什么是齒隙和空轉(zhuǎn)?

教教我吧!馬姐
教教我吧!馬姐
  • 達(dá)弟

    近年來人工成本高漲,「以機(jī)器人取代人工作業(yè)」的需求逐漸提高了呢。

  • 馬姐

    是啊。除了購買符合必要作業(yè)、動作的機(jī)器人之外,也經(jīng)常聽到想要自行組裝特定用途的機(jī)器人。

  • 達(dá)弟

    老實(shí)說,使用自行組裝機(jī)器人的客戶正在煩惱「有時無法正確定位」的問題。
    雖然有使用減速機(jī)電動機(jī)了…。

  • 馬姐

    會不會是機(jī)構(gòu)上有問題?減速機(jī)精度也有可能是原因之一。達(dá)弟,還記得齒隙是什么嗎?

  • 達(dá)弟

    我沒有信心能好好說明。

  • 馬姐

    來,我們一起復(fù)習(xí)一下。說不定能找到解決客戶問題的線索。

  • 達(dá)弟

    拜托了!

  • 馬姐

    齒隙是指「齒輪與齒輪間在設(shè)計(jì)上保留的縫隙」。

  • 達(dá)弟

    縫隙聽起來好像有點(diǎn)瑕疵,這是有必要的嗎?

  • 馬姐

    縫隙是必要的喔。如果齒輪與齒輪之間沒有縫隙,組裝時彼此是互相緊密推壓的狀態(tài),則會因負(fù)載過高而無法轉(zhuǎn)動。

  • 達(dá)弟

    所以才有必要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)目p隙啊。

  • 馬姐

    若是只往單一方向運(yùn)行,相同的齒輪與齒輪會持續(xù)接觸,縫隙就不會造成問題。但是,像機(jī)器人這樣往復(fù)運(yùn)行時,齒輪及齒輪間的縫隙,會導(dǎo)致無法完全到達(dá)目標(biāo)位置。

    圖1 齒隙與運(yùn)動傳遞的偏差
    圖1 齒隙與運(yùn)動傳遞的偏差
  • 達(dá)弟

    原來如此。但是減速機(jī)的縫隙對設(shè)備整體來說應(yīng)該微不足道吧。會怎樣影響機(jī)器人呢?

  • 馬姐

    你看一下圖2。
    看得出來電動機(jī)附近及機(jī)械手臂的前端差距很大吧。

    圖2 齒隙與機(jī)器人前端的差距
    圖2 齒隙與機(jī)器人前端的差距
  • 達(dá)弟

    真的呢。這是相似三角形的原理!

  • 馬姐

    應(yīng)該可以理解齒隙對機(jī)器人前端的差距有很大的影響了吧。
    特別是機(jī)器人對精度的要求很高,因此減速機(jī)齒輪大多會使用加上斜度,或2個齒輪由雙方向互夾的特殊機(jī)構(gòu),盡可能將縫隙縮減到極限的產(chǎn)品(小齒隙),或者使用齒輪形狀本身設(shè)計(jì)為組裝后無縫隙的產(chǎn)品(無齒隙)。詳情可以查看 這里 。

  • 達(dá)弟

    好的!看來可以用這個去提案了。

  • 馬姐

    等一下。針對這次的問題,我想也需要再復(fù)習(xí)一下空轉(zhuǎn)。

  • 達(dá)弟

    空轉(zhuǎn)嗎?

  • 馬姐

    這是指使用設(shè)備測量出的「從正轉(zhuǎn)方向和逆轉(zhuǎn)方向定位到某個位置時的最大差」的數(shù)值。JIS規(guī)格有規(guī)定,你去查查看。

  • 達(dá)弟

    明明設(shè)計(jì)了齒隙,但又用設(shè)備來測量空轉(zhuǎn)?

  • 馬姐

    這是因?yàn)樵O(shè)備就如同此次的機(jī)器人一樣,是由各種機(jī)械要素所構(gòu)成的。必須考慮所有要素的影響才行。

    圖3 空轉(zhuǎn)示意圖
    圖3 空轉(zhuǎn)示意圖
  • 達(dá)弟

    原來如此。所以,測量空轉(zhuǎn)是有必要的。

  • 馬姐

    為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的精確定位,不僅需要檢查電動機(jī),還需要檢查每個部件的精度。

  • 達(dá)弟

    沒錯。為了盡量減少影響,建議選擇減速機(jī)時盡可能選擇齒隙小的產(chǎn)品!

  • 馬姐

    這就對了。加油!

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