《机械设计--减速机的种类及选用》

《机械设计--减速机的种类及选用》

减速机

一、减速机的种类

减速机是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，

以满足工作需要。在某些场合也用来增速，成为增速机。

减速机按照传动类型可分为齿轮减速机、蜗杆减速机和行星减速机以及它们相互组

合起来的减速机。减速机大致可细分为如下几类：

●蜗轮蜗杆减速机

●行星齿轮减速机

●谐波减速机

●摆线针轮减速机

●RV减速机

●三环减速机

●无级变速机

●中空旋转平台

●分割器

●分度盘

二、减速机的结构及特点

1.涡轮蜗杆减速机

蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗杆在其中间平面内

相当于齿轮与齿条，蜗杆又与螺杆形状相似。为了提高效率，一般均采用有色金属

做蜗轮（锡青铜），采用较硬的钢材做蜗杆（45钢、40Cr）。

涡轮蜗杆减速机特点：

●具有反向自锁功能

●输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上

涡轮蜗杆减速机缺点：

●传动效率不高

●精度不高

●润滑油易泄露（原因是滑动摩擦传动，在运行过程中，就会产生较高的热量，

使减速机各零件和密封之间热膨胀产生差异，从而在各配合面产生间隙，而油

液由于温度的升高变稀，容易造成泄漏）

2.行星齿轮减速机

行星齿轮减速机结构由一个内齿环紧密结合于齿箱壳体上，环齿中心有一个自外部动力所驱动的太阳齿轮，介于两者之间有一组由三颗（或四颗）齿轮等分组合于托盘上的行星齿轮组，该组行星齿轮依靠着出力轴、内齿环及太阳齿支撑浮游于期间；

当入力侧动力驱动太阳齿时，可带动行星齿轮自转，并依循着内齿环的轨迹沿着中心公转，行星的旋转带动连结于托盘的出力轴输出动力。

行星减速机主要传动结构为：行星轮，太阳轮，内齿圈

行星齿轮减速机特点：

●体积小、重量轻，承载能力高

●回程间隙小，精度较高

●运转平稳，噪声低，使用寿命很长

●输出扭矩大，速比大、效率高、性能安全、终身免维护

●最大输入功率可达104kW

●单级减速最小为3，最大一般不超过10，常见减速比为：3.4.5.6.8.10

●减速机级数一般不超过3，但有部分大减速比定制减速机有4级减速

●行星减速机额定输入转速最高可达到18000rpm(与减速机本身大小有关，减速

机越大，额定输入转速越小) 以上

●工业级行星减速机输出扭矩一般不超过2000Nm ，特制超大扭矩行星减速机可

做到10000Nm 以上

●工作温度一般在-25℃到100℃左右，通过改变润滑脂可改变其工作温度

●行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上，用来降低转速，提升扭矩，

匹配惯量

行星齿轮减速机缺点：

●由于一套行星齿轮无法满足较大的传动比，有时需要2套或者3套来满足用户较

大的传动比的要求，由于增加了行星齿轮的数量，所以2级或3级减速机的长度会有所增加，效率会有所下降。

3.谐波减速机

谐波减速机由：波发生器、柔轮、刚轮组成；通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出的形式。一般刚轮比柔轮多两个齿，通过所谓的错齿运动，实现运动传递及减速。

谐波减速机特点：

●减速比高：单级同轴可获得30-320的高减速比

●齿隙小：不同于普通的齿轮啮合，齿隙极小，该特长对于控制器领域而言是不

可或缺的要素

●精度高：多齿同时啮合，并且有两个180度对称的齿轮啮合，因此齿轮齿距误

差和累积齿距误差对旋转精度的影响较为平均，使位置精度和旋转精度达到极

高的水准

●零部件少、安装简单：三个基本零部件实现高减速比，而且它们都在同轴上，

所以套件安装简便，造型简捷

●转矩容量高：柔轮材料使用疲劳强度大的特殊钢。与普通的传动装置不同，同

时啮合的齿数占总齿数的约30%，而且是面接触，因此使得每个齿轮所承受的

压力变小，可获得很高的转矩容量

●噪音小：轮齿啮合周速低，传递运动力量平衡，因此运转安静，且振动极小

●应用广泛：广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业，由于它的独特优点，

在化工行业的应用也逐渐增多

谐波减速机缺点：

●柔轮寿命有限、不耐冲击

●刚性与金属件相比较差，输入转速不能太高

4.摆线针轮减速机（行星摆线减速机）

（1）. 定义：摆线针轮减速机是一种应用行星式传动原理，采用摆线针齿啮合的新颖传动装置

（2）. 内部结构：摆线针轮减速机全部传动装置可分为三部分：输入部分、减速部分、输出部分。在输入轴上装有一个错位180°的双偏心套，在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱轴承，形成H机构。两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与针齿轮（包括针齿壳、针齿销、针齿套）上一组环形排列的针齿相啮合，以组成齿差为一齿的内啮合减速机构，(为了减小摩擦，在速比小的减速机中，针齿上带有针齿套)

（3）. 减速机摆线轮的运动既有公转又有自转的平面运动，在输入轴正转一周时，偏心套亦转动一周，摆线轮于相反方向转过一个齿从而得到减速，再借助W（通常把由输出轴、销轴及摆线轮所组成的机构称为W机构）输出机构，将摆线轮的低速自转运动通过销轴，传递给输出轴，从而获得较低的输出转速

摆线针轮减速机特点：

●功率：0.37KW～55KW 转矩：150N·m～20000N·m

●减速比大、效率高：效率在90%以上，减速比单级：9-87，双级：121-7569，

三级：2057-658503

●结构紧凑体积小：由于采用了行星传动原理，输入轴输出轴在同一轴心线上，

使其机型获得尽可能小的尺寸

●运转平稳噪声低：摆线针齿啮合齿数较多，重叠系数大以及具有机件平衡的机

理，使振动和嗓声限制在最小程度

●使用可靠、寿命长：因主要零件采用轴承钢材料，经淬火处理（HRC58～62）

获得高强度，并且，部分传动接触采用了滚动摩擦，所以经久耐用寿命长

●输入转速：输入轴的转速额定转数为1500转/分，在输入功率大于18.5千瓦时

建议采用960转/分的6极电机配套使用

●安装方式：卧式安装摆线针轮减速机的工作位置均为水平位置，在安装时最大

的水平倾斜角一般小于15°。在超过15°时应采用其他措施保证润滑充足和防止漏油

●允许正反转：可以使用在连续工作制的场合，同时允许正、反两个方向运转，

但部分型号摆线针轮减速机只允许单方向旋转