學(xué)模型，無法充分考慮零部件柔性變形對(duì)傳動(dòng)誤差的影響。一些學(xué)者對(duì)此展開了研究。ZHANG 等利用有限元工具和多體動(dòng)力分析工具構(gòu)建了 RV 減速器剛?cè)狁詈咸摂M樣機(jī)，克服了剛體動(dòng)力分析無法有效體現(xiàn)機(jī)構(gòu)剛度的缺點(diǎn)，分析了齒隙變化對(duì)減速器動(dòng)態(tài)傳動(dòng)誤差的影響。這些工作對(duì) RV 減速器動(dòng)態(tài)傳動(dòng)誤差研究做出了巨大貢獻(xiàn)。

　　傳動(dòng)精度檢測技術(shù)研究方面，路遙環(huán)等使用光電自準(zhǔn)直儀和 24 面棱體結(jié)合的方法，優(yōu)化現(xiàn)有光學(xué)測試裝置結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微小角位移的精確測量，初步滿足了減速器角位移測量的精度要求。隨后出現(xiàn)了量產(chǎn)商用的成熟 RV 傳動(dòng)精度檢測平臺(tái)，如圖 4 所示，彭昌琰研制了成熟的空載和負(fù)載兩種工況下的整體式精密減速器傳動(dòng)誤差測試系統(tǒng)，完成了傳動(dòng)誤差測試系統(tǒng)樣機(jī)研制，開展了測試重復(fù)性、抗振動(dòng)沖擊干擾的性能測試試驗(yàn)，確保測試系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性。

　　回差的研究

　　回差指在 RV 減速器運(yùn)動(dòng)方向改變時(shí)，輸出軸轉(zhuǎn)角的滯后量，是評(píng)價(jià)減速器傳動(dòng)性能的又一關(guān)鍵指標(biāo)。精密減速器的回差主要包括零件間隙引起的幾何回差和零件扭轉(zhuǎn)彈性變形引起的彈性回差兩大部分。關(guān)于 RV 減速器回差，國內(nèi)外學(xué)者已公開的研究可分為兩類，即回差的來源及影響因素研究和回差測量設(shè)備的研制，取得了一定成果。

　　在關(guān)于回差的來源以及影響因素的研究中，學(xué)者們使用不同方法，從不同角度對(duì)其進(jìn)行了大量研究。朱斌使用剛體動(dòng)力分析軟件計(jì)算了擺線齒輪副的動(dòng)態(tài)回差，結(jié)果表明: 二級(jí)擺線針輪的修形間隙和轉(zhuǎn)臂軸承的游隙是擺線齒輪傳動(dòng)回差的兩大主要宏觀來源。隨后趙海鳴等通過靜態(tài)回差分析模型，細(xì)致分析得出各種形位誤差對(duì)減速器回差的影響關(guān)系。張金建立了各誤差因素對(duì)回差影響的數(shù)學(xué)模型，并使用概率統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算得出回差的概率計(jì)算值，為減速器性能預(yù)測及參數(shù)優(yōu)化提供了理論依據(jù)。這些研究明確了回差的來源及其對(duì)回差的影響?；谝陨涎芯?，學(xué)者們又開展了減速器參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。陸龍生等在已有修形方案的基礎(chǔ)上，充分考慮擺線齒 輪與針齒間的擠壓變形，將其作為輪齒修形補(bǔ)償回?cái)[線齒輪齒廓中，該方法在保證齒輪潤滑徑向間隙的同時(shí)減小了減速器的回差，并通過計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了修形思想的有效性。奚鷹等人建立了曲軸偏心率對(duì)傳動(dòng)誤差影響的數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)值仿真計(jì)算得到偏心誤差負(fù)分布可以達(dá)到降低回差間隙的目的。該研究完成了對(duì)單一零件基于回差的優(yōu)化分析。張誠、張建潤以 RV 減速器幾何回差作為約束條件，開展了多系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，并量化分析了各系統(tǒng)參數(shù)對(duì)回差的影響。這些研究為減速器傳動(dòng)性能的提升和設(shè)計(jì)提供了參考。

　　在回差檢測設(shè)備的研制方面，ZHANG 等詳細(xì)展示了擺線齒輪輪廓精確測量方法和步驟，用以測定和計(jì)算擺線針輪的制造誤差，為擺線齒輪傳動(dòng)的回差分析奠定了基礎(chǔ)?；夭畹闹苯訙y量方法主要為滯回曲線法，即按照回差定義，測量減速器在運(yùn)動(dòng)方向改變時(shí)輸出轉(zhuǎn)角的滯后量。這種測量方法簡單方便，但一次裝夾只能測量單一轉(zhuǎn)角工況的回差，無法全面反映減速器各個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的回差性能，若多次裝夾、離散測量，時(shí)間成本高。對(duì)此石照耀等研制了 RV 減速器綜合性能測試儀，如圖 5 所示，可對(duì)回差進(jìn)行靜態(tài)測量和動(dòng)態(tài)測量，實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)誤差、回差、扭轉(zhuǎn)剛度等性能的精確測量。

　　扭轉(zhuǎn)剛度的研究

　　扭轉(zhuǎn)剛度指在負(fù)載力矩的作用下，構(gòu)件抵抗扭轉(zhuǎn)變形的能力，可表達(dá)為負(fù)載轉(zhuǎn)矩與切向彈性變形扭轉(zhuǎn)角之比值。扭轉(zhuǎn)剛度是衡量承載能力和抗變形能力的重要技術(shù)指標(biāo)。

　　關(guān)于 RV 減速器扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算方法和影響因素，也開展了大量研究。有的學(xué)者通過對(duì) RV 減速器整機(jī)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模研究減速器扭轉(zhuǎn)剛度，張大衛(wèi)等建立了 RV 減速器五自由度動(dòng)力學(xué)模型，提出計(jì)算擺線輪嚙合剛度的方法，分析了減速器扭轉(zhuǎn)剛度的影響因素，研究發(fā)現(xiàn)針輪齒數(shù)、針輪半徑和針齒半徑會(huì)影響減速器的扭轉(zhuǎn)剛度。在此基礎(chǔ)之上，鄭鈺馨等建立簡化的五自由度純扭轉(zhuǎn)非線性動(dòng)力學(xué)模型，分析了 RV 減速器中非線性因素對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響，得到了多工況各系統(tǒng)部件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線，并計(jì)算了固有頻率對(duì)各處扭轉(zhuǎn)剛度的靈敏度。這些學(xué)者通過剛體動(dòng)力分析模型計(jì)算分析了減速器的扭轉(zhuǎn)剛度及其影響因素。隨著齒輪動(dòng)力學(xué)研究的深入，更多物理樣機(jī)的特性融入到模型中，學(xué)者們結(jié)合計(jì)算機(jī)有限元仿真工具研究 RV 減速器扭轉(zhuǎn)剛度。楊玉虎等使用有限元分析工具，充分考慮了各零部件的結(jié)構(gòu)剛度，結(jié)合圖 6 實(shí)驗(yàn)設(shè)備測量分析得出減速器內(nèi)軸承的支撐剛度是影響整機(jī)扭轉(zhuǎn)剛度的主要因素。王輝、吳素珍等也結(jié)合有限元分析方法分析了擺線齒輪多齒嚙合的動(dòng)態(tài)過程、齒面接觸應(yīng)力的分布規(guī)律以及減速器曲拐軸承各滾針的應(yīng)力狀態(tài)。

　　振動(dòng)及故障診斷研究

　　振動(dòng)和噪聲是減速器品質(zhì)及可靠性的體現(xiàn)，相關(guān)研究主要分為三類，即振動(dòng)噪聲的機(jī)制研究、振動(dòng)信號(hào)的采集研究和運(yùn)用振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行故障檢測研究，并取得了諸多成果。

　　機(jī)制研究方面，YU 和 HE 等通過模態(tài)分析和理論計(jì)算，研究了 RV 減速機(jī)主要部件的固有特性，得到它們的固有頻率、振型和嚙合頻率。YANG 等通過 RV 減速器集中參數(shù)模型，研究了包括剛度、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和曲軸偏心在內(nèi)的參數(shù)對(duì) 3 種振動(dòng)模式固有頻率的影響，并分析了輸出振動(dòng)對(duì)偏心距的靈敏度。杜雪松等為開展變齒厚 RV 減速器動(dòng)態(tài)特性研究，建立了考慮輪齒的時(shí)變嚙合剛度、軸承剛度和傳遞誤差等因素的減速器動(dòng)力學(xué)模型，研究了上述參數(shù)變化對(duì)動(dòng)態(tài)嚙合力及傳動(dòng)誤差的影響規(guī)律。檢測技術(shù)方面，譚晶等人采用白噪聲和掃頻激勵(lì)法的原理，搭建了如圖 7 所示 RV 減速器扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測試裝置，研究了 RV 減速器扭振的頻響測試技術(shù)。

　　也有學(xué)者結(jié)合振動(dòng)檢測技術(shù)探究了 RV 減速器振動(dòng)信號(hào)的工程應(yīng)用，通過振動(dòng)信號(hào)對(duì)減速器進(jìn)行性能評(píng)估和故障診斷。鄭鈺馨等搭建了能夠測量傳動(dòng)誤差、振動(dòng)、噪聲等指標(biāo)的高精度 RV 減速器綜合性能檢測平臺(tái)，為減速器振動(dòng)性能研究提供了檢測基礎(chǔ)。張躍明等通過加速度傳感器測量 RV 減速器殼體振動(dòng)，分析得出 RV 減速器振動(dòng)性能曲線，經(jīng)驗(yàn)證該檢測技術(shù)的應(yīng)用可以有效保證產(chǎn)品品質(zhì)。汪久根、彭鵬等人通過振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)測得 RV 減速器 4 種故障模式與正常模式下的振動(dòng)信號(hào)，由此構(gòu)造訓(xùn)練和測試數(shù)據(jù)集，并對(duì)訓(xùn)練集進(jìn)行數(shù)據(jù)增強(qiáng)處理，實(shí)現(xiàn)了利用減速器振動(dòng)信號(hào)對(duì)減速器進(jìn)行故障診斷，將 RV 減速器故障分類準(zhǔn)確率提高到 98. 11%。CHEN 等基于非線性輸出頻率響應(yīng)函數(shù)和深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)一套 RV 減速器故障診斷系統(tǒng)，解決了輸出信號(hào)無法描述系統(tǒng)非線性特性導(dǎo)致精度低的問題。這些學(xué)者的研究有效實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)信號(hào)的準(zhǔn)確采集、分析和故障溯源。

　　磨損壽命研究

　　減速器壽命和精度保持是衡量減速器可靠性的尺度，也是現(xiàn)階段國產(chǎn)減速器與國外產(chǎn)品差距所在。潤滑、摩擦磨損是影響減速器壽命和精度保持性的關(guān)鍵因素。關(guān)于摩擦和潤滑，國內(nèi)外學(xué)者也展開了大量研究。

　　在采用流體潤滑的擺線齒輪摩擦磨損研究中， WEI 等綜合考慮接觸的幾何形狀、接觸載荷、實(shí)際齒面粗糙度和瞬態(tài)效應(yīng)，建立了針齒擺線齒輪混合潤滑模型，發(fā)現(xiàn)載荷、圓角半徑和轉(zhuǎn)速對(duì)潤滑條件有不同程度的影響，而小范圍內(nèi)曲率半徑的變化對(duì)潤滑沒有顯著影響。ZHANG 等建立混合潤滑分析模型，研究不同速度、溫度和圓角下油膜厚度、壓力分布和最大馮氏應(yīng)力的比值，混合潤滑結(jié)果表明: 合理的圓角改性、溫度和速度的提高、表面粗糙度的降低可以提高潤滑性能。WANG 等應(yīng)用混合彈性流體動(dòng)力潤滑的數(shù)值分析，建立了改良擺線齒輪的嚙合效率模型，分析了短振幅系數(shù)對(duì)接觸載荷、相對(duì)速度、油膜壓力和厚度、摩擦因數(shù)等效率參數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)修形量變化時(shí)，嚙合效率幾乎不變，而隨著短幅系數(shù)的增加而增加。摩擦磨損的有限元分析通常采用干摩擦模型，AHN 等采用有限元法對(duì) RV 減速機(jī)的公差和摩擦力進(jìn)行了沖擊分析，結(jié)果表明公差主要降低扭轉(zhuǎn)剛度，而摩擦主要增加輸出扭矩波動(dòng)。因?yàn)閴勖芯康臅r(shí)間成本較高，整機(jī)壽命研究較少，已有研究主要集中于零部件壽命研究上。DENG 等設(shè)計(jì)了一套軸承壽命計(jì)算方案，發(fā)現(xiàn)外載荷對(duì)角接觸球軸承的基本額定壽命影響很大。HUANG 等分析了 RV 減速機(jī)軸承的載荷工況和結(jié)構(gòu)，綜合考慮了幾何形狀、潤滑、軸承強(qiáng)度和減速器的結(jié)構(gòu)，提出了一種新型的 RV 減速器曲軸軸承優(yōu)化方法，最大限度地延長軸承的疲勞壽命。張躍明等提出了基于 Miner 法則的 RV 減速器精度保持性壽命計(jì)算和檢測方法，推導(dǎo)出了 RV 減速器疲勞壽命計(jì)算公式，并搭建了 RV 減速器壽命測試平臺(tái)，壽命測試結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相差僅 8%。

　　加工工藝的研究

　　材料熱處理、裝配和機(jī)加工工藝很大程度上決定了 RV 減速器產(chǎn)品的性能和質(zhì)量一致性，是 RV 減速器核心技術(shù)之一，也是我國精密減速器制造的短板?，F(xiàn)有關(guān)于 RV 減速器加工工藝的研究主要集中于擺線齒輪的磨削加工上。

　　根據(jù)擺線齒輪的磨削加工原理，焦文瑞等建立了成形磨削擺線修形齒廓的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出了成形磨削加工工藝下齒廓法向變動(dòng)量的計(jì)算式。張躍明等研究發(fā)現(xiàn)齒輪成形磨削加工擺線齒輪時(shí)，砂輪速度、進(jìn)給速度和磨削深度是影響擺線齒輪磨削精度的主要因素，通過對(duì)這 3 種影響因素進(jìn)行磨削加工正交試驗(yàn)，分析得到加工誤差最小的磨削工藝參數(shù)組合。徐蘭英等在張躍明研究的基礎(chǔ)上，將砂輪粒度也作為影響因素之一，進(jìn)一步分析了砂輪粒度、砂輪轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和磨削深度對(duì)擺線齒輪表面粗糙度的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)砂輪粒度對(duì)表面粗糙度的影響最顯著。SU 等使用仿真軟件計(jì)算擺線針輪磨削過程中齒面的瞬時(shí)溫度場，得到齒面沿齒輪軸向的瞬時(shí)溫度場分布，根據(jù) YK7350B 齒輪磨床的特點(diǎn)，合理選擇磨削工藝參數(shù)，進(jìn)行磨削實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了模擬結(jié)果。這些研究為擺線齒輪磨削加工工藝的制定提供了參考。

　　除使用磨削加工擺線齒輪齒形以外，學(xué)者們還摸索了其他擺線齒輪加工方法。針對(duì)單件小批量試制生產(chǎn)測試的場合，成型齒輪磨床的加工柔性無法適應(yīng)齒形變化復(fù)雜的擺線齒輪加工要求; 相比之下，慢走絲線切割加工具有加工柔性強(qiáng)、加工效率高、加工精度高等優(yōu)勢(shì)。因此郭霜等人針對(duì)慢走絲線切割工藝加工擺線齒輪進(jìn)行了可行性分析驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)該加工方法能適應(yīng)不同齒廓修形方案，在研發(fā)階段和小批量試制階段非常適用。WANG 等提出一種如圖 8 所示基于共軛表面原理的擺線滾齒機(jī)刀具設(shè)計(jì)方法，通過設(shè)計(jì)實(shí)例、機(jī)加工仿真和機(jī)加工試驗(yàn)驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)方法的可行性。

　　除擺線齒輪加工工藝研究以外，胡曉峰等運(yùn)用鑄造有限元模擬軟件對(duì) RV 減速器行星架輸出盤鍛造的試生產(chǎn)過程進(jìn)行數(shù)值仿真分析，制定出了鐓粗- 預(yù)鍛-終鍛的成形加工工藝，采用優(yōu)化新工藝的鍛造毛坯解決了由于預(yù)鍛件設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的金屬流動(dòng)速度不均勻、多股材料相匯合、產(chǎn)生折疊缺陷的問題，有效提高減速器整機(jī)強(qiáng)度和使用壽命。

　　二、國內(nèi)外研究進(jìn)展對(duì)比分析

　　歷經(jīng)多年追趕，現(xiàn)階段國產(chǎn)精密齒輪減速器在精度、剛性、效率等方面與國外優(yōu)秀產(chǎn)品差距不大，國產(chǎn)減速器產(chǎn)業(yè)的主要短板在于精度保持性差、使用壽命短和大批量產(chǎn)品性能一致性差 3 個(gè)方面。從研究層面分析，問題的癥結(jié)則在于: 一方面，對(duì)擺線輪齒形設(shè)計(jì)及嚙合理論研究不足; 另一方面，對(duì)核心零部件制造、檢測和熱處理等工藝研究不足。這兩個(gè)方面的研究相對(duì)落后。以下展開分析。

　　輪齒修形技術(shù)方面。國外目前已成功地解決了擺線齒輪齒形修形、制造精度、加工工藝優(yōu)化等技術(shù)難題。國內(nèi)在這一方面取得了一些成果，但受限于與國外先進(jìn)機(jī)構(gòu)之間的信息交流壁壘，國內(nèi)減速器產(chǎn)品大多仿制日本產(chǎn)品，正向設(shè)計(jì)研究工作較少，導(dǎo)致我國精密減速器產(chǎn)業(yè)一直扮演追趕者的角色。

　　RV 減速器核心零部件制造、檢測和熱處理等工藝方面。減速器的使用壽命和精度保持性受限于加工 工藝以及材料工藝研究。日本企業(yè)的質(zhì)量管理嚴(yán)格，貫穿原材料、生產(chǎn)、裝配到測試各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，零件要經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢查步驟，產(chǎn)品一致性較好。而我國存在檢測能力差、質(zhì)量檢查不嚴(yán)格、生產(chǎn)環(huán)節(jié)不規(guī)范等不足。另外，精密減速器核心零件的制造精度受限于超高精度加工裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。日本依托強(qiáng)大的重工業(yè)實(shí)力，高端數(shù)控加工中心和齒輪磨床產(chǎn)品豐富，RV 減速器產(chǎn)能可滿足全球 90%的市場供應(yīng)需求。我國則嚴(yán)重缺乏制造減速機(jī)的裝備，高度依賴進(jìn)口機(jī)床，不少裝備被所在國控制出口，給我國精密減速器產(chǎn)業(yè)帶來巨大的風(fēng)險(xiǎn)。因此加速國產(chǎn)精密數(shù)控加工中心和磨床設(shè)備的研發(fā)是我國裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型的重中之重。

　　三、結(jié)論

　　精密減速器作為高端自動(dòng)化裝備的核心零部件，是國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。綜合上文提出制約我國 RV 減速器發(fā)展因素，提出針對(duì)性研究和發(fā)展建議如下:

　　(1) 擺線輪齒形設(shè)計(jì)及動(dòng)力學(xué)研究方面，應(yīng)結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助分析工具，考慮各種非線性因素對(duì)減速器性能的影響，如彈流潤滑、齒面摩擦、接觸沖擊及溫度場等非線性因素，使分析模型能夠反映出更多真實(shí)物理樣機(jī)特性。

　　(2) 開展 RV 減速器系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)相關(guān)應(yīng)用技術(shù)研究，如非線性振動(dòng)控制、故障診斷、噪聲優(yōu)化和參數(shù)性能預(yù)測等，深入全面地了解 RV 減速器的傳動(dòng)性能特征。

　　(3) 擺線齒輪減速器磨損壽命、材料熱處理和裝配工藝是決定 RV 減速器精度保持性和產(chǎn)品一致性的關(guān)鍵，是我國精密減速器產(chǎn)業(yè)的短板所在，該方面的研究較少，應(yīng)得到足夠重視。

　　(4) 核心零部件制造、檢測等方面，研發(fā)高端精密加工裝備和檢測設(shè)備，促進(jìn)我國高端裝備產(chǎn)品制造邁向獨(dú)立自主的新階段，這對(duì)我國高精密制造業(yè)大有裨益。

　　參考文獻(xiàn)略.