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三分鐘帶您入門行星減速機

文章出處：admin 人氣：發表時間(jian)：2020-11-19 14:44

行星減速機（ Planetary GearBox）是伺服減速機的一種。

它是運動(dong)控(kong)制系統(tong)中(zhong)連(lian)接伺服電機(ji)和應(ying)用負載的(de)一種(zhong)機(ji)械傳動(dong)組件。

如上圖所示，右側是(shi)動力輸入(ru)，連接(jie)伺(si)服電機(ji)；左側是(shi)輸出軸，連接(jie)設備(bei)機(ji)械負(fu)載。

行星減速機與伺服電機合體以后是醬嬸兒的。

鵠興伺服電機行星減速機

行(xing)星減速機(ji)在機(ji)械(xie)設備的運控(kong)系統中起(qi)到(dao)的作用主要包括：

傳輸電機動力和扭矩；

傳(chuan)輸和(he)匹(pi)配動(dong)力轉速；

調(diao)整(zheng)應用端(duan)機械負(fu)載與驅動(dong)側(ce)電(dian)機之(zhi)間的慣(guan)量匹配；

從內部結構看，如上圖所示，（自右(you)向左）行(xing)星(xing)減速機大致(zhi)由電機側(ce)(ce)（輸入側(ce)(ce)）軸承、電機側(ce)(ce)法(fa)蘭(lan)、輸入軸、行(xing)星(xing)齒輪(lun)組(zu)、輸出軸、輸出側(ce)(ce)（負載(zai)側(ce)(ce)）法(fa)蘭(lan)和負載(zai)側(ce)(ce)軸承幾個部分組(zu)成。

而在這一系列組(zu)件的中(zhong)間位置，就是任何行(xing)星減(jian)速機都必須搭載的核(he)心傳(chuan)動(dong)部件：

- 行星齒輪組 -

可(ke)以(yi)看到，在行星(xing)齒(chi)輪(lun)組(zu)的(de)結構中(zhong)，有(you)多個(ge)齒(chi)輪(lun)沿減速機(ji)殼體內圈環(huan)繞(rao)(rao)在一個(ge)中(zhong)心(xin)齒(chi)輪(lun)周圍，并且在行星(xing)減速機(ji)運轉工作時(shi)，隨著(zhu)中(zhong)心(xin)齒(chi)輪(lun)的(de)自(zi)轉，環(huan)繞(rao)(rao)在周邊的(de)幾個(ge)齒(chi)輪(lun)也會圍繞(rao)(rao)中(zhong)心(xin)齒(chi)輪(lun)一起“公轉”。因為核心(xin)傳(chuan)動部分的(de)布(bu)局非常類(lei)似太(tai)(tai)陽(yang)系中(zhong)行星(xing)們圍繞(rao)(rao)太(tai)(tai)陽(yang)公轉的(de)樣子(zi)，所以(yi)這種減速機(ji)被(bei)稱為“行星(xing)減速機(ji)”。

中(zhong)心齒輪通常被稱為“太陽(yang)輪”，由輸入(ru)端伺服電機通過(guo)輸入(ru)軸驅動旋轉。

多個(ge)圍繞太陽輪(lun)旋轉的(de)(de)齒輪(lun)被稱(cheng)為“行星(xing)輪(lun)”，其一側與太陽輪(lun)咬合，另一側與減速機殼體內壁(bi)上的(de)(de)環(huan)形(xing)內齒圈咬合，承載(zai)著(zhu)由輸(shu)(shu)入軸通過(guo)太陽輪(lun)傳(chuan)遞過(guo)來(lai)的(de)(de)轉矩(ju)動(dong)力，并通過(guo)輸(shu)(shu)出軸將動(dong)力傳(chuan)輸(shu)(shu)到(dao)負(fu)載(zai)端。

正(zheng)常工作時，行星輪圍繞太(tai)陽輪“公(gong)轉”的運行軌道就是(shi)減速機殼體內(nei)(nei)壁(bi)上(shang)的環形內(nei)(nei)齒(chi)圈(quan)。

當太(tai)陽輪(lun)在伺服電機的(de)(de)驅動下旋(xuan)轉(zhuan)時，與行(xing)星(xing)輪(lun)的(de)(de)咬合(he)作用(yong)促(cu)使行(xing)星(xing)輪(lun)產生自轉(zhuan)；同時，由于行(xing)星(xing)輪(lun)又有另外一側與減速(su)機殼體內(nei)壁上的(de)(de)環形內(nei)齒(chi)圈的(de)(de)咬合(he)，最終在自轉(zhuan)驅動力的(de)(de)作用(yong)下，行(xing)星(xing)輪(lun)將沿著與太(tai)陽輪(lun)旋(xuan)轉(zhuan)相(xiang)同的(de)(de)方向(xiang)在環形內(nei)齒(chi)圈上滾動，形成圍繞(rao)太(tai)陽輪(lun)旋(xuan)轉(zhuan)的(de)(de)“公(gong)轉(zhuan)”運動。

通常，每臺行星減速(su)機都會(hui)有多個行星輪(lun)，它們(men)會(hui)在輸(shu)(shu)入軸和太陽輪(lun)旋(xuan)轉驅動力(li)的作用下，同時圍繞(rao)中(zhong)心太陽輪(lun)旋(xuan)轉，共(gong)同承擔和傳遞減速(su)機的輸(shu)(shu)出動力(li)。

不難看出，行星(xing)(xing)減速(su)機的電機側輸(shu)(shu)入轉(zhuan)速(su)（即：太陽(yang)輪的轉(zhuan)速(su)），要(yao)比其負載側輸(shu)(shu)出轉(zhuan)速(su)（即行星(xing)(xing)輪圍繞太陽(yang)輪公轉(zhuan)的速(su)度）要(yao)高，這(zhe)也(ye)是為什么它會被稱作“減速(su)機（Reducer）”的原因。

電機(ji)驅動側與(yu)應用輸出側之(zhi)間的(de)(de)轉速(su)(su)比(bi)(bi)值，稱(cheng)為行星減(jian)速(su)(su)機(ji)的(de)(de)減(jian)速(su)(su)比(bi)(bi)，簡(jian)稱(cheng)“速(su)(su)比(bi)(bi)”，通(tong)常在產(chan)品規(gui)格中用字母 “ i ” 表示，它是由環形內齒圈(quan)與(yu)太陽輪(lun)的(de)(de)尺寸（周長或齒數）之(zhi)比(bi)(bi)決(jue)定的(de)(de)。一(yi)般情(qing)況下，具有單(dan)級減(jian)速(su)(su)齒輪(lun)組的(de)(de)行星減(jian)速(su)(su)機(ji)速(su)(su)比(bi)(bi)通(tong)常在 3 ~ 10 之(zhi)間；速(su)(su)比(bi)(bi)超過 10 以上的(de)(de)行星減(jian)速(su)(su)機(ji)，需(xu)要(yao)使用兩(liang)級（或以上）的(de)(de)行星齒輪(lun)組減(jian)速(su)(su)。

在(zai)正常運轉工作時，行星減速(su)機的輸出

轉速(su) = 驅動側（電(dian)機側）轉速(su) ? 速(su)比(bi) i

轉矩 = 電機側(ce)輸入(ru)轉矩 X 速比 i ；

例如，驅動側（電(dian)(dian)機(ji)側）接入的(de)伺服(fu)電(dian)(dian)機(ji)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)為(wei)(wei) 3000 RPM，此(ci)時(shi)如果選(xuan)用(yong)減(jian)速(su)(su)比為(wei)(wei) 4 的(de)行(xing)星(xing)減(jian)速(su)(su)機(ji)，那么在減(jian)速(su)(su)機(ji)負(fu)載(zai)側（輸出側或設(she)備(bei)應(ying)用(yong)端）的(de)輸出轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)將僅為(wei)(wei)電(dian)(dian)機(ji)的(de) 1/4，也就是 750 RPM；而與此(ci)同(tong)時(shi)，這臺行(xing)星(xing)減(jian)速(su)(su)機(ji)在其負(fu)載(zai)側提供(gong)的(de)輸出轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)將高達電(dian)(dian)機(ji)側輸入轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)的(de) 4 倍，換(huan)句(ju)話說，若要在減(jian)速(su)(su)機(ji)的(de)負(fu)載(zai)側（設(she)備(bei)應(ying)用(yong)端）獲得 120 Nm 的(de)轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)輸出，輸入端的(de)伺服(fu)電(dian)(dian)機(ji)僅需要具備(bei) 30 Nm 的(de)轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)輸出能(neng)力。

和所(suo)有運控(kong)傳(chuan)動機構一樣(yang)，在運控(kong)設備中(zhong)使用行星減速機時，也需要考慮到其傳(chuan)動效(xiao)率、剛性和精度。

而由于(yu)在運轉(zhuan)時(shi)的(de)咬合齒(chi)數較多，齒(chi)輪咬合的(de)總體接(jie)觸面積也比較大，因此，相比普通(tong)的(de)固(gu)定齒(chi)輪減速(su)機，行星減速(su)機的(de)動力(li)傳輸效(xiao)率更(geng)高，具備(bei)更(geng)強的(de)轉(zhuan)矩動力(li)輸出能(neng)力(li)，同時(shi)其傳動剛性也更(geng)硬。

通常，伺服(fu)行星減速機的傳動效率(lv)可(ke)以達(da)到 97% 以上，背隙(xi)一般(ban)低(di)于 3 arcmin，剛(gang)性可(ke)達(da) 3 Nm/arcmin 甚至更高。

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