減速機(jī)
| ?AC電動機(jī)用減速機(jī) |
?無刷電動機(jī)用減速機(jī) |
| ?步進(jìn)電動機(jī)、伺服電動機(jī)用減速機(jī) |
?減速機(jī)的作用 |
| ?最大轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用 |
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步進(jìn)電動機(jī)、伺服電動機(jī)用減速機(jī) |
一般如果安裝尺寸相同，步進(jìn)電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩較AC電動機(jī)大，又由于伺服電動機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，因此必須以高轉(zhuǎn)矩、高轉(zhuǎn)速對應(yīng)，以免破壞電動機(jī)的這些特性。
以下為較具代表的控制電動機(jī)用減速機(jī)的原理構(gòu)造。
TH減速機(jī)
◇ 原理與構(gòu)造
TH減速機(jī)型的直齒輪減速機(jī)的輸出段以及與其嚙合的齒輪部分皆采用錐齒輪（Taper Gear ）。錐齒輪朝軸向連續(xù)變位。微調(diào)這些錐齒輪，朝箭頭方向調(diào)節(jié)其嚙合量，以達(dá)到降低其齒隙的目的。
TH減速機(jī)型的直齒輪減速機(jī)的輸出段以及與其嚙合的齒輪部分皆采用錐齒輪（Taper Gear ）。錐齒輪朝軸向連續(xù)變位。微調(diào)這些錐齒輪，朝箭頭方向調(diào)節(jié)其嚙合量，以達(dá)到降低其齒隙的目的。
TS減速機(jī)
◇ 原理與構(gòu)造
TS減速機(jī)通過齒輪加工的高精度化及將熱處理后的尺寸變化量考慮進(jìn)去的齒輪加工的實施，減少對齒隙的影響。此外，關(guān)于輸出軸齒輪，熱處理后實施高精度加工，去除因熱處理導(dǎo)致尺寸變化的影響。因此，TS減速機(jī)實現(xiàn)了無需特別調(diào)整機(jī)構(gòu)的簡單構(gòu)造。
TS減速機(jī)通過齒輪加工的高精度化及將熱處理后的尺寸變化量考慮進(jìn)去的齒輪加工的實施，減少對齒隙的影響。此外，關(guān)于輸出軸齒輪，熱處理后實施高精度加工，去除因熱處理導(dǎo)致尺寸變化的影響。因此，TS減速機(jī)實現(xiàn)了無需特別調(diào)整機(jī)構(gòu)的簡單構(gòu)造。
FC減速機(jī)
◇ 原理與構(gòu)造
FC減速機(jī)是指由半軸齒輪（圓盤狀的齒輪）與直齒輪構(gòu)成的直交軸減速機(jī)。借助本公司的高精度加工，對半軸齒輪的小型化和高強(qiáng)度化取得成功，實現(xiàn)了可抑制齒隙的小型直交軸。
PS減速機(jī)
◇ 原理與構(gòu)造PS減速機(jī)為行星齒輪機(jī)構(gòu)的減速機(jī)。由太陽齒輪、行星齒輪、內(nèi)齒輪等3個機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。安裝于中心軸位置的太陽齒輪（一段型減速機(jī)時此部分為電動機(jī)轉(zhuǎn)軸。）外側(cè)有數(shù)個行星齒輪，利用內(nèi)齒輪沿中心軸圓周做公轉(zhuǎn)。通過行星齒輪的公轉(zhuǎn)利用行星輪架轉(zhuǎn)換成輸出軸的旋轉(zhuǎn)。
行星齒輪：為多個外齒輪，以太陽齒輪為中心公轉(zhuǎn)。
各行星齒輪都被安裝于行星輪架上，行星輪架上固定有減速機(jī)輸出軸。
內(nèi)齒輪 ：為固定于減速機(jī)外殼上的圓筒狀的齒輪，內(nèi)側(cè)有小齒。
PN減速機(jī)是與PS減速機(jī)同樣的行星齒輪機(jī)構(gòu)的減速機(jī)。為使各零件的加工精度提高，采用了齒隙去除機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)了規(guī)格值3分以內(nèi)的齒隙。齒隙去除機(jī)構(gòu)是將內(nèi)齒輪及行星齒輪分別配置成上下兩段，并將內(nèi)齒輪朝圓周方向擰動。因此，上段的內(nèi)齒輪與行星齒輪去除了CW方向的齒隙，而下段的內(nèi)齒輪與行星齒輪則去除了CCW方向的齒隙。
◇ 角度傳動精度
是指從輸入脈沖數(shù)計算出輸出軸的理論旋轉(zhuǎn)角度與實際旋轉(zhuǎn)角度的誤差。表示從任意位置測量輸出軸旋轉(zhuǎn)1次時誤差的最小值與最大值的幅度。
是將薄壁彈性齒輪技術(shù)運(yùn)用到行星齒輪減速機(jī)內(nèi)齒輪的行星齒輪減速裝置。因此，利用內(nèi)齒輪的彈性變形，在沒有調(diào)整機(jī)構(gòu)的情況下實現(xiàn)了小齒隙。
行星齒輪減速機(jī)是太陽齒輪與行星齒輪、行星齒輪與內(nèi)齒輪都同時相互嚙合的構(gòu)造。因此，如果只用零件的尺寸精度減少齒隙，則會受到尺寸誤差的影響而干擾嚙合部分，可能導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩不均勻或產(chǎn)生噪音。為解決此類問題，開發(fā)了緩和嚙合部分干擾的功能及兼?zhèn)渥銐驈?qiáng)度的“薄壁彈性內(nèi)齒輪”，誕生了劃時代性構(gòu)造的行星齒輪減速機(jī)HarmonicPlanetary。HarmonicPlanetary在減速機(jī)的使用壽命范圍內(nèi)幾乎沒有齒隙變化。
◇ 角度傳動精度
是指從輸入脈沖數(shù)計算出輸出軸的理論旋轉(zhuǎn)角度與實際旋轉(zhuǎn)角度的誤差。表示從任意位置測量輸出軸旋轉(zhuǎn)1次時誤差的最小值與最大值的幅度。
就減速機(jī)而言，諧波減速機(jī)擁有無可比擬的優(yōu)異定位精度特性，是由運(yùn)用金屬彈性力的3個基本零件（波發(fā)生器、柔輪、剛輪）所組成。
波發(fā)生器
橢圓形凸輪的外圈上嵌入薄型的滾珠軸承，整體呈一橢圓形狀的零件。軸承的內(nèi)圈固定于橢圓形凸輪之上，外圈則介由滾珠彈性變形。安裝于電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上。
柔輪
為制成薄型杯狀的金屬彈性體零件。杯開口部位外緣刻有小齒。柔輪底部安裝到減速機(jī)輸出軸。
剛輪
剛性體的內(nèi)齒輪。內(nèi)側(cè)上刻有與柔輪同樣大小的小齒，且比柔輪多2個齒數(shù)。外圈部分固定于減速機(jī)外殼上。
◇ 精度
諧波減速機(jī)與使用一般直齒輪的減速機(jī)不同，沒有齒隙（小齒互相嚙合間隙）。同時，相互嚙合的齒數(shù)較多，小齒的齒距誤差或累積齒距誤差的旋轉(zhuǎn)精度的影響被平均分散掉，可發(fā)揮高定位精度的特性。此外，諧波減速機(jī)的減速比較高，因此，在輸出軸施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩時的扭轉(zhuǎn)，即使與電動機(jī)單體及其它減速電動機(jī)相比，也會非常小，且具有高剛性。由于剛性較高，因此，即使負(fù)載變動大，也可以非常穩(wěn)定的定位。對要求較高的定位精度及剛性時，請參考以下特性。
◇ 角度傳動精度
是指從輸入脈沖數(shù)計算出輸出軸的理論旋轉(zhuǎn)角度與實際旋轉(zhuǎn)角度的誤差。表示從任意位置測量輸出軸旋轉(zhuǎn)1次時誤差的最小值與最大值的幅度。
內(nèi)齒輪 ：為固定于減速機(jī)外殼上的圓筒狀的齒輪，內(nèi)側(cè)有小齒。
PN減速機(jī)
◇ 原理與構(gòu)造PN減速機(jī)是與PS減速機(jī)同樣的行星齒輪機(jī)構(gòu)的減速機(jī)。為使各零件的加工精度提高，采用了齒隙去除機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)了規(guī)格值3分以內(nèi)的齒隙。齒隙去除機(jī)構(gòu)是將內(nèi)齒輪及行星齒輪分別配置成上下兩段，并將內(nèi)齒輪朝圓周方向擰動。因此，上段的內(nèi)齒輪與行星齒輪去除了CW方向的齒隙，而下段的內(nèi)齒輪與行星齒輪則去除了CCW方向的齒隙。
是指從輸入脈沖數(shù)計算出輸出軸的理論旋轉(zhuǎn)角度與實際旋轉(zhuǎn)角度的誤差。表示從任意位置測量輸出軸旋轉(zhuǎn)1次時誤差的最小值與最大值的幅度。
HPG減速機(jī)
◇ 原理與構(gòu)造是將薄壁彈性齒輪技術(shù)運(yùn)用到行星齒輪減速機(jī)內(nèi)齒輪的行星齒輪減速裝置。因此，利用內(nèi)齒輪的彈性變形，在沒有調(diào)整機(jī)構(gòu)的情況下實現(xiàn)了小齒隙。
行星齒輪減速機(jī)是太陽齒輪與行星齒輪、行星齒輪與內(nèi)齒輪都同時相互嚙合的構(gòu)造。因此，如果只用零件的尺寸精度減少齒隙，則會受到尺寸誤差的影響而干擾嚙合部分，可能導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩不均勻或產(chǎn)生噪音。為解決此類問題，開發(fā)了緩和嚙合部分干擾的功能及兼?zhèn)渥銐驈?qiáng)度的“薄壁彈性內(nèi)齒輪”，誕生了劃時代性構(gòu)造的行星齒輪減速機(jī)HarmonicPlanetary。HarmonicPlanetary在減速機(jī)的使用壽命范圍內(nèi)幾乎沒有齒隙變化。
是指從輸入脈沖數(shù)計算出輸出軸的理論旋轉(zhuǎn)角度與實際旋轉(zhuǎn)角度的誤差。表示從任意位置測量輸出軸旋轉(zhuǎn)1次時誤差的最小值與最大值的幅度。
諧波減速機(jī)
◇ 原理構(gòu)造就減速機(jī)而言，諧波減速機(jī)擁有無可比擬的優(yōu)異定位精度特性，是由運(yùn)用金屬彈性力的3個基本零件（波發(fā)生器、柔輪、剛輪）所組成。
橢圓形凸輪的外圈上嵌入薄型的滾珠軸承，整體呈一橢圓形狀的零件。軸承的內(nèi)圈固定于橢圓形凸輪之上，外圈則介由滾珠彈性變形。安裝于電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上。
柔輪
為制成薄型杯狀的金屬彈性體零件。杯開口部位外緣刻有小齒。柔輪底部安裝到減速機(jī)輸出軸。
剛輪
剛性體的內(nèi)齒輪。內(nèi)側(cè)上刻有與柔輪同樣大小的小齒，且比柔輪多2個齒數(shù)。外圈部分固定于減速機(jī)外殼上。
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將3件基本零件組合。柔輪隨波發(fā)生器變形為橢圓狀，橢圓的長軸部分則與剛輪小齒部分互相嚙合，而短軸部分小齒則完全呈脫離狀態(tài)。 將剛輪固定，將波發(fā)生器（輸入）朝順時針方向旋轉(zhuǎn)，此時柔輪會產(chǎn)生彈性變形，而與剛輪小齒互相嚙合的位置將按順序移動。 波發(fā)生器每旋轉(zhuǎn)一圈，柔輪因比剛輪齒數(shù)少2個齒數(shù)，因此會與波發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)方向相反，亦即朝逆時針方向移動2個齒數(shù)差。輸出這一動作并進(jìn)行減速。 |
◇ 精度
諧波減速機(jī)與使用一般直齒輪的減速機(jī)不同，沒有齒隙（小齒互相嚙合間隙）。同時，相互嚙合的齒數(shù)較多，小齒的齒距誤差或累積齒距誤差的旋轉(zhuǎn)精度的影響被平均分散掉，可發(fā)揮高定位精度的特性。此外，諧波減速機(jī)的減速比較高，因此，在輸出軸施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩時的扭轉(zhuǎn)，即使與電動機(jī)單體及其它減速電動機(jī)相比，也會非常小，且具有高剛性。由于剛性較高，因此，即使負(fù)載變動大，也可以非常穩(wěn)定的定位。對要求較高的定位精度及剛性時，請參考以下特性。
◇ 角度傳動精度
是指從輸入脈沖數(shù)計算出輸出軸的理論旋轉(zhuǎn)角度與實際旋轉(zhuǎn)角度的誤差。表示從任意位置測量輸出軸旋轉(zhuǎn)1次時誤差的最小值與最大值的幅度。
這是無負(fù)載條件下的值（減速機(jī)部參考值）。但是，實際的用途上必然產(chǎn)生摩擦負(fù)載，出現(xiàn)與摩擦負(fù)載相應(yīng)的變位。當(dāng)摩擦負(fù)載一定時，若朝同一方向運(yùn)行則變位固定，但若從正反兩方向運(yùn)行，則往返間將產(chǎn)生兩倍的變位。該變位可通過下面的轉(zhuǎn)矩―扭轉(zhuǎn)特性來推測。
轉(zhuǎn)矩―扭轉(zhuǎn)特性
圖表中的轉(zhuǎn)矩―扭轉(zhuǎn)特性是將電動機(jī)軸進(jìn)行固定，然后慢慢朝正反方向向輸出軸施加或減少負(fù)載（轉(zhuǎn)矩）時的變位（扭轉(zhuǎn)）圖。如上所述，向輸出軸施加負(fù)載時，會因減速機(jī)的彈簧常數(shù)的關(guān)系而產(chǎn)生變位。
轉(zhuǎn)矩―扭轉(zhuǎn)特性
圖表中的轉(zhuǎn)矩―扭轉(zhuǎn)特性是將電動機(jī)軸進(jìn)行固定，然后慢慢朝正反方向向輸出軸施加或減少負(fù)載（轉(zhuǎn)矩）時的變位（扭轉(zhuǎn)）圖。如上所述，向輸出軸施加負(fù)載時，會因減速機(jī)的彈簧常數(shù)的關(guān)系而產(chǎn)生變位。
該變位在停止時施加外力及在施加了摩擦負(fù)載的狀態(tài)下進(jìn)行驅(qū)動的情況下會發(fā)生。該傾斜率可根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小，使用以下3個區(qū)間的彈簧常數(shù)算出近似值，或通過計算進(jìn)行推定。
磁滯損耗
從轉(zhuǎn)矩―扭轉(zhuǎn)特性可以看出，朝正反方向施加轉(zhuǎn)矩到容許轉(zhuǎn)矩后，即使將轉(zhuǎn)矩減少為0，扭轉(zhuǎn)角也不會完全變回0，仍殘留有一點(diǎn)扭轉(zhuǎn)。（圖B-B’）這就是磁滯損耗，該磁滯損耗設(shè)計在2分以內(nèi)。停止時施加外力、通過慣性驅(qū)動施加加減速轉(zhuǎn)矩、驅(qū)動中施加摩擦負(fù)載等時，即使將負(fù)載降為0，在此磁滯損耗作用下，有時仍會殘留有稍許扭轉(zhuǎn)。
空轉(zhuǎn)
諧波減速機(jī)完全沒有齒隙，因此減速機(jī)的精度則以空轉(zhuǎn)作為其基準(zhǔn)值?？辙D(zhuǎn)是減速機(jī)輸出軸施加容許轉(zhuǎn)矩的約5%的轉(zhuǎn)矩時，所產(chǎn)生變位的合計值。
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從轉(zhuǎn)矩―扭轉(zhuǎn)特性可以看出，朝正反方向施加轉(zhuǎn)矩到容許轉(zhuǎn)矩后，即使將轉(zhuǎn)矩減少為0，扭轉(zhuǎn)角也不會完全變回0，仍殘留有一點(diǎn)扭轉(zhuǎn)。（圖B-B’）這就是磁滯損耗，該磁滯損耗設(shè)計在2分以內(nèi)。停止時施加外力、通過慣性驅(qū)動施加加減速轉(zhuǎn)矩、驅(qū)動中施加摩擦負(fù)載等時，即使將負(fù)載降為0，在此磁滯損耗作用下，有時仍會殘留有稍許扭轉(zhuǎn)。
空轉(zhuǎn)
諧波減速機(jī)完全沒有齒隙，因此減速機(jī)的精度則以空轉(zhuǎn)作為其基準(zhǔn)值?？辙D(zhuǎn)是減速機(jī)輸出軸施加容許轉(zhuǎn)矩的約5%的轉(zhuǎn)矩時，所產(chǎn)生變位的合計值。
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