在目前使用的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，只有三分之一使用齒輪傳動(dòng)。
無齒輪系統(tǒng)所有者注意：使用帶有伺服電機(jī)的齒輪頭或使用集成齒輪電機(jī)可以使用更小的電機(jī)，從而減小系統(tǒng)尺寸和成本。
齒輪的主要優(yōu)點(diǎn)
扭矩倍增。齒輪和每個(gè)齒輪上的齒數(shù)創(chuàng)造了一個(gè)比例。如果電機(jī)可以產(chǎn)生100 in-lbs的扭矩并且5：1比例的齒輪頭連接到其輸出，則產(chǎn)生的扭矩將接近500 in-lbs。
轉(zhuǎn)速降低。當(dāng)電動(dòng)機(jī)以1,000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)并且安裝有5：1比例的齒輪箱時(shí)，輸出速度將為200轉(zhuǎn)/分鐘。這種速度降低可以提高系統(tǒng)性能，因?yàn)樵S多電機(jī)在非常低的轉(zhuǎn)速下無法有效運(yùn)行。例如，我們最近幫助開發(fā)了一種石磨機(jī)構(gòu)，要求電機(jī)以15 rpm的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。這種慢速使得磨輪變得困難，因?yàn)轳R達(dá)傾向于齒輪。被磨石的可變阻力也妨礙了轉(zhuǎn)動(dòng)的容易性。使用100：1齒輪箱，讓電機(jī)以1,500 rpm的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)和齒輪頭提供平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)，而齒輪箱輸出提供更恒定的力，其輸出以15 rpm的速度旋轉(zhuǎn)。
慣性匹配。由于采用輕質(zhì)材料，密集的銅繞組和高能磁鐵，伺服電機(jī)相對(duì)于框架尺寸產(chǎn)生更大的扭矩。結(jié)果是伺服電機(jī)與它們?cè)噲D控制的負(fù)載之間的慣性不匹配更大。使用齒輪箱可以更好地匹配電機(jī)的慣性與負(fù)載的慣性，從而可以使用更小的電機(jī)，從而使響應(yīng)更快的系統(tǒng)更容易調(diào)諧。
系統(tǒng)成本節(jié)省。所有這些都可以使電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器更小，從而降低系統(tǒng)成本。
選擇減速機(jī)
減速機(jī)特性決定了它們的適當(dāng)應(yīng)用。以下是一些經(jīng)驗(yàn)法則：
正齒輪具有垂直于齒輪表面的齒。它們結(jié)構(gòu)緊湊，性價(jià)比高，并且具有高傳動(dòng)比。缺點(diǎn)包括嘈雜且容易磨損。
蝸輪傳動(dòng)通常價(jià)格較低。它們固有的設(shè)計(jì)創(chuàng)造了直角輸出。從動(dòng)蝸輪的簡單性允許各種配置，例如空心軸或雙軸輸出。優(yōu)點(diǎn)：高精度，低噪音，低維護(hù)。缺點(diǎn)：效率相對(duì)較低且不可逆。
行星齒輪傳動(dòng)裝置（如Parker的Stealth螺旋行星齒輪頭）類似于太陽能系統(tǒng)的布置。中央（太陽）齒輪驅(qū)動(dòng)圍繞它的行星齒輪。行星齒輪在環(huán)形齒輪內(nèi)騎行并旋轉(zhuǎn)齒輪頭的輸出軸。優(yōu)點(diǎn)：體積小，效率高，齒隙小，扭矩重量比高。缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)復(fù)雜（可能成本較高）。
諧波齒輪傳動(dòng)包含波浪發(fā)生器，柔性花鍵和圓形脊柱。優(yōu)點(diǎn)：重量輕，設(shè)計(jì)緊湊，無間隙，高齒輪比，高扭矩和同軸輸入和輸出。缺點(diǎn)包括由于柔性花鍵引起的預(yù)載荷導(dǎo)致的較低的扭轉(zhuǎn)剛度和較大的機(jī)械磨損。
擺線驅(qū)動(dòng)器有一個(gè)輸入軸，驅(qū)動(dòng)偏心軸承，然后驅(qū)動(dòng)擺線盤。驅(qū)動(dòng)器的輸出軸有滾輪，可以安裝在擺線盤面上的孔中。擺線減速機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)高比率但尺寸小。缺點(diǎn)包括由擺線運(yùn)動(dòng)引起的振動(dòng)增加，這會(huì)引起擺線盤齒的磨損。
下一步
選擇最適合您應(yīng)用的傳動(dòng)裝置。
了解齒輪為您的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)增添的動(dòng)力。