減速機(jī)或減速器是一種動力傳達(dá)的裝置,通常是利用大小不同的齒輪,組合成一個齒輪箱,連結(jié)電機(jī)與機(jī)械設(shè)備兩端,將電機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)降低,得到較大的轉(zhuǎn)矩。1901年考古學(xué)家在希臘安提基特拉島海岸外的沈船中發(fā)現(xiàn)了一個由多個齒輪組成的青銅機(jī)器,將它命名為安提基特拉機(jī)械。安提基特拉機(jī)械是目前世界上已知最早的金屬齒輪裝置,推測它制造的年代大約在公元前150到100年之間,距今已有二千多年。現(xiàn)今的金屬齒輪加工技術(shù),則是在13到14世紀(jì)才逐漸成形。因此,安提基特拉機(jī)械的出現(xiàn),讓考古學(xué)界驚嘆不已。它的功能應(yīng)該是古希臘人用以計算天體在天空中的位置而設(shè)計的一種復(fù)雜而精確的天文鐘。即使它的功能不在于減速,但我們可以知道,精確的金屬齒輪加工工藝,以及利用大小不同的齒輪組合而得到需求輸出轉(zhuǎn)速的技術(shù),可能在數(shù)千年前就已經(jīng)出現(xiàn)。
減速機(jī)的原理是什么?
通常減速的方法有很多,在工業(yè)應(yīng)用上,最常用的方法是利用齒輪來減速,所以也有人稱減速機(jī)為齒輪箱(Gearbox)。此外,利用齒輪、皮帶輪或鏈輪組成一個傳動系統(tǒng),也具有減速的功能。利用齒輪減速的工作原理是透過大小不同齒輪間的嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)來達(dá)到降低電機(jī)轉(zhuǎn)速與提高扭力的目的。電機(jī)動力通過齒輪減速器的齒輪相互轉(zhuǎn)換,把齒數(shù)少的輸入軸小齒輪嚙合在輸出軸上齒數(shù)多的大齒輪。輸出軸大齒輪旋轉(zhuǎn)得慢,因此降低了輸入速度,但卻增加了扭矩。常見的齒輪減速器都是由幾組大小不同的齒輪,用相同的原理達(dá)到減速的效果。
為什么要使用減速機(jī)?
由于電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速很高,但扭力很小,此時利用一個減速裝置來降低電機(jī)轉(zhuǎn)速,同時提升負(fù)載能力(提升扭力或扭矩),等于提高了電機(jī)的工作能力。此外,也可以透過減速機(jī)改變輸出方向。原本電機(jī)輸出軸由順時鐘旋轉(zhuǎn)改變成逆時鐘旋轉(zhuǎn),或輸出方向轉(zhuǎn)向90度,可以節(jié)省電機(jī)與減速機(jī)的安裝空間。
使用減速機(jī)的好處有哪些?
降低成本
一般而言,電機(jī)的價格相對于減速機(jī)高出許多。搭配減速器可以提升扭矩,相當(dāng)于增加了電機(jī)的功率,所以可以采用較小功率的電機(jī)搭配減速器,達(dá)到需要的輸出功率。因為使用較小輸出功率的電機(jī),整體配置的費(fèi)用也能大幅降低。
保護(hù)電機(jī)
減速器安裝在電機(jī)與機(jī)械設(shè)備之間,在運(yùn)轉(zhuǎn)時會承受較大的扭矩。如果出現(xiàn)負(fù)載過大時,減速器會先損壞,有保護(hù)電機(jī)的功能。同時,維修或更換減速器的費(fèi)用相對較低,也能夠降低維護(hù)成本。
節(jié)約能源
電機(jī)直接連接機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時,為了滿足需求的扭矩而低速運(yùn)轉(zhuǎn),此時電流將大幅上升,不僅會消耗更多能源,電機(jī)也會發(fā)熱。再加上如果電機(jī)散熱不良,很可能會導(dǎo)致電機(jī)燒毀。故使用減速器可以減少能源消耗,同時也可以避免電機(jī)損壞。
減速機(jī)的種類有哪些?
減速器種類繁多,依結(jié)構(gòu)和傳動方式不同,大致上可分為齒輪減速機(jī)(例如圓柱齒輪減速機(jī)、蝸輪蝸桿減速機(jī)、行星式減速機(jī)、擺線針輪減速機(jī))、諧波減速機(jī)等。不同的種類有不同的特色與用途。齒輪減速器具有體積小、傳送扭矩大、傳動效率高等特性,在設(shè)計制造上,有相當(dāng)多的結(jié)構(gòu)組合與安裝形式,大小齒輪組間可匹配出細(xì)密的減速比,應(yīng)用范圍廣泛。
蝸輪蝸桿減速機(jī)
主要透過蝸輪及蝸桿做為主要傳動零件,輸入軸和輸出軸在不同軸在線,形成90度夾角。蝸輪蝸桿減速機(jī)可以有較大的減速比,而且在一定條件下具有反向自鎖功能,不會逆轉(zhuǎn),安裝簡單、易于保養(yǎng)維修,但缺點是傳動效率與精密度都不高。
行星式減速機(jī)(
行星減速機(jī))
行星減速機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、回程間隙(背隙)小、高剛性、高精密度、高輸出扭矩、低運(yùn)轉(zhuǎn)噪音等優(yōu)點,傳動效率可達(dá)95%以上。因為高精密度的特性,使得齒輪制造加工過程較為復(fù)雜,精密加工要求門坎較高。高質(zhì)量的行星減速器不僅具備上述優(yōu)異的性能,還有終身免換油、免維護(hù)的特點,可以降低日后的維修成本。行星減速機(jī)多數(shù)是安裝在伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)上,達(dá)到提高輸出扭矩、精準(zhǔn)定位等動態(tài)控制的需求。
擺線針輪減速機(jī)
擺線針輪減速機(jī)是一種結(jié)合了行星式減速傳動原理與擺線針輪結(jié)構(gòu)的減速器,具備小型輕量化、高精密度、低回程間隙、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、低噪音、定位精準(zhǔn)等特性。
諧波減速機(jī)
諧波減速機(jī)是利用傳動組件的彈性變形來傳輸動力,具有體積小、重量輕、高精度、高效率、高減速比等優(yōu)勢。因為傳動精密度極高,相當(dāng)適合來回正反向轉(zhuǎn)動,常搭配伺服電機(jī)應(yīng)用于高動態(tài)與精準(zhǔn)定位場合(例如多軸機(jī)器手臂、半導(dǎo)體制造設(shè)備)。但缺點是剛性較低、傳動組件壽命較短。
減速機(jī)可以用在哪里?
減速機(jī)作為一種機(jī)械傳動的工業(yè)產(chǎn)品,看似與一般大眾距離遙遠(yuǎn),甚至很多人還是第一次聽到「減速機(jī)」這個名詞。但其實它比我們想象中還要貼近我們的生活。早期減速器確實只有出現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備上,但是多年來隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與金屬加工技術(shù)持續(xù)不斷精進(jìn),在工業(yè)與民生產(chǎn)品上都能看到減速機(jī)的應(yīng)用。從「機(jī)械之母」的工具機(jī)到滿街跑的電動機(jī)車,都用到了減速機(jī)。
機(jī)床業(yè):金屬切削機(jī)床、綜合加工中心機(jī)床、鉆孔中心機(jī)、車床、銑床、磨床、金屬成型工具機(jī)、沖床、彎管機(jī)、管材與線材加工機(jī)、鍛造機(jī)械、激光切割機(jī)、水刀等。
產(chǎn)業(yè)機(jī)械設(shè)備:包裝機(jī)、食品飲料機(jī)械設(shè)備、烘焙設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械、制鞋機(jī)、木工機(jī)、印刷機(jī)、塑橡膠機(jī)械、吹瓶機(jī)、激光焊接設(shè)備、半導(dǎo)體制造設(shè)備等。
自動化設(shè)備:輸送機(jī)、輸送帶、自動倉儲、工業(yè)機(jī)器人、碼垛機(jī)器人、無人搬運(yùn)車AGV、自動貼標(biāo)機(jī)、自動裝填機(jī)、自動裝箱機(jī)、棧板機(jī)、鎖蓋機(jī)等
航天工業(yè):電波望遠(yuǎn)鏡、天線升降機(jī)
醫(yī)療復(fù)健設(shè)備:電動輪椅、移動輔助機(jī)器人、口罩機(jī)、MRI病床、數(shù)字微控牽引機(jī)、電動閘門等
電動車:電動代步車、電動機(jī)車、電動自行車
綠能相關(guān)產(chǎn)業(yè):太陽能光電追日系統(tǒng)
檢驗儀器:自動取樣分析設(shè)備、恒溫培養(yǎng)箱
減速機(jī)廠商推薦-世協(xié)電機(jī)
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結(jié)論
常見的齒輪減速器,透過精密的齒輪參數(shù)計算與金屬切削、研磨、表面處理等技術(shù),以及大小不同齒輪的組合配對,達(dá)到降低電機(jī)轉(zhuǎn)速與提升輸出扭力的需求。據(jù)統(tǒng)計,在臺灣的制造業(yè)中約有70%的電力消耗是用于電機(jī)。從節(jié)能減碳的角度而言,除了提高電機(jī)的能源效率之外,使用減速機(jī)也是有效的方法。減速機(jī)不僅在工業(yè)上應(yīng)用普遍,近年來在熱門的機(jī)器人、自動化與電動車產(chǎn)業(yè)上,也成為不可或缺的關(guān)鍵零組件。精密度不斷提高之余,專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展延伸。在AI與自動化的普及浪潮下,世協(xié)電機(jī)深耕電機(jī)與減速機(jī)產(chǎn)業(yè)超過30年,已于自動化趨勢列車中占有一席之地。同時,世協(xié)電機(jī)名列臺灣逾百家機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè),所生產(chǎn)的減速器為機(jī)器人驅(qū)動模塊中的關(guān)鍵零組件之一。未來,世協(xié)仍將專注本業(yè),持續(xù)升級與轉(zhuǎn)型,致力提供穩(wěn)定而可靠的動力傳動組件,創(chuàng)造客戶之優(yōu)勢競爭力。