По-перше, лінійний механізм передачі
Механізм лінійної передачі, який зазвичай використовується в промислових роботах, може бути створений безпосередньо циліндром або гідравлічним циліндром і поршнем, а також може бути перетворений шляхом обертового руху за допомогою шестерні та зубчатої рейки, гвинтової гайки та інших елементів трансмісії.
1. Призматична напрямна з'єднання
Призматичний шарнірний напрямний може відігравати важливу роль у забезпеченні точності положення та скерування під час руху.
Існує п'ять типів призматичних напрямних: звичайна ковзаюча, гідравлічна ковзаюча динамічна, гідравлічна статична, повітряна плаваюча та рухома.
В даний час в промислових роботах найбільш широко використовується п'ятий вид напрямної кочення. Як показано на малюнку 2-15, конструкція включної напрямної кочення підтримується опорним сидінням, яке можна легко з’єднати з будь-якою площиною. У цей час гільза повинна бути відкритою і вставленою в циліндр, що не тільки підвищує жорсткість, але й полегшує з’єднання з іншими компонентами.
2. Рейковий пристрій
У пристрої зубчатої рейки (Малюнок 2-16), якщо зубчаста рейка закріплена, коли шестерня обертається, вал шестерні та опорна пластина рухаються по прямій лінії вздовж зубчастої рейки. Таким чином, обертовий рух шестерні перетворюється на лінійний рух опорної пластини. Пластина тяги підтримується напрямним стрижнем або напрямною рейкою, і різниця повернення пристрою є великою.
3, кульковий гвинт і гайка
Кулькові гвинти часто використовуються в промислових роботах через їх низький коефіцієнт тертя та швидку реакцію на рух.
Оскільки багато кульок розміщено в канавці гвинта кулькової гвинтової гайки, кульковий гвинт піддається тертю кочення в процесі передачі, а тертя невелике, тому ефективність передачі висока, і явище повзучості можна усунути при низькій швидкість. Зворотне ковзання можна усунути шляхом застосування певного попереднього натягу під час складання.
Як показано на малюнку 2-17, кулька в гайці кулькового гвинта циркулює через шліфувальну направляючу канавку для передачі руху та потужності, а ефективність передачі кулькового гвинта може досягати 90 відсотків.
4, циліндр під тиском рідини (газу).
Рідинний (газовий) циліндр - це гідравлічний насос (повітряний компресор), який перетворює енергію тиску в механічну енергію, робить лінійний зворотно-поступальний рух приводу, використання рідинного (газового) циліндра може легко досягти лінійного руху. Рідинний (газовий) циліндр в основному складається з циліндра, кришки циліндра, поршня, поршневого штока та ущільнювального пристрою та інших компонентів. Поршень і циліндр застосовують точне ковзання, а масло під тиском (стиснене повітря) надходить з одного кінця циліндра для рідини (газу) і штовхає поршень до іншого кінця циліндра для рідини (газу), щоб реалізувати лінійний рух. Регулюючи напрямок потоку та швидкість потоку гідравлічного масла (стисненого повітря) в рідинний (газовий) циліндр, можна контролювати напрямок і швидкість руху рідинного (газового) циліндра.
Два, обертовий механізм передачі
Як правило, двигун може безпосередньо генерувати обертовий рух, але його вихідний крутний момент менший, ніж необхідний крутний момент, а швидкість вища, ніж необхідна швидкість. Тому для перетворення вищої швидкості в нижчу швидкість і отримання більшого крутного моменту необхідно використовувати зубчасту передачу, пасову передачу або інший механізм передачі руху. Передача та трансформація руху має здійснюватися ефективно та без шкоди для бажаних характеристик роботизованої системи, включаючи точність позиціонування, повторювану точність позиціонування та надійність. Передачу і перетворення руху можна досягти за допомогою таких механізмів передачі.
1. Зубчаста пара
Зубчаста пара може не тільки передавати кутове переміщення і кутову швидкість, але також передавати силу і крутний момент. Одна шестерня встановлена на вхідному валу, а інша шестерня встановлена на вихідному валу. Можна отримати, що кількість зубів шестерні обернено пропорційна її швидкості [Рівняння (2-1)], а відношення вихідного крутного моменту до вхідного крутного моменту дорівнює відношенню вихідних зубів до вхідних зубів [ Рівняння (2-2)].
2. Пристрій синхронної пасової передачі
У промислових роботах синхронна пасова передача в основному використовується для передачі руху між паралельними осями. Контактна поверхня синхронної конвеєрної стрічки та шківа має відповідну форму зуба, а потужність передається за допомогою сітки. Крок зубів позначається круговим кроком t при охопленні шківа.
Де: n1 швидкість основного колеса (об/хв); n2 – швидкість пасивного колеса (об/хв); z1 номер зуба основного колеса; z2 – кількість пасивних зубців колеса.
Переваги синхронної пасової передачі: відсутність ковзної передачі, точне передавальне число, стабільна передача; Широкий діапазон швидкостей; Мала початкова напруга; Вал і підшипник важко перевантажити. Однак вимоги до виготовлення та встановлення цього передавального механізму суворі, а вимоги до матеріалу ременя також вищі, тому вартість вища. Синхронна пасова передача підходить для передачі між двигуном і редуктором з високим передаточним числом.
3. Гармонічна передача
Наразі 60–70 відсотків обертових шарнірів промислових роботів приводяться в дію гармонічними передачами.
Гармонійна передача складається з трьох основних частин: жорсткої передачі, генератора гармонік і гнучкої передачі.
При роботі жорстка шестерня 6 нерухома, а всі зуби розподілені по колу, а гнучка шестерня 5 із зовнішнім зубчастим вінцем 2 обертається вздовж внутрішнього зубчастого вінця 3 жорсткої шестерні. Гнучка передача має на два зуби менше, ніж жорстка передача, тому гнучка передача повертає відповідний кут двох зубів у протилежному напрямку під час кожного оберту жорсткої передачі.
Генератор гармонік 4 має овальний профіль, і встановлена на ньому куля використовується для підтримки гнучкої шестерні, а генератор гармонік приводить гнучку шестерню в обертання і викликає пластичну деформацію. Під час повороту лише кілька зубів еліптичного кінця гнучкої шестерні входять у зачеплення з жорсткою шестернею, і тільки таким чином гнучка шестерня може вільно повертатися на певний кут відносно жорсткої шестерні. Зазвичай жорстка передача є нерухомою, генератор гармонік використовується як вхід, а гнучка передача з'єднана з вихідним валом.
Де: z1 – число зубів гнучкої шестерні; z2 – число зубців жорсткої шестерні. Якщо припустити, що жорстка шестерня має 100 зубів, а гнучка шестерня має на два зуби менше, ніж вона, коли гармонічний генератор обертається на 50 обертів, гнучка шестерня обертається на 1 оберт, так що передавальне число 1:50 може бути отримано, лише забираючи невеликий простір. Зазвичай генератор гармонік встановлюється на вхідному валу, а гнучка передача встановлюється на вихідному, щоб отримати велике передаточне число.
4, редуктор циклоїдної шпильки
Циклоїдна вертлюгова передача - це новий тип передачі, розроблений на основі голчастої маятникової передачі. У 1980-х роках Японія розробила циклоїдний редуктор трансмісії для шарнірів роботів. На рисунку 2-21 показана спрощена схема циклоїдної вертушки.
Він складається з евольвентного циліндричного механізму планетарного редуктора та циклоїдного механізму планетарного редуктора. Евольвентне планетарне колесо 6 з'єднане з колінчастим валом 5 як вхід до частини циклоїдної вертушки.
Якщо евольвентне центральне колесо 7 обертається за годинниковою стрілкою, то евольвентна планетарна передача одночасно обертається проти годинникової стрілки і приводить циклоїдне колесо в плоский рух через колінчастий вал. У цей час циклоїдне колесо стримується голчастим колесом, з яким воно зачеплено, і його вісь обертається навколо осі голкового колеса, а також обертається в протилежному напрямку, тобто за годинниковою стрілкою. Одночасно він штовхає вихідний механізм планетарної рами за годинниковою стрілкою через колінчастий вал.