機器人常用的齒輪鏈

齒輪鏈是由兩個或兩個以上的齒輪組成的傳動機構(gòu)。它不但可以傳遞運動角位移和角速度,而且可以傳遞力和力矩。 現(xiàn)以具有兩個齒輪的齒輪鏈為例,說明其傳動轉(zhuǎn)換關(guān)系。其中一個齒輪裝在輸入軸上,另一個齒輪裝在輸出軸上。

使用齒輪鏈機構(gòu)應(yīng)注意兩個問題。一是齒輪鏈的引入會改變系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量,從而使驅(qū)動電機的響應(yīng)時間減小,這樣伺服系統(tǒng)就更加容易控制。輸出軸轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)換到驅(qū)動電機上,等效轉(zhuǎn)動慣量的下降與輸入輸出齒輪齒數(shù)的平方成正比。 二是在引入齒輪鏈的同時,由于齒輪間隙誤差,將會導(dǎo)致機器人手臂的定位誤差增加;而且,假如不采取一些補救措施,齒隙誤差還會引起伺服系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。

通常， 齒輪鏈轉(zhuǎn)動有以下幾種類型， 如圖2.73所示。 其中圓柱齒輪的傳動效率約為90%， 因為結(jié)構(gòu)簡單， 傳動效率高，圓柱齒輪在機器人設(shè)計中最常見； 斜齒輪傳動效率約為80%， 斜齒輪可以改變輸出軸方向； 錐齒輪傳動效率約為70%， 錐齒輪可以使輸入軸與輸出軸不在同一個平面， 傳動效率低； 蝸輪蝸桿傳動效率約為70%，蝸輪蝸桿機構(gòu)的傳動比大， 傳動平穩(wěn)， 可實現(xiàn)自鎖， 但傳動效率低， 制造成本高， 需要潤滑； 行星輪系傳動效率約為80%，傳動比大， 但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

(a) 圓柱齒輪;(b)斜齒輪; (c)錐齒輪; (d)蝸輪蝸桿;(e)行星輪系