齿轮减速机工作原理
根据齿轮传动的基本公式,传动比(其中是主动齿轮齿数,是从动齿轮齿数)。当时,就实现了减速功能。例如,主动齿轮有 20 个齿,从动齿轮有 60 个齿,那么传动比,这意味着输入轴转 3 圈,输出轴才转 1 圈,从而达到减速的效果。同时,根据能量守恒定律,在减速过程中,扭矩会按照传动比的倍数增大,即输出扭矩是输入扭矩的 3 倍,实现了扭矩放大。
当电机驱动主动齿轮旋转时,主动齿轮的轮齿与从动齿轮的轮齿相互啮合。由于轮齿之间的相互作用力,主动齿轮的旋转运动传递给从动齿轮,使从动齿轮随之转动。
齿轮传动是基于共轭啮合原理,即两个齿轮在啮合过程中,它们的齿廓曲线能够保证在每一瞬时的传动比恒定不变。以斜齿圆柱齿轮为例,其齿廓是螺旋线形状,在啮合过程中,轮齿是逐渐进入和脱离啮合状态的,这使得齿轮传动更加平稳,传递的动力也更加连续。
齿轮减速机主要由齿轮对组成,包括圆柱齿轮(直齿或斜齿)、圆锥齿轮等不同类型的齿轮。这些齿轮安装在减速机的壳体内,通过轴与输入输出装置相连。
例如,在一个简单的一级圆柱齿轮减速机中,有一个主动齿轮(通常与电机轴相连)和一个从动齿轮。主动齿轮的齿数一般少于从动齿轮,这是实现减速功能的关键因素之一。
2.蜗轮蜗杆减速机工作原理
蜗轮蜗杆减速机的传动比计算公式为(其中是蜗杆头数,是蜗轮齿数)。因为蜗杆头数相对较少(一般为 1 - 4 头),而蜗轮齿数较多,所以可以实现较大的减速比。例如,蜗杆头数为 1,蜗轮齿数为 40,那么传动比,即蜗杆转 40 圈,蜗轮才转 1 圈,实现了高效的减速功能。同时,在减速过程中也会增大扭矩,扭矩放大倍数与传动比相同。不过,由于其传动过程中存在较大的滑动摩擦,传动效率相对齿轮减速机较低。
当电机驱动蜗杆旋转时,蜗杆的螺旋齿推动蜗轮的轮齿,使蜗轮转动。由于蜗杆的螺旋线与蜗轮的轮齿之间的特殊啮合关系,蜗杆旋转一圈,蜗轮转过的齿数较少。
这种传动方式是一种空间交错轴之间的传动,蜗杆的轴线与蜗轮的轴线通常是垂直交错的。在啮合过程中,存在较大的相对滑动,这是蜗轮蜗杆传动的一个重要特点。
蜗轮蜗杆减速机主要由蜗杆和蜗轮组成。蜗杆通常是一个类似于螺杆的部件,其形状有阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆等多种类型。蜗轮则是一个具有特殊齿形的齿轮,其轮齿与蜗杆的螺旋线相啮合。
例如,在常见的阿基米德蜗杆蜗轮减速机中,蜗杆的轴向截面为等腰梯形齿形,蜗轮的轮齿是与蜗杆相匹配的弧形齿。蜗杆一般是主动件,与电机轴相连,蜗轮是从动件。