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行星减速机的作用、名称由来、工作原理
时间: 2019-07-11 10:10 浏览次数:
行星减速机( Planetary GearBox)是众多减速机的之一。行星减速机是运动控制系统中连接伺服电机和应用负载的一种机械传动组件。行星减速机现已广泛应用于各大工业设备之中。

行星减速机( Planetary GearBox)是众多减速机的之一。行星减速机是运动控制系统中连接伺服电机和应用负载的一种机械传动组件。行星减速机现已广泛应用于各大工业设备之中。

 

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行星减速机简介

 

行星减速机(planetary reducer)是一种用途广泛的工业产品,可以降低电机的转速,同时增大输出转矩。行星减速机可作为配套部件用于起重、挖掘、运输、建筑等行业。

 

 

行星减速机的输入端和输出端

 

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如上图所示,右侧是行星减速机的输入端,输入端是用来连接伺服电机;左侧是行星减速机的输出端,输出端用来连接设备机械负载。

 

行星减速机作用:

 

传输电机动力和扭矩;

传输和匹配动力转速;

调整应用端机械负载与驱动侧电机之间的惯量匹配;

 

行星减速机的组成

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从中正精密机电工程师给出的行星减速机内部结构图看出,如上图所示,(自右向左)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)法兰和负载侧轴承几个部分组成。

 

行星减速机名称的由来

 

而在这一系列组件的中间位置,就是任何行星减速机都必须搭载的核心传动部件:行星齿轮组。

 

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可以看到,在行星齿轮组的结构中,有多个齿轮沿行星减速机壳体内齿圈环绕在一个中心齿轮(太阳轮)周围,并且在行星减速机运转工作时,随着中心齿轮(太阳轮)的自转,环绕在周边的几个齿轮也会围绕中心齿轮一起“公转”。因为核心传动部分的布局非常类似太阳系中行星们围绕太阳公转的样子,所以这种减速机被称为“行星减速机”。这也是行星减速机之所以叫作行星减速机的原因。

 

中心齿轮通常被称为“太阳轮”,由输入端伺服电机通过输入轴驱动旋转。

 

多个围绕太阳轮旋转的齿轮被称为“行星轮”,其一侧与太阳轮咬合,另一侧与减速机壳体内壁上的环形内齿圈咬合,承载着由输入轴通过太阳轮传递过来的转矩动力,并通过输出轴将动力传输到负载端。

 

正常工作时,行星轮围绕太阳轮“公转”的运行轨道就是减速机壳体内壁上的环形内齿圈。

 

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行星减速机工作原理

 

 

当太阳轮在伺服电机的驱动下旋转时,与行星轮的咬合作用促使行星轮产生自转,同时,由于行星轮又有另外一侧与行星减速机壳体内壁上的环形内齿圈的咬合,最终在自转驱动力的作下,行星轮将沿着与太阳轮旋转相同的方向在环形内齿圈上滚动,形成围绕太阳轮旋转的“公转”运动。

通常,每台行星减速机都会有多个行星轮,它们会在输入轴和太阳旋转驱动力的作用下,同时围绕中心太阳轮旋转,共同承担和传递行星减速机的输出动力。

 

不难看出,行星减速机的电机侧输入转速(即:太阳轮的转速),要比其负载侧输出转速(即行星轮围绕太阳轮公转的速度)要高,这也是为什么它会被称作“减速机(Reducer)”的原因。 

 

 

电机驱动侧与应用输出侧之间的转速比值,称为行星减速机的减速比,简称“速比”,通常在产品规格中用字母 “ i ” 表示,它是由环形内齿圈与太阳轮的尺寸(周长或齿数)之比决定的。一般情况下,具有单级减速齿轮组的行星减速机速比通常在 3 ~ 10 之间;速比超过 10 以上的行星减速机,需要使用两级(或以上)的行星齿轮组减速。 

 

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通常,伺服行星减速机的传动效率可以达到 97% 以上,背隙一般低于 3 arcmin,刚性可达 3 Nm/arcmin 甚至更高。 

 


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