对比正齿轮与行星齿轮箱
正齿轮箱的设计方式是两个齿轮(单级)协同工作以增加驱动电机的扭矩潜力。直齿轮减速机传动链中的每个齿轮都承受整个扭矩负载,因此这些减速机用于指定较低扭矩的场合。使用齿轮箱时,齿隙也是一个常见问题。齿隙取决于齿轮齿的形状和精度以及齿轮安装布置的精度。效率也是如此。这两者之间的相互作用——齿隙和效率——是齿轮之间机械间隙的增加有利于效率,而对齿隙不利。一般来说,直齿轮减速机是两种装置中最简单且最便宜的。
行星减速机的设计更复杂
输入轴驱动中央(太阳)齿轮,然后转动周围的(行星)齿轮,这使得每个行星齿轮都能与其他行星齿轮完美同步地传递扭矩。对于行星齿轮箱,扭矩负载由多个“行星”齿轮分担,从而产生更大的扭矩输出能力,并减轻每个单独齿轮的压力。
两种类型的齿轮箱均由多种金属和塑料制成,包括黄铜、钢、镍钢和其他合金。重要的设计因素包括齿轮的尺寸和每个齿轮的齿数。这决定了输出扭矩和轴速度的齿轮比。
通过适当的加工,您可以从正齿轮和行星齿轮箱获得相同的齿隙。对于标准齿轮,此范围为 1 到 2 度。行星齿轮箱和正齿轮箱可为单级装置提供高达 90% 的效率。(所有齿轮箱都可以包括多级,但这种方法也会增加设备的长度。)正齿轮和行星齿轮箱的减速比范围从接近统一到几千到一。
一般来说,直齿轮减速机比行星减速机安静。在所有齿轮箱上,噪音在较高速度下会增加,但请注意,噪音是齿形、齿间相互作用和所用材料的函数。钢切齿轮是最耐用的,使其成为高扭矩应用的理想选择,而多孔烧结齿轮更适合保持润滑剂。(当考虑使用寿命时,润滑是一个因素。)
大多数情况下,选择使用哪种减速机类型与减速机的扭矩能力有关,而减速比的选择主要与应用所需的输入速度限制有关。无论是直式还是行星式,速度主要取决于设备的设计用途。齿形设计是一个优化和折衷的过程,它会影响速度、扭矩、效率和齿隙,以及噪音水平——以及这些因素的所有组合。