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齿轮电机的减速方式与对应的设备

齿轮电机的减速方式与对应的设备

【摘要】:
对于很多人而言,齿轮减速,是一个既陌生而又熟悉的词汇。那么,其具体代表着什么样的意思呢?同时,我们又能通过什么样的方式,达到这一目的呢?
  从字面上来说,它似乎是说,从数量或者尺寸上而言,其正在减少,这部分上是对的。当例如引擎或者电机之类的旋转设备需要减弱的输出速度或者增加转矩。那么,齿轮一般就是用来完成这项任务的。
 
  齿轮“减速”是专门用来指代旋转设备的速度。设备的旋转速度是通过除以大于1:1的转动比而实现的。在更小的齿轮开始啮合并且驱动了大型齿轮的这一情况下,这一传动比,就开始实现了。
 
  尽管在许多场景中,齿轮减速减少了速度并且增加了转矩,但是,在另一些情景中,齿轮减速是被用来增加速度与减少转矩。
 
  在这个需求下,风力涡轮机的发生器使用齿轮减速来将一个相对缓慢的涡轮机页面速度转换成能够增加电力的高速模式。在这些应用中,所组装的行星齿轮箱是与那种减少速度与增加力矩的模式,正好相反的。
 
 
  齿轮减速是如何完成的呢?许多减速器能够达到这一目标,包括但不限于平行轴,行星与直角蜗杆齿轮箱。
 
  在平行轴齿轮箱(或减速器)中,拥有特定齿数的小齿轮开始啮合并且驱动了拥有更多齿数的更大的齿轮。
 
  “减速”或者齿轮齿数比通过大齿轮的齿数除以小齿轮的齿数而计算出来的。例如,一个电机驱动一个与65个齿数的齿轮啮合的13个齿数的行星齿轮,其5:1的减速就得到了(65/13)。
 
  如果电机的速度是3450rpm,那么,齿轮箱就能将速到减少至690rpm。如果电机的扭矩是10,那么齿轮箱将能够使得扭矩增加至50。(在减去齿轮箱效率损失前)平行轴齿轮箱通过包含多个齿轮组,从而实现增加齿轮减速的效果。
 
  总体的齿轮减速比例是通过乘以来自于齿轮组的单个齿轮比来决定的。如果齿轮箱包含3:1,4:1与5:1的齿轮组,那么,总体的比例就是60:1(3*4*5=60)。
 
  在上述的例子之中,3450 rpm的电机将通过使用60:1的齿轮箱实现57.5rpm的速度。10扭矩的电机将会增加至600扭矩。(在效率损失前)
 
  如果一个小齿轮与其匹配的齿轮拥有同样的齿轮。那么,减速将不会发生,并且齿轮齿数比为1:1。
 
  那么,这种齿轮叫做中间齿轮。其主要的功能是用于实现旋转方向的改变而不是用来减少速度或者增加转矩。
 
  计算在行星齿轮箱中的齿轮齿数比是具有更少直觉性的。因为其依靠于太阳与环形齿轮的齿数。
 
  行星齿轮扮演着与中间齿轮一样的角色。行星齿轮的齿数比等同于太阳与环形齿轮的总和除以太阳齿轮的齿数。
 
  比如说,一个拥有12齿数的太阳齿轮与72齿数的环形齿轮的行星齿轮组,其比例为7:1([12 + 72]/12 = 7)。
 
  行星齿轮组的比例能够达到3:1至大约11:1。如果更多的齿轮减速需要的话,额外的行星组件能够被使用。
 
  直角蜗杆驱动的齿轮减速,是依赖于蜗杆上的螺纹数或者“启动数”以及匹配的涡轮齿数。如果蜗杆拥有两个启动数并且匹配的蜗杆有50个齿数。那么,相应的齿轮齿数比为25:1(50/2=25)
 
  像引擎或者电机之类的旋转设备不能够提供特定的输出速度与转矩,一个齿轮减速器或许能够提供一个好的方案。平行轴,行星的,直角的蜗杆驱动器是一种用来获得齿轮减速的常见齿轮箱类型。

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