行星減速機(jī)配合伺服電機(jī)的應(yīng)用場合選擇與好處

現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備應(yīng)用中在高精度應(yīng)用場合隨著伺服馬達(dá)技術(shù)的發(fā)展，從高扭矩密度乃至于高功率密度，使轉(zhuǎn)速的提升高過3000rpm，由于轉(zhuǎn)速的提升，使得伺服馬達(dá)的功率密度大幅提升。這意謂著伺服馬達(dá)是否需要搭配減速機(jī)，其決定因素主要是從應(yīng)用的需求上及成本的考慮來審視。

然而，到底在什么樣的應(yīng)用場合需求必須搭配伺服行星齒輪減速機(jī)？

1、重負(fù)何高精度：必須對負(fù)載做移動并要求精密定位時便有此需要。一般像是航空、衛(wèi)星、醫(yī)療、軍事科技、晶圓設(shè)備、機(jī)器人等自動化設(shè)備。他們的共同特征在于將負(fù)載移動所需的扭矩往往遠(yuǎn)超過伺服馬達(dá)本身的扭矩容量。而透過減速機(jī)來做伺服馬達(dá)輸出扭矩的提升，便可有效解決這個問題。

2、提升扭矩：輸出扭矩提升的方式，可能采用直接增大伺服馬達(dá)的輸出扭矩方式，但這種方式不但必須使用昂貴大功率的伺服電機(jī)，馬達(dá)還要有更強(qiáng)壯的結(jié)構(gòu)，扭矩的增大正比于控制電流的增大，此時采用比較大的驅(qū)動器，功率電子組件和相關(guān)機(jī)電設(shè)備規(guī)格的增大，又會使控制系統(tǒng)的成本大幅增加。

3、 增加使用效率：理論上，提升伺服馬達(dá)的功率也是輸出扭矩提升的方式，可藉由增加伺服馬達(dá)兩倍的速度來使得伺服系統(tǒng)的功率密度提升兩倍，而且不需要增加驅(qū)動器等控制系統(tǒng)組件的規(guī)格，也就是不需要增加額外的成本。而這就需透過行星減速機(jī)的搭配來達(dá)到提升扭矩的目的了。所以說，高功率伺服馬達(dá)的發(fā)展是必須搭配應(yīng)用減速機(jī)，而非將其省略不用。

4、提高使用性能：據(jù)了解，負(fù)載慣量的不當(dāng)匹配，是伺服控制不穩(wěn)定的最大原因之一。對于大的負(fù)載慣量，可以利用減速比的平方反比來調(diào)配最佳的等效負(fù)載慣量，以獲得最佳的控制響應(yīng)。所以從這個角度來看，行星減速機(jī)為伺服應(yīng)用的控制響應(yīng)的最佳匹配。

5、增加設(shè)備使用壽命：行星減速機(jī)還可有效解決馬達(dá)低速控制特性的衰減。由于伺服馬達(dá)的控制性會由于速度的降低，導(dǎo)致產(chǎn)生某程度上的衰減，尤其在對于低轉(zhuǎn)速下的訊號擷取和電流控制的穩(wěn)定性上，特別容易看出。因此，采用減速機(jī)能使馬達(dá)具有較高轉(zhuǎn)速。

6、降低設(shè)備成本： 從成本觀點，假設(shè)0.4KW的AC伺服馬達(dá)搭配驅(qū)動器，需耗費一單位設(shè)備成本，以5KW的AC伺服馬達(dá)搭配驅(qū)動器必須耗費15單位成本，但是若采用0.4KW伺服馬達(dá)與驅(qū)動器，搭配一組減速機(jī)就能夠達(dá)到前述耗費15個單位成本才能完成的事，在操作成本上節(jié)省50%以上。

因此使用者依其加工需求不同，決定選用的行星齒輪減速機(jī)產(chǎn)品。一般而言，在機(jī)臺運轉(zhuǎn)上有低速、高扭矩、高功率密度場合需求，絕大部分采用行星齒輪減速機(jī)。

行星式減速機(jī)原理與技術(shù)

至于行星式齒輪減速機(jī)，基本結(jié)構(gòu)由輸入太陽輪、行星輪、輸出行星臂架，以及固定的內(nèi)齒環(huán)所構(gòu)成。行星式齒輪減速機(jī)的工作原理，動力是由馬達(dá)端輸入至太陽輪，而太陽輪將驅(qū)動保持于行星臂架上的行星輪，而行星輪除了繞本身軸線自轉(zhuǎn)外，并驅(qū)動行星臂架繞傳動系統(tǒng)的中心，將他轉(zhuǎn)動。

行星式齒輪減速機(jī)擁有較多優(yōu)點，像是結(jié)構(gòu)緊湊，可節(jié)省50％的體積；同軸的輸入輸出使設(shè)計更具彈性；重量輕、高效率、免保養(yǎng)（無須更換潤滑油）、壽命長（無需更換零組件）且經(jīng)由模塊化設(shè)計，使應(yīng)用更為容易。

上海漣恒精密傳動機(jī)械有限公司生產(chǎn)的伺服用行星式齒輪減速機(jī)還具有高輸入速度、高扭矩密度、高扭轉(zhuǎn)剛性、低背隙、高效率、溫升低、低噪音、安裝容易等特性。

在實用上，所有的高性能伺服用齒輪減速機(jī)，均選用行星式的機(jī)構(gòu)并非偶然。行星式的齒輪減速機(jī)構(gòu)利用多齒接觸來分散它的負(fù)荷，所以在給定的設(shè)計空間下具有最大的扭矩密度和剛性，而與一般的減速機(jī)構(gòu)相比較，行星式齒輪減速機(jī)在高速時的結(jié)構(gòu)動平衡特性較為優(yōu)異，且易于潤滑。一般而言，只要利用潤滑油脂即可達(dá)到充分潤滑的效果，基于上述之負(fù)荷均布、結(jié)構(gòu)動平衡優(yōu)異以及易于潤滑的特性，使得行星式齒輪減速機(jī)被一般使用者認(rèn)定為最適合使用的伺服應(yīng)用方案。