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直流伺服电机:正齿轮箱VS行星齿轮箱

直流伺服电机:正齿轮箱VS行星齿轮箱

【摘要】:
拥有内置齿轮箱的直流伺服电机相比于各个零件组合而成的同类产品能够提供一个更好的性价比解决措施。然而,决定哪一种类型的齿轮箱适合于应用场景是由多种因素所决定的,例如:背隙,效率,最大扭矩,速度,减速比以及价格。

  拥有内置齿轮箱的直流伺服电机相比于各个零件组合而成的同类产品能够提供一个更好的性价比解决措施。然而,决定哪一种类型的齿轮箱适合于应用场景是由多种因素所决定的,例如:背隙,效率,最大扭矩,速度,减速比以及价格。

 

  通常,两个经常使用的减速箱或者减速器为正齿轮与行星齿轮。一般,相比于行星单元,直齿轮减速箱艮更加简单并且更加便宜,以及适合于低扭矩应用场景。直齿轮的最大扭矩是有限制的,因为在每一级中的每个齿轮承担了整个扭转负荷。行星齿轮箱,相反,在行星齿轮箱之中,多个行星齿轮共同负担负载。在这里,输入轴驱动一个中心太阳轮,从而驱动行星齿轮。每一个行星齿轮同时传递扭矩到链接到齿轮输出轴上的旋转支撑板。

  同时,一个决定负载承受能力的因素是齿轮所使用的材料。通常,所使用的是烧结镍钢。因为,烧结过程能够经济性地生产出更接近公差的净形状齿轮。此外,因为材料是多孔的,相比于刚齿轮能够更好的承受润滑。然而,切刚齿轮往往更加持久。并且对于要求更高扭矩的应用场景,这是一个更好的选择。但是,无论是齿轮材料,尤其是在高速度与高负载的情况下,充足的润滑是非常重要的。这里,行星齿轮箱有更好的优势。因为从太阳齿轮向外飞出的油被行星齿轮以及承载板所吸捕获。正齿轮类型,另一方面,从齿轮上甩掉润滑油。这是行星齿轮箱有一个更高速度等级的原因。

 

  另一个,考虑背隙与减速比。背隙是一种测量位置精度的方式,通常以弧分表示。例如,一个典型的正齿轮箱大约有10弧分的背隙。而行星齿轮大约只有一半。行星齿轮箱或者正齿轮箱的减速比通常为几百比一。正齿轮箱,一个齿轮输入轴与另一个齿轮输入轴相耦合的话,大约提供6:1的减速。相比较而言,行星单元能够在每一级达到10:1的减速比。对于更好的减速比以及成比例的输出扭矩而言,多级的齿轮与齿轮套组需要增加。增加的级数将会增长减速比以及输出扭矩但是这个会增加总体的长度以及降低机械的效率。输出扭矩别被表示为:

 

  out = N motor

 

  电机是电机的扭矩表示,N是减速比,并且是效率。一个典型的单级正齿轮箱,例如,大约有90%的效率。而二级的模型大约有85%的效率。大多数的行星齿轮箱单级效率为97%,而两级的话是94%。

 

因素

行星齿轮

正齿轮

背隙

效率

负载能力

运转速度

机械噪音

尺寸

成本

 

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