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行星减速机入门

发表时间: 2021-08-04 09:21:22

作者: 浙江塞纳德动力科技有限公司

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行星减速机(行星齿轮箱)是一种伺服减速器。

它是运动控制系统中连接伺服电机和应用负载的机械传动部件。右侧是电源输入,连接伺服电机;左侧是输出轴,连接设备的机械负载。

行星减速机在机械设备的运行控制系统中起着重要作用,包括:

电机功率和扭矩的传递;

动力速度的传递与匹配;

调节应用端机械负载与驱动端电机之间的惯性匹配;

从内部结构来看,行星减速机大致由电机侧(输入侧)轴承、电机侧法兰、输入轴、行星齿轮组、输出轴、输出侧(负载侧)法兰和负载侧轴承组成。

在这一系列部件中,它是任何行星减速机必须携带的核心传动部件:

可以看到,在行星齿轮组的结构中,多个齿轮沿着减速器壳体的内圈围绕着一个中心齿轮,当行星减速机工作时,随着中心齿轮的转动,周边的几个齿轮也会围绕着中心齿轮“公转”。由于核心传动部分的布局与太阳系中围绕太阳旋转的行星非常相似,所以这种减速器被称为“行星减速机”。

太阳齿轮通常被称为“太阳齿轮”,由输入伺服电机通过输入轴驱动旋转。

围绕太阳轮旋转的多个齿轮称为“行星齿轮”,其一侧与太阳轮啮合,另一侧与减速器壳体内壁上的环形内齿圈啮合,承受输入轴通过太阳轮传递的扭矩动力,并通过输出轴传递给负载端。

在正常运行期间,行星齿轮围绕太阳齿轮“旋转”的轨道是减速器壳体内壁上的环形齿轮。

当太阳轮在伺服电机的驱动下转动时,与行星轮的啮合作用促使行星轮转动;同时,由于行星齿轮的另一侧与减速器壳体内壁上的环形齿圈啮合,行星齿轮会在环形齿圈上沿与太阳轮转动方向相同的方向滚动,形成围绕太阳轮的“公转”运动。

通常每一个行星减速机都有多个行星齿轮,在输入轴和太阳轮的驱动下,同时围绕中心太阳轮转动,分担和传递减速器的输出动力。

不难看出,电机侧的行星减速机的输入速度(即太阳轮的速度)高于其负载侧的输出速度(即行星轮绕太阳轮公转的速度),这也是它被称为“减速器”的原因。

电机驱动侧与应用输出侧的转速比称为行星减速机,简称“速比”,在产品说明书中通常用字母“I”表示,由齿圈与太阳轮的尺寸(周长或齿数)之比决定。一般单级减速齿轮组的行星减速机速比通常在3-10之间;如果速比超过10 行星减速机,则需要使用两级(或以上)行星齿轮组来降低转速。

正常运行期间行星减速机的输出

转速=驱动侧(电机侧)速比I;

扭矩=电机侧输入扭矩×速比I;

例如,连接到驱动侧(电机侧)的伺服电机的速度为3000转/分。此时,如果减速比为4 行星减速机,则减速机负载侧(输出侧或设备应用端)的输出速度将仅为电机的1/4,即750 RPM;同时,负载侧的this 行星减速机提供的输出扭矩将高达电机侧输入扭矩的4倍。换句话说,为了在减速器的负载侧(设备应用侧)获得120牛米的扭矩输出,输入侧的伺服电机只需要具有30牛米的扭矩输出能力。

与所有运行控制传动机构一样,在运行控制设备中使用行星减速机时,也应考虑其传动效率、刚性和精度。

与普通固定齿轮减速器相比,行星减速机的动力传递效率更高,扭矩动力输出能力更强,传动刚性更硬,因为运行中的齿数更多,齿轮啮合的整体接触面积也更大。

一般伺服行星减速机的传动效率可达97%以上,齿隙一般低于3 arcmin,刚度可达3 Nm/arcmin甚至更高。

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