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解析各類減速機(jī)的優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)

時(shí)間:2023-09-04 作者:

減速機(jī)是在多領(lǐng)域都有應(yīng)用的機(jī)械傳動(dòng)裝置,減速機(jī)涉及的行業(yè)有船舶、水利、電力、工程機(jī)械及石化等行業(yè)。減速機(jī)也有非常多的種類,想要選擇合適自己行業(yè)所需的減速機(jī),就得了解各類減速機(jī)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)。接下來我們就來分析一下各類減速機(jī)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì):
蝸輪蝸桿減速機(jī)由輸入蝸桿與輸出蝸輪所構(gòu)成,其特點(diǎn)是傳遞扭矩高,減速比高且范圍大,單級(jí)傳動(dòng)的減速比為5~100;傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不屬于同軸的輸入與輸出,應(yīng)用不易,且傳動(dòng)效率最低,不超過60%。由于是屬相對(duì)滑動(dòng)摩擦傳動(dòng),蝸輪蝸桿減速機(jī)扭轉(zhuǎn)剛性值略低,且傳動(dòng)組件容易耗損,工作壽命短、且減速機(jī)容易產(chǎn)生溫升,所以容許輸入轉(zhuǎn)速不高(2,000rpm),這都限制了蝸輪蝸桿的使用情形。
    協(xié)助伺服馬達(dá)提升扭矩:伺服馬達(dá)的技術(shù)發(fā)展,從高扭矩密度乃至于高功率密度,使轉(zhuǎn)速的提升高過3000rpm,由于轉(zhuǎn)速的提升,使得伺服馬達(dá)的功率密度大幅提升。這意謂著伺服馬達(dá)是否需要搭配減速機(jī),其決定因素主要是從應(yīng)用的需求上及成本的考慮來審視。必須對(duì)負(fù)載做移動(dòng)并要求精密定位時(shí)便有此需要。一般像是航空、衛(wèi)星、醫(yī)療、軍事科技、晶圓設(shè)備、機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備。他們的共同特征在于將負(fù)載移動(dòng)所需的扭矩往往遠(yuǎn)超過伺服馬達(dá)本身的扭矩容量。而透過減速機(jī)來做伺服馬達(dá)輸出扭矩的提升,便可有效解決這個(gè)問題。
    輸出扭矩提升的方式,可能采用直接增大伺服馬達(dá)的輸出扭矩方式,但這種方式不但必須使用昂貴的磁性材料,馬達(dá)還要有更強(qiáng)壯的結(jié)構(gòu),扭矩的增大正比于控制電流的增大,此時(shí)采用比較大的驅(qū)動(dòng)器,功率電子組件和相關(guān)機(jī)電設(shè)備規(guī)格的增大,又會(huì)使控制系統(tǒng)的成本大幅增加。
    提升伺服馬達(dá)的功率也是輸出扭矩提升的方式,可藉由增加伺服馬達(dá)兩倍的速度來使得伺服系統(tǒng)的功率密度提升兩倍,而且不需要增加驅(qū)動(dòng)器等控制系統(tǒng)組件的規(guī)格,也就是不需要增加額外的成本。而這就需透過減速機(jī)的搭配來達(dá)到「減速并提升扭矩」的目的了。所以說,高功率伺服馬達(dá)的發(fā)展是必須搭配應(yīng)用減速機(jī),而非將其省略不用。
    諧波齒輪減速機(jī),其基本結(jié)構(gòu)由剛性內(nèi)齒環(huán)、撓性外齒環(huán)、諧波發(fā)生器所組成。工作原理以諧波發(fā)生器為輸入構(gòu)件,剛性內(nèi)齒環(huán)為固定構(gòu)件,撓性外齒環(huán)為輸出構(gòu)建。其中撓性外齒環(huán)材料特殊、內(nèi)外壁且薄,是此類減速機(jī)的技術(shù)核心,目前臺(tái)灣尚無可制造諧波齒輪減速機(jī)業(yè)者,漸伸線所生產(chǎn)的SPB系列「少齒差行星式減速機(jī)」,機(jī)械輸出特性介于諧波齒輪與擺線針輸之間,同樣可做到零背隙,為業(yè)界最接近諧波齒輪減速機(jī)之產(chǎn)品。
    諧波減速機(jī)的特點(diǎn),在于他的傳動(dòng)精度高,傳動(dòng)背隙值低。減速比高且范圍大,單及傳動(dòng)的減速比為50~500。此外,傳動(dòng)效率較蝸輪蝸桿減速機(jī)高,隨減速比不同,單級(jí)傳動(dòng)的效率為65~80%。由于屬撓性傳動(dòng),扭轉(zhuǎn)剛性值最低,撓性外齒環(huán)的工作壽命較短,而且減速機(jī)容易發(fā)熱產(chǎn)生溫升,所以容許輸入轉(zhuǎn)速不高,只能達(dá)到2,000rpm,是其最大缺點(diǎn)。
 

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