在伺服應(yīng)用中 - 使用反饋裝置來(lái)控制線性或旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的扭矩,位置或速度。伺服應(yīng)用中負(fù)載慣量與電機(jī)慣量之比是系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。低慣性比可以使電機(jī)更精確地控制負(fù)載并避免過(guò)沖和振蕩,提高系統(tǒng)響應(yīng)性。如果不能改變負(fù)載的實(shí)際慣性,則在系統(tǒng)中增加一個(gè)減速機(jī)可以減少反射回電機(jī)的負(fù)載慣量(基本上,使電機(jī)看起來(lái)好像有較小的慣性需要移動(dòng))。
變速箱通過(guò)齒輪比的平方減小反射負(fù)載慣性(電機(jī)“看到”慣性),因此增加變速箱可以顯著提高系統(tǒng)的慣性比。變速箱還將來(lái)自電動(dòng)機(jī)的扭矩乘以與變速比成比例的量,同時(shí)將所需的電動(dòng)機(jī)速度降低相同的量。在某些應(yīng)用中,這意味著可以使用更小的電動(dòng)機(jī),并且電動(dòng)機(jī)可以以更高,更有效的速度運(yùn)行。
但是,任何變速箱都可以減少負(fù)載慣量,倍增扭矩和降低轉(zhuǎn)速,那么為什么許多伺服應(yīng)用都使用行星減速機(jī)呢?因?yàn)樾行菧p速機(jī)比其他齒輪類型具有更高的剛度,更小的間隙,更高的效率和更低的噪音。
行星減速機(jī)使用三種齒輪類型來(lái)傳遞扭矩:行星齒輪,太陽(yáng)齒輪和齒圈。連接的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)齒輪,太陽(yáng)齒輪位于齒輪組件的中心。多個(gè)行星齒輪與太陽(yáng)齒輪和齒圈嚙合,齒輪固定并固定在齒輪箱殼體內(nèi)。當(dāng)太陽(yáng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí),它驅(qū)動(dòng)行星齒輪在其自身軸上旋轉(zhuǎn)并圍繞太陽(yáng)齒輪旋轉(zhuǎn)。行星齒輪的位置由托架設(shè)定,托架也包括輸出軸。
在這種布置中,負(fù)載在多個(gè)齒輪齒之間共享,這為行星齒輪設(shè)計(jì)提供了高剛度并有助于實(shí)現(xiàn)低間隙 - 在某些設(shè)計(jì)中低至1至2弧分。高剛度對(duì)于需要頻繁啟停循環(huán)或旋轉(zhuǎn)方向變化的應(yīng)用也很重要。
行星式設(shè)計(jì)緊湊,在小型整體包裝中提供高減速比。這種緊湊的設(shè)計(jì)還意味著它們具有低慣性,這在伺服應(yīng)用中尤其有用,因?yàn)闇p速機(jī)慣性直接增加了電機(jī)必須平衡的負(fù)載慣量。雖然行星減速機(jī)與其他齒輪箱設(shè)計(jì)一樣,可以用潤(rùn)滑脂或油潤(rùn)滑,但大多數(shù)都由制造商用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑,并且在減速機(jī)的使用壽命期間不需要重新潤(rùn)滑或維護(hù)。
單級(jí)行星減速機(jī)(如上所述)通常可以提供低至3:1或高至10:1的減速比。通過(guò)在串聯(lián)布置中結(jié)合兩個(gè)或三個(gè)行星級(jí),多級(jí)減速機(jī)提供更高的比率。為此,外齒圈的長(zhǎng)度增加,并且第 一行星級(jí)的托架驅(qū)動(dòng)下一級(jí)的太陽(yáng)齒輪。因?yàn)樗鼈兪且源?lián)方式連接的,所以各個(gè)級(jí)的減少量相乘以得到終的輸出減少量。例如,包含5:1級(jí)和3:1級(jí)的多級(jí)變速箱將具有15:1的輸出比。與標(biāo)準(zhǔn)單級(jí)設(shè)計(jì)相比,多級(jí)設(shè)計(jì)提供了更好的扭矩 - 尺寸比,但卻犧牲了效率。
行星減速機(jī)可以使用直齒輪或斜齒輪。正齒輪提供更高的扭矩額定值,但螺旋齒輪具有更高的接觸比(在任何給定時(shí)間嚙合的齒數(shù))。這種更高的接觸比允許螺旋設(shè)計(jì)以更低的噪音,更高的剛度和更小的間隙運(yùn)行,使得螺旋行星減速機(jī)成為伺服應(yīng)用的首選。