機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要求傳動(dòng)系統(tǒng)間隙小、剛度大、輸出扭矩高以及減速比大,常用的減速機(jī)構(gòu)有:
1)RV減速機(jī)構(gòu);
2)諧波減速機(jī)械;
3)擺線針輪減速機(jī)構(gòu);
4)行星齒輪減速機(jī)械;
5)無(wú)側(cè)隙減速機(jī)構(gòu);
6)蝸輪減速機(jī)構(gòu);
7)滾珠絲杠機(jī)構(gòu);
8)金屬帶/齒形減速機(jī)構(gòu);
9)球減速機(jī)構(gòu)。
其中諧波減速器廣泛應(yīng)用于小型的六軸搬運(yùn)及裝配機(jī)械手中,下面介紹其工作原理。
以下內(nèi)容摘自百度百科(稍有修改):
諧波齒輪減速器是利用行星齒輪傳動(dòng)原理發(fā)展起來(lái)的一種新型減速器。諧波齒輪傳動(dòng)(簡(jiǎn)稱諧波傳動(dòng)),它是依靠柔性零件產(chǎn)生彈性機(jī)械波來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的一種行星齒輪傳動(dòng)。
?。ㄒ唬﹤鲃?dòng)原理
它主要由三個(gè)基本構(gòu)件組成:
?。?)帶有內(nèi)齒圈的剛性齒輪(剛輪)2,它相當(dāng)于行星系中的中心輪;
(2)帶有外齒圈的柔性齒輪(柔輪)1,它相當(dāng)于行星齒輪;
?。?)波發(fā)生器H,它相當(dāng)于行星架。
作為減速器使用,通常采用波發(fā)生器主動(dòng)、剛輪固定、柔輪輸出形式。
波發(fā)生器H是一個(gè)桿狀部件,其兩端裝有滾動(dòng)軸承構(gòu)成滾輪,與柔輪1的內(nèi)壁相互壓緊。柔輪為可產(chǎn)生較大彈性變形的薄壁齒輪,其內(nèi)孔直徑略小于波發(fā)生器的總長(zhǎng)。波發(fā)生器是使柔輪產(chǎn)生可控彈性變形的構(gòu)件。當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪后,迫使柔輪的剖面由原先的圓形變成橢圓形,其長(zhǎng)軸兩端附近的齒與剛輪的齒完全嚙合,而短軸兩端附近的齒則與剛輪完全脫開(kāi)。周長(zhǎng)上其他區(qū)段的齒處于嚙合和脫離的過(guò)渡狀態(tài)。當(dāng)波發(fā)生器沿圖示方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),柔輪的變形不斷改變,使柔輪與剛輪的嚙合狀態(tài)也不斷改變,由嚙入、嚙合、嚙出、脫開(kāi)、再嚙入……,周而復(fù)始地進(jìn)行,從而實(shí)現(xiàn)柔輪相對(duì)剛輪沿波發(fā)生器H相反方向的緩慢旋轉(zhuǎn)。
在傳動(dòng)過(guò)程中,波發(fā)生器轉(zhuǎn)一周,柔輪上某點(diǎn)變形的循環(huán)次數(shù)稱為波數(shù),以 n 表示。常用的是雙波和三波兩種。雙波傳動(dòng)的柔輪應(yīng)力較小,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,易于獲得大的傳動(dòng)比。故為目前應(yīng)用最廣的一種。
諧波齒輪傳動(dòng)的柔輪和剛輪的周節(jié)相同,但齒數(shù)不等,通常采用剛輪與柔輪齒數(shù)差等于波數(shù),即
z2-z1=n
式中 z2、z2--分別為剛輪與柔輪的齒數(shù)。
當(dāng)剛輪固定、發(fā)生器主動(dòng)、柔輪從動(dòng)時(shí),諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為
i=-z1/(z2-z1)
雙波傳動(dòng)中,z2-z1=2,柔輪齒數(shù)很多。上式負(fù)號(hào)表示柔輪的轉(zhuǎn)向與波發(fā)生器的轉(zhuǎn)向相反。由此可看出,諧波減速器可獲得很大的傳動(dòng)比。
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1.承載能力高 諧波傳動(dòng)中,齒與齒的嚙合是面接觸,加上同時(shí)嚙合齒數(shù)(重疊系數(shù))比較多,因而單位面積載荷小,承載能力較其他傳動(dòng)形式高。
2.傳動(dòng)比大 單級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比,可達(dá) i=70~500。
3.體積小、重量輕。
4.傳動(dòng)效率高、壽命長(zhǎng)。
5.傳動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)沖擊,無(wú)噪音,運(yùn)動(dòng)精度高。
6.由于柔輪承受較大的交變載荷,因而對(duì)柔輪材料的抗疲勞強(qiáng)度、加工和熱處理要求較高,工藝復(fù)雜。
諧波減速器在國(guó)內(nèi)于六七十年代才開(kāi)始研制,到目前已有不少?gòu)S家專(zhuān)門(mén)生產(chǎn),并形成系列化。廣泛應(yīng)用于電子、航天航空、機(jī)器人等行業(yè),由于它的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),在化工行業(yè)的應(yīng)用也逐漸增多。
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