机械必威体育网址

标题: 一种零背隙的减速器设计 [打印本页]
作者: xmdesign    时间: 2018-4-24 13:23
标题: 一种零背隙的减速器设计
搜索了很久没有类似的设计，于是还是递交了专利申请，主要先针对轻负载机械臂方面，这个是里面的其中一种。3 q# U; u8 O7 I; X. g/ z
请多指教，谢谢！
% K" e) q3 f2 d0 W3 Q, F
作者: 黄工baba    时间: 2018-4-24 13:41
了不起7 w) p8 a5 S" U3 L6 K7 b7 y
作者: 赶羚羊    时间: 2018-4-24 13:42
一图流？
作者: 麦田守望者bj    时间: 2018-4-24 13:48
怎么做到的？
作者: xmdesign    时间: 2018-4-24 13:53
麦田守望者bj 发表于 2018-4-24 13:48" e- _2 \. ?% A' F3 p  V" W, Q' g6 N
怎么做到的？

8 [7 b& x: W. L$ i$ x2 ?- T  Y首先自己也比较谨慎，还把样机做出来打表后（蓝色部分是3D打印的壳），才敢去递交申请，毕竟零背隙的牛逼是不能够乱吹的。还有另外几个变种也一起申请了。
, e/ L, w/ R) U0 [0 o9 f4 _9 x, l, b! l" U2 ^0 L
作者: hippofox    时间: 2018-4-24 14:02
厉害了
作者: 千年独酌    时间: 2018-4-24 14:58
这个结构，可以说说关于磨损、发热和使用寿命都是如何考虑的吗？
作者: xmdesign    时间: 2018-4-24 15:32
千年独酌 发表于 2018-4-24 14:584 j3 C! l2 _! P; C6 m5 Y% w
这个结构，可以说说关于磨损、发热和使用寿命都是如何考虑的吗？
7 O2 f: m. Z7 M. w% ^2 Q' }3 L
当然还没有进行更专业的测试，所以我设定先 轻负载 用途。轻负载自然各方面指标好实现不少。3 \; l6 w1 E/ P3 p

  j" y/ ?5 C0 e: \8 v& ?5 t圆柱体选择硬质合金研磨材料，螺杆选择为耐磨铜或者耐磨尼龙。1 p7 B" j5 P" b8 N( ^. i4 Q

0 H; c5 ^& p* K# v. c7 }. }螺纹为U槽方式，当然我们得使用油脂，当磨损产生影响时，将螺杆往下稍微调节即可恢复 精度) v  g- H: J0 l* O* x
作者: 月光狼人    时间: 2018-4-24 16:00
突然觉得我好弱鸡，居然没有看懂
作者: XT52000    时间: 2018-4-24 16:21
401的上下浮动是怎么实现呢？弹簧吗？
作者: xmdesign    时间: 2018-4-24 17:00
XT52000 发表于 2018-4-24 16:21- k; K0 }( D* S- p
401的上下浮动是怎么实现呢？弹簧吗？

' v" E6 ~% |$ `  _" x0 B; b2 P' W外有凹槽 导向变直进入螺杆，其实就是这段直线进行工作，出去后是弱自由态。
" t3 B' g, E8 c7 t' p: \: t$ i又有点类似丝杠工作方式
$ G( m& B: O6 n4 k7 R. Z
作者: ww112358134711    时间: 2018-4-24 17:24
点赞，学习学习
作者: xmdesign    时间: 2018-4-24 17:28
XT52000 发表于 2018-4-24 16:21! A7 S/ p# ^5 s7 t. o' T4 [; E
401的上下浮动是怎么实现呢？弹簧吗？

' w3 O( f# M$ x& U4 F% i( h( g) D还有另外其他的变种方式更简单点，到公布期就会知道了。+ [  d2 Y" x. g5 l0 A6 h7 N
作者: 老袁2007    时间: 2018-4-25 10:18
感觉类似滚珠丝杆原理，具体内部结构没看懂，401是在凹槽中滚动的吗？
作者: 集成机甲    时间: 2018-4-25 11:30
401是圆柱？
作者: 申ss    时间: 2018-4-25 11:49
磨擦传动特性
作者: xmdesign    时间: 2018-4-25 12:20
老袁2007 发表于 2018-4-25 10:187 w2 H0 @% M9 P. z0 v7 w
感觉类似滚珠丝杆原理，具体内部结构没看懂，401是在凹槽中滚动的吗？

6 q6 H' n' b: @- c, m6 h9 P凹槽只是导向，从而形成类似滚珠丝杠的工作原理，直推的旋转导角比较关键，选择螺杆为耐磨铜，有考虑为可修复精度以及可更换件，这样使用寿命就自然加长了许多。6 N! u" A7 C" I" M2 q8 X% T* N

8 `6 M* g, Z( {2 a
作者: d6821055    时间: 2018-4-25 20:35
强势围观一下
作者: rrain99    时间: 2018-4-26 10:35
这不就是涡轮减速机吗
作者: xmdesign    时间: 2018-4-26 11:51
rrain99 发表于 2018-4-26 10:359 x* Z* y4 ?$ \' m# Y( _  \( D
这不就是涡轮减速机吗
5 K* t4 D  U3 S$ F+ e: q: N) ~
嗯，省去了涡轮的磨齿工艺，类似多导程的，而双向渐开实现消回差比较方便。
4 K# x  E5 ~/ t5 A+ x2 Z- N/ O
作者: 水水5    时间: 2018-4-26 12:03
楼主的设计很好，提两个个问题：% {; G3 X! [# |7 h$ M; C  W
回转误差，或者说分度精度，是靠条形孔的位置精度保证。0 f5 S& x( Q9 f1 W1 O# l
条形孔这个，在批量生产时，不好保证位置精度。，所以，我觉得分度误差可能比较大。
+ i4 z. \  [+ F% n7 |7 [: f) _零背隙是可以的，但是主动轮与销轴之间是滑动摩擦，可能机械效率比较低。
作者: xmdesign    时间: 2018-4-26 12:35
本帖最后由 xmdesign 于 2018-4-26 13:03 编辑 / n% y6 f7 n% @4 k8 Y3 v
水水5 发表于 2018-4-26 12:03* S( r; F# R0 X: M+ E, T
楼主的设计很好，提两个个问题：" I- V4 d! i" ?" i
回转误差，或者说分度精度，是靠条形孔的位置精度保证。# U4 m8 f/ o" h- D* S* X, D6 Z
条形孔这个，在 ...

1 a& w0 M! _1 b: i) P- f1 T传动类型与效率:自锁蜗杆(0.40,0.45)单头蜗杆(0.70,0.75)双头蜗杆(0.75,0.82)四头蜗杆(0.82,0.92)六头蜗杆（最高可以到0.95）
7 z; o& T6 D6 S# ]
4 F% k3 V1 U0 b& z1 M有另外的一个是没有用条形孔的，螺纹就类似包络，直径大点的减速器，可以做到比较多导程的接触点面。
0 ?; y5 X5 H5 b5 T
  Q9 U7 }2 @% L/ W5 Q! V0 I' z3 ^7 L, y& g' d/ t
. }+ q  i* w7 x/ l
作者: 李迎398048991    时间: 2018-4-26 13:05
我认为这种方式的初始精度应该还行，但是使用中精度丧失应该很快，没有自动补偿的方式导致在是用中精度丧失很快，滚珠和滑动槽之间的间隙是天然无法消除的，使用中滚柱会在与滑动槽相对固定的地方摩擦，导致背隙加大，建议增加间隙的自动补偿方案，对滑动槽的间隙进行自动补偿
作者: xmdesign    时间: 2018-4-26 15:29
李迎398048991 发表于 2018-4-26 13:05* g! p9 o9 [8 a& ]7 ?, I
我认为这种方式的初始精度应该还行，但是使用中精度丧失应该很快，没有自动补偿的方式导致在是用中精度丧失 ...

2 {- d5 u5 s0 J$ Y0 p谢谢！你的建议非常正确。- e  G" C+ C" w

& i# k7 s% Z" |- j. d我们从其他减速器来一起分析：
4 b! `* L, t9 Y& i1、即使谐波减速器有些厂家的传动效率比在0.8以下，这些跟加工的精度、光洁度等也比较大的关系，说明其精度损耗会比较快，自然有发生使用段时间后，就会问题发生。
1 D/ c# z1 B) H1 |. i/ V& f9 n$ W2 J: l; p
2、RV减速器是需要定期换油的，不然里面磨损的铁粉会越来越多，然后恶循环情况下加速磨损。. G+ @( g6 c+ {  N& r5 i& n
3、构成一个完整的减速器，零部件越多，其中一个部件出现问题，相互之间的影响问题必然也越多或者越大。' f& M/ x; ?; u, d3 B
4、超负载情况下，破坏情况更加明细。5 L  l" H; e' ~0 u

4 [/ }0 ~5 n' a6 E我的是需要考虑几点来面对问题：
4 C1 I! C$ X4 L/ I: W1、增加导程的头数，将受力点分布分散，减少单点所受的摩擦力。
( f9 H: L( x3 ?: z* o4 R2、圆柱的精度和光洁度方面，研磨成本相对比较低，螺杆的耐磨材料选择范围还是比较广。; i1 i3 w8 W* e+ w- w4 @
3、设计时已经考虑你建议的“精度可恢复”，也还有具备其他方面的自适应机制。$ J: A) Y5 E$ s# t0 O
4、从上面几点来设计延长使用寿命，补充螺杆为可方便更换的耗材。
( `/ x8 v# r. U* l
作者: 激流中的坚冰    时间: 2018-4-26 17:43
这种应该是弱自由度的啮合方式，做过受力分析吗？会不会形成在某种情况下，啮合力会使滚柱发生位移，导致虚啮合？
作者: xmdesign    时间: 2018-4-26 18:36
激流中的坚冰 发表于 2018-4-26 17:439 _8 A& b0 K; F2 d0 O
这种应该是弱自由度的啮合方式，做过受力分析吗？会不会形成在某种情况下，啮合力会使滚柱发生位移，导致虚 ...
" t0 m2 a3 N% S. ]
确实还有许多细节需要考虑和补充。。。
& Q9 M0 I/ k+ s; i7 C. \5 b啮合度方面这个设计的好处是，刚加工出来后，先超负载运行一定时间，进行“磨合”适配，然后调整为设定负载内去正常工作。
- a, L# U( m+ l9 t
作者: hdxpxp    时间: 2018-4-26 19:50
不知道转速能到多高？噪声呢？
作者: 悠悠猫    时间: 2018-4-26 20:26
谢谢; o9 U% J% q- C- M) k) `
作者: xmdesign    时间: 2018-4-26 21:40
hdxpxp 发表于 2018-4-26 19:50
( Q! Y: A  F" n7 d' y; A# [1 ?! j不知道转速能到多高？噪声呢？

. I' `' g" W4 HDEMO的手感非常丝滑：）0 ?3 d7 y5 f+ x+ [
我主要针对轻负载机械臂来构思这个减速器，按每秒120度。。。/ B8 u( f5 {* ]
减速比36的话~每秒输入需要实现12转，也就是每分钟720转，当然还有加减速因素。。。
0 u9 H: q6 e  m: y) ?. A先参考传统涡轮蜗杆1500转的标准，实际情况我还得多实际测试为准。' P" `9 r: t* O! U2 `: |- l
6 J* S8 W: S! O7 @# M, K2 s
动压油膜方面的指标，也会影响到输入的最大转速等方面。
) c; v- Q, t" y! z4 J) f  q1 d
作者: 工艺林    时间: 2018-4-27 08:14
楼主能演示一下运动动画吗？
作者: xmdesign    时间: 2018-4-27 09:28
工艺林 发表于 2018-4-27 08:14- r- o* m  J. A4 i
楼主能演示一下运动动画吗？
7 K3 i* H3 m* E: x! R5 s
不好意思，我极少去做动画演示，主要一般都是刚开始验证阶段，先自己3D打印出来做实样，容易发现问题，然后才是去CNC。8 o" P5 |7 Y! P0 T: U; s4 y) y
' E) n+ @! u% D9 ^$ z
作者: 机械萌萌小石头    时间: 2018-4-27 16:55
厉害了
作者: 外圆车刀    时间: 2018-5-7 20:24
我们也在搞蜗轮蜗杆机械臂，背隙不好调，调太小电机易过载，速度上不去
作者: xmdesign    时间: 2018-5-7 21:13
外圆车刀 发表于 2018-5-7 20:24% O2 I. ~& x/ i1 Q
我们也在搞蜗轮蜗杆机械臂，背隙不好调，调太小电机易过载，速度上不去
; J) L& \6 {# B2 G5 o
普通的还是双导程的？精密双导程现在的也不便宜啊！
! K4 r$ {0 S/ r2 \
作者: 外圆车刀    时间: 2018-5-7 21:19
xmdesign 发表于 2018-5-7 21:139 ~9 C7 U$ U( i
普通的还是双导程的？精密双导程现在的也不便宜啊！
( E4 C' W( s4 Z; Z! C3 {9 r
我们还是普通的蜗杆    造了2台样机了
4 H* V- I2 x; x& {4 J! v( O我们主要是从调间隙结构方面入手，一台运行了半年，还有一台这星期开始调系统，
* F- b2 _+ |8 g% n5 P臂长水平伸展达1.5米，那时候为了有特色，参考松下的焊接机器人臂长加长了，结果1轴背隙不好调，6轴末端放大量有个0.7，后面还要想办法
  G1 G% v; g, w; W
作者: xmdesign    时间: 2018-5-7 21:28
外圆车刀 发表于 2018-5-7 21:19% v$ h' M# p6 \; g+ Y$ z
我们还是普通的蜗杆    造了2台样机了 + I* {: T+ A- Q+ s' S+ X
我们主要是从调间隙结构方面入手，一台运行了半年，还有一台这星 ...
  E1 A9 V" ~$ {* b$ ^

- r3 D# g6 \1 V* ~: T
得精密双导程效果会好不少，国产货大概4K起一个。
3 ^% X0 A5 J$ G; B6 h
我的这个设计保底是助力外骨骼比较好用，这阵在设计轻负载机械臂的应用。
! @3 b5 d2 [8 k% E1 |
2 h3 G! h  o( \: E- h4 K5 j
作者: 外圆车刀    时间: 2018-5-7 21:38
xmdesign 发表于 2018-5-7 21:28
7 d' z8 Y  r# d7 p  C得精密双导程效果会好不少，国产货大概4K起一个。
% r8 _6 ]2 a2 [$ Y3 z. @+ T我的这个设计保底是助力外骨骼比较好用，这阵在设计 ...

3 V# U3 Y+ O- }& O( v1 w. q我们这次都是钢件跟铸铁件，开铝模开不起，现在1轴要带动的重量大概是300斤，可以用手拨动蜗杆头部的带轮，2轴要带动起码150斤+ A" h& V5 B3 _9 V8 Y
作者: xmdesign    时间: 2018-5-7 22:42
外圆车刀 发表于 2018-5-7 21:38
! u6 x" F3 K5 v: y我们这次都是钢件跟铸铁件，开铝模开不起，现在1轴要带动的重量大概是300斤，可以用手拨动蜗杆头部的带轮 ...
) T, [. |# J) m5 D& a2 Y7 r
排除自身本体重量，真正的执行负载需要多大？  O6 l/ D7 p; q9 Z  v
作者: 外圆车刀    时间: 2018-5-8 05:51
xmdesign 发表于 2018-5-7 22:42; T+ C3 a1 t5 o& K  m
排除自身本体重量，真正的执行负载需要多大？
! G- l8 |+ [1 G& b) `* G
在第六轴不改动结构，带动30斤，这个主要是焊接用
作者: xmdesign    时间: 2018-5-8 11:09
外圆车刀 发表于 2018-5-8 05:51
. t  I5 Q$ A$ c& b0 v在第六轴不改动结构，带动30斤，这个主要是焊接用

: Q9 m8 G1 |# k0 G9 y1 y我设计的圆柱上再套轴承的话，在重负载条件下可能有点优势，我还没条件测试。
4 T9 o' F& u; T; |, ]3 }0 T+ I2 M- S
作者: 外圆车刀    时间: 2018-5-8 11:26
xmdesign 发表于 2018-5-8 11:09
0 C- ~" h. O' }' U0 [我设计的圆柱上再套轴承的话，在重负载条件下可能有点优势，我还没条件测试。
+ F8 n: i1 e7 g; V
师傅你的专利什么时候可以公开介绍，到时候发下连接我们也学习下。还可以供货给我们
作者: xmdesign    时间: 2018-5-8 19:31
外圆车刀 发表于 2018-5-8 11:26
- ~& \/ x+ W* Q0 r: \/ U师傅你的专利什么时候可以公开介绍，到时候发下连接我们也学习下。还可以供货给我们
$ |" R, X' J; N/ j; h$ h
谢谢！我现在就一个人自己在设计开发等，轻负载机械臂会走前面。2 y( Q8 r7 ]3 H' U
作者: 外圆车刀    时间: 2018-5-9 07:36
xmdesign 发表于 2018-5-8 19:31
" q5 b+ I+ e1 e谢谢！我现在就一个人自己在设计开发等，轻负载机械臂会走前面。

7 Q' o! ^3 S: X' r, u+ o/ A昨天我我们系统初调试，效果还可以% K; b; W! z7 D
作者: hubeixulei    时间: 2018-5-9 14:01
看一看  学一下
作者: Lsw_dVz2Z    时间: 2018-5-10 18:56
留个脚印
作者: Simple_Life    时间: 2018-5-11 08:17
机械手一轴会用到这样的方式，几十年前就有401可能不一样
作者: xmdesign    时间: 2018-5-11 11:32
Simple_Life 发表于 2018-5-11 08:178 [3 G2 p5 U5 h* j8 X' Y/ X
机械手一轴会用到这样的方式，几十年前就有401可能不一样
4 {+ P% Y8 d1 P# j: d
嗯，可能比较不同点的是404，毕竟减速器太多人去研究了，所以出现重复的情况概率比较高。
! R& o4 G% U" d  V
作者: xmdesign    时间: 2018-6-3 09:37
外圆车刀 发表于 2018-5-9 07:36
5 i3 \) Q- Q+ X9 f# N昨天我我们系统初调试，效果还可以

2 G) V( D" L6 p* p1 e一起加油！！3 Z' ^; H& t, }: [- v7 u6 F
我正在制作轻负载的机械臂，进展还顺利，大臂测试了比较理想，我设计的是串联&平行关节共主要结构的方式，到时换“底盘”就可以了。$ X; S. `: |9 s3 h. M  t
+ a' P; k7 d( P+ X4 W$ t
等DEMO测试好后，到时上视频上来。* b. O% \3 ~+ t" c& ^- m8 Q
作者: 外圆车刀    时间: 2018-6-3 13:52
xmdesign 发表于 2018-6-3 09:37
% s+ R9 G, s  `3 c一起加油！！
1 W4 i; F) _. \/ ]5 C我正在制作轻负载的机械臂，进展还顺利，大臂测试了比较理想，我设计的是串联&平 ...
3 W6 j$ C' d1 B# ^; w. p
师傅请教一下润滑油用哪种，我们第一次的稍微有点稀，运行起来有几个点会出现抖动，后来换成比较粘稠的，抖动消失了，但在冬天冷机启动比较卡，需要预热
作者: xmdesign    时间: 2018-6-3 22:10
外圆车刀 发表于 2018-6-3 13:52
7 [4 Z( q6 E* P& q$ L师傅请教一下润滑油用哪种，我们第一次的稍微有点稀，运行起来有几个点会出现抖动，后来换成比较粘稠的， ...
, f1 Z7 Z) R* A6 O0 j+ c# Z
轻负载我基本采用免油方式，抖动一是采用消抖曲线，二是减速比方面也有点影响。
: ?* j6 ?  L) @0 {9 V5 q/ {; f
作者: 一笑而_sfxOl    时间: 2018-6-14 16:04
这个设计做不到零背隙：销轴在一个径向导槽内滑动，为了与蜗杆啮合，还得使几个处于啮合状态的销轴在同一平面上，那么相邻销轴的距离是变化的，而蜗杆的螺距是固定的，带出来两个问题：一是此减速器的瞬时减速比是变化的，二是有较大尺寸误差时只能有一个销轴处于啮合状态，加工精度高时可能自锁转不动，更谈不上零背隙了！
作者: xmdesign    时间: 2018-6-14 17:20
本帖最后由 xmdesign 于 2018-6-14 17:22 编辑 ! }5 k& o+ g- s8 Z7 W
一笑而_sfxOl 发表于 2018-6-14 16:04$ R  U! f  t$ m  ^5 s; A) I" C# P
这个设计做不到零背隙：销轴在一个径向导槽内滑动，为了与蜗杆啮合，还得使几个处于啮合状态的销轴在同一平 ...

- p& d- u4 w" Y$ z* f0 p1 n6 X- a蜗杆的螺距双向渐开的，你说的担心我构思时也担心，所以先制作出来后验证后才去申请专利的。2 t9 C& M' {, k+ h# G) `, W
作者: 一笑而_sfxOl    时间: 2018-6-15 10:44
蜗杆的螺距是渐变的，在实际生产中怎样精确控制。蜗杆与销轴是纯滑动，效率不会高。为了传动比适当高点，则销轴不会很粗，会有受力变形，所以功率也不会很高。
作者: xmdesign    时间: 2018-6-15 11:27
一笑而_sfxOl 发表于 2018-6-15 10:44* H; ]. m) m7 @2 O* ~
蜗杆的螺距是渐变的，在实际生产中怎样精确控制。蜗杆与销轴是纯滑动，效率不会高。为了传动比适当高点，则 ...
: B+ b' o+ D4 r
这个方式只是专利里的其中一种应用，最后实施会是圆销被固定的，然后螺距是双向渐缩，螺纹的制作加工方式，到时专利公告时里面有方法和计算方式。" ]  l" P' w  s+ ~9 G2 t

7 E/ J4 ]; q$ T: c4 C3 k2 f
作者: 化石desmond    时间: 2018-6-20 23:33
弧面分度曲线的变异？？
作者: 无锡法斯顿    时间: 2018-6-21 08:30
厉害了
作者: 无锡法斯顿    时间: 2018-6-21 08:32
怎么做到的啊
作者: xmdesign    时间: 2018-6-21 09:35
化石desmond 发表于 2018-6-20 23:33, R* R7 a+ r( w: ~  J+ H
弧面分度曲线的变异？？
) C* B3 C5 o# \/ Q
二次包络&滚珠丝杠的结合物，有比较有趣的方式见图（4月初做的DEMO，现在换材料和完善生产工艺中）：圆柱是同时跨螺纹的左右两面，当是V型时。。。  ^6 R7 }2 l9 l; K* y# Q3 Q# m

$ j% ^: X0 j1 z5 L1 ~8 |
作者: threetigher    时间: 2018-7-9 00:21
赞一个！我好像有看到一家日本公司也在推类似的蜗轮蜗杆的减速机，用轴承代替普通蜗杆。6 X' ^/ l  X7 e6 K/ U, M; e/ X

, J: Z- Z( L; O2 z: _lz可以检索一下
作者: xmdesign    时间: 2018-7-9 10:11
threetigher 发表于 2018-7-9 00:21
/ j- D; n% {" n1 M4 s8 e赞一个！我好像有看到一家日本公司也在推类似的蜗轮蜗杆的减速机，用轴承代替普通蜗杆。7 y' Q; a+ S- C& F

; I0 _7 i% q6 r, x  R% Nlz可以检索一下

8 p1 l5 }3 w' d5 _1 z1 G我只是个人工作室，然后尝试不磨齿的探索，你看看是否如图这样的
1 O0 B# |2 E* b! W$ R1 r: O" Y
作者: threetigher    时间: 2018-7-9 14:34
xmdesign 发表于 2018-7-9 10:11* N" J3 e! w; v( T6 P' g# Z
我只是个人工作室，然后尝试不磨齿的探索，你看看是否如图这样的

! t3 L1 H9 w; X# N, ?% R应该是这家吧。
) m  v$ ?# z# s$ e( v! E1 B% _+ @5 t( @( ~
咱和小本子相比，有何优势？
2 O! r; q2 \7 }$ _) X6 p; Q- m
作者: xmdesign    时间: 2018-7-9 16:30
threetigher 发表于 2018-7-9 14:34+ h& ]! w3 t5 A
应该是这家吧。5 I" b% H, x% _5 ^

* k* F# R: Y1 O( D" Y% S8 R5 O. e咱和小本子相比，有何优势？

5 u! u) _2 O0 H他们的是二次包络，我设计的方式滚柱直接采用轴承圆柱，螺杆更容易加工，并且磨损后可调节恢复精度。
: J" u% h. w. t. |2 [



欢迎光临 机械必威体育网址 (//www.szfco.com/) Powered by Discuz! X3.4