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    行星減速機(jī)的工作原理以及如何搭配伺服電機(jī)

    發(fā)布時(shí)間:2021-05-28 閱讀量:

     
    行星減速機(jī)是一種用途廣泛的工業(yè)產(chǎn)品,該減速機(jī)體積小、重量輕,承載能力高,使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪聲低。具有功率分流、多齒嚙合獨(dú)用的特性。最大輸入功率可達(dá)104kW。適用于起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金、礦山、石油化工、建筑機(jī)械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器和航空航天等工業(yè)部門行星系列新品種WGN定軸傳動(dòng)減速器、WN子母齒輪傳動(dòng)減速器、彈性均載少齒差減速器。
     
    行星減速機(jī)是一種具有廣泛通用性的新性減速機(jī),內(nèi)部齒輪采用20CvMnT滲碳淬火和磨齒。整機(jī)具有結(jié)構(gòu)尺寸小,輸出扭矩大,速比在、效率高、性能安全可靠等特點(diǎn)。

    相關(guān)概念      
     
    級(jí)數(shù):行星齒輪的套數(shù).由于一套星星齒輪無法滿足較大的傳動(dòng)比,有時(shí)需要2套或者3套來滿足擁護(hù)較大的傳動(dòng)比的要求.由于增加了星星齒輪的數(shù)量,所以2級(jí)或3級(jí)減速機(jī)的長度會(huì)有所增加,效率會(huì)有所下降.
     
    回程間隙:將輸出端固定,輸入端順時(shí)針和逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),使輸入端產(chǎn)生額定扭矩+-2%扭矩時(shí),減速機(jī)輸入端有一個(gè)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(jī)結(jié)構(gòu)
    行星減速機(jī)主要傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為:行星輪,太陽輪,外齒圈.
     
    行星減速機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)原因,單級(jí)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(jī)級(jí)數(shù)一般不超過3,但有部分大減速比定制減速機(jī)有4級(jí)減速.
    行星減速機(jī)工作原理
     
       1)齒圈固定,太陽輪主動(dòng),行星架被動(dòng)。
     
      此種組合為降速傳動(dòng),通常傳動(dòng)比一般為2.5~5,轉(zhuǎn)向相同。
     
     2)齒圈固定,行星架主動(dòng),太陽輪被動(dòng)。
     
      此種組合為升速傳動(dòng),傳動(dòng)比一般為0.2~0.4,轉(zhuǎn)向相同。
     
       3)太陽輪固定,齒圈主動(dòng),行星架被動(dòng)。
     
       此種組合為降速傳動(dòng),傳動(dòng)比一般為1.25~1.67,轉(zhuǎn)向相同。
     
     4)太陽輪固定,行星架主動(dòng),齒圈被動(dòng)。
     
      此種組合為升速傳動(dòng),傳動(dòng)比一般為0.6~0.8,轉(zhuǎn)向相同。
     
       5)行星架固定,太陽輪主動(dòng),齒圈被動(dòng)。
     
      此種組合為降速傳動(dòng),傳動(dòng)比一般為1.5~4,轉(zhuǎn)向相反。
     
     6)行星架固定,齒圈主動(dòng),太陽輪被動(dòng)。
     
      此種組合為升速傳動(dòng),傳動(dòng)比一般為0.25~0.67, 轉(zhuǎn)向相反。
     
        7)把三元件中任意兩元件結(jié)合為一體的情況:
     
    當(dāng)把行星架和齒圈結(jié)合為一體作為主動(dòng)件,太陽輪為被動(dòng)件或者把太陽輪和行星架結(jié)合為一體作為主動(dòng)件,齒圈作為被動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)情況。該組合行星齒輪間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),作為一個(gè)整體運(yùn)轉(zhuǎn),傳動(dòng)比為1,轉(zhuǎn)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(dòng),其余的兩元件自由:
     
      從分析中可知,其余兩元件無確定的轉(zhuǎn)速輸出。
     
    第六種組合方式, 由于升速較大,主被動(dòng)件的轉(zhuǎn)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(xiàn)代工業(yè)設(shè)備應(yīng)用中在高精度應(yīng)用場合隨著伺服電機(jī)技術(shù)的發(fā)展,從高扭矩密度乃至于高功率密度,使轉(zhuǎn)速的提升高過3000rpm,由于轉(zhuǎn)速的提升,使得伺服電機(jī)的功率密度大幅提升。這意謂著伺服電機(jī)是否需要搭配減速機(jī),其決定因素主要是從應(yīng)用的需求上及成本的考慮來審視。例如,以下應(yīng)用場合必須搭配伺服行星減速機(jī)
    1、重負(fù)荷高精度
    必須對(duì)負(fù)載做移動(dòng)并要求精密定位時(shí)便有此需要。一般像是航空、衛(wèi)星、醫(yī)療、軍事科技、晶圓設(shè)備、機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備。他們的共同特征在于將負(fù)載移動(dòng)所需的扭矩往往遠(yuǎn)超過伺服電機(jī)本身的扭矩容量。而透過減速機(jī)來做伺服電機(jī)輸出扭矩的提升,便可有效解決這個(gè)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(jī)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(jī),電機(jī)還要有更強(qiáng)壯的結(jié)構(gòu),扭矩的增大正比于控制電流的增大,此時(shí)采用比較大的驅(qū)動(dòng)器,功率電子組件和相關(guān)機(jī)電設(shè)備規(guī)格的增大,又會(huì)使控制系統(tǒng)的成本大幅增加。  
     
    3、提高使用性能
    據(jù)了解,負(fù)載慣量的不當(dāng)匹配,是伺服控制不穩(wěn)定的最大原因之一。對(duì)于大的負(fù)載慣量,可以利用減速比的平方反比來調(diào)配最佳的等效負(fù)載慣量,以獲得最佳的控制響應(yīng)。所以從這個(gè)角度來看,行星減速機(jī)為伺服應(yīng)用的控制響應(yīng)的最佳匹配。    

    4、降低設(shè)備成本
    從成本觀點(diǎn),假設(shè)0.4KW的AC伺服電機(jī)搭配驅(qū)動(dòng)器,需耗費(fèi)一單位設(shè)備成本,以5KW的AC伺服電機(jī)搭配伺服驅(qū)動(dòng)器必須耗費(fèi)15單位成本,但是若采用0.4KW伺服電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器,搭配一組減速機(jī)就能夠達(dá)到前述耗費(fèi)15個(gè)單位成本才能完成的事,在操作成本上節(jié)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(jī)產(chǎn)品。一般而言,在機(jī)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)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(jī)。

     
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