李兴和 陈汕 谭泽华 李伟华

关键词：齿轮;工业机器人;关节;变齿厚

0引言

随着近年来工业机器人技术蓬勃发展，从事机器人的企业数量已经达到成千上万家。从机器人传动结构上看却基本上有2种，减速机传动和齿轮传动。ABB是齿轮传动应用最多的厂家，几乎全系列机型都应用了齿轮传动。此外，四大家族的其他3位成员发那科、安川、库卡也不同程度应用了齿轮传动。从四大家族的产品线可以看出，齿轮结构的五、六关节电机后置的六轴机器人是一款不可或缺的机器人，可以用在汽车焊接、搬运、铸造等恶劣工况。但目前国产机器人几乎还处于所有关节使用减速机结构的阶段，更没有成熟的机器人齿轮设计方法。

本文意在探讨设计机器人齿轮的一种方法。通过分析机器人齿轮的特点，用传统齿轮设计机器人齿轮存在的问题，最后通过解决该问题而总结出一种设计方法。

1传动齿轮应用特点及存在问题

1.1应用特点

齿轮在机器人上应用，首先就要符合机器人应用的特性。机器人的特性为轻量化、传动速比大、机器精度高。

首先，轻量化。由于电机的功率有限，只有机器人自重越轻才能做更多的有效功，就要求齿轮单件重量轻，数量要少，通常只有2级传动或者3级传动。

其次，传动速比大。由于电机的转速高，机器人的关机运动速度较低，所以电机和机器人关节输出之间要做一个很大的减速传动。通常末端五六轴关节速比在50～80间较常见，一、二、三、四轴关节速比在80以上，大功率机器人甚至达到200以上。……