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需要高扭矩体积比(该值在2至100间,取决于比值大小)、高抗扭刚度以及低背隙等的高精度运动控制场合,具体视应用而定。行星减速机将扭矩提高与减速比相同的倍数,同时也将转速降低了同样的倍数,使相应的电动机保持高速高效运转。为增强稳定性,它也降低了电动机上的负载等效惯量。总之,采用行星减速机可使机器制造商建造更小、更经济的运动控制设备。
斜齿轮增加接触比,使行星减速机的性能得以提高。接触比是指在任意给定时间啮合的齿轮齿数。直齿轮的典型接触比为 1.5,而斜齿轮的接触比可增加一倍至3.3。通过斜齿轮增加接触比可获得:
与正齿轮型行星减速机相比,扭矩提高30%至50%以上
增加负载分担度,从而延长使用寿命
运平稳安静
减少2arc-min的背隙
螺旋角越大,在任一时间啮合的齿数越多,所以螺旋角也对减速机性能有着显著的影响。因此,螺旋角由 12度增加至 15度,使其扭矩能力比传统螺旋齿轮有17%至20%的提高,而与直切正齿轮相比则有40%的提高。15度螺旋角也可使运行更平稳安静。
齿轮的螺旋齿牙会使电机轴的轴向载荷增加。这需要在减速机轴承设计阶段抵消掉。许多螺旋齿轮减速机使用很少或没有轴向负荷能力的滚珠轴承。这可能会导致齿轮或电机轴承失效。更有利的方法是使用所有Micron Helical减速机上应用的圆锥滚子轴承,可以完全抵消上述轴向载荷。
单级行星齿轮减速机可提供的齿轮比介于3:1到10:1之间。齿轮比不能高于10:1是因为小齿轮的尺寸不能进一步减小。齿轮比也不能低于3:1,否则小齿轮和外齿轮的尺寸几乎一样,就没有空间来布置行星齿轮了。处于4:1至8:1间的齿轮比可以提供最佳的小齿轮和行星齿轮的尺寸,提高性能并延长寿命。大于10:1的齿轮比可通过增加第二级行星轮来获得,但这通常会增加减速机的长度和造价。齿轮的凸面加工是指为了增加扭矩和较少噪音而修改齿轮齿廓,可以优化齿轮啮合。同时它也增强了齿侧载荷分布,从而降低可能导致表面点蚀的高应力区。
为使行星减速机有效地运转,需要保持一定的的间隙。间隙有助于避免齿轮产生过多的热量和磨损,并保证适当的润滑。但轮齿之间的微小间隙可导致运动滞后。实际使用的减速机也不能拥有无限的扭转刚度,因此减速机扭紧会导致额外的运动滞后。图 3显示了某个行星齿轮的输入和输出轴的旋转。两条线间的垂直距离即为运动滞后。
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