【精密行星减速机】为什么是最精密的减速机?
精密行星减速机是行业内对行星减速机的另一种称呼。
行业内人士都知道行星减速器是高精密型减速器,可以说得上是现阶段最精密的减速器。但是为什么其他减速器做不到行星减速机的精密性呢?为什么行星减速器却能够做到如此高的精密度呢?
行星减速机在机械设备的运控系统中起到的作用主要包括:
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
精密减速机具有传动比大、范围广、精度高、空回小、承载能力大、效率高、体积小、重量轻、传动平稳、噪声小、可向密封空间传递运动、输出刚度大,回差小等特点,行星轮轴承安装在行星轮内,行星轴固定在转臂的行星轮轴孔中;
输出轴和转臂通过键联接其支承轴承在减速器壳体内,太阳轮通过双联齿轮联轴器与高速轴联接,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用下,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。
相对其他减速机,行星减速机具有高刚性、高精度(单级可做到1分以内)、高传动效率(单级在97%-98%)、高的扭矩/体积比、终身免维护等特点。被广泛应用于伺服电机、步进电机、直流电机等传动系统中,用来降低转速,提升扭矩,匹配惯量。
行星减速机是工业自动化、精准运行中不能缺少的部件,与通用减速机相比,精密型的减速机的性能与减速比、级数、噪音、额定输出扭矩、最大输出扭矩、急停扭矩、转动惯量、回程间隙、轴向承载力、径向承载力、满载效率、满载效率、工作温度等因素有关 系。
为了大家能更好的了解行星减速机,普尼柯精密传动和大家分享下衡量行星减速机性能的几个关键技术参数:
减速比:指输入转速比输出转速。
级数:指太阳轮及其周围的行星轮构成独立的减速轮系,行星减速机也是分不同级数的,由于一套行星齿轮无法满足较大的传动比,有时需要两套或是三套才能满足工作要求。
由此增加了齿轮层级,其中层级增加了,速比会相应变大。如减速机内只此一个轮系,我们称为“一级”。级数(段数),如减速机内只此一个轮我们称为“一级(段)”为得到更大的减速比,需多级(段)传动。
噪音:是在输入3000r/min且空载时,距减速机1m距离测量的音量,单位是分贝(dB)。
额定输出扭矩:指减速机输出端在S1模式下可允许持续输出的扭矩,因此可看做是选型的依据。
最大输出扭矩:指减速机动态负载下可承受的最大扭矩。
急停扭矩:指减速机静态载荷下所能成承受的最大扭矩,限1000次。
最高机械输入转速:指减速机输入端短时间可允许输入的最高转速。
转动惯量:指刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度,通常以J表示。
回程间隙:减速机精度的重要指标。
轴向承载力:指减速机输出轴轴向的承载能力。
径向承载力:指减速机输出轴径向的承载能力。
满载效率:指减速机在输入1000rpm时,减速机运行温度70℃,输出额定输出扭矩时的效率。
工作温度:指保证减速机正常工作的允许温度范围。
其中回程间隙是确认减速机是否高精度比较重要的一个条件。行星减速机的主要部件就是行星轮,太阳轮、内齿圈、传动轴组成。运行原理是行星轮围绕着太阳轮进行公转的同时也在自转,通过内齿圈把力传递到输出轴上进行工作。由此可见,齿轮在其中的重要
性,回程间隙也叫间隙,通俗来说,是齿轮与齿轮啮合时,来回给一定的力,齿之间的空隙。这个空隙越小,精度越高,传动效率也会更好。
在精密的行星减速机结构中,其核心传动部件就是行星齿轮组,这也是为什么是最精密的减速机的原因!
可以看到,在行星齿轮组的结构中,有多个齿轮沿减速机壳体内圈环绕在一个中心齿轮周围,并且在行星减速机运转工作时,随着中心齿轮的自转,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”。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。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用下,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轮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。和所有运控传动机构一样,在运控设备中使用行星减速机时,也需要考虑到其传动效率、刚性和精度。而由于在运转时的咬合齿数较多,齿轮咬合的总体接触面积也比较大,因此,相比普通的固定齿轮减速机,行星减速机的动力传输效率更高,具备更强的转矩动力输出能力,同时其传动刚性也更硬。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。
这就是为什么说行星减速机是最精密的减速机的原因了!
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