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行星减速机


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行星减速机内部结构图与工作原理(图解)


 行星减速机是伺服减速机的一种,下面来分析行星减速机内部结构图及运行原理。



行星减速机.jpg


行星减速机是运动控制系统中连接伺服电机和应用负载的一种机械传动组件。



行星减速机工作原理图.jpg


如上图所示,右侧是动力输入,行星减速机连接伺服电机;左侧是输出轴,连接设备机械负载。



行星减速机和伺服电机.jpg


行星减速机与伺服电机合体完美的搭档。



   

行星减速机内部结构原理图.jpg    



行星减速机在机械设备的运控系统中起到的作用主要包括:

传输电机动力和扭矩;传输和匹配动力转速;

调整应用端机械负载与驱动侧电机之间的惯量匹配;


   

行星减速机内部结构原理图.jpg


行星减速机内部结构图,如上图所示,(自右向左)大致由电机侧(输入侧)

轴承、电机侧法兰、输入轴、行星齿轮组、输出轴、输出侧(负载侧)法兰

负载侧轴承几个部分组成。



行星减速机内部结构原理图.jpg


而在这一系列组件的中间位置,就是任何行星减速机都必须搭载的核心传动部件:行星齿轮组 



行星减速机内部结构原理图.jpg



 可以看到,在行星齿轮组的结构中,有多个齿轮沿减速机壳体内圈环绕在一个中

齿轮周围,并且在行星减速机运转工作时,随着中心齿轮的自转,环绕在周边

的几个齿轮也会围绕中心齿轮一起“公转”。因为核心传动部分的布局非常类似太

阳系中行星们围绕太阳公转的样子,所以这种减速机被称为“行星减速机”。



行星减速机工作原理图.jpg


中心齿轮通常被称为“太阳轮”,由输入端伺服电机通过输入轴驱动旋转。



行星减速机工作原理图.jpg



行星减速机内部结构图有多个围绕太阳轮旋转的齿轮被称为“行星轮”,其一侧与

太阳轮咬合,另一侧与减速机壳体内壁上的环形内齿圈咬合,承载着由输入轴通

太阳轮传递过来的转矩动力,并通过输出轴将动力传输到负载端。



行星减速机内部结构原理图.jpg

   

正常工作时,行星轮围绕太阳轮“公转”的运行轨道就是减速机壳体内壁上的环形内齿圈。



行星减速机内部结构原理图.jpg



   当太阳轮在伺服电机的驱动下旋转时,与行星轮的咬合作用促使行星轮产生自转;

同时,由于行星轮又有另外一侧与减速机壳体内壁上的环形内齿圈的咬合,最终

在自转驱动力的作用下,行星轮将沿着与太阳轮旋转相同的方向在环形内齿圈上

滚动,形成围绕太阳轮旋转的“公转”运动。


通常,每台行星减速机都会有多个行星轮,它们会在输入轴和太阳轮旋转驱动力

作用下,同时围绕中心太阳轮旋转,共同承担和传递减速机的输出动力。



行星减速机内部结构原理图.jpg

   


不难看出,行星减速机的电机侧输入转速(即:太阳轮的转速),要比其负载

输出转速(即行星轮围绕太阳轮公转的速度)要高,这也是为什么它会被称

作“减速机”的原因。


电机驱动侧与应用输出侧之间的转速比值,称为行星减速机的减速比,简称“ 

速比”,通常在产品规格中用字母 “ i ” 表示,它是由环形内齿圈与太阳轮

寸(周长或齿数)之比决定的。一般情况下,具有单级减速齿轮组的行星减速

比通常在 3 ~ 10 之间;速比超过 10 以上的行星减速机,需要使用两级(

上)的行星齿轮组减速。



   

行星减速机工作原理图.jpg



和所有运控传动机构一样,在运控设备中使用行星减速机时,也需要考虑到其传

动效率、刚性和精度。而由于在运转时的咬合齿数较多,齿轮咬合的总体接触面

比较大,因此,相比普通的固定齿轮减速机,行星减速机的动力传输效率更

,具备更强的转矩动力输出能力,同时其传动刚性也更硬。通常伺服行星减速

机的传动效率可以达到 97% 以上,背隙一般低于3arcmin,刚性可

3Nm/arcmin甚至更高。


   

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