【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，代替 (a)中的彈簧。 2023/2/12 54 2023/2/12 54 54 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 2．柔性齒輪消隙 ? 圖（ a）所示為一種具有彈性的柔性齒輪，在裝配時(shí)對(duì)它稍許加些預(yù)載就能引起輪殼的變形．從而使每個(gè)輪齒的雙側(cè)齒廓都能嚙合，消除了側(cè)隙。 2023/2/12 55 2023/2/12 55 55 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 2．柔性齒輪消隙 ? 圖 (b)所示為采用了徑向柔性齒輪，輪殼和齒圈是剛性的，但與齒輪圈連接處具有彈性。 2023/2/12 56 2023/2/12 56 56 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 3．偏心機(jī)構(gòu)消隙 ? 如圖所示的偏心機(jī)構(gòu)實(shí)際上是 中心距調(diào)整機(jī)構(gòu) 。特別是齒輪磨損等原因造成傳動(dòng)間隙增加時(shí)，最簡(jiǎn)單的方法是調(diào)整中心距。 偏心消隙機(jī)構(gòu) 2023/2/12 57 2023/2/12 57 57 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 4．齒廓彈性覆層消隙 ? 齒廓表面覆蓋有薄薄一層彈性很好的橡膠層，相嚙合的一對(duì)齒輪加以預(yù)載，可以完全消除嚙合側(cè)隙，如圖所示。 2023/2/12 58 2023/2/12 58 58 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 三、諧波傳動(dòng) ? 機(jī)器人對(duì)減速器的要求如下： ? (1)運(yùn)動(dòng)精度高，間隙小，以實(shí)現(xiàn)較高的重復(fù)定位精度； ? (2)回轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定，無(wú)波動(dòng)，運(yùn)動(dòng)副間摩擦小，效率高 。 ? (3)體積小，重量輕，傳動(dòng)扭矩大。 2023/2/12 59 2023/2/12 59 59 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 減速器減速比 n的選擇應(yīng)當(dāng)能最大限度地利用電機(jī)功率，即 機(jī)械阻抗匹配。 ? —— 工作臂的慣性矩 ? —— 電機(jī)的慣性矩 三、諧波傳動(dòng) /amn I I?aImI2023/2/12 60 2023/2/12 60 60 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 從現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人來(lái)看，所選的電機(jī)功率總是偏大，減速比也過(guò)大。 ? 當(dāng)減速比大時(shí)，工作臂的慣性對(duì)電機(jī)影響小，但電機(jī)速度容易飽和； ? 當(dāng)減速比小時(shí)，工作臂運(yùn)動(dòng)的反作用力對(duì)電機(jī)影響大，這需要進(jìn)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算。 ? 常用的減速器是 行星齒輪機(jī)構(gòu) 和 諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 。 2023/2/12 61 2023/2/12 61 61 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 圖 行星齒輪傳動(dòng) 圖 。行星齒輪傳動(dòng)尺寸小，慣量低；一級(jí)傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊；載荷分布在若干個(gè)行星齒輪上，內(nèi)齒輪也具有較高的承載能力。 行星齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫演示 2023/2/12 62 2023/2/12 62 62 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 圖 諧波傳動(dòng) 1— 剛輪； 2— 剛輪內(nèi)齒圈； 3— 輸入軸； 4— 諧波發(fā)生器； 5— 軸； 6— 柔輪； 7— 柔輪齒圈 諧波發(fā)生器是在橢圓型凸輪的外周嵌入薄壁軸承制成的部件。軸承內(nèi)圈固定在凸輪上，外圈依靠鋼球發(fā)生彈性變形，一般與輸入軸相連。 三、諧波傳動(dòng) 2023/2/12 63 2023/2/12 63 63 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 圖 諧波傳動(dòng) 1— 剛輪； 2— 剛輪內(nèi)齒圈； 3— 輸入軸； 4— 諧波發(fā)生器； 5— 軸； 6— 柔輪； 7— 柔輪齒圈 柔輪是杯狀薄壁金屬?gòu)椥泽w，杯口外圓切有齒，底部稱為柔輪底，用來(lái)與輸出軸相連。 三、諧波傳動(dòng) 2023/2/12 64 2023/2/12 64 64 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 圖 諧波傳動(dòng) 1— 剛輪； 2— 剛輪內(nèi)齒圈； 3— 輸入軸； 4— 諧波發(fā)生器； 5— 軸； 6— 柔輪； 7— 柔輪齒圈 工作原理： 由于諧波發(fā)生器 4的轉(zhuǎn)動(dòng)使柔輪 6上的柔輪齒圈 7與剛輪 1上的剛輪內(nèi)齒圈 2相嚙合。輸入軸為 3，如果剛輪 1固定，則軸 5為輸出軸；如果軸 5固定，則剛輪 1的軸為輸出軸。 諧波傳動(dòng)演示 2023/2/12 65 2023/2/12 65 65 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 如果剛輪 1不轉(zhuǎn)動(dòng) ( )，諧波發(fā)生器 為輸入，柔輪軸 為輸出，速比為 ? 式中：負(fù)號(hào)表示柔輪向諧波發(fā)生器旋轉(zhuǎn)方向的反向旋轉(zhuǎn)。 ? 代表輸入、輸出軸的角速度； 為剛輪 (圓形花鍵輪 )內(nèi)齒圈 2的齒數(shù)， 為柔輪齒圈 7的齒數(shù)。 1 0? ? 3?5?37355 2 7ZiZZ??? ? ? ?? 2Z7Z三、諧波傳動(dòng) 2023/2/12 66 2023/2/12 66 66 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 如果柔輪 6靜止不轉(zhuǎn)動(dòng) ( )，諧波發(fā)生器 為 輸入，則剛輪 (圓形花鍵輪 )1的軸 為輸出，速比為 5 0? ?3()? 1()?3 2311 2 7ZiZZ?????三、諧波傳動(dòng) 2023/2/12 67 2023/2/12 67 67 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 諧波傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是： ? ①尺寸小，慣量低； ? ②因?yàn)檎`差均布在多個(gè)嚙合點(diǎn)上，傳動(dòng)精度高； ? ③因?yàn)榧宇A(yù)載嚙合，傳動(dòng)側(cè)隙非常??； ? ④因?yàn)槎帻X嚙合，傳動(dòng)具有高阻尼特性。 三、諧波傳動(dòng) 2023/2/12 68 2023/2/12 68 68 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 諧波傳動(dòng)的缺點(diǎn)是： ? ①柔輪的疲勞問(wèn)題； ? ②扭轉(zhuǎn)剛度低； ? ③以輸入軸速度 6倍的嚙合頻率產(chǎn)生振動(dòng)； ? ④諧波傳動(dòng)與行星傳動(dòng)相比具有較小的傳動(dòng)間隙和較輕的重量，但是剛度比行星減速器差。 2023/2/12 69 2023/2/12 69 69 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 例：有一諧波齒輪傳動(dòng)，鋼輪齒數(shù)為 200，柔輪齒數(shù)為 198，剛輪固定，柔輪輸出，求該諧波傳動(dòng)的傳動(dòng)比。 2023/2/12 70 2023/2/12 70 70 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 課堂練習(xí)：有一諧波齒輪傳動(dòng)，鋼輪齒數(shù)為200，柔輪齒數(shù)為 198，柔輪固定，剛輪輸出，求該諧波傳動(dòng)的傳動(dòng)比。 2023/2/12 71 2023/2/12 71 71 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 四、絲杠螺母副及滾珠絲杠傳動(dòng) ? 滑動(dòng)式絲杠螺母機(jī)構(gòu) 是連續(xù)的面接觸，傳動(dòng)中不會(huì)產(chǎn)生沖擊，傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪聲，并且能自鎖。因絲杠的螺旋升角較小，所以用較小的驅(qū)動(dòng)力矩可獲得較大的牽引力。 ? 絲杠螺母螺旋面之間的摩擦為滑動(dòng)摩擦，故傳動(dòng)效率低。 ? 滾珠絲杠 傳動(dòng)效率高，而且傳動(dòng)精度和定位精度均很高，傳動(dòng)時(shí)靈敏度和平穩(wěn)性好。由于磨損小，滾珠絲桿的使用壽命比較長(zhǎng)，但成本較高。 2023/2/12 72 2023/2/12 72 72 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 圖 滾珠絲杠的基本組成 ：導(dǎo)向槽 4連接螺母的第一圈和最后一圈，使其形成滾動(dòng)體可以連續(xù)循環(huán)的導(dǎo)槽。 圖 滾珠絲杠的基本組成 1— 絲杠； 2— 螺母； 3— 滾珠； 4— 導(dǎo)向槽 滾珠絲杠演示 2023/2/12 73 2023/2/12 73 73 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 圖 絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)的手臂升降機(jī)構(gòu) 圖 采用絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)的手臂升降機(jī)構(gòu)。 由電動(dòng)機(jī) 1帶動(dòng)蝸桿 2使蝸輪 5回轉(zhuǎn)，依靠蝸輪內(nèi)孔的螺紋帶動(dòng)絲杠 4作升降運(yùn)動(dòng)。為了防止絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，在絲杠上端銑有花鍵與固定在箱體 6上的花鍵套 7組成導(dǎo)向裝置。 1— 電動(dòng)機(jī)； 2—蝸桿； 3— 臂架；4— 絲杠； 5— 蝸輪； 6— 箱體；7— 花鍵套 2023/2/12 74 2023/2/12 74 74 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 五、其他傳動(dòng) ? ? 齒輪齒條機(jī)構(gòu)是通過(guò)齒條的往復(fù)移動(dòng)，帶動(dòng)與手臂連接的齒輪作往復(fù)回轉(zhuǎn)，即實(shí)現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 2023/2/12 75 2023/2/12 75 75 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 圖所示為 手臂作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。 活塞油缸兩腔分別進(jìn)壓力油推動(dòng)齒條活塞作往復(fù)移動(dòng)，與齒條嚙合的齒輪即作往復(fù)回轉(zhuǎn)。由于齒輪與手臂固聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 2023/2/12 76 2023/2/12 76 76 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 圖所示為 氣壓傳動(dòng)的齒輪齒條式增倍機(jī)構(gòu)的手臂結(jié)構(gòu)。 活塞桿 3左移時(shí)，與活塞桿 3相聯(lián)接的齒輪 2也左移，并使運(yùn)動(dòng)齒條 l一起左移，由于齒輪 2與固定齒條相嚙合，因而齒輪 2在移動(dòng)的同時(shí)．又在固定齒條上滾動(dòng)，并將此運(yùn)動(dòng)傳給 1，從而使 1又向左移動(dòng)一距離。因手臂固聯(lián)于齒條 1上，所以手臂的行程和速度均為活塞桿 3的行程和速度的兩倍。 圖 氣缸和齒輪齒條增倍手臂機(jī)構(gòu) 1— 運(yùn)動(dòng)齒條； 2— 齒輪； 3— 活塞桿 2023/2/12 77 2023/2/12 77 77 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 2．帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng) ? 1) 同步帶傳動(dòng) ? 同步帶的傳動(dòng)面上有與帶輪嚙合的梯形齒。同步帶傳動(dòng)時(shí)無(wú)滑動(dòng)，初始張力小，被動(dòng)軸的軸承不易過(guò)載。因無(wú)滑動(dòng)，它除了用做動(dòng)力傳動(dòng)外還適用于定位。 圖 同步帶形狀 2023/2/12 78 2023/2/12 78 78 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 2) 滾子鏈傳動(dòng) ? 滾子鏈傳動(dòng)屬于比較完善的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于噪聲小，效率高，因此得到了廣泛的應(yīng)用。 ? 但是，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)滾子與鏈輪之間的碰撞會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲和振動(dòng)，只有在低速時(shí)才能得到滿意的效果。 2023/2/12 79 2023/2/12 79 79 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 3．繩傳動(dòng)與鋼帶傳動(dòng) ? 1) 繩傳動(dòng) ? 繩傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于機(jī)器人的手爪開(kāi)合傳動(dòng)，特別適合有限行程的運(yùn)動(dòng)傳遞。 ? 繩傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是： 鋼絲繩強(qiáng)度大，各方向上的柔軟性好，尺寸小，預(yù)載后有可能消除傳動(dòng)間隙。 2023/2/12 80 2023/2/12 80 80 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 繩傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是： ? 1)不加預(yù)載時(shí)存在傳動(dòng)間隙； ? 2)因?yàn)槔K索的蠕變和索夾的松弛使傳動(dòng)不穩(wěn)定； ? 3)多層纏繞后，在內(nèi)層繩索及支承中損耗能量；效率低； ? 4)易積塵垢 . 2023