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 蝸輪蝸桿與諧波齒輪的優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)_合肥住友減速機(jī)維修

     蝸輪蝸桿減速機(jī)由輸入蝸桿與輸出蝸輪所構(gòu)成，其特點(diǎn)是傳遞扭矩高，減速比高且范圍大，單級(jí)傳動(dòng)的減速比為5～100；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不屬于同軸的輸入與輸出，應(yīng)用不易，且傳動(dòng)效率最低，不超過60％。由于是屬相對(duì)滑動(dòng)摩擦傳動(dòng)，蝸輪蝸桿減速機(jī)扭轉(zhuǎn)剛性值略低，且傳動(dòng)組件容易耗損，工作壽命短、且減速機(jī)容易產(chǎn)生溫升，所以容許輸入轉(zhuǎn)速不高(2,000rpm)，這都限制了蝸輪蝸桿的使用情形。

      協(xié)助伺服馬達(dá)提升扭矩：伺服馬達(dá)的技術(shù)發(fā)展，從高扭矩密度乃至于高功率密度，使轉(zhuǎn)速的提升高過3000rpm，由于轉(zhuǎn)速的提升，使得伺服馬達(dá)的功率密度大幅提升。這意謂著伺服馬達(dá)是否需要搭配減速機(jī)，其決定因素主要是從應(yīng)用的需求上及成本的考慮來(lái)審視。必須對(duì)負(fù)載做移動(dòng)并要求精密定位時(shí)便有此需要。一般像是航空、衛(wèi)星、醫(yī)療、軍事科技、晶圓設(shè)備、機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備。他們的共同特征在于將負(fù)載移動(dòng)所需的扭矩往往遠(yuǎn)超過伺服馬達(dá)本身的扭矩容量。而透過減速機(jī)來(lái)做伺服馬達(dá)輸出扭矩的提升，便可有效解決這個(gè)問題。

       輸出扭矩提升的方式，可能采用直接增大伺服馬達(dá)的輸出扭矩方式，但這種方式不但必須使用昂貴的磁性材料，馬達(dá)還要有更強(qiáng)壯的結(jié)構(gòu)，扭矩的增大正比于控制電流的增大，此時(shí)采用比較大的驅(qū)動(dòng)器，功率電子組件和相關(guān)機(jī)電設(shè)備規(guī)格的增大，又會(huì)使控制系統(tǒng)的成本大幅增加。

      提升伺服馬達(dá)的功率也是輸出扭矩提升的方式，可藉由增加伺服馬達(dá)兩倍的速度來(lái)使得伺服系統(tǒng)的功率密度提升兩倍，而且不需要增加驅(qū)動(dòng)器等控制系統(tǒng)組件的規(guī)格，也就是不需要增加額外的成本。而這就需透過減速機(jī)的搭配來(lái)達(dá)到「減速并提升扭矩」的目的了。所以說，高功率伺服馬達(dá)的發(fā)展是必須搭配應(yīng)用減速機(jī)，而非將其省略不用。

      諧波齒輪減速機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)由剛性內(nèi)齒環(huán)、撓性外齒環(huán)、諧波發(fā)生器所組成。工作原理以諧波發(fā)生器為輸入構(gòu)件，剛性內(nèi)齒環(huán)為固定構(gòu)件，撓性外齒環(huán)為輸出構(gòu)建。其中撓性外齒環(huán)材料特殊、內(nèi)外壁且薄，是此類減速機(jī)的技術(shù)核心，目前臺(tái)灣尚無(wú)可制造諧波齒輪減速機(jī)業(yè)者，漸伸線所生產(chǎn)的SPB系列「少齒差行星式減速機(jī)」，機(jī)械輸出特性介于諧波齒輪與擺線針輸之間，同樣可做到零背隙，為業(yè)界最接近諧波齒輪減速機(jī)之產(chǎn)品。

      諧波減速機(jī)的特點(diǎn)，在于他的傳動(dòng)精度高，傳動(dòng)背隙值低。減速比高且范圍大，單及傳動(dòng)的減速比為50～500。此外，傳動(dòng)效率較蝸輪蝸桿減速機(jī)高，隨減速比不同，單級(jí)傳動(dòng)的效率為65～80％。由于屬撓性傳動(dòng)，扭轉(zhuǎn)剛性值最低，撓性外齒環(huán)的工作壽命較短，而且減速機(jī)容易發(fā)熱產(chǎn)生溫升，所以容許輸入轉(zhuǎn)速不高，只能達(dá)到2,000rpm，是其最大缺點(diǎn)。

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