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行星減速機內部結構圖與工作原理(圖解)


 行星減速機是伺服減速機的一種,下面來分析行星減速機內部結構圖及運行原理。



行星減速機.jpg


行星減速機是運動控制系統中連接伺服電機和應用負載的一種機械傳動組件。



行星減速機工作原理圖.jpg


如上圖所示,右側是動力輸入,行星減速機連接伺服電機;左側是輸出軸,連接設備機械負載。



行星減速機和伺服電機.jpg


行星減速機與伺服電機合體完美的搭檔。



   

行星減速機內部結構原理圖.jpg    



行星減速機在機械設備的運控系統中起到的作用主要包括:

傳輸電機動力和扭矩;傳輸和匹配動力轉速;

調整應用端機械負載與驅動側電機之間的慣量匹配;


   

行星減速機內部結構原理圖.jpg


行星減速機內部結構圖,如上圖所示,(自右向左)大致由電機側(輸入側)

軸承、電機側法蘭、輸入軸、行星齒輪組、輸出軸、輸出側(負載側)法蘭

負載側軸承幾個部分組成。



行星減速機內部結構原理圖.jpg


而在這一系列組件的中間位置,就是任何行星減速機都必須搭載的核心傳動部件:行星齒輪組 



行星減速機內部結構原理圖.jpg



 可以看到,在行星齒輪組的結構中,有多個齒輪沿減速機殼體內圈環繞在一個中

輪周圍,并且在行星減速機運轉工作時,隨著中心齒輪的自轉,環繞在周邊

的幾個齒輪也會圍繞中心齒輪一起“公轉”。因為核心傳動部分的布局非常類似太

陽系中行星們圍繞太陽公轉的樣子,所以這種減速機被稱為“行星減速機”。



行星減速機工作原理圖.jpg


中心齒輪通常被稱為“太陽輪”,由輸入端伺服電機通過輸入軸驅動旋轉。



行星減速機工作原理圖.jpg



行星減速機內部結構圖有多個圍繞太陽輪旋轉的齒輪被稱為“行星輪”,其一側與

太陽輪咬合,另一側與減速機殼體內壁上的環形內齒圈咬合,承載著由輸入軸通

太陽輪傳遞過來的轉矩動力,并通過輸出軸將動力傳輸到負載端。



行星減速機內部結構原理圖.jpg

   

正常工作時,行星輪圍繞太陽輪“公轉”的運行軌道就是減速機殼體內壁上的環形內齒圈。



行星減速機內部結構原理圖.jpg



   當太陽輪在伺服電機的驅動下旋轉時,與行星輪的咬合作用促使行星輪產生自轉;

同時,由于行星輪又有另外一側與減速機殼體內壁上的環形內齒圈的咬合,最終

在自轉驅動力的作用下,行星輪將沿著與太陽輪旋轉相同的方向在環形內齒圈上

滾動,形成圍繞太陽輪旋轉的“公轉”運動。


通常,每臺行星減速機都會有多個行星輪,它們會在輸入軸和太陽輪旋轉驅動力

作用下,同時圍繞中心太陽輪旋轉,共同承擔和傳遞減速機的輸出動力。



行星減速機內部結構原理圖.jpg

   


不難看出,行星減速機的電機側輸入轉速(即:太陽輪的轉速),要比其負載

輸出轉速(即行星輪圍繞太陽輪公轉的速度)要高,這也是為什么它會被稱

作“減速機”的原因。


電機驅動側與應用輸出側之間的轉速比值,稱為行星減速機的減速比,簡稱“ 

速比”,通常在產品規格中用字母 “ i ” 表示,它是由環形內齒圈與太陽輪

寸(周長或齒數)之比決定的。一般情況下,具有單級減速齒輪組的行星減速

比通常在 3 ~ 10 之間;速比超過 10 以上的行星減速機,需要使用兩級(

上)的行星齒輪組減速。



   

行星減速機工作原理圖.jpg



和所有運控傳動機構一樣,在運控設備中使用行星減速機時,也需要考慮到其傳

動效率、剛性和精度。而由于在運轉時的咬合齒數較多,齒輪咬合的總體接觸面

比較大,因此,相比普通的固定齒輪減速機,行星減速機的動力傳輸效率更

,具備更強的轉矩動力輸出能力,同時其傳動剛性也更硬。通常伺服行星減速

機的傳動效率可以達到 97% 以上,背隙一般低于3arcmin,剛性可

3Nm/arcmin甚至更高。


   

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