行星滚柱丝杠机器人精密减速器分析及结构

基于 PRS 减速器的设计和分析，需要对减速器的性能指标、传动原理、结构形式和结构参数等进行研究。减速器的性能指标主要包括输出转速和输出功率，传动比，效率等；减速器的传动原理主要通过分析 PRS 的传动特点来研究；减速器的结构形式主要由传动精度、传动平稳性和承载能力等方面来确定；结构参数可以通过优化分析来确定。

2.2  减速器传动原理分析  2.2.1  减速器的性能指标
减速器的性能指标都是在正常工作条件下的额定值，主要包括减速器的输出功率、传动比、传动效率、输出转角范围以及减速器的外观尺寸等。减速器的性能指标如表 2-1 所示。

其中输出功率和输出转速共同确定了输出扭矩，而输入扭矩和输入功率由效率确定。减速器的外观尺寸取决于两级 PRS 的尺寸、壳体尺寸、轴承的选取等。

.2.2  减速器的传动原理

减速器的传动原理是将两级 PRS 在径向串联实现将电机的正反转运动转化为输出端的正反转运动。由于 PRS 可以将旋转运动转化为直线移动，并且具有可逆性，因此可以采用PRS 作为减速器的主要传动元件。减速器的运动简图如图2-1 所示。

1 与 2 之间有若干数量的滚柱，1、滚柱和 2 构成了一级 PRS；2 与 3之间也有若干个滚柱，2、滚柱和 3 构成了二级 PRS；4 与 5 通过螺钉连为一体，当作输出端。电机的高速旋转运动通过丝杠输入，经过一级 PRS 转化为中间螺母的直线移动，由于一级 PRS 的导程较小，因此中间螺母的移动速度较小，中间螺母的直线移动经过二级 PRS 再转化为中间螺母本身的旋转运动，因此，中间螺母既做直线移动又做旋转运动，其中直线移动沿着导杆运动，旋转运动通过导杆输出传递给输出端，因此实现了从一级 PRS 输入高速运动到二级 PRS 的低速输出，从而达到了减速的目的。