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减速箱

查找有关减速箱及其应用的其他信息。如果您在调试这些减速箱期间需要帮助,请在此联系我们的支持人员。如果您需要关于我们减速箱的报价或基本信息(如热量计算),请联系我们的 销售 或发电邮至 info@faulhaber.com

常见问题

你们所有的减速箱都是可逆的吗?

是的,我们的行星减速箱和直齿轮减速箱可以双向工作。

从转矩角度来看,为什么减速箱不能与电机正确匹配?

如果对每个减速箱减速比考虑电机通过减速箱产生的最大持续转矩,许多减速比将远远超过减速箱的额定转矩。如果我们要设计每个减速箱来承受由组合产生的全部转矩,将不得不大改减速箱的内部齿轮(增大齿宽、增大节径、采用不同的材料等)。所有这些将导致产品更大更贵,这违背了“在最小的封装中实现强大功能和性能”的意图。

我如何知道该使用行星减速箱还是直齿轮减速箱?

空间有限、需要高转矩时,通常使用行星减速箱。直齿轮系统用于需要低电流消耗、低噪音和高效率的应用。使用行星齿轮箱的代价是高电流消耗、低效率和高可听噪音。

根据减速箱输出轴上的转矩负载,我怎样才可以计算出电机+减速箱组合的最终运行条件(电流、转速等)?

举一个通用的例子,假设使用电机+减速箱组合1724T012SR+16/7,43:1,给电机端子施加12伏电压,减速箱的输出轴需要71 mNm的转矩。

减速比为43:1的减速箱16/7的技术参数效率值为70%。这意味着电机产生的30%的转矩将在减速箱中损失。计算减速箱损失最简单的方法是增加适当量的转矩需求,并假设减速箱效率100%。在这种情况下,我们给减速箱输出轴增加了30%的转矩需求,使转矩(用于计算目的)为92 mNm。

总转矩= 71 mNm x 1.3 = 92 mNm。

那么反映回电机的转矩就是总转矩除以减速比:

电机转矩= 92 mNm / 43 = 2.1 mNm

电机转矩常数是比例常数,它定义了电机轴上的转矩和电机绕组中的电流之间的关系。在这种情况下,电机1724T012SR的转矩常数为14.3 mNm/A也就是说,对于电机绕组中的每1 A,电机将产生14.3 mNm的转矩。在这种情况下,电机常数的倒数为0.070 A/mNm。由于我们已经计算出电机轴上的转矩为2.1 mNm,因此我们可以使用转矩常数的倒数来计算外部负载引起的电机电流:

电流= 0.070 A/mNm x 2.1 mNm = 147 mA

电机有少量的内部摩擦,需要成比例的电流量来驱动。该电流定义为电机空载电流。在这种情况下,该值为8 mA(取自技术参数)。由于电机需要147 mA来驱动外部负载,需要8 mA来驱动自身的内部摩擦,因此该应用所需的总电流将为155 mA。

有刷电机的转速是它所驱动的负载的线性函数。使电机转速与电机转矩负载相关的比例常数是转矩与转速曲线的斜率。该斜率的计算方法是将列出的电机空载转速(名义电压和零外部负载下的转速)除以失速转矩(零转速和最大转矩)。对于电机1724T012SR,转矩与转速曲线的斜率由下式给出:

斜率= DY/DX =-7900 rpm / 10.5 mNm = -752 rpm/mNm

请注意,该线的斜率为负值,表明转速损失会随着电机负载的增加而增大。在这种情况下,我们计算的电机负载为2.1 mNm。因此,这种外部转矩负载造成的电机转速损失将为:

转速损失= -752 rpm x 2.1 mNm = -1579 rpm

电机轴上没有负载时,电机调度将为7,900 rpm。负载为2.1 mNm时,电机将从空载值损失1579 rpm。因此,在本应用中,电机转速由下式提供:

电机转速= 7900转/分 - 1579转/分= 6321转/分

在负载下,减速箱输出轴上的电机转速就是电机转速除以减速比所得的值。在这种情况下:

输出转速= 6321 rpm/ 43 = 147 rpm

在本次练习开始时,我们考虑了减速箱的功率损失,因此我们不需要再次考虑这个因素。

如果你需要帮助解决你的特殊应用问题,请联系我们

我还应该了解哪些精密减速箱应用注意事项?

我们的微型电机配有全系列的行星减速箱和直齿轮减速箱。除了少数个例外,大多数减速箱的输入齿轮都是塑料的,以减少高速运转时的噪音。所有金属输入级都可用于高转矩应用。除了我们的标准产品系列之外,我们还提供许多选项来满足不同应用的需求。

在选择减速箱时,必须注意减速箱的选择影响的不仅仅是输出轴上的输出转速和转矩水平。需要牢记的一些注意事项包括:

齿槽齿槽是减速箱和允许双向轴窜动的轮系结构的一个特征。这可能是由齿轮设计中的大量公差、随着时间推移的齿磨损、齿轮切削工艺中的微小加工误差等造成的。其在减速箱的输出轴上测量,通常可以在1-7度之间变化。齿槽取决于负载,并将随着负载的增加而增加。齿槽会导致定位系统中的显著误差,因此应该进行补偿。通常,轴编码器安装在电机轴上,而不是小型直流减速电机的输出减速轴上。这意味着由于齿轮中的齿槽水平,电机电枢位置可能与输出减速轴的预期位置不同。根据编码器的分辨率和减速箱的比率,减速箱输出轴上的3度可能意味着电机上的数百个编码器脉冲。例如,如果你使用512脉冲轴编码器,并且你的减速箱减速比为43:1,则减速箱输出轴上3度的齿槽可能意味着多达183编码器脉冲的系统性误差。

在开始移动之前,通过对轴施加负载张力,可以消除1个方向上的齿槽。对于更动态的双向应用,可以通过使用外部绝对编码器来电子补偿齿槽,从而与轴编码器进行比较。可以对运动控制电子设备进行编程以校正位置误差。FAULHABER还提供零回差减速箱,以机械方式消除齿槽。它们是双通道直齿轮减速箱,其中各个通道相互预加载,从而消除了轴齿槽。关于如何消除应用中的齿槽,请咨询FAULHABER应用工程师

轴承选择:滚珠轴承通常被规定用于存在高径向和轴向轴负载的应用。但是,请注意,在某些情况下,使用滚珠轴承会增加可听噪音。关于轴负载规格,请参考减速箱技术参数。烧结轴承可用于较低转矩应用,其特点是较低的径向轴负载和恒定负载特征。陶瓷轴承是成本敏感型应用的替代产品,在这些应用中,延长寿命和增强径向承载能力非常重要。FAULHABER开发了一系列专有的陶瓷套筒轴承。这些轴承系统允许用户增加径向负载,增加到超过传统烧结青铜轴承系统允许的水平。陶瓷轴承的成本也大大低于滚珠轴承。

将部件压装到减速箱输出轴上时,应小心谨慎。我们建议压配合力不要超过减速箱技术参数中规定的额定值。因为这会损坏轴承和内部齿轮本身。在某些情况下,减速箱轴轴承(仅滚珠轴承)在轴承扣环下预装有一个小波形垫圈。超过技术参数上的压配合力规格会损坏该波形垫圈,并抵消轴承上的预紧力。这将影响轴承的性能,应始终避免。

润滑:齿轮和轴承润滑可能是减速箱性能的决定性因素。所有FAULHABER品牌的减速箱轴承系统和轮系都经过终身润滑。因此不需要重新润滑,也不建议重新润滑。在减速箱或电机上或周围使用未经批准的润滑剂会对其功能和预期寿命产生负面影响。减速齿轮的标准润滑剂是为了在空载条件下以最小的电流消耗提供最佳的寿命性能而配制的。对于延长使用寿命和满足苛刻的性能要求,可提供所有金属齿轮和特殊的重负载润滑剂。特殊润滑的齿轮装置传动系统也可用于拓展温度范围和真空环境。联系FAULHABER应用工程师,讨论修改特殊环境要求的润滑。

输入转速和旋向:FAULHABER精密减速箱技术参数上的“输入转速”指的是为最大限度延长减速箱寿命的建议输入转速。本规格不是为了将减速箱输入转速限制在低于规格的范围。这可被视为工作的安全平均值。根据性能要求,你的应用可能不需要最大限度地提高减速箱的寿命性能,以及其输入转速可以安全地超过该规格。如果你对减速箱输入转速有任何疑问,请联系FAULHABER应用工程师寻求帮助。FAULHABER提供的所有减速箱都是可逆的。在技术参数中,你可能会看到等号或不等号。对此,你不必感到困惑。这里的意思是,当电机正端子施加有正电压,负端子施加有负电压时,减速箱输出轴的旋向与电机旋向相同或者相反(根据减速比)。如果你对我们技术参数中的任何规格有任何疑问,请随时联系我们的应用工程师寻求帮助

阻塞、失速和反向驱动:一般来说,我们不建议在电机通电时阻塞减速箱。由于减速箱可用的减速比范围很广,在减速箱受阻或失速的情况下,即使电机电流很低,其功率仍然很有可能将减速箱“压倒”。这意味着电机产生的转矩足以在减速箱的后期阶段剥离齿轮,甚至切断输出轴。如果必须阻塞减速箱才能使电机停止,则应仔细考虑在应用中设置适当的电流限制。

不建议反向驱动我们的减速箱。反向驱动意味着将转矩施加到减速箱输出轴上,这又将反向驱动减速箱的输入级。这可能会以多种方式损坏减速箱,包括导致其卡住或折断输出轴。

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在霍根海姆举办的“德国学生方程式汽车大赛”

无人驾驶是目前备受专家和媒体关注的话题。2017年8月,在霍根海姆(巴登-符腾堡州)举办的“德国学生方程式汽车大赛”(Formula Student Germany)中,无人驾驶赛车首次在“学生方程式无人驾驶比赛”(Formula Student Driverless)中展开竞技。这 些车辆都是由学生组装的。FAULHABER支持了其中的两个车队:一个来自斯图加特, 另一个来自慕尼黑。两个车队都从FAULHABER获得了重要的车辆技术组件。

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