工业机器人机械装调与电气控制 习题及答案 ch01 工业机器人基础知识

单元1工业机器人基础知识简答题1.日常生活中有哪些常见的带传动?平带传动、V带传动。

2.同步带运用了哪种传动原理?同步带传动和平带传动相比有何优点?同步带传动和齿轮传动相比有什么优点?

同步带传动是一根内周表设有间形行带及具有应合的轮所组成，它通过传动带内表面上等距分布的横向齿与带轮上的相应齿槽的啮合来传递运动。同步带传动综合了带传动、链传动和齿轮传动的优点。在传动过程中，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。与摩擦型带传动比较，同步带传动的带轮和传动带之间没有相对滑动，能够保证严格的传动比;但同步带传动对中心距及其尺寸稳定性要求较高。

3.相比带传动，链传动有什么优点?

优良的传动特点，使链传动应用在多种场合:与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比;需要的张紧力小，作用于轴的压力也小，可减少轴承的季探损失，结构紧凑，能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作，与齿轮传动相比链传动的制造和安装精度要求较低;中心距较大时其传动结构简单，瞬时链速和瞬时传动比不是常数，因此传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。

4.齿轮传动的特点?标准齿轮有哪些参数?一对标准直齿轮正确合的条件是什么?

齿轮传动是机械传动中应用最广的一种传动形式，利用两个齿轮轮齿之间的啮合来实现运动和动力的传输。齿轮传动的传动比准确、效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长。目前齿轮传动的技术指标已经可以达到:圆周速度v=300m/s，转速n=15r/min，传递的功率P=105kw，模数m-0.004-100mm，直径d=l-152.3mm。齿轮传动应用广泛、类型众多，按照啮合齿轮间轴线的空间关系，大致可以分为齿轮轴轴线相交和齿轮轴轴线平行两种空间分布方式常见齿轮轴轴线相交的齿轮类型主要有:圆柱齿轮传动，一般单级传动的传动比可达到8，最高可达20，传递功率可达到10X10W，圆周速度可达300ms，单级效率为96%~99%。常见圆柱齿轮如图1-12所示。直齿轮传动适用于中低速传动;斜齿轮传动平稳，适用于中高速传动;人字齿轮适用于大功率和大转矩的传动。圆柱齿轮传动的啮合形式主要有两种:外合齿轮传动，由两个外齿轮相晒合，两啮合齿轮的转向相反:内啮合齿轮传动，由一个内齿轮和一个半径较小的外齿轮相啮合，两个啮合齿轮的转向相同。

5.螺旋传动中的丝杆与螺母和紧固件中螺栓螺母的区别？

螺旋传动机构由螺杆和螺母构成，能将旋转运动转变为直线运动，当螺旋升角大于螺杆的摩擦角时，也可将直线运动转变为旋转运动，若螺旋升角小于螺杆的摩擦角时，则机构具有自锁功能。螺旋传动按螺杆和螺母之间的摩擦状态，可以分为滑动螺旋传动、滚动螺旋传动、滚滑螺旋传动以及液压螺旋传动四种。中学课本中介绍的螺旋测微仪里面的传动机构就是一种典型的螺旋传动机构，车床工作台的移动所使用的丝杠螺母传动也属于螺旋传动方式。

6.和齿轮传动相比，蜗轮蜗杆传动有何特点?

1.可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑。2.轮杆合面间为线接，其承能力大大高于交错轴斜齿轮机构。3.蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪声小。4.具有自锁性。当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。如在其重型机械中使用的自锁蜗杆机构，其反向自锁性可起安全保护作用。5.传动效率较低，磨损较严重。蜗轮蜗杆合传动时，一方面，因为啮合轮齿间的相对滑动速度大，故摩擦损耗大、效率低:另一方面，相对滑动速度大使齿面磨损严重、发热严重，为了散热和减小磨损，常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置，因而成本较高。6.蜗杆轴向力较大。

7.简述流体介质传动系统的组成。

动力元件——将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。包括液压泵、空压机。执行元件——将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械能。包括液压气动缸和液压气动马达。控制元件——对系统中流体的压力、流量或流动方向进行控制或调节。包括压力阀、流量阀和方向阀等。辅助元件——流体传动系统中的各种辅助装置。如油箱、过滤器、油雾器等。

8.简述液压传动和气压传动的区别。

气压传动和液压传动的工作原理和基本回路是相同的,但介质不同,气压传动采用的介质是空气,液压传动采用的介质是液压油.因此,气压传动和液压传动在性质上存在一定差别。

比较项目气压传动液压传动

负载变化对传动的影响影响较大影响较小润滑方式需设置润滑装置介质为液压油,可直接润滑,不需要设置速度反应速度反应较快速度反应较慢系统结构结构简单,制造方便结构复杂,制造相对较难产生的总推力具有中等推力能产生大推力维护维护简单维护复杂,排除故障困难噪声大小

9.汽缸能够实现的动作有哪些?

空压汽缸的大小与速度没关系,汽缸大小与你要推动的物品重量有关汽压缸的动作是用电磁阀调节阀，三点组合和空压管速度是用调节阀在控制,因为汽缸的进出视空气的量大小而决定,这调节阀就是装置在汽缸上头两旁的东西,一头跟汽缸进气孔连接,一头是跟空压管连线,另一个是可以转动调整空气的进入大小,就是它在控制速度。

10.气爪的夹持力和什么有关?

在对夹爪气缸进行选型时，不同的型号，夹持力不同，这个时候，我们就要根据工件进行计算气爪的夹持力。1.根据工件大小、形状、质量以及使用目的选择平行开闭型或支点开闭型；2.根据工件大小、形状、外伸量、使用环境和目的选择手指气缸的系列；3.根据气爪夹持力大小、夹持点距离、外伸量及行程，选择气爪的尺寸；4.根据计算夹持力、搬运工件时的速度、距离、冲击力等；夹持点距离的确认，必须小于允许外伸量。11.减速器的级数增加后对减速器性能有什么影响?

首先，伺服行星减速机的级数决定了其传动比。级数越多，传动比越大，可以提供更高的减速效果。这对于需要大扭矩输出的应用非常重要。其次，级数还影响了减速机的效率和输出平滑度。随着级数的增加，每个级别的齿轮传动会引入更多的摩擦和传动损耗，导致整体效率降低。然而，增加级数也可以减小每级齿轮的尺寸，使得输出转矩更加平滑。此外，级数还决定了减速机的体积和重量。通常情况下，级数越多，减速机的尺寸和重量越大。因此，在选择减速机时需要权衡减速比、体积和重量之间的关系，以满足具体应用的需求。

12.润滑油的密封方式有哪些?

根据密封对象是否运动,分为固定密封和运动密封;根据是否采用密封材料充填,又可分非接触密封和接触密封。(1)固定密封如:机壳端盖上的密封、油管接头中的密封。分别采用有石棉密封垫和橡胶密封圈等。(2)运动密封如:穿过机壳的轴与机壳间的密封。通常采用橡胶密封圈等。

13.简述齿轮减速器的减速范围。1、高速轴转不大于1500转/分。2、齿轮传动圆周速度不大于20米/秒。工作环境温度为-40-45℃，如果低于0℃，启动前润滑油应预热至0℃以上，齿轮减速机可用于正反两个方向运转。14.和齿轮减速器相比，蜗轮蜗杆减速器有哪些优点?

单级减速机就能得到很大的传动比（一般为5~100）、结构紧凑、传动平稳、噪音较小、大速比可以实现自锁性能等。小单级+大单级减速机连接使用，可增大总速比、增大扭矩等优点。应用范围可更进一步增大、制造成本相对低。15.行星减速器减速比计算的步骤有哪些?

一、减速比计算公式：

公式:n1/n2=i。

1.定义计算方法：减速比=输入速度÷输出速度，连接的输入速度与输出速度之比，如果输入速度为1500r/min，输出速度为25r/min，则其减速比为：i=60:1。

2.齿轮系计算方法：减速比=从动齿轮齿数÷主动齿数（如果多级齿轮减速，则将一对齿轮组的从动齿数÷所有相啮合的主动齿数，然后将结果乘以）。

二、传动比计算公式：

行星减速箱：一级：i=(内齿轮齿数/太阳齿数)+1。

多级：i=i1*i2*i。

16.谐波减速器柔轮输出与刚轮输出，减速比有无变化?

工作时，固定刚轮，由电机带动波发生器转动，柔轮作为从动轮，输出运动，带动负载运动。在传动过程中，波发生器转一周，柔轮上某点变形的循环次数称为波数，以表示。常用的是双波和三波两种，双波传动的柔轮应力较小，结构比较简单，易于获得大的传动比，故双波传动为目前应用最广的一种。一般，双波传动的柔轮的齿数比刚轮的齿数少两个齿。随着波发生器的转动，柔轮与刚轮的齿依次啮合，从转过相同齿数的中心角来说，柔轮比刚轮大，于是柔轮相对于刚轮沿着波发生器的反方向做微小的转动。例如，齿数为100的刚轮与齿数为98的柔轮组合，每一周会产生2/100的转动差，从而得到大的减速比。

17.谐波减速器输入轴有哪几种类型，分别如何同电机连接?

齿轮减速机里的四大系列：R系列，K系列，F系列，S系列是最常用的四种齿轮减速机。应用时间长，使用范围广泛，在减速机行业有着举足轻重的地位。下面小编为大家讲解一下四大系列减速机与电机的连接方式：一般来说，客户采购四大系列减速机，会连着电机一起采购。这时候安排生产，一般会用电机与减速机直联的方式。减速机接口为标准接口，电机的接口按减速机标准做成非标尺寸（标准电机尺寸无法与减速机直联），然后直联，组装。另外一种，就是电机不变，配个电机法兰，与减速机相连接。这种情况一般是客户有特殊要求，订做非标时用得上。建议，能做直联的就直联，相比来说直联的比用法兰连接的要稳固些。18.简述谐波减速器的减速范围。

单级谐波减速器的传动速比范围从70到320,有的装置可以达到1000,多级传动速比可以达到30000以上。

19.谐波减速器的缺点有哪些?

1.柔轮周期性地发生变形，因而产生交变应力，使之易于产生疲劳破坏。2.转动惯量和启动力矩大，不宜用于小功率的跟踪传动。3.不能用于传动比小于35的场合。4.采用滚子波发生器(自由变形波)的谐波传动，其瞬时传动比不是常数。5.散热条件差。6.扭转刚度不足，限制其只能应用在小负载或者对机器人精度要求不高的场合。

20.简述RV减速器的减速范围。

基本型5～5500,三级以上组合型可达到32625。

21.RV减速器和谐波减速器相比有何优点?

RV减速机与谐波减速机相比具有更高的疲劳强度、刚度和寿命，谐波减速机的缺点还包括，随着使用时间增长，运动精度会降低，跟谐波减速机重量轻体积小的的优点相反，RV减速机的缺点是其重量重，外形尺寸较大。两者均为少齿差啮合，不同的是谐波中的一种关键齿轮具有柔性，需要反复高速变形，因而较为脆弱，所以谐波减速机的承载能力和使用寿命与RV减速机相比，承载能力低，寿命短。22.RV减速器的减速级数有几种?分别属于何种传动?

RV传动是新兴起的一种传动，它是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的，不仅克服了一般针摆传动的缺点，而且因为具有体积小、重量轻、\t"/item/RV%E5%87%8F%E9%80%9F%E5%99%A8/_blank"传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列优点。日益受到国内外的广泛关注。RV减速器是由摆线针轮和行星支架组成以其体积小，抗\t"/item/RV%E5%87%8F%E9%80%9F%E5%99%A8/_blank"冲击力强，扭矩大，定位精度高，振动小，减速\t"/item/RV%E5%87%8F%E9%80%9F%E5%99%A8/_blank"比大等诸多优点被广泛应用于工业机器人，机床，医疗检测设备，\t"/item/RV%E5%87%8F%E9%80%9F%E5%99%A8/_blank"卫星接收系统等领域。它较机器人中常用的\t"/item/RV%E5%87%8F%E9%80%9F%E5%99%A8/_blank"谐波传动具有高得多的\t"/item/RV%E5%87%8F%E9%80%9F%E5%99%A8/_blank"疲劳强度、刚度和寿命，而且回差精度稳定，不像谐波传动那样随着使用时间增长运动精度就会显著降低，故世界上许多国家高精度机器人传动多采用RV减速器。

RV-E型\t"/item/RV%E5%87%8F%E9%80%9F%E5%99%A8/_blank"减速机是2级减速型。第1减速部…\t"/item/RV%E5%87%8F%E9%80%9F%E5%99%A8/_blank"正齿轮减速机构输入轴的旋转从输入齿轮传递到\t"/item/RV%E5%87%8F%E9%80%9F%E5%99%A8/_blank"直齿轮，按\t"/item/RV%E5%87%8F%E9%80%9F%E5%99%A8/_blank"齿数比进行减速。这是第一减速部。第2减速部…\t"/item/RV%E5%87%8F%E9%80%9F%E5%99%A8/_blank"差动齿轮减速机构直齿轮与曲柄轴相连接，变为第二减速部的输入。在曲柄轴的偏心部分，通过\t"/item/RV%E5%87%8F%E9%80%9F%E5%99%A8/_blank"滚动轴承安装RV齿轮。另外，在外壳内侧仅比RV齿轮数多一个的针齿，以同等的\t"/item/RV%E5%87%8F%E9%80%9F%E5%99%A8/_blank"齿距排列。如果固定外壳转动直齿轮，则RV齿轮由于曲柄轴的偏心运动也进行偏心运动。此时如果曲柄轴转动一周，则RV齿轮就会沿与曲柄轴相反的方向转动一个齿。这个转动被输出到第2减速部的轴。将轴固定时，外壳侧成为输出侧。RV