第二章机器人构造4-传动.pptVIP

机器人构造 主 讲：吴 东 本章内容 机器人的传动机构 传动机构，是将驱动器输出的动力传送到工作单元的一种装置。 作用 调速。工作单元往往和驱动器速度不一致，利用传动机构达到改变输出速度的目的。 调转矩。调整驱动器的转矩使其适合工作单元使用。 机器人的传动机构 改变运动形式。驱动器的输出轴一般是等速回转运动，而工作单元要求的运动形式则是多种多样的，如直线运动、 螺旋运动等，靠传动机构实现运动形式的改变。 动力和运动的传递和分配。用一台驱动器带动若干个不同速度、不同负载的工作单元。 机器人的传动机构 传动机构有机械传动、流体(液体、 气体)传动、电气传动三类 机械传动的主要形式 齿轮传动 带传动 链传动 连杆传动 齿轮传动 电动机的转速与机器人的速度 一个永磁直流电动机在额定电压下，其空载转速不低于 5000 r/min 假设直接跟直径为7.5cm的车轮连接，则其空转速度是 （5000×0.075×3.14）/ 60 = 19.6 m/s 适合于“机器人竞速比赛” ，但不适合 “机器人擂台比赛” 齿轮传动 电动机的转速与机器人的速度 减速 选择功率小、转速慢的电动机 降低提供给电动机的电压 减速，但同时要增大电动机输出的转矩 使用齿轮传动 齿轮传动 齿轮，是能互相啮合的有齿的机械零件。 齿轮传动 齿轮传动，是以齿轮的齿互相啮合来传递动力的机械传动。 其圆周速度可达到300m/s，传递功率可达105KW。 齿轮直径一般从1mm到150m。 是现代机械中应用最广的一种机械传动。 齿轮传动 齿轮传动 齿轮传动 齿轮传动 齿轮传动 齿轮传动 齿轮传动的作用 提高或降低输出转速，并同时相应降低或提高输出转矩 将转动变换为直线运动 改变输出的方向 齿轮传动的基本量 转矩 使机械元件转动的力矩称为转动力矩，简称转矩。 t=f*r 功 转矩 × 齿轮角位移。w=t*c 齿轮传动 传动原理 齿轮传动 传动原理 假设A的转矩为Ta，B的转矩为Tb。并且，假设A转了2圈，则B正好转了1圈。 根据功守恒，有 Ta * 720 = Tb*360 Ta / Tb = 360 / 720 = 1/2 齿轮传动 传动原理 当小齿轮带动大齿轮时，转速减小，转矩增大 当大齿轮带动小齿轮时，转速增加，转矩减小 齿轮间的齿轮数关系影响着转速和转矩 齿轮传动 传动原理 齿轮传动 传动原理 Tb = e(TaR) Sb = e(Sa/R) T代表齿轮的转矩， S代表转速， e代表传动效率，R代表传动比 齿轮传动 多对齿轮啮合(实现大减速) 不能无限制的增大齿轮尺寸 使用串联组合实现大减速 齿轮传动 多对齿轮啮合(实现大减速) 总的减速比等于所有齿轮减速比的乘积 总的传动比等于所有齿轮传动比的乘积 可以方便的调整转速、转矩，但要注意功的损失问题 齿轮传动 特点 传递动力大、效率高 寿命长，工作平稳，可靠性高 能保证恒定的传动比 制作、安装精度要求较高 不宜作远距离传动 带传动 组成 主动轮、从动轮、传动带 带传动 分类 带传动 摩擦型带传动的工作原理 环形带被张紧在带轮上，产生的初拉力F0使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时依靠摩擦力推动从动轮一起同向转动。 带传动 摩擦型带传动的受力分析 不工作时，主动轮上的驱动转矩T1=0，带轮两边传动带所受的拉力均为初拉力F 0 带传动 摩擦型带传动的受力分析 工作时，在摩擦力的作用下，带绕入主动轮的一边被进一步拉紧，称为紧边，其所受拉力由F 0增大到F 1，而带的另一边则被放松，称为松边，其所受拉力由F 0降到F 2 带传动 摩擦型带传动的受力分析 假设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边拉力减量相等 有效拉力，即带所能传递的圆周力： 带传动 摩擦型带传动的受力分析 传动功率P (kW)为： F：有效拉力 V：带速，(m/s) 带传动 摩擦型带传动的受力分析 当有效拉力跟带上总的摩擦力有关系： F∑Ff 带与带轮之间出现显著的滑动，称为打滑。 经常出现打滑使带的磨 损加剧、传动效率降 低，导致传动失效。 带传动 传动比 传动比 = 从动轮基准直径 /主动轮基准直径 带传动 摩擦型带传动的特点 适用于中心距较大的传动 过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零件的损坏；但不能保证恒定的传动比 结构简单、成本低廉 传动效率低 传动带使用寿命短 带传动 张紧装置 调整中心距 带传动 张紧装置 张紧轮 带传动 啮合型带传动 靠带齿与轮齿之间的啮合实现传动，两者无相对滑动