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什么是同轴减速机?

在减速机领域,“同轴”的意思很简单:减速机的输入轴和输出轴位于一条旋转轴上。

同轴减速机有许多形状。例如,有同轴运行的单级行星减速机,但有些多级行星减速机也属于同轴减速机。同样地,主轴齿轮与偏心齿轮(摆线齿轮)也可以如此设计。

这一点对正齿轮也适用。一般来说,如果用两对齿轮来连接传动轴和输出轴,那么在布置合理的前提下,两条轴可以置于同一条直线上。

大多数的同轴减速机是行星减速机

用途最广的同轴减速机是行星减速机。它既可以被设计为单级减速机,也可以设计为多级行星减速机。我们可以简单解释一下同轴减速机的工作原理:

  • 一台同轴的行星减速机的内啮合的环形齿轮里,运转着多个正齿轮(行星齿轮)。
  • 您可以将它形容为同心的环形轨道。
  • 所谓的“行星齿轮架”将正齿轮维持在它们各自的轨道上。
  • 一个位于中央的、外部啮合的正齿轮驱动着各个行星齿轮。前者被称作“太阳轮”。
  • 这一原理类似于太阳系 —— 太阳轮,行星齿轮和行星减速机的名称由此而来。


同轴减速机是如何传输扭矩的?

所有的同轴减速机凭借其传动比,改变着转速和扭矩。举个例子,我们假设传动比 i=10:1。在这种情况下,减速机里的转速降低10倍。扭矩以相同的系数提高10倍。

有趣的是,单级减速机和多级减速机都可以设计成同轴减速机。甚至它们可以设计在同一个外壳里。为了做到这一点,需要把多个行星级耦合。第一级的输出将作为下一级的驱动。由此,同轴的行星减速机得以实现较大传动比(最多可达 i > 500)。这是非常强大的行星减速机构造,只能通过同轴结构方式实现。


行星减速机里的齿圈固定在哪里?

在大多数情况下,输出的力直接作用于旋转的行星齿轮架(集成于输出轴内)。齿圈通常是固定的,不会旋转。
还有一种解决方案,那就是不固定齿圈,而是固定行星齿轮架。我们所有人都知道这样一种解决方案:自行车的轮毂齿轮。它们与同轴减速机没有什么不同:扭矩并不施加在行星齿轮架上,而是施加在齿圈上。
 

同轴减速机的旋转方向

同轴减速机是同向还是反向旋转,原则上是一个简单的设计问题。因为只要构造正确,人们可以根据机器设计与应用目的的要求,单独地控制旋转方向。不过在大多数情况下,同轴减速机是同向旋转的。


在哪些情况下使用同轴减速机?

同轴行星减速机常用于机械制造,因为需要驱动技术与减速机共同作用。同轴的主轴齿轮与偏心齿轮多见于机器人。因为机器人系统需要在较小的空间里实现较高的传动比。机器人的设计人员也很注重这类同轴减速机极高的刚性。


同轴减速机最重要的优势有哪些?

  • 它们具备非常高的传动效率。
  • 它们的一大优势是极高的功率密度。
  • 它们可以用紧凑的方式安装。
  • 它们可以适应许多应用。
  • 可以设计出多级同轴减速机,由此实现高传动比。
  • 同轴减速机也可以实现卫生型设计(Hygienic Design)。

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