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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。

它是運動控制系統中連接伺服電機和應用負載(zai)的一種機械傳動組(zu)件。

如上(shang)圖所示，右側是(shi)動力輸(shu)入，連接伺服電機；左(zuo)側是(shi)輸(shu)出(chu)軸(zhou)，連接設備機械(xie)負載。

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

行星減(jian)速機在機械(xie)設備(bei)的(de)運控系統中起(qi)到的(de)作用主要(yao)包(bao)括(kuo)：

傳(chuan)輸電機動力和扭矩；

傳(chuan)輸和匹配動力(li)轉速(su)；

調整應用端機(ji)(ji)械負載與驅動側電機(ji)(ji)之間(jian)的慣量匹配；

從內(nei)部結構看，如上圖所示，（自(zi)右向左）行星減(jian)速機(ji)大致由(you)電(dian)機(ji)側(ce)(ce)（輸入(ru)側(ce)(ce)）軸(zhou)承(cheng)、電(dian)機(ji)側(ce)(ce)法(fa)蘭、輸入(ru)軸(zhou)、行星齒輪組(zu)、輸出軸(zhou)、輸出側(ce)(ce)（負(fu)載側(ce)(ce)）法(fa)蘭和負(fu)載側(ce)(ce)軸(zhou)承(cheng)幾(ji)個部分組(zu)成(cheng)。

而在這一系列組件的中間位置，就是任何行星減速(su)機都必(bi)須搭載(zai)的核心(xin)傳動部(bu)件：

- 行星齒(chi)輪組(zu) -

可以看到，在行(xing)(xing)星齒輪(lun)組的結(jie)構中(zhong)(zhong)，有多個(ge)齒輪(lun)沿減速(su)機殼體內圈環繞在一個(ge)中(zhong)(zhong)心(xin)齒輪(lun)周圍(wei)，并(bing)且在行(xing)(xing)星減速(su)機運(yun)轉(zhuan)(zhuan)工作時，隨著中(zhong)(zhong)心(xin)齒輪(lun)的自轉(zhuan)(zhuan)，環繞在周邊的幾個(ge)齒輪(lun)也會圍(wei)繞中(zhong)(zhong)心(xin)齒輪(lun)一起“公轉(zhuan)(zhuan)”。因(yin)為(wei)核(he)心(xin)傳動(dong)部分的布局(ju)非常類似(si)太陽系中(zhong)(zhong)行(xing)(xing)星們圍(wei)繞太陽公轉(zhuan)(zhuan)的樣(yang)子，所以這種減速(su)機被稱為(wei)“行(xing)(xing)星減速(su)機”。

中(zhong)心齒(chi)輪通常(chang)被稱為“太陽輪”，由輸(shu)入端伺服電(dian)機通過(guo)輸(shu)入軸驅動旋轉。

多個圍繞太(tai)(tai)陽輪(lun)旋(xuan)轉的(de)齒輪(lun)被稱為“行星輪(lun)”，其一側(ce)與太(tai)(tai)陽輪(lun)咬(yao)合(he)，另一側(ce)與減速機(ji)殼體內(nei)壁上的(de)環形內(nei)齒圈咬(yao)合(he)，承載著由輸(shu)(shu)入(ru)軸通(tong)過太(tai)(tai)陽輪(lun)傳(chuan)遞過來的(de)轉矩動(dong)力，并通(tong)過輸(shu)(shu)出軸將(jiang)動(dong)力傳(chuan)輸(shu)(shu)到負載端。

正常工作時，行(xing)星輪(lun)圍繞太陽輪(lun)“公轉”的運行(xing)軌道就是減速機殼(ke)體內壁上的環形內齒圈。

當太陽輪(lun)在伺服(fu)電(dian)機的驅(qu)動(dong)下(xia)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)時(shi)，與行(xing)星輪(lun)的咬合(he)作(zuo)用促使行(xing)星輪(lun)產生自(zi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)；同時(shi)，由于行(xing)星輪(lun)又有另外一側與減速機殼體內壁上的環(huan)形(xing)內齒(chi)圈(quan)(quan)的咬合(he)，最終(zhong)在自(zi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)驅(qu)動(dong)力的作(zuo)用下(xia)，行(xing)星輪(lun)將(jiang)沿著與太陽輪(lun)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)相同的方向在環(huan)形(xing)內齒(chi)圈(quan)(quan)上滾動(dong)，形(xing)成圍繞太陽輪(lun)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)的“公轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)”運動(dong)。

通(tong)常，每臺行星(xing)減(jian)(jian)速機都會(hui)有多(duo)個行星(xing)輪(lun)，它們會(hui)在(zai)輸(shu)入軸和(he)太陽(yang)輪(lun)旋(xuan)轉驅動(dong)力的作(zuo)用下，同時(shi)圍繞中心太陽(yang)輪(lun)旋(xuan)轉，共同承擔(dan)和(he)傳遞減(jian)(jian)速機的輸(shu)出動(dong)力。

不(bu)難看(kan)出，行星減速(su)機的電機側輸(shu)入轉速(su)（即(ji)：太(tai)陽輪的轉速(su)），要(yao)比(bi)其負(fu)載側輸(shu)出轉速(su)（即(ji)行星輪圍繞(rao)太(tai)陽輪公轉的速(su)度）要(yao)高(gao)，這也是為(wei)什么它會被稱作“減速(su)機（Reducer）”的原(yuan)因。

電機(ji)驅動側與(yu)應用輸出側之間的(de)(de)轉速(su)(su)比值，稱為(wei)行星減(jian)(jian)速(su)(su)機(ji)的(de)(de)減(jian)(jian)速(su)(su)比，簡稱“速(su)(su)比”，通常(chang)(chang)在(zai)產品規格中用字母 “ i ” 表示，它是由環形內齒圈(quan)與(yu)太陽(yang)輪的(de)(de)尺寸（周長或齒數）之比決定(ding)的(de)(de)。一般情況下，具有單級減(jian)(jian)速(su)(su)齒輪組的(de)(de)行星減(jian)(jian)速(su)(su)機(ji)速(su)(su)比通常(chang)(chang)在(zai) 3 ~ 10 之間；速(su)(su)比超過 10 以(yi)上的(de)(de)行星減(jian)(jian)速(su)(su)機(ji)，需(xu)要使用兩級（或以(yi)上）的(de)(de)行星齒輪組減(jian)(jian)速(su)(su)。

在(zai)正常運轉工(gong)作時，行星減速機的(de)輸出

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

轉矩(ju) = 電機側(ce)輸(shu)入轉矩(ju) X 速比(bi) i ；

例(li)如(ru)，驅動(dong)側（電(dian)機(ji)(ji)(ji)側）接入(ru)(ru)的(de)(de)伺服電(dian)機(ji)(ji)(ji)轉速(su)(su)(su)(su)為 3000 RPM，此(ci)時(shi)如(ru)果選用(yong)(yong)減速(su)(su)(su)(su)比為 4 的(de)(de)行星(xing)減速(su)(su)(su)(su)機(ji)(ji)(ji)，那么在減速(su)(su)(su)(su)機(ji)(ji)(ji)負載(zai)(zai)(zai)側（輸(shu)(shu)出(chu)(chu)側或設備(bei)應用(yong)(yong)端(duan)）的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)轉速(su)(su)(su)(su)將(jiang)僅為電(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de) 1/4，也就(jiu)是 750 RPM；而與此(ci)同時(shi)，這臺行星(xing)減速(su)(su)(su)(su)機(ji)(ji)(ji)在其負載(zai)(zai)(zai)側提供的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)轉矩將(jiang)高達電(dian)機(ji)(ji)(ji)側輸(shu)(shu)入(ru)(ru)轉矩的(de)(de) 4 倍，換(huan)句(ju)話說，若要(yao)在減速(su)(su)(su)(su)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)負載(zai)(zai)(zai)側（設備(bei)應用(yong)(yong)端(duan)）獲得 120 Nm 的(de)(de)轉矩輸(shu)(shu)出(chu)(chu)，輸(shu)(shu)入(ru)(ru)端(duan)的(de)(de)伺服電(dian)機(ji)(ji)(ji)僅需要(yao)具備(bei) 30 Nm 的(de)(de)轉矩輸(shu)(shu)出(chu)(chu)能力(li)。

和所有(you)運(yun)控傳動機構一樣，在運(yun)控設(she)備中使用行星減速機時，也需要考慮(lv)到其(qi)傳動效率、剛性和精度。

而由于在運轉時(shi)的(de)(de)咬(yao)合齒(chi)數較多，齒(chi)輪咬(yao)合的(de)(de)總(zong)體接觸(chu)面積也(ye)比(bi)較大，因此(ci)，相(xiang)比(bi)普(pu)通(tong)的(de)(de)固定齒(chi)輪減速機，行星減速機的(de)(de)動力(li)(li)傳輸效率更(geng)高，具備更(geng)強(qiang)的(de)(de)轉矩(ju)動力(li)(li)輸出能(neng)力(li)(li)，同時(shi)其傳動剛性也(ye)更(geng)硬。

通常，伺(si)服(fu)行星減速機的傳動效率可以達到 97% 以上，背隙(xi)一(yi)般低于(yu) 3 arcmin，剛性可達 3 Nm/arcmin 甚至更(geng)高。

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