三、机械传动基础知识
1、旋转传动
（1）正齿轮：
正齿轮一般由若干组齿轮组成，齿轮转动有一个动力传递的过程，一般称动力由主动轮传递至从动轮（主从是相对的，主要看是谁带动谁转）
（2）蜗轮蜗杆减速器：
蜗轮蜗杆减速器由涡轮和蜗杆组成齿轮，蜗杆是主动件，涡轮是从动件
蜗轮蜗杆减速器用于传动空间交错轴之间的运动和动力，一般输入轴和输出轴之间成90°角
蜗轮蜗杆减速器可以实现很大的单级减速比，能够反向自锁，同样适合功率传递，但其轴向力大、易发热，也因此机械效率低
（3）行星减速器：
行星减速器由内齿圈、太阳轮、行星轮和行星架组成，太阳轮是主动轮，由电机驱动，内齿圈固定在减速器壳体上
行星轮C固定在行星架D，绕着内齿圈A旋转，动力从太阳轮B输入，再通过行星架D将动力传递到输出轴上
一般情况下，具有单级减速齿轮组的行星减速机速比通常在3~10之间，速比超过10以上的行星减速机，需要使用两级（或以上）的行星齿轮组减速
行星减速器体积小、质量小、结构紧凑、承载能力大、传动效率高（通常可达97%以上）、传动比大、运动平稳、抗冲击和震动能力强，适合精密传动，但由于其材料优质、结构复杂，制造和安装比较困难些，成本高
（4）RV减速器：
RV减速器用于转矩大的机器人的腿部、腰部和肘部三个关节，负载大的工业机器人，一二三轴都是用RV
RV减速器具有更高的疲劳强度、刚度和寿命，不过其重量重，外形尺寸较大
（5）谐波减速器：
谐波减速器用于负载小的工业机器人或大型机器人末端几个轴，谐波减速器是谐波传动装置的一种，谐波传动装置包括谐波加速器和谐波减速器
谐波减速器主要由刚轮、柔轮、波发生器、轴承组成
谐波减速器体积小、重量轻、承载能力大、运动精度高，单级传动比大，不过随着使用时间增长，其运动精度会显著降低
2、直线传动
（1）同步带传动：
同步带传动系统主要由同步带和同步带轮组成
同步带传动的直线速度高，精度处于中等水平，推力不大，成本低，安装简单，加工、装配精度要求不高，不过它属于柔性系统，高速长距离运行较难控制
（2）齿轮齿条传动：
齿轮齿条传动系统主要由齿轮和齿条组成
齿轮齿条传动的直线速度高，推力处于中等水平，成本低，安装简单，加工、装配精度要求不高，不过它存在磨损问题
（3）丝杠传动：
丝杠传动系统由直线导轨、滚珠丝杠、螺母、电机座组成
滚珠丝杠作为主动体，螺母随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，物体可以通过螺母座和丝杆螺母连接，从而实现对应的直线运动
丝杠传动的推力大、精度高，但直线速度较低，行程有限制，成本高，安装复杂，加工、装配精度要求高
丝杠传动中的参数：
①导程：丝杆或螺母旋转一周，螺母在丝杆上面移动的距离
②螺距：相邻两条螺纹之间的距离
四、伺服的选型计算
1、相关物理概念及公式
（1）转矩：
转矩（力矩）是改变物体转动状态的物理量，当物体受到合外力矩不为零时，静止的物体将产生角加速度开始转动，已转动的物体转速或转动方向将发生改变
考虑开门的情况，如下图，欲让门产生运动，必须施加一个外力F，外力可分解为平行于门面和垂直于门面的两个分力，平行分力的作用线通过转轴，力臂为零，因此不产生转矩，只有垂直于门面的分力会产生使门转动的转矩，施力点离转轴越近，越容易让门转动，综合以上因素，定义转矩，以符号T表示
（2）转动方程：
（3）两类转矩：
①普通转矩：主要是克服摩擦力、重力等外力需要的转矩。
②加速转矩：克服物体惯量需要的转矩。（不难理解，如果一个物体本身越重，在力臂相同的情况下，需要施加一个更大的力才能使其转动得更快，这和直线运动中的牛顿第二定律是类似的）
（4）线速度与角速度：
①线速度反映单位时间内物体直线位移的变化。
②角速度反映单位时间内物体角度的变化。
2、选型计算概述
（1）伺服的选型原则：
①电机最大转速＞系统所需之最高移动转速。
②电机的转子惯量与负载惯量相匹配。
③连续负载工作转矩＜电机额定转矩。
④电机最大输出转矩＞系统所需最大转矩（加速时转矩）。
（2）选型计算的内容：
（3）常见传动机构转动惯量的计算：
①直接驱动：
②同步带传动：
③丝杆传动：
（4）惯量匹配：
3、选型计算示例
（1）例1：直接驱动（忽略空气阻力）。
（2）例2：滚珠丝杆传动（忽略空气阻力）。
