行星減速機基礎(chǔ)知識
需要高扭矩體積比(該值在2至100間,取決于比值大?。?、高抗扭剛度以及低背隙等的高精度運動控制場合,具體視應(yīng)用而定。行星減速機將扭矩提高與減速比相同的倍數(shù),同時也將轉(zhuǎn)速降低了同樣的倍數(shù),使相應(yīng)的電動機保持高速高效運轉(zhuǎn)。為增強穩(wěn)定性,它也降低了電動機上的負載等效慣量??傊?,采用行星減速機可使機器制造商建造更小、更經(jīng)濟的運動控制設(shè)備。
斜齒輪增加接觸比,使行星減速機的性能得以提高。接觸比是指在任意給定時間嚙合的齒輪齒數(shù)。直齒輪的典型接觸比為 1.5,而斜齒輪的接觸比可增加一倍至3.3。通過斜齒輪增加接觸比可獲得:
與正齒輪型行星減速機相比,扭矩提高30%至50%以上
增加負載分擔(dān)度,從而延長使用壽命
運平穩(wěn)安靜
減少2arc-min的背隙
螺旋角越大,在任一時間嚙合的齒數(shù)越多,所以螺旋角也對減速機性能有著顯著的影響。因此,螺旋角由 12度增加至 15度,使其扭矩能力比傳統(tǒng)螺旋齒輪有17%至20%的提高,而與直切正齒輪相比則有40%的提高。15度螺旋角也可使運行更平穩(wěn)安靜。
齒輪的螺旋齒牙會使電機軸的軸向載荷增加。這需要在減速機軸承設(shè)計階段抵消掉。許多螺旋齒輪減速機使用很少或沒有軸向負荷能力的滾珠軸承。這可能會導(dǎo)致齒輪或電機軸承失效。更有利的方法是使用所有Micron Helical減速機上應(yīng)用的圓錐滾子軸承,可以完全抵消上述軸向載荷。
單級行星齒輪減速機可提供的齒輪比介于3:1到10:1之間。齒輪比不能高于10:1是因為小齒輪的尺寸不能進一步減小。齒輪比也不能低于3:1,否則小齒輪和外齒輪的尺寸幾乎一樣,就沒有空間來布置行星齒輪了。處于4:1至8:1間的齒輪比可以提供最佳的小齒輪和行星齒輪的尺寸,提高性能并延長壽命。大于10:1的齒輪比可通過增加第二級行星輪來獲得,但這通常會增加減速機的長度和造價。齒輪的凸面加工是指為了增加扭矩和較少噪音而修改齒輪齒廓,可以優(yōu)化齒輪嚙合。同時它也增強了齒側(cè)載荷分布,從而降低可能導(dǎo)致表面點蝕的高應(yīng)力區(qū)。
為使行星減速機有效地運轉(zhuǎn),需要保持一定的的間隙。間隙有助于避免齒輪產(chǎn)生過多的熱量和磨損,并保證適當(dāng)?shù)臐櫥?。但輪齒之間的微小間隙可導(dǎo)致運動滯后。實際使用的減速機也不能擁有無限的扭轉(zhuǎn)剛度,因此減速機扭緊會導(dǎo)致額外的運動滯后。圖 3顯示了某個行星齒輪的輸入和輸出軸的旋轉(zhuǎn)。兩條線間的垂直距離即為運動滯后。