怎么选择伺服行星减速机?
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确定理想行星伺服变速箱的10个因素

确定理想行星伺服变速箱的10个因素

行星齿轮机构的设计是为了增加扭矩,通过增加传传动比,降低电机转速。这使马达能更有效地运转,减少反馈回电机的惯性,增加稳定性。
行星齿轮箱由安装在中间轴上的太阳齿轮组成。太阳齿轮被多个行星齿轮包围,并通过内齿圈在轴上旋转。行星齿轮的旋转由行星架转化为输出轴的旋转。

 

图1

 

为什么行星齿轮机构是理想的?行星齿轮机构可以服务于多个应用,包括自动化和机电一体化工业中的单到多路机器人系统,在通信行业的天线定位系统,食品加工行业中的产品混合和包装。

这些应用得益于伺服行星齿轮的几个特点:他们提供了一个紧凑的电机减速器包,可以提供更高的性能-以及更高的可重复性-他们提供了更大的生产能力。
上海津驰公司和台湾朝冈公司合作提供世界级的制造产品,朝冈伺服行星减速机已在世界各地的几个应用中采购使用,包括在机床,包装机,机械臂,数控机床和传送机中。
朝冈减速机有几个行星伺服齿轮减速机构的特点:溢价,精度,标准和初级。为什么有这么多选择?你怎么知道哪个伺服齿轮是最适合你的科学应用需要吗?这些类别之间有什么不同?
朝冈行星家族中的每一个系列都有其独特的特性,适合广泛而多样的应用。识别这些特性和规格对于选择素是至关重要的,不同的行星伺服齿轮机构,需要适合您的具体应用。
朝冈的技术产品支持专家在让客户参与应用程序讨论时使用了一种全面的协商方法。他们在识别和提供最佳齿轮减速器方面,具有广泛的理解和深入的分析,其中具有至关重要的37个应用特性(图4)。
这些特点分为五个主要方面:
1. 扭矩
2. 负载和位置
3. 负载
4.空间/配置考虑
5.其他因素
这37个特性的影响是减速器选择的关键。为了简洁起见,我们精简在研究行星伺服齿轮机构时必须考虑的因素。这些应用特性包括:

 

输出特性 壳体特性
         固定轴

        内联接

         凸缘

        正确角度
齿轮特性 侧隙

        螺旋角

效率

        螺旋/直齿切削

噪音水平
速比 壳体材料
惯量 预算考虑

 


每个伺服变速箱由几个高质量的部件组成,作为构成朝冈行星伺服变速箱的部件的一个例子,请参阅下面的图2。

 

图2

 

图2-A:行星外壳和输出轴固连在一起,为最大的轴承尺寸设置了外部保持架,这有助于提高径向承载能力。

图2-B:在输出轴上设计了特殊的锁定机构,以确保零件的定位和动力传输效率。
图2-C:合金钢齿轮采用独特的热处理设计,经过磨齿后,具有较高的耐磨性、高冲击强度和高精度。
图2-D:太阳齿轮轴承直接放置在行星架的中心,以实现传动部件和机械结构的整体同心度。
图2-E:双唇油封设计提供了保护等级IP 65(内部保护)。允许上唇防止灰尘,下唇防止漏油。
图2-F:输入端被设计成通过动平衡环夹紧机构将电机轴耦合,以确保高速时的同心度和零滑移。
图2-G:先进的1体式电机外壳设计,便于为您的伺服或步进电机安装一个匹配的输入轴衬套。
图2-H:行星齿轮传动接口配备无保持架的全滚针轴承,以达到最小的间隙公差,增强整体刚性结构和输出扭矩。
图2-I:变速箱和内圈齿轮结构在一件,采用加工德国齿轮设备加工,以达到高精度和高扭矩。先进的无电镀镍表面处理,使其具有抗划伤性,满足严格要求。
图2-J:输出轴表面光滑,精确,摩擦力最小,密封寿命最佳。
现有的五级齿轮传动精度如下:
优质螺旋齿轮;精密螺旋齿轮;精密(直接切削)直齿齿轮;标准(直接切削)直齿齿轮;初级(直接切削)直齿齿轮
有五个级别的齿轮精度可供选择,哪个齿轮类型的最有可能满足您的大多数要求?看一看每一级别的齿轮传动系统。 因为它将帮助你更好地理解他们,将如何缩小你的选择范围。
优质型螺旋齿轮传动箱是行星减速器中效率最高、间隙最低、声级最低的传动装置。通常,这些减速器的侧隙水平都很低,如≤1弧分,效率值高达97%,声噪声水平低至56 dB(A)。它们以价格较高而闻名。
精密型螺旋和直齿轮传动箱提供了功能和成本考虑之间的巨大平衡。这一范围的传动装置具有低侧隙水平,如≤5弧分,效率高达97%。 声噪声水平低至58 dB(A)。它们在一个吸引人的成本点上提供了功能和功能的平衡。
精密型直齿圆柱齿轮箱可以提供更高的功能范围,功能,性能和成本点低于它们的螺旋计数器部件。这一系列的传动装置在大多数的要求中都是可以使用的。精密直齿圆柱齿轮的齿隙水平低到≤6弧分,效率高达95%,声噪声水平低到61 dB(A)。它们提供性能、功能和有竞争力的价格。
标准类型的直齿轮箱提供了一个较低的价格,功能和性能的良好选择。大多数不需要运动的应用场合通常对其表示满意。标准的直齿轮传动性能具有低间隙水平,如≤7弧分,效率高达95%,声噪声水平低到62 dB(A)。它们以极具竞争力的价格提供性能、功能和特征。
一级直齿圆柱齿轮通常满足较轻扭矩和占空比应用的要求;这在很大程度上是由于支持直齿圆柱齿轮的行星载体-悬臂式安装。初级直齿轮传动提供低水平的≤9弧分,效率高达95%,声噪声水平低到62分贝(A)。它们是行星再循环中最具成本效益的,具有满足成本敏感应用需求的能力。
在图3中,我们确实可以看到悬臂和笼形行星齿轮架在设计上的区别。请注意每种设计的不同之处,以及零件的位置,如支承轴承。

 

图3

 

外壳部件:大多数用于运动控制的行星减速器外壳是由一种钢合金或不锈钢组成的。钢制外壳提供了高度的扭转刚度。如果不是所有的应用需求,可以满足大多数需求的刚度。保护涂层和表面处理提供了高度的表面保护,以及允许定制的颜色选择选项。不锈钢也被用来解决要求耐腐蚀的应用,但是与钢相比,不锈钢的效率不如热导体,并且可以在扭矩密度、扭转刚度等进行权衡。关于钢铁与不锈钢外壳的讨论最好是根据应用规范的要求来定义,而不是由给定供应商的典型解决方案来定义。
其他因素:驱动运动控制减速器选择的其他因素直接关系到您的应用需求和需求,以及扭矩、服务和安全因素。 工程师为缩小行星减速器的选择范围而必须考虑的许多因素、效率、惯性匹配以及其他因素,其中哪种行星减速器最适合并涵盖了所有的应用场所。
结论:与传统的交流或直流调速电机相比,伺服电机和步进电机具有更高的转速和更大的转矩密度。行星齿轮减速器在最紧凑和扭矩密集的齿轮传动解决方案。津驰提供最广泛的齿轮产品,以满足您的所有运动控制和电力传输的要求。
要了解有关37个应用程序特性的更多信息,请参见下一页获得完整列表。

 

图4 37个应用特性

. Spatial/Configuration Considcrations
1 Application type
2 Space Considerations/limitations
3 Reducer type
4 Output shaft type
5 Mounting
6 Input: Motor type, Form factor
7 Form factor
8 Costs

 

. Duty
9 Duty cycle
10 Cycle rate
11 Accel / Decel periods
12 Motion profile
13 Running periods

 

. Torque
14 Life ratings / expectancies
15 Ratio
16 Inertia
17 Input speed (rpm)
18 Output speed (rpm)
19 Number of stages
20 Nominal torque
21 Acceleration torque
22 Service factor
23 Load type

 

. Load & Position
24 Efficiency
25 Shaft loading, radial
26 Shaft loading, axial
27 Moment capacity
28 Backlash
29 Back drive ability
30 Torsional rigidity

 

. Other Factors
31 Housing materials
32 Weight
33 Sound level
34 Mounting considerations
35 Environmental considerations
36 Thermal characteristics
37 Lubrication restrictions