齒輪鏈?zhǔn)怯蓛蓚€(gè)或兩個(gè)以上的齒輪組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。它不但可以傳遞運(yùn)動(dòng)角位移和角速度,而且可以傳遞力和力矩。 現(xiàn)以具有兩個(gè)齒輪的齒輪鏈為例,說(shuō)明其傳動(dòng)轉(zhuǎn)換關(guān)系。其中一個(gè)齒輪裝在輸入軸上,另一個(gè)齒輪裝在輸出軸上。

使用齒輪鏈機(jī)構(gòu)應(yīng)注意兩個(gè)問題。一是齒輪鏈的引入會(huì)改變系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,從而使驅(qū)動(dòng)電機(jī)的響應(yīng)時(shí)間減小,這樣伺服系統(tǒng)就更加容易控制。輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)換到驅(qū)動(dòng)電機(jī)上,等效轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí),由于齒輪間隙誤差,將會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人手臂的定位誤差增加;而且,假如不采取一些補(bǔ)救措施,齒隙誤差還會(huì)引起伺服系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。

通常， 齒輪鏈轉(zhuǎn)動(dòng)有以下幾種類型， 如圖2.73所示。 其中圓柱齒輪的傳動(dòng)效率約為90%， 因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 傳動(dòng)效率高，圓柱齒輪在機(jī)器人設(shè)計(jì)中最常見； 斜齒輪傳動(dòng)效率約為80%， 斜齒輪可以改變輸出軸方向； 錐齒輪傳動(dòng)效率約為70%， 錐齒輪可以使輸入軸與輸出軸不在同一個(gè)平面， 傳動(dòng)效率低； 蝸輪蝸桿傳動(dòng)效率約為70%，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比大， 傳動(dòng)平穩(wěn)， 可實(shí)現(xiàn)自鎖， 但傳動(dòng)效率低， 制造成本高， 需要潤(rùn)滑； 行星輪系傳動(dòng)效率約為80%，傳動(dòng)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