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行星减速机的内部结构以及原理图

行业新闻|2022-05-26| 深圳维动自动化

行星减速机在很多行业应用广泛,相对齿轮减速机,行星减速机的齿轮啮合精度更好,精度高,运行时噪音低,整体体积小,适合各种工作环境,在狭小的工作环境也可以灵活的进行安装。行星减速机的内部结构图是什么样的,减速机的原理结构图,大家一起跟着图示了解一下



主要传动结构有行星轮,太阳轮和内齿圈。行星轮减速就是齿轮减速的原理,有一个轴线位置固定的齿轮叫中心轮或太阳轮,在太阳轮边上有轴线变动的齿轮,既作自转又公转的齿轮叫行星轮,行星轮有支持构件叫行星架,通过行星架将动力传到轴上,再传给其它齿轮。它们由一组若干个齿轮组成一个轮系。只有一个原动件,这种周转轮系称为行星轮系。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图.jpg

行星减速机内部结构图

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心齿轮周围,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”。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,承载着由输入轴通过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。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。


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的作用下,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。



不难看出,行星减速机的电机侧输入转速(即:太阳轮的转速),要比其负载侧输出转速(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的尺寸(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机速比通常在 3 ~ 10 之间;速比超过 10 以上的行星减速机,需要使用两级(或以上)的行星齿轮组减速。


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,齿轮啮合的总体接触面积也比较大,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高,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,刚性可达3Nm/arcmin甚至更高。




行星减速机运行原理(图解)

行星减速机齿轮.jpg

(1)齿圈固定,太阳轮主动,行星架被动。


从演示中可以看出,此种组合为降速传动,通常传动比一般为2.5~5,转向相同。


减速机内部齿轮结构.jpg

(2)齿圈固定,行星架主动,太阳轮被动。


从演示中可以看出,此种组合为升速传动,传动比一般为0.2~0.4,转向相同。


行星减速机内部结构图.jpg

(3)太阳轮固定,齿圈主动,行星架被动。


从演示中可以看出,此种组合为降速传动,传动比一般为1.25~1.67,转向相同。


行星减速机齿轮构造.jpg

(4)太阳轮固定,行星架主动,齿圈被动。


从演示中可以看出,此种组合为升速传动,传动比一般为0.6~0.8,转向相同。



行星减速机齿轮运行原理.jpg

(5)行星架固定,太阳轮主动,齿圈被动。


从演示中可以看出此种组合为降速传动,传动比一般为1.5~4,转向相反。


行星减速机内部剖面图.jpg

(6)行星架固定,齿圈主动,太阳轮被动。


从演示中可以看出此种组合为升速传动,传动比一般为0.25~0.67,转向相反。




(7)把三元件中任意两元件结合为一体的情况:


当把行星架和齿圈结合为一体作为主动件,太阳轮为被动件或者把太阳轮和行星架结合为一体作为主动件,齿圈作为被动件的运动情况。


从演示中我们可以看出,行星齿轮间没有相对运动,作为一个整体运转,传动比为1,转向相同。汽车上常用此种组合方式组成直接档。


8)三元件中任一元件为主动,其余的两元件自由:


从分析中可知,其余两元件无确定的转速输出。第六种组合方式,由于升速较大,主被动件的转向相反,在汽车上通常不用这种组合。其余的七种组合方式比较常用。

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