【精密行星減速機(jī)】為什么是最精密的減速機(jī)?
精密行星減速機(jī)是行業(yè)內(nèi)對(duì)行星減速機(jī)的另一種稱呼。
行業(yè)內(nèi)人士都知道行星減速器是高精密型減速器,可以說得上是現(xiàn)階段最精密的減速器。但是為什么其他減速器做不到行星減速機(jī)的精密性呢?為什么行星減速器卻能夠做到如此高的精密度呢?
行星減速機(jī)在機(jī)械設(shè)備的運(yùn)控系統(tǒng)中起到的作用主要包括:
傳輸電機(jī)動(dòng)力和扭矩;
傳輸和匹配動(dòng)力轉(zhuǎn)速;
調(diào)整應(yīng)用端機(jī)械負(fù)載與驅(qū)動(dòng)側(cè)電機(jī)之間的慣量匹配
精密減速機(jī)具有傳動(dòng)比大、范圍廣、精度高、空回小、承載能力大、效率高、體積小、重量輕、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、可向密封空間傳遞運(yùn)動(dòng)、輸出剛度大,回差小等特點(diǎn),行星輪軸承安裝在行星輪內(nèi),行星軸固定在轉(zhuǎn)臂的行星輪軸孔中;
輸出軸和轉(zhuǎn)臂通過鍵聯(lián)接其支承軸承在減速器殼體內(nèi),太陽輪通過雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器與高速軸聯(lián)接,當(dāng)太陽輪在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí),與行星輪的咬合作用促使行星輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn);同時(shí),由于行星輪又有另外一側(cè)與減速機(jī)殼體內(nèi)壁上的
環(huán)形內(nèi)齒圈的咬合,最終在自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的作用下,行星輪將沿著與太陽輪旋轉(zhuǎn)相同的方向在環(huán)形內(nèi)齒圈上滾動(dòng),形成圍繞太陽輪旋轉(zhuǎn)的“公轉(zhuǎn)”運(yùn)動(dòng)。
相對(duì)其他減速機(jī),行星減速機(jī)具有高剛性、高精度(單級(jí)可做到1分以內(nèi))、高傳動(dòng)效率(單級(jí)在97%-98%)、高的扭矩/體積比、終身免維護(hù)等特點(diǎn)。被廣泛應(yīng)用于伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)等傳動(dòng)系統(tǒng)中,用來降低轉(zhuǎn)速,提升扭矩,匹配慣量。
行星減速機(jī)是工業(yè)自動(dòng)化、精準(zhǔn)運(yùn)行中不能缺少的部件,與通用減速機(jī)相比,精密型的減速機(jī)的性能與減速比、級(jí)數(shù)、噪音、額定輸出扭矩、最大輸出扭矩、急停扭矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、回程間隙、軸向承載力、徑向承載力、滿載效率、滿載效率、工作溫度等因素有關(guān) 系。
為了大家能更好的了解行星減速機(jī),普尼柯精密傳動(dòng)和大家分享下衡量行星減速機(jī)性能的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù):
減速比:指輸入轉(zhuǎn)速比輸出轉(zhuǎn)速。
級(jí)數(shù):指太陽輪及其周圍的行星輪構(gòu)成獨(dú)立的減速輪系,行星減速機(jī)也是分不同級(jí)數(shù)的,由于一套行星齒輪無法滿足較大的傳動(dòng)比,有時(shí)需要兩套或是三套才能滿足工作要求。
由此增加了齒輪層級(jí),其中層級(jí)增加了,速比會(huì)相應(yīng)變大。如減速機(jī)內(nèi)只此一個(gè)輪系,我們稱為“一級(jí)”。級(jí)數(shù)(段數(shù)),如減速機(jī)內(nèi)只此一個(gè)輪我們稱為“一級(jí)(段)”為得到更大的減速比,需多級(jí)(段)傳動(dòng)。
噪音:是在輸入3000r/min且空載時(shí),距減速機(jī)1m距離測量的音量,單位是分貝(dB)。
額定輸出扭矩:指減速機(jī)輸出端在S1模式下可允許持續(xù)輸出的扭矩,因此可看做是選型的依據(jù)。
最大輸出扭矩:指減速機(jī)動(dòng)態(tài)負(fù)載下可承受的最大扭矩。
急停扭矩:指減速機(jī)靜態(tài)載荷下所能成承受的最大扭矩,限1000次。
最高機(jī)械輸入轉(zhuǎn)速:指減速機(jī)輸入端短時(shí)間可允許輸入的最高轉(zhuǎn)速。
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:指剛體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性(回轉(zhuǎn)物體保持其勻速圓周運(yùn)動(dòng)或靜止的特性)的量度,通常以J表示。
回程間隙:減速機(jī)精度的重要指標(biāo)。
軸向承載力:指減速機(jī)輸出軸軸向的承載能力。
徑向承載力:指減速機(jī)輸出軸徑向的承載能力。
滿載效率:指減速機(jī)在輸入1000rpm時(shí),減速機(jī)運(yùn)行溫度70℃,輸出額定輸出扭矩時(shí)的效率。
工作溫度:指保證減速機(jī)正常工作的允許溫度范圍。
其中回程間隙是確認(rèn)減速機(jī)是否高精度比較重要的一個(gè)條件。行星減速機(jī)的主要部件就是行星輪,太陽輪、內(nèi)齒圈、傳動(dòng)軸組成。運(yùn)行原理是行星輪圍繞著太陽輪進(jìn)行公轉(zhuǎn)的同時(shí)也在自轉(zhuǎn),通過內(nèi)齒圈把力傳遞到輸出軸上進(jìn)行工作。由此可見,齒輪在其中的重要
性,回程間隙也叫間隙,通俗來說,是齒輪與齒輪嚙合時(shí),來回給一定的力,齒之間的空隙。這個(gè)空隙越小,精度越高,傳動(dòng)效率也會(huì)更好。
在精密的行星減速機(jī)結(jié)構(gòu)中,其核心傳動(dòng)部件就是行星齒輪組,這也是為什么是最精密的減速機(jī)的原因!
可以看到,在行星齒輪組的結(jié)構(gòu)中,有多個(gè)齒輪沿減速機(jī)殼體內(nèi)圈環(huán)繞在一個(gè)中心齒輪周圍,并且在行星減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí),隨著中心齒輪的自轉(zhuǎn),環(huán)繞在周邊的幾個(gè)齒輪也會(huì)圍繞中心齒輪一起“公轉(zhuǎn)”。因?yàn)楹诵膫鲃?dòng)部分的布局非常類似太陽系中行星們圍繞太陽公轉(zhuǎn)的樣子,所以這種減速機(jī)被稱為“行星減速機(jī)”。中心齒輪通常被稱為“太陽輪”,由輸入端伺服電機(jī)通過輸入軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。多個(gè)圍繞太陽輪旋轉(zhuǎn)的齒輪被稱為“行星輪”,其一側(cè)與太陽輪咬合,另一側(cè)與減速機(jī)殼體內(nèi)壁上的環(huán)形內(nèi)齒圈咬合,承載著由輸入軸通過太陽輪傳遞過來的轉(zhuǎn)矩動(dòng)力,并通過輸出軸將動(dòng)力傳輸?shù)截?fù)載端。正常工作時(shí),行星輪圍繞太陽輪“公轉(zhuǎn)”的運(yùn)行軌道就是減速機(jī)殼體內(nèi)壁上的環(huán)形內(nèi)齒圈。當(dāng)太陽輪在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí),與行星輪的咬合作用促使行星輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn);同時(shí),由于行星輪又有另外一側(cè)與減速機(jī)殼體內(nèi)壁上的環(huán)形內(nèi)齒圈的咬合,最終在自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的作用下,行星輪將沿著與太陽輪旋轉(zhuǎn)相同的方向在環(huán)形內(nèi)齒圈上滾動(dòng),形成圍繞太陽輪旋轉(zhuǎn)的“公轉(zhuǎn)”運(yùn)動(dòng)。通常,每臺(tái)行星減速機(jī)都會(huì)有多個(gè)行星輪,它們會(huì)在輸入軸和太陽輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的作用下,同時(shí)圍繞中心太陽輪旋轉(zhuǎn),共同承擔(dān)和傳遞減速機(jī)的輸出動(dòng)力。不難看出,行星減速機(jī)的電機(jī)側(cè)輸入轉(zhuǎn)速(即:太陽輪的轉(zhuǎn)速),要比其負(fù)載側(cè)輸出轉(zhuǎn)速(即行星輪圍繞太陽輪公轉(zhuǎn)的速度)要高,這也是為什么它會(huì)被稱作“減速機(jī)(Reducer)”的原因。和所有運(yùn)控傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一樣,在運(yùn)控設(shè)備中使用行星減速機(jī)時(shí),也需要考慮到其傳動(dòng)效率、剛性和精度。而由于在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的咬合齒數(shù)較多,齒輪咬合的總體接觸面積也比較大,因此,相比普通的固定齒輪減速機(jī),行星減速機(jī)的動(dòng)力傳輸效率更高,具備更強(qiáng)的轉(zhuǎn)矩動(dòng)力輸出能力,同時(shí)其傳動(dòng)剛性也更硬。伺服行星減速機(jī)的傳動(dòng)效率可以達(dá)到 97% 以上,背隙一般低于 3 arcmin,剛性可達(dá) 3 Nm/arcmin 甚至更高。
這就是為什么說行星減速機(jī)是最精密的減速機(jī)的原因了!
文章來源:http://m.yljrl.cn/article238.html