行業新聞|2022-10-12| 深圳維動自動化
行星齒輪減速機（行星減速機）
使用行星齒輪減速機時，均勻分布在四周的圓柱齒輪在內齒輪和外齒輪之間圍繞一個同心圓運動。圓柱齒輪的循環運動類似于太陽系中的行星運行軌跡。因此，行星齒輪減速機也叫行星減速機。
行星減速機的組件主要分為四個部分。
包含有內齒的外殼稱為內齒圈。大多數情況下，外殼是固定的。驅動的太陽小齒輪位于內齒圈的中心且與輸出軸同軸。通常，太陽小齒輪與張緊系統相連，以便機械連接到電機軸上。運行期間，位于行星架上的行星齒輪在太陽小齒輪和內齒圈之間滾動。行星架同時構成減速機的輸出軸。
行星齒輪唯一的功能就是傳遞必要的扭矩。其齒數不會影響減速機的傳動比。因此可更改行星齒輪的數量。增加行星齒輪數量會擴大負載的分布面，從而提高可傳遞的扭矩。增加齒嚙合次數還可以降低輾軋功率。因為只需將一部分總功率作為輾軋功率進行傳遞，因此行星減速機的效率極高。在負載分配方面，行星減速機相對于圓柱齒輪減速機來說具有一定優勢。因此，采用緊湊型結構的行星減速機可高效傳遞高扭矩。
如果內齒圈的尺寸恒定，通過更改太陽輪和行星齒輪的齒數可實現不同的傳動比。太陽齒輪越小，傳動比越大。一個行星等級可實現約 3:1 至 10:1 的傳動比范圍，如果低于或高于該傳動比，行星齒輪或太陽齒輪就會極小。通過在同一內齒圈中依次切換多個行星齒輪，可提高傳動比。這種被稱作多級減速機。
例如不固定內齒圈，而是沿任意旋轉方向驅動，可覆蓋行星齒輪減速機的轉速和扭矩。也可以固定輸出軸，以便通過內齒圈測定扭矩。
行星齒輪減速機在機械制造的各個領域極為重要。
性能強勁，轉速高，便于調整慣性比。使用行星減速機還可實現超高的傳動比，操作簡便。它具有諸多優點，并且采用緊湊型結構，因而被廣泛應用到工業中。
同軸減速機
針對同軸減速機，輸入軸和輸出軸在同一回轉軸上。同軸減速機通常設計為齒輪減速機。存在各種類型的齒輪減速機。
在一個結構簡單的圓柱齒輪減速機中，各個圓柱齒輪的軸相互平行且被固定住。輸入軸和輸出軸的旋轉方向根據齒輪對的數量確定，方向既可相同也可相反。
雖然圓柱齒輪減速機原則上不屬于同軸減速機，但通過兩個齒輪對（總共四個齒輪）也可實現同軸。其中兩個齒輪平行于一根軸。
同軸減速機的一種特殊類型即行星減速機。與圓柱齒輪減速機不同的是，行星減速機并非所有軸都已固定。其中一個圓柱齒輪被設計為內齒。使用行星減速機時,多個圓柱齒輪在內齒輪和外齒輪之間，圍繞一個同心圓運動。因此，行星減速機通常也稱為行星齒輪減速機。這類同軸減速機的特殊結構規定了輸入軸和輸出軸的同軸布局。
行星減速機的另一個特殊之處在于，無需所有圓柱齒輪都圍繞自身的回轉軸旋轉來傳遞扭矩。通常，內齒圓柱齒輪是固定的，因此，輸入和輸出軸的運行方向相同。
與簡單的圓柱齒輪減速機相比，行星減速機的功率密度極高。通過將扭矩分配到旋轉的圓柱齒輪上，從而執行多次齒嚙合，達到極高的功率密度。這樣可實現緊湊型結構，確保超高的效率。此外，通過同一內齒圓柱齒輪中簡單的串行排列即可實現多級傳動比。根據每個行星等級的單一傳動比可得出總傳動比。
轉速和扭矩的轉化類似于圓柱齒輪減速機。例如，傳動比為 10:1 時，如果扭矩增加 10，則轉速減少相應系數。
多級減速機
針對結構簡單的圓柱齒輪減速機，一個齒輪對即構成一級。如果依次切換多個齒輪對，則稱之為多級減速機。針對每個減速機等級，逆轉輸入軸和輸出軸之間的旋轉方向。多級減速機的總傳動比為各級傳動比相乘所得的值。
根據傳動比因素降低或提高驅動轉速，與減速傳動比或是增速傳動比有關。大多數應用情況下，需要減速傳動比，原因在于驅動扭矩與驅動轉速相反，與總傳動比因素成正比關系。
傳動比小于大約 10:1 時，單級圓柱齒輪減速機具有相應的技術作用。原因在于齒數的比例。傳動比大于 10:1 時，驅動齒輪非常小。這會對齒輪幾何形狀和可傳遞的扭矩產生負面影響。
對于行星減速機，實現多級減速機的方法異常簡單。只需延長內齒圈并串行排列多個單獨的行星等級，即可實現兩級減速機或三級減速機。例如，行星減速機的 20:1 傳動比是由單一傳動比 5:1 和 4:1 相乘所得的值。行星支架中的是太陽齒輪，而非驅動軸，這類齒輪驅動下列行星等級。通過進一步延長內齒圈并繼續提高行星等級，可實現三級減速機。傳動比 100:1 由單一傳動比 5:1、5:1 和 4:1 相乘所得。原則上，所有單一傳動比均能相互組合，從而實現多級行星減速機。通過額外的行星齒輪即可增加可傳遞的扭矩。如果內齒圈或外殼被固定住，則輸入軸和輸出軸的旋轉方向始終相同。
減速機等級數量增加，總減速機的效率降低。傳動比為 100:1 時的效率低于傳動比為 20:1 時的效率。要應對這種情況，在使用多級減速機時，應減少驅動級的功率消耗。可通過降低減速機密封件的摩擦損失或額外縮小齒輪幾何形狀執行驅動級的方式來實現。這樣還會減少慣量，從而有利于動態應用。單級行星減速機的效率最高。
此外，通過各種類型的齒輪組合也可實現多級減速機。將斜齒輪減速機與行星減速機組合即可得到轉角型減速機。此處的總傳動比同樣也是單一傳動比相乘所得的值。根據齒輪類型和錐齒輪等級的規格，輸入軸和輸出軸的旋轉方向可相反。
轉角型減速機
此類減速機的特點在于，輸入軸和輸出軸的方向不同。通常，轉角型減速機的輸入和輸出之間的角度可為 90 度。根據減速機的類型，軸可在一個層面上相切或相交于兩個平行層面，從而實現軸偏移。
存在不同類型齒輪的轉角型減速機或不同類型齒輪組合而成的轉角型減速機。最常見的減速機類型是斜齒輪減速機和蝸輪減速機。
蝸輪減速機通過提高單級傳動比，降低效率即可實現自鎖。同樣，在蝸輪減速機中，可將輸出軸設計為空心軸。
存在各種類型齒輪的斜齒輪減速機。帶相交軸的斜齒輪減速機中具有直齒、斜齒或螺旋弧齒錐齒輪。準雙曲面斜齒輪減速機中具有螺旋弧齒錐齒輪，軸相交于該齒輪上，實現軸線偏置。準雙曲面齒輪減速機通過錐齒輪等級實現的具有技術意義的傳動比范圍大于傳統的錐齒輪。
同樣，斜齒輪減速機也可與其他類型的減速機結合使用。一種常見的應用情況是與行星減速機組合，行星減速機可前置或后置。從而擴展總傳動比的范圍，廣泛用于工業應用。
通常，斜齒輪減速機的效率低于同軸圓柱齒輪減速機，尤其是與行星減速機相比時更低。這是因為錐齒輪等級會生成高軸向力和徑向力，這些力通過適當的軸承接收。由此增加了功率損耗，在減速機的驅動級中尤其明顯。
傳統錐齒輪的運行平穩度和可傳遞的扭矩同樣低于圓柱齒輪。而準雙曲面齒輪減速機運行極為平穩并可傳遞極高的扭矩，但錐齒輪等級中會產生高軸承負載。
如果應用程序的安裝空間受限或該程序對輸入軸和輸出軸的角度分配有要求，則使用轉角型減速機或斜齒輪減速機。如果輸出軸用于穿引管線或使用夾緊套件，則可用作空心軸。
斜齒輪減速機
斜齒輪減速機可通過直齒、斜齒以及螺旋弧齒錐齒輪實現。通常，斜齒輪減速機的軸以 90 度相交，原則上也存在其他相交角度。根據錐齒輪的安裝情況，輸入軸和輸出軸的旋轉方向可以相同或相反。
最簡單的斜齒輪減速機類型具有直齒或斜齒錐齒輪。這類齒輪制造成本較低。使用直齒或斜齒錐齒輪只能實現小的端面嚙合，因而這類斜齒輪減速機運行平穩度較低，可傳遞的扭矩低于其他類型的錐齒輪。斜齒輪減速機與行星減速機結合使用時，通常，錐齒輪等級的傳動比為 1:1，以便將可傳遞的扭矩最大化。
使用弧齒，即可實現另一種規格的斜齒輪減速機。弧齒錐齒輪可設計成螺旋傘齒輪或準雙曲面齒輪。螺旋傘齒輪總接觸比極高，但是由于其特殊結構，制造成本高于直齒或斜齒錐齒輪。螺旋傘齒輪的優點在于，既可提高運行平穩度，也可提高可傳遞的扭矩。使用這類齒輪，還可以提高轉速。
錐齒輪在運行期間會產生較高的軸向和徑向載荷，由于軸相交，只能在一側接收這些載荷。如果在多級減速機中用作快速旋轉驅動級，必須特別注意軸承的使用壽命。此外，與渦輪減速機不同的是，斜齒輪減速機無自鎖功能。
在轉角型減速機區域內，斜齒輪減速機可替代準雙曲面齒輪減速機，以降低運行成本。
準雙曲面齒輪減速機
準雙曲面齒輪減速機屬于斜齒輪減速機這一類。準雙曲面齒輪減速機的特點之一是，軸在兩個相互平行的層面交叉。因此，跟其他斜齒輪減速機相反，準雙曲面齒輪減速機會發生軸線偏置。根據錐齒輪的安裝情況，輸入軸和輸出軸的旋轉方向可以相同或相反。
準雙曲面錐齒輪屬于螺旋錐齒輪。準雙曲面錐齒輪的優點在于可以通過軸線偏置實現具有更大螺旋角的小錐齒輪。從而提高齒輪嚙合的重合度。因此，準雙曲面齒輪減速機能夠在結構空間相同的情況下，比簡單的螺旋弧齒輪傳輸更多扭矩。另外，通過更大的重合度可以實現更高的傳動比。
準雙曲面齒輪減速機以極高的運行平穩性而著稱。但其不適用于極高轉速。一方面，因為軸線偏置會額外引起齒面間的縱向滑移，所以必須采用特殊潤滑油；另一方面，齒面間的反作用力較高，需要使用圓錐滾子軸承來保證軸承在一般的驅動轉速下有足夠的使用壽命。由于軸承和密封件會造成功率損耗，準雙曲面錐齒輪在多級減速機上更適宜充當輸出級。在此所需轉速更低，而扭矩相應地更高。
單級準雙曲面齒輪減速機具有通過錐齒輪級即可實現 3:1 到 10:1 傳動比的優點。如需更高的傳動比，可將準雙曲面齒輪減速機與行星減速機相組合。
由于盤形齒輪直徑較大，準雙曲面齒輪減速機特別適合實現空心軸，前提是需要用輸出軸來穿過管線或使用夾緊套件。通過帶兩個輸出端的輸出軸可進行功率分流。
微信掃一掃
