什么是行星減速機?又是如何搭配伺服電機的?

發表時間:2019-12-13 文章出處:網絡人氣:-

  

從高速運轉的動力裝置如電動機、內燃機,到動力裝置的工作端,需要一個降速和增加轉矩的過程。減速機(reducer)就是實現這個過程的動力傳達機構。

  

行星減速機是一種用途廣泛的工業產品,該減速機體積小、重量輕,承載能力高,使用壽命長、運轉平穩,噪聲低。具有功率分流、多齒嚙合獨用的特性。最大輸入功率可達104kW。適用于起重運輸、工程機械、冶金、礦山、石油化工、建筑機械、輕工紡織、醫療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器和航空航天等工業部門行星系列新品種WGN定軸傳動減速器、WN子母齒輪傳動減速器、彈性均載少齒差減速器。

 

行星減速機是一種具有廣泛通用性的新性減速機,內部齒輪采用20CvMnT滲碳淬火和磨齒。整機具有結構尺寸小,輸出扭矩大,速比在、效率高、性能安全可靠等特點。

 

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相關概念級數:行星齒輪的套數.由于一套星星齒輪無法滿足較大的傳動比,有時需要2套或者3套來滿足擁護較大的傳動比的要求.由于增加了星星齒輪的數量,所以2級或3級減速機的長度會有所增加,效率會有所下降.

   

回程間隙:將輸出端固定,輸入端順時針和逆時針方向旋轉,使輸入端產生額定扭矩+-2%扭矩時,減速機輸入端有一個微小的角位移,此角位移就是回程間隙.單位是"分",就是一度的六十分之一,也有人稱之為背隙。

行星減速機結構 

行星減速機主要傳動結構為:行星輪,太陽輪,外齒圈.  

行星減速機因為結構原因,單級減速最小為3,最大一般不超過10,常見減速比為:3.4.5.6.8.10,減速機級數一般不超過3,但有部分大減速比定制減速機有4級減速.下面是一款行星減速機的結構圖!


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行星減速機工作原理

 

1)齒圈固定,太陽輪主動,行星架被動。  


從圖例1中可以看出,此種組合為降速傳動,通常傳動比一般為2.5~5,轉向相同。

 

66.jpg圖例1

 

2)齒圈固定,行星架主動,太陽輪被動。  


從圖例2中可以看出,此種組合為升速傳動,傳動比一般為0.2~0.4,轉向相同。

 

77.jpg圖例2

 

3)太陽輪固定,齒圈主動,行星架被動。  


從圖例3中可以看出,此種組合為降速傳動,傳動比一般為1.25~1.67,轉向相同。

 

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                                                          圖例3

 

 

4)太陽輪固定,行星架主動,齒圈被動。


從演示中可以看出,此種組合為升速傳動,傳動比一般為0.6~0.8,轉向相同。

 

99.jpg圖例4

 

5)行星架固定,太陽輪主動,齒圈被動。


從演示中可以看出此種組合為降速傳動,傳動比一般為1.5~4,轉向相反。

 

100.png圖例5

6)行星架固定,齒圈主動,太陽輪被動。  


從演示中可以看出此種組合為升速傳動,傳動比一般為0.25~0.67, 轉向相反。

 

111.png圖例6


7)把三元件中任意兩元件結合為一體的情況:

當把行星架和齒圈結合為一體作為主動件,太陽輪為被動件或者把太陽輪和行星架結合為一體作為主動件,齒圈作為被動件的運動情況。該組合行星齒輪間沒有相對運動,作為一個整體運轉,傳動比為1,轉向相同。汽車上常用此種組合方式組成直接檔。

    

8)三元件中任一元件為主動,其余的兩元件自由:  

 

從分析中可知,其余兩元件無確定的轉速輸出。

第六種組合方式, 由于升速較大,主被動件的轉向相反,在汽車上通常不用這種組合。 

其余的七種組合方式比較常用。  

 

現代工業設備應用中在高精度應用場合隨著伺服電機技術的發展,從高扭矩密度乃至于高功率密度,使轉速的提升高過3000rpm,由于轉速的提升,使得伺服電機的功率密度大幅提升。這意謂著伺服電機是否需要搭配減速機,其決定因素主要是從應用的需求上及成本的考慮來審視。例如,以下應用場合必須搭配伺服行星減速機。

 

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1、重負荷高精度必須對負載做移動并要求精密定位時便有此需要。一般像是航空、衛星、醫療、軍事科技、晶圓設備、機器人等自動化設備。他們的共同特征在于將負載移動所需的扭矩往往遠超過伺服電機本身的扭矩容量。而透過減速機來做伺服電機輸出扭矩的提升,便可有效解決這個問題。       

2、提升扭矩輸出扭矩提升的方式,可能采用直接增大伺服電機的輸出扭矩方式,但這種方式不但必須使用昂貴大功率的伺服電機,電機還要有更強壯的結構,扭矩的增大正比于控制電流的增大,此時采用比較大的驅動器,功率電子組件和相關機電設備規格的增大,又會使控制系統的成本大幅增加。  

 

3、提高使用性能據了解,負載慣量的不當匹配,是伺服控制不穩定的最大原因之一。對于大的負載慣量,可以利用減速比的平方反比來調配最佳的等效負載慣量,以獲得最佳的控制響應。所以從這個角度來看,行星減速機為伺服應用的控制響應的最佳匹配。    

     

4、降低設備成本從成本觀點,假設0.4KW的AC伺服電機搭配驅動器,需耗費一單位設備成本,以5KW的AC伺服電機搭配伺服驅動器必須耗費15單位成本,但是若采用0.4KW伺服電機與驅動器,搭配一組減速機就能夠達到前述耗費15個單位成本才能完成的事,在操作成本上節省50%以上。     

        

因此,使用者可依其加工需求不同,決定選用不同安裝形式的行星減速機產品。一般而言,在機臺運轉上有低速、高扭矩、高功率密度場合需求,絕大部分采用行星減速機。

 

 

 

 


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