减速机相关知识

学习篇之四

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相关基本概念 各类型减速机介绍
? 简介 ? 基本工作原理 ? 主要优缺点

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1、什么是减速机？用途？ 什么是减速机？用途？
（书）减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电 机 马 机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。 转 减 到所要 转 ，并得到 转 机构 用途：1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速 比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。2）减速同时降低了负载的 惯量 惯量的减少为减速比的平方。 惯量，惯量的减少为减速比的平方。 （口）减速机就是通过齿轮组使得输出转速较输入转速改变（减小） 的设备。主要用途1、改变（减小）转速2、改变（增大）转矩 备 （ ）转 （增 ）转 3、改 变（降低）负载与驱动电机的转动惯量比。也可以定性的理解为改变 了负载折合到输入轴上的等效惯量值。
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2、减速机有哪些种类？模样？ 减速机有哪些种类？模样？
一般减速机有四种：涡轮蜗杆减速机、行星齿轮减速机、谐波减速机， 摆线针轮减 机 摆线针轮减速机。
涡轮蜗杆减速机 行星齿轮减速机 谐波减速机 摆线针轮减速机

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3、 、一些基本的术语解释 些基本的术语解释
转动惯量J：表示一个物体尽力保持自己转动状态(或静止或转动)特性的 一个值。样本中的值均指输入端。 惯量比λ 是指负载惯量与传动系统惯量(电机加上齿轮箱)之间的比值 惯量比λ：是指负载惯量与传动系统惯量(电机加上齿轮箱)之间的比值。 这个比值决定了系统的可控性。λ值越大，也就是各转动惯量差值越大， 高动态的动作过程就越难精确控制。因此应通过减速机让λ尽可能小。 弧分 [arcmin]：一度分为60弧分(=60 arcmin=60′). ) 如回程间隙标为1 arcmin时,意思是说齿轮箱转一圈,输出端的角偏差为1/60°。 回程间隙jt[Arcmin]：指齿轮箱输出轴与输入端的最大偏差角.测量时先将 齿轮输入端固定住,然后在输出端用力矩仪加载一定力矩(2%T2B), (2%T2B) 以克服 齿轮箱内的磨擦力。回程间隙一般就是指背隙。 传动效率η：由于摩擦引起的损失总是使有效率小于1，也就是少于100%。 样本上的效率是齿轮箱在满负荷运动情况下 减速箱的传输效率 样本上的效率是齿轮箱在满负荷运动情况下，减速箱的传输效率。 齿轮传动的类型：最常见的是：两轴线相互平行的圆柱齿轮传动，两轴 线相交的圆锥齿轮传动，两轴线交错在空间既不平行也不相交的螺旋齿 轮传动。 级：一组变速齿轮称之为一级，一个减速机种可以有多级齿轮组结构。
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如何计算齿轮比
1.在一对齿轮中，齿数少的齿轮叫小齿轮，齿数多的齿轮叫大齿轮，齿 数同等的情况下，驱动齿轮叫小齿轮，被驱动齿轮叫大齿轮； 2.在一对外齿轮中，其运转为你逆向运转，小齿轮向右转动，大齿轮向 在 对外齿轮中，其 转为你逆向 转，小齿轮向右转动，大齿轮向 左转动； 3.在一对内齿轮中，两齿轮运转方向一致； 4.在一对齿轮中，运转数、齿数成反比例，小齿轮比大齿轮的转数多， 其齿数比 减速机齿速比如下 其齿数比，减速机齿速比如下：
齿数比ⅰ＝ 大齿轮齿数/小齿轮齿数 （蜗母齿轮 齿数比ⅰ 蜗轮齿数 /蜗杆条数） （蜗母齿轮：齿数比ⅰ＝
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如何计算减速机扭矩
扭 率 率 转 率 减速机扭矩=9550×电机功率÷电机功率输入转数×速比×使用效率 其中：速比=电机输出转数÷减速机输出转数

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1、简介 简介
蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的，用于传递交错轴之间的运动和动力， 通常两轴交错角为90。在一般蜗杆传动中，都是以蜗杆为主动件。 常 轴 错角为 在 蜗杆传 中，都 蜗杆为 件 从外形上看，蜗杆类似螺栓，蜗轮则很象斜齿圆柱齿轮。工作时，蜗 轮轮齿沿着蜗杆的螺旋面作滑动和滚动。为了改善轮齿的接触情况， 将蜗轮沿齿宽方向做成圆弧形 使之将蜗杆部分包住 这样蜗杆蜗轮 将蜗轮沿齿宽方向做成圆弧形，使之将蜗杆部分包住。这样蜗杆蜗轮 啮合时是线接触，而不是点接触。
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2、基本工作原理 基本工作原理
通过涡轮和蜗杆的齿合，改变传动 方向 同时起到减速的作用 结构简单 方向，同时起到减速的作用，结构简单。 对于中空轴式蜗齿减速机而言，可 以在输人端加装一个斜齿轮减速器，构 成的多级减速器可获得非常低的输出速 度，斜齿轮级和蜗齿级的组合，比纯单 级蜗轮减速机具有更高的效率。而且振 动 ，噪音低，能耗低 动小，噪音低，能耗低。以上属于涡轮 属于涡轮 蜗杆减速机的改进方案。

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3、主要技术参数计算 主要技术参数计算
速比：i＝ω1/ ω 2＝z2/z1
（其中：蜗杆齿数为z1，蜗轮齿数为z2 ） 通常，单机速比有7.5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100 共11种速比。
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蜗轮及蜗杆机构的特点：
可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑 两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大大高于交错轴斜齿轮机构 蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小 具有自锁性。当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性， 可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。如在其重机 械中使用的自锁蜗杆机构，其反向自锁性可起安全保护作用 中 ，其 作 传动效率较低，磨损较严重。蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度 大，故摩擦损耗大、效率低。另一方面，相对滑动速度大使齿面磨损严重、发热 严重 为了散热和减小磨损 常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料 严重，为了散热和减小磨损，常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料 及良好的润滑装置，因而成本较高 蜗杆轴向力较大
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1、简介
在减速机家族中，行星减速机以其体积小(与电机直径基本同)，传 动效率高(85～90％) 动效率高(85 90％)，减速范围广(1:3 减速范围广(1:3～100) 100)，精度高(背隙小)等诸多 精度高(背隙小)等诸多 优点，而被广泛应用于伺服、步进、直流无刷等控制电机(后称驱动电机) 的传动系统中。
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行星减速机主要传动结构为:行星轮,太阳轮,外齿圈、行星架。 之所以叫做行星减速机 主要是齿轮的相对位置和运行方式近似太 之所以叫做行星减速机，主要是齿轮的相对位置和运行方式近似太 阳系中的行星运转。其中行星轮不仅自身自转，还围绕太阳轮公转。
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行星齿轮减速机可以是单级结构 也可以是多级结构 行星齿轮减速机可以是单级结构，也可以是多级结构。

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2、工作原理 工作原理
固定电机轴 第一级齿轮 行星轮 行星架 第二级齿轮
注：第一级齿轮带动第二级齿轮的太阳 轮 进行第二次速比的改变 轮，进行第二次速比的改变。

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2、工作原理 工作原理
该图示意：齿圈 固定，太阳轮主动， 行星架被动。则此 种组合为降速运动， 通常传动比一般为 2 5 5 转向相同 2.5～5，转向相同。 此过程可简单理 解为太阳轮的周长 小于行星支架外接 圆的周长。因此， 太阳轮旋转一周 太阳轮旋转一周， 行星架并不会旋转 一周。

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2、工作原理 工作原理
还有其他五种情况， 还有其他 种情 ， 但一般不是出现在 减速机上：
外齿圈固定，行星架主动-升速
太阳轮固定，外齿圈主动-降速
太阳轮固定，行星架主动-升速
行星架固定，太阳轮主动-降速
行星架固定，外齿轮主动-升速

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3、主要参数计算（该部分不能确定！） 主要参数计算（该部分不能确定！）
由于在行星轮系中，具有几何轴线位置不固定的行星轮，它一方面绕自 己的几何轴线转动（自转），同时又绕中心轮的几何轴线转动（公转）。因 此，不能直接采用定轴轮系传动比的计算式来求解周转轮系中各构件之间的 传动比。 利用相对运动原理，当给整个轮系加上一个与行星架的转速相等、转向 相反的附加转速（－nH）(线速度）后，而各构件间的相对运动关系不变，此 时行星架静止不动。这样，行星轮系就转化为假想的定轴轮系。这个轮系称 为行星轮系的转化轮系。其传动比的计算方法与定轴轮系相同。
构件 1 2 3 原轮系中各构件的转速 转化机构中各构件的转速
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n1 n2 n3 nH
n1H =n1-nH n2H =n2-nH n3H =n3-nH n4H =n4-nH
H

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3、主要参数计算（该部分不能确定！） 主要参数计算（该部分不能确定！）
转化轮系中，轮1对轮3的传动比应为 n13H =n1H/n3H =(n1-nH)/(n3-nH) 按定轴轮系，可写成下式 n13H =n1H/n3H =(n1-nH)/(n3-nH)=(-1)z2z3/z1z2=-z3/z1 等式右边为负号 表示轮1与轮3在转化轮中转向相反 但应注意在原周 等式右边为负号，表示轮1与轮3在转化轮中转向相反。但应注意在原周 转轮中两者的转向不一定相反。

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行星减速机特点
减速器体积小、重量轻，承载能力高，使用寿命长、运转平稳， 噪声低。具有功率分流、多齿啮合独用的特性。最大输入功率可达 104kW。适用于起重运输、工程机械、冶金、矿山、石油化工、建筑 机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器和航空航 天等工业部门。

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1、简介 简介
谐波齿轮减速器是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减 速器。谐波齿轮传动（简称谐波传动），它是依靠柔性零件产生弹性 器 谐 齿轮传 简 谐 传 ， 靠柔性零件产 弹性 机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。主要包括刚轮、柔轮、 和波发生器组成。 由于波发生器的连续转动 迫使柔轮上的一点不断的改变位置 由于波发生器的连续转动，迫使柔轮上的一点不断的改变位置， 这时在柔轮的节圆的任一点，随着波发生器角位移的过程，形成一个 上下左右相对称的和谐波，故称之为：“谐波”。
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2、工作原理 工作原理
它主要由三个基本构件组成： （1）带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）2 它相当于行星系中的 （1）带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）2，它相当于行星系中的 中心轮； （2）带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）1，它相当于行星齿轮； （3）波发生器H，它相当于行星架。 作为减速器使用，通常采用波发生器主动、刚轮固定、 柔轮输出形式 柔轮输出形式。

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2、工作原理
波发生器通常成椭圆形的凸轮，将凸轮装入薄壁轴承内，再将它们 装入柔轮内。此时柔轮由原来的圆形而变成椭圆形，椭圆长轴两端的柔 轮与之配合的刚轮齿则处于完全啮合状态，即柔轮的外齿与刚轮的内齿 沿齿高啮合。这是啮合区，一般有30%左右的齿处在啮合状态；椭圆短轴 两端的柔轮齿与刚轮齿处于完全脱开状态，简称脱开；在波发生器长轴 和短轴之间的柔轮齿，沿柔轮周长的不同区段内，有的逐渐退出刚轮齿 间 处在半脱开状态 称之为啮出。 间，处在半脱开状态，称之为啮出。 波发生器在柔轮内转动时，迫使柔轮产生连续的弹性变形，此时波 发生器的连续转动，就使柔轮齿的啮入—啮合—啮出—脱开这四种状态 循环往复不断地改变各自原来的啮合状态。这种现象称之错齿运动，正 是这一错齿运动 作为减速器就可将输入的高速转动变为输出的低速转 是这一错齿运动，作为减速器就可将输入的高速转动变为输出的低速转 动。