行星减速机的工作原（yuán）理以及如何搭配伺服电机

 

行星减（jiǎn）速机是一种用途广泛的工业产（chǎn）品，该减速机体积小、重量轻，承载能力（lì）高，使用寿命长、运（yùn）转平稳，噪（zào）声低。具有功率分流、多齿啮合独用（yòng）的特（tè）性。最大输入功率可达104kW。适用于起重运输、工程机械、冶金、矿山、石油化工、建筑机械、轻工（gōng）纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器和航空航天等工业部门行星系列新（xīn）品种WGN定轴传动减速器、WN子母齿（chǐ）轮（lún）传动减速器、弹性均载少齿差减速器。

 

行星减速机是一种具有广泛通用（yòng）性的新性减速机，内部齿轮采用20CvMnT渗碳淬火和磨齿。整机（jī）具有结构尺寸小，输出扭矩大（dà），速比在、效率高、性（xìng）能安全可（kě）靠等特点。

相关概（gài）念（niàn）      

 

级数：行星齿轮的套数.由于一套星星齿轮无法满足较大的传动比,有时（shí）需要2套或者3套来满足（zú）拥护较（jiào）大的传动比的要求.由于增加了星星齿轮的数（shù）量（liàng）,所以2级（jí）或3级减速机的长度会有（yǒu）所增加,效率会有所下降.

 

回程间隙：将输出端固定,输入端顺时针和逆时针方向旋转（zhuǎn）,使输入端产生额定扭矩（jǔ）+-2%扭矩时（shí）,减（jiǎn）速机输入端有一个微（wēi）小的角位移,此角位移就是回程间隙.单位是（shì）'分',就（jiù）是一度的六十（shí）分之一，也有人（rén）称之为背隙。

 

行星减速机主要传动结构为:行星轮,太（tài）阳轮（lún）,外齿圈.

 

行星减速机（jī）因为结构原因,单级减速最小为3,最大一般不超过10,常见（jiàn）减速比为（wéi）:3.4.5.6.8.10,减速机级数一般不超过3,但（dàn）有部分大减速比定制（zhì）减速机有（yǒu）4级减速.

 

   1)齿（chǐ）圈固定（dìng），太阳轮主动，行星架被动。

 

　　此种组合为降速传动，通常传动比一般为2.5～5，转向相同。

 

　2)齿圈固（gù）定，行（háng）星架（jià）主动，太阳轮被动。

 

　　此种组合（hé）为升速传动，传动比一（yī）般为0.2～0.4，转（zhuǎn）向相同。

 

   3)太（tài）阳轮固定（dìng），齿圈主动，行星架被动（dòng）。

 

　  此种组合为降（jiàng）速传动，传动比一般为1.25～1.67，转向相同。

 

　4)太阳轮固定，行星架主动，齿圈被动（dòng）。

 

　　此（cǐ）种组合为升速传动，传动比一般为0.6～0.8，转向相同。

 

   5)行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动。

 

　　此种组合为（wéi）降速传（chuán）动，传动比一般为1.5～4，转向相反。

 

　6)行星架固定，齿圈主动（dòng），太阳轮被动（dòng）。

 

　　此种（zhǒng）组合为（wéi）升（shēng）速传（chuán）动，传动比一般为0.25～0.67， 转向相反。

 

    7)把三元件中任意两元（yuán）件结合为一体的情（qíng）况：

 

当（dāng）把行星架和齿圈结合为一体作（zuò）为主动件，太阳轮为被动件或（huò）者（zhě）把（bǎ）太阳轮和行星架结合为一体作为主动件，齿圈作为被动件的运动情况。该组合行星齿轮间没有（yǒu）相对运动，作为一个整体运转，传动比为1，转向相同。汽车上常（cháng）用此种组合方式组成直接档。

 

   8)三元件中任一元件为主动，其余的两（liǎng）元件自由：

 

　　从分析中可知，其（qí）余两元件（jiàn）无确（què）定的转速输出。

 

第六种组合方式， 由（yóu）于升速（sù）较大，主被动件的转向相反，在汽车上（shàng）通常不用这种组合。

 

其余的七种组合方式（shì）比较常用。  

 

现代（dài）工业设备应用中在高精度应用场合随着伺（sì）服电机技术的发展，从高扭矩（jǔ）密度乃至于高功率密度，使转（zhuǎn）速的提（tí）升高过3000rpm，由于转速的（de）提升，使得伺服电机的功率密度大幅提升。这意谓着伺（sì）服电机是否需要搭配减速机，其决定因素主要是从应用（yòng）的需求上及成本的考（kǎo）虑来审视。例如，以（yǐ）下应用场合必须搭配伺服行星减速机。

必须对负载做移动并（bìng）要求精（jīng）密定位时便有此需要。一般像是航空、卫星（xīng）、医疗、军事科技、晶圆（yuán）设备、机器人等自动化设备。他们的共同特征在于将（jiāng）负载移动所需的扭矩往（wǎng）往远超过伺服电机本身（shēn）的扭矩容（róng）量。而（ér）透过减速机来做伺服电机输出扭矩的提升，便可有效解决这个问题。      

 

输出扭矩提升（shēng）的方式，可能采用直接增大伺服（fú）电机的输出扭矩方式，但这种方式不但必须使用昂贵大功率的伺服（fú）电机，电机（jī）还要有更强（qiáng）壮的结构（gòu），扭矩的增大正（zhèng）比于控制（zhì）电流的（de）增大，此时采用比较大的驱动器，功率电子组件和相关机电设备规格的增大，又会使控制（zhì）系统（tǒng）的成本大幅增加。  

 

据了解，负载惯量的（de）不当匹配，是伺服控制不稳定的最大原因之一（yī）。对于大的负载（zǎi）惯量，可以利用减速比的平方反比来调配最（zuì）佳的等效负载惯量，以获得最佳的控制响应。所以从这个角度来看，行（háng）星减速机为伺服应用的控制响应的最佳匹配。    

4、降低设备成本

从成本观点，假设0.4KW的AC伺服电机搭配驱动器，需耗费一单位设备成本，以5KW的AC伺服电机搭配（pèi）伺服驱动器必须（xū）耗（hào）费15单位成本，但是若采用0.4KW伺服电机与驱动器，搭配一（yī）组减（jiǎn）速机就能够达到前述耗（hào）费15个（gè）单位成本才能完成的事，在（zài）操作（zuò）成本（běn）上节省50%以上。     

 

因此,使（shǐ）用者可依其加工需求不同，决定选用不同安装形式（shì）的（de）行星减速机产品。一般而言，在机台运转上有低速、高扭矩（jǔ）、高功率密度场（chǎng）合需求，绝大（dà）部分采用行星减速机。