Oriental Motor 提供許多預組裝的減速電機，以確保質量、一致性和可靠性。此外，來自我們行業合作伙伴的齒輪箱進一步擴大了我們電機的扭矩范圍，以適應更多應用。以下是減速電機的一些優點。

為什么要使用減速電機?

高扭矩輸出

減速

高分辨率

驅動大慣性負載

更短的定位時間

裁員

改進的阻尼特性

增加軸向和徑向載荷

增加剛度

負載表面安裝

高扭矩輸出

當使用減速電機時，電機的扭矩乘以齒輪比和齒輪效率。與非齒輪標準電機相比，齒輪電機將輸出更大的運行扭矩和保持扭矩。除了更高的扭矩輸出和更高的剛度外，還可以實現許多相關的好處，我將在下面討論。這一切都始于扭矩。

減速電機扭矩 = 電機扭矩 x 齒輪比 x 齒輪效率

在這里，我們展示了一張描述扭矩和傳動比之間關系的圖表。隨著傳動比的增加，扭矩也會增加。對于大多數減速機，最大允許扭矩都有限制，因此當超過某個傳動比時，該線會變平。

對于某些齒輪箱，例如準雙曲面或 FR 空心軸扁平型，對允許扭矩沒有限制，因此線不會變平。

雙曲面減速電機FR 空心軸平面減速電機

提示：齒輪效率

齒輪效率因齒輪設計而異。不同類型的齒輪是為不同的目的而設計的。對于交流電機，蝸輪通常效率低下，而準雙曲面齒輪被認為效率更高。對于步進電機，高效齒輪更為常見，并且由于對停止精度的要求很高，因此齒隙更受關注。隨著制造商想方設法降低成本，行星齒輪在步進電機和伺服電機中變得非常普遍。

不同類型電機的扭矩范圍按機座號列出。下面的圖表顯示在“產品系列”選項卡下的每個產品概述頁面上。如您所見，對于 30 W 無刷電機，額定扭矩僅為 13.6 oz-in。但是，使用 200:1 的平行軸齒輪箱時，扭矩可增加至 53 lb-in。

示例：BLE2 系列無刷電機扭矩范圍表(網站)

減速

減速機也被稱為“減速器”。傳動比有時被稱為“減速比”?，F在速度控制器負責減速，而齒輪箱在古代用于降低電機的速度。當使用減速電機時，電機的速度除以齒輪比。例如，帶有 5:1 齒輪箱的 1800 RPM 交流同步電機將以 360 RPM 運行。

齒輪頭軸的速度 = 電機軸 RPM / 齒輪比

提示：更多關于齒輪比

傳動比可以是兩個齒輪的速度、周長或齒數之間的比率。它通常描述電機軸和減速機軸之間的比率，或者它可以用來解釋減速機內部齒輪之間的關系。例如，具有 3:1 齒輪比的齒輪箱意味著電機軸和齒輪箱軸的速度之間的減速比為 3:1。然而，在減速機內部，可能有多級齒輪。將各個齒輪比相乘以確定最終齒輪比。

圖片來源：有趣的工程，< >機械設計 101：傳動比

僅供參考，我們通常會在文獻中顯示每個傳動比的扭矩和速度。在 120:1 至 360:1 的傳動比下，達到了最大允許扭矩。因此，該電機不應驅動任何需要 141 磅英寸(16 牛米)或更大扭矩的設備。超過此規格可能會降低產品的使用壽命。另一件事是，對于交流電機，慣性負載的變化會導致速度從指定的 RPM 略微降低。這與其他電機不同。

示例：交流電機轉矩-速度表(目錄)

提示：十進制減速機

如果需要額外減速，并且您有足夠的空間，請使用十進制齒輪箱和標準齒輪箱來實現 2 級減速。但是，扭矩不會增加。要計算 2 級齒輪減速的最終齒輪比，請將齒輪比相乘。

高分辨率

當我很久以前開始支持運動控制應用時，一些客戶實際上使用齒輪來提高他們的步進電機分辨率。根據我的記憶，我相信他們想避免購買當時價格更高的雙極微步進驅動器。

減速電機分辨率 = 電機分辨率(步/轉)x 齒輪比

例如，齒輪比為 5:1 的標準 200 步/轉步進電機需要 1,000 步才能在齒輪頭輸出軸上旋轉一圈。精細分辨率允許電機以更小的增量步進以用于精細定位應用。如今，微步進將滿足大多數高分辨率要求。

驅動大慣性負載

當使用帶齒輪的步進電機或伺服電機時，與相同尺寸的無齒輪電機相比，可旋轉的慣性負載增加了齒輪比的平方?；旧希梢允褂谬X輪電機驅動指數級更大的慣性負載。

使用不同類型的電機時，要注意慣性負載是如何處理的。我們在下面展示了一些例子。

對于交流電機，我們遵循以下公式。當齒輪比小于 3:1~50:1 時，我們將轉子慣量乘以齒輪比的平方。對于 60:1 或更高的齒輪比，我們只將轉子慣量乘以 2500，因為有一個限制。

對于無刷電機，“允許的慣量 J”值顯示在網站和文獻 (7) 中。這些值基于測試。允許的負載慣量隨著電機尺寸和功率的增加而增加。

對于步進電機，它變得有點復雜，需要一些計算。此外，開環和閉環步進電機可以處理不同大小的負載慣量。原因是因為一種叫做“慣性比”的東西。慣量比是電機制造商給出的一個參考值，用于快速確定電機是否可以驅動慣性負載。

對于非齒輪電機

計算負載慣量/轉子慣量=慣量比

或者

可驅動的最大負載慣量 = 轉子慣量 x 最大允許慣量比

用于減速電機

計算負載慣量/轉子慣量 x 齒輪比2 = 慣量比

或者

步進電機可驅動的最大負載慣量 = 轉子慣量 x 齒輪比2 x 最大允許慣量比

步進電機的最大允許負載慣量通過上述公式計算得出。對于每臺步進電機(或伺服電機)，建議負載的慣量保持在該值以下。如果超過這個值，可能會出現漏步等問題。

開環步進電機的推薦最大允許慣性比為 10:1，而閉環步進電機則增加到 30:1。作為比較，伺服電機的最大允許慣性比在自動調整時為 50:1，在手動調整時高達 100:1。

示例：AlphaStep 步進電機(閉環)

示例：標準步進電機(開環)

提示：步進電機和伺服電機的慣量比

閉環步進電機可以承受比轉子慣性高30倍的慣性負載。對于齒輪電機，它比轉子慣性x齒輪比2高30倍。_ _ _ _ _ _ 對于開環步進電機，它是 10倍而不是 30 倍。對于較小的電機_ _ 因此，如果運動速度更快，建議使用較小的慣性。_ _ _ 請記住，這些是參考值，較慢的運動曲線可能會超過這些值。

對于自動調諧的伺服電機，建議使用 50:1 的慣量比，而手動調諧可以達到 100:1。

有關電機選型和電機技術的更多信息，請下載我們的.< >技術參考

更短的定位時間

對于大慣性負載，使用減速電機將比標準電機實現更短的定位時間。在下圖中，我們比較了 5:1 慣量比和 30:1 慣量比下無齒輪閉環步進電機和齒輪閉環步進電機之間的最快定位時間。

如您所見，在 5:1 的慣量比下，減速電機比標準型需要更長的時間。然而，在 30:1 的慣性比下，減速電機可以更快地定位到某個點 (540°)。

慣性比為 5:1慣性比為 30:1

裁員

由于減速機可以顯著增加電機的扭矩，因此較小的齒輪電機可以輸出與較大的無齒輪電機相同的扭矩。在某些情況下，減速電機可以為機器設計提供小型化優勢。請參見下面的示例。

標準電機與減速電機

改進的阻尼特性

如果慣性負載大或加速/減速率高，齒輪電機可以更有效地增加阻尼效果。與非齒輪電機相比，這確保了更穩定的運行;特別是在啟動和停止期間。齒輪電機非常適合必須驅動大慣性負載(例如分度臺)的應用。

振動比較

NEMA 34 無齒輪電機NEMA 23 行星減速電機

減速電機的應用示例

增加軸向和徑向載荷

由于齒輪電機的強度和剛度增強，軸向(推力)和徑向(懸臂)載荷也增加了。例如，25W KII 系列交流感應電機的軸向載荷和徑向載荷分別增加到 101 磅和 22 磅。

與圓軸無齒輪電機相比，允許的軸向載荷(推力載荷)僅為其質量的一半，與齒輪電機相比，允許的徑向載荷(懸臂載荷)不到 1/4。

增加剛度

齒輪電機具有更高的剛度并且能夠抵抗扭轉力。因此，與標準電機相比，齒輪電機較少受到負載扭矩波動引起的問題的影響。即使負載變動，也可期待高穩定性和位置精度。例如，齒輪電機增加的齒輪摩擦力可為安全攝像頭提供更大的保持扭矩，即使在強風中也能保持在原位。

負載表面安裝(HS/HPG諧波齒輪型)

作為一個額外的好處，諧波減速電機在減速機的旋轉表面上提供了安裝孔，以便于直接安裝轉臺或其他類型的負載。這通過消除不必要的零件和過程來節省時間和精力，并且在某些情況下還提高了可靠性。

提示：了解有關步進電機齒輪技術的更多信息

在本白皮書中詳細了解步進電機的類型和優勢。< >齒輪技術

戰爭機器反斗城

近年來，Oriental Motor 擴大了自己的減速電機產品線以及 Harmonic Drive、Brother 和 Neugart 等行業合作伙伴的產品。我們共同為交流電機、無刷電機和步進電機提供大量齒輪箱選擇。與同時提供齒輪箱和電機的制造商合作的一大優勢是，每個齒輪比的所有扭矩值都已經計算出來，并且產品已經一起進行了測試。

謝謝閱讀。如果您想分享任何有關減速電機的成功案例，請發表評論。

審核編輯：湯梓紅