工业机器人技术基础工业机器人传动装置课件.pptx

1、工业机器人传动装置学习目标工业机器人 传动装置轴承、丝杠传动、齿轮传动（圆柱齿轮、锥齿轮、齿轮链、齿轮齿条、蜗轮蜗杆传动）、行星齿轮传动、RV减速器、柔性元件传动（谐波齿轮、同步带传动、缆绳传动）传动装置概述 作用：以一种高效能的方式通过关节将驱动器和机器人连杆结合起来 分类：轴承，丝杠，齿轮，行星齿轮，RV减速器，柔性元件轴承 作用：支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数 影响指标：机器人运转平稳性，重复定位精度，动作精确度，工作可靠性 分类：滚动轴承，滑动轴承 滚动轴承结构：外圈，内圈，滚动体，保持架 套圈（外圈&内圈）：限制滚动体侧面移动，降低接触应力 滚动体：保证轴

2、承内外套圈之间具有滚动摩擦的零件轴承适合于工业机器人：等截面薄壁轴承 特点：极度轻而需要很小空间，显著降低摩擦 交叉滚子轴承 特点：具有出色的旋转精度，操作安装简便，承载能力大，刚性好 应用：工业机器人的腰部、肘部、腕部等丝杠普通丝杠驱动：运动：一个旋转的精密丝杠驱动一个螺母沿丝杠轴向移动 特点：摩擦力较大，效率低，惯性大，易出现爬行现象，精度低，回差大 应用：低成本工业机器人滚珠丝杠：运动：装有循环球的螺母通过与丝杠的配合来将旋转运动转换成直线运动 特点：容易与线性轴匹配丝杠滚珠丝杠：原理：在丝杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，当把它们套装在一起时可形成螺旋滚道，并且滚道内填满滚珠。当丝杠相对于螺

3、母做旋转运动时，滚珠沿着滚道滚动，在丝杠上滚过数圈后，通过回程引导装置（回珠器），滚回到丝杠和螺母之间，构成一个闭合的回路管道丝杠滚珠丝杠：分类：内循环式 特点：摩擦损失小，传动效率高，精度高，可实现高速进给和微进给，轴向刚度高，具有传动的可逆性外循环式齿轮人字齿轮分类：两轴平行齿轮，两轴不平行齿轮 按轮齿方向：直齿轮斜齿轮齿轮齿轮齿条分类：两轴平行齿轮，两轴不平行齿轮 按轮齿啮合情况：内啮合外啮合齿轮蜗轮蜗杆分类：两轴平行齿轮，两轴不平行齿轮 相交轴齿轮：交错轴齿轮：斜齿直齿交错轴斜齿轮按齿向齿轮应用：直齿轮或斜齿轮传动为机器人提供了可靠的、密封的、维护成本低的动力传递，它们应用于机器人手腕

4、；大直径的转盘齿轮用于大型机器人的基座关节，用以提供高的刚度来传递高转矩 双齿轮驱动有时被用来提供主动的预紧力，常被应用于大型龙门式机器人和轨道式机器人 蜗轮蜗杆传动偶尔会被应用于低速机器人或机器人的末端执行器中齿轮传动比：主动齿轮转速与从动齿轮转速之比，两齿轮齿数之反比 n1、n2主、从动轮的转速，r/min z1、z2主、从动轮的齿数齿轮齿轮链传动：齿轮链：两个或两个以上的齿轮组成的传动机构 作用：传动角位移、角速度、力、力矩 注意事项：系统等效转动惯量齿轮间隙误差齿轮齿轮链传动：优点：瞬时传动比恒定，可靠性高，传递运动准确可靠；传动比范围大，可用于减速或增速；圆周速度和传动功率的范围大；

5、传动效率高；结构紧凑，适用于近距离传动；维护简便。齿轮齿轮链传动：缺点：精度不高的齿轮，传动时噪声、振动和冲击大，污染环境；无过载保护作用；制造某些具有特殊齿形或精度很高的齿轮时，工艺复杂，成本高；不适宜用在中心距较大的场合。齿轮齿轮齿条传动：应用：机器人手臂的伸缩、升降及横向（或纵向）移动等直线运动中 原理：齿条固定不动，齿轮传动，齿轮轴连同拖板沿齿条方向做直线运动齿轮齿轮齿条传动：手臂回转运动：1活塞杆；2升降缸体；3导向套；4齿轮；5连接盖；6基座；7齿条活塞 夹钳张合运动：行星齿轮 特点：体积小，传动效率高，减速范围广，精度高 应用：伺服电机、步进电机与直流电机等传动系统 作用：降低转

6、速增大扭矩和降低负载/电机的转动惯量比 结构：内齿环，太阳轮，行星轮，行星架 运动：绕自轴线转动称为“自转”，绕其他齿轮轴线转动称为”公转”行星齿轮行星减速器：原理：内齿环固定，电机带动太阳轮，太阳轮再驱动行星轮，行星架连接输出轴，达到减速目的减速比：a太阳轮的齿数b行星齿轮的齿数c内齿环的齿数行星齿轮行星减速器：多套使用：满足较大的传动比行星齿轮行星减速器：特点：结构紧凑，承载能力大，工作平稳结构较复杂，制造精度高有些类型效率高，但传动比不大有些类型传动比可以很大，但效率较低行星减速机的效率随传动比的增大而减小。RV减速器 RV传动是在摆线针轮传动基础上发展起来的一种新型传动RV减速器渐开线

7、圆柱齿轮行星减速摆线针行星减速行星齿轮减速摆线针轮减速RV减速器摆线针轮减速原理：RV减速器原理：RV减速器结构：RV减速器结构：11223344RV减速器结构：55667788RV减速器特点：传动平稳，寿命长很高的运动精度和很小的回差。具有更大的刚度和抗冲击性能。传动比范围大传动效率高中空结构方便内部走线工艺复杂体积、重量大RV减速器应用：RV减速器选用：谐波减速器结构：柔轮波发生器刚轮谐波减速器原理：z1柔轮齿数z2钢轮齿数负号柔轮转向与波发生器 转向相反减速比：谐波减速器特点：减速比高齿隙小精度高 零部件少，安装简便 体积小，重量轻转矩容量高效率高噪音小对柔轮材料的抗疲劳强度、加工和热处

8、理要求较高，工艺复杂。谐波减速器应用：带传动定义：利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动变速功能传递动力传递形式带传动分类：带传动啮合型摩擦型同步带平皮带V型带多楔带圆形带带传动工业机器人：机器人要求严格地传动精度。与摩擦型带传动比较，同步带传动的带轮和传动带之间没有相对滑动，能够保证严格的传动比。结论：工业机器人常用的带传动为同步带传动！同步带特点：传动准确 传动平稳 传动效率高 维护保养方便 速比范围大 可用于长距离传动同步带轮的齿形：带传动应用：同步带缆绳 作用：使驱动器布置在机器人机座附近，从而提高动力学效率 案例1：8R机器人Dexter 案例2：多关节柔性手爪总 结掌握各种工业机器人传动装置的结构、作用、工作原理、特点以及应用