Riduttori Harmonic Drive ed epicicloidali.

Robotica
Riduttori a basso costo
Riduttore a vite e ruota a vite (“vite senza fine”)
- vantaggi:
- economico
- compatto
- svantaggi:
- basso rendimento
- modesta precisione (giochi)
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Riduttore ad assi paralleli (rotismi ordinari a ruote dentate cilindriche)
- vantaggi:
- economico
- molto diffuso
- rendimenti elevati
- svantaggi:
- bassa precisione (giochi!)
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Robotica
Riduttori epicicloidali
Schema di funzionamento:
Esempio
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Rapporto di riduzione (modo standard):
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Robotica
Prof. Alessandro Tasora
Riduttori ‘Harmonic drives’
Principio di funzionamento:
Principio di funzionamento (animazione)
Esempio di costruzione (modello scomponibile, senza cuscinetti, senza carter per lubrificazione)
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Esempio di costruzione –disegno d’insieme-
Versione con cuscinetto (a rulli incrociati) integrato
Versione completamente integrata, con cuscinetti, giunto e tenute per l’olio.
Rapporto di riduzione:
t = zflexspline / (zflexspline - zcircular spline)
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Vantaggi:
Eccellente precisione di posizionamento e ripetibilità
I riduttori Harmonic Drive sono disponibili con precisione di posizionamento inferiore ad un arcominuto e ripetibilità entro pochi
arcosecondi.
Elevata capacità di coppia
Dal momento che la potenza è trasmessa per mezzo di un ingranamento multi-dente, i riduttori Harmonic Drive offrono una
capacità di coppia uguale a dispositivi che sono il doppio di taglia e che pesano tre volte tanto.
Gioco zero
I riduttori Harmonic Drive lavorano con gioco zero tra i denti in presa grazie al precarico naturale della dentatura.
Rapporto di riduzione elevato in un singolo-stadio
Il rapporto di riduzione in un singolo-stadio va da 50:1 a 320:1 con tre soli componenti.
Minima Usura, Maggiore Durata
Nelle dentature Harmonic Drive, i denti vengono in contatto con un movimento puramente radiale ed hanno velocità di
scorrimento pari a zero, anche alle alte velocità. Le perdite dovute all'attrito tra i denti e l'usura sono praticamente trascurabili.
Alta rigidità torsionale
I riduttori Harmonic Drive mostrano un'altissima rigidità torsionale lungo tutta la gamma di velocità di lavoro. La curva
caratteristica di rigidità, praticamente lineare, garantisce un ottimo comportamento operativo.
Moltiplicatore
I riduttori Harmonic Drive sono reversibili e possono essere impiegati sia come riduttori che moltiplicatori di velocità.
Difetti:
Costo elevato
Da 1.5 a 2 volte rispetto ad un riduttore epicicloidale di alta qualità
Rendimento inferiore ai riduttori a ruote dentate (es. epicicloidali)
Si possono ottenere rendimenti fino al 85%. I valori sono basati su misurazioni eseguite da albero ad albero.
Costruzione carter
Alcuni modelli non presentano il carter ed i cuscinetti per gli alberi, che vanno progettati ed acquistati a parte, ed
alcuni modelli con cuscinetti integrati richiedono comunque l’aggiunta di tenute per l’olio.
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Montaggio:
1.
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3.
4.
Input Shaft, Circular Spline, and housing must be concentric.
The oil drain also enables assembly verification.
The Flexspline pilot diameter must be concentric to Circular Spline.
A clamping ring with corner radius increases torque transmission capacity and prevents damage to the
Flexspline diaphragm.
5. A radial shaft seal for oil lubrication.
6. Double bearing support for output shaft.
7. Axial location of Flexspline.
8. Air vent depending on the application.
9. Flexspline and Circular Spline must be located both parallel and perpendicular to the output shaft.
10. Axial location of Wave Generator.
11. Oil input. (also enables assemble verification)
12. Double bearing support for input shaft.
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Esempi: applicazioni nel campo della robotica
Base del braccio di un robot a 6DOF
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Polso di robot 6DOF
Gomito di un robot SCARA
10
Robotica
Viti per robot SCARA
Principio di funzionamento:
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