齒輪減速機工作原理
根據齒輪傳動的基本公式,傳動比(其中是主動齒輪齒數,是從動齒輪齒數)。當時,就實現了減速功能。例如,主動齒輪有 20 個齒,從動齒輪有 60 個齒,那么傳動比,這意味著輸入軸轉 3 圈,輸出軸才轉 1 圈,從而達到減速的效果。同時,根據能量守恒定律,在減速過程中,扭矩會按照傳動比的倍數增大,即輸出扭矩是輸入扭矩的 3 倍,實現了扭矩放大。
當電機驅動主動齒輪旋轉時,主動齒輪的輪齒與從動齒輪的輪齒相互嚙合。由于輪齒之間的相互作用力,主動齒輪的旋轉運動傳遞給從動齒輪,使從動齒輪隨之轉動。
齒輪傳動是基于共軛嚙合原理,即兩個齒輪在嚙合過程中,它們的齒廓曲線能夠保證在每一瞬時的傳動比恒定不變。以斜齒圓柱齒輪為例,其齒廓是螺旋線形狀,在嚙合過程中,輪齒是逐漸進入和脫離嚙合狀態的,這使得齒輪傳動更加平穩,傳遞的動力也更加連續。
齒輪減速機主要由齒輪對組成,包括圓柱齒輪(直齒或斜齒)、圓錐齒輪等不同類型的齒輪。這些齒輪安裝在減速機的殼體內,通過軸與輸入輸出裝置相連。
例如,在一個簡單的一級圓柱齒輪減速機中,有一個主動齒輪(通常與電機軸相連)和一個從動齒輪。主動齒輪的齒數一般少于從動齒輪,這是實現減速功能的關鍵因素之一。
2.蝸輪蝸桿減速機工作原理
蝸輪蝸桿減速機的傳動比計算公式為(其中是蝸桿頭數,是蝸輪齒數)。因為蝸桿頭數相對較少(一般為 1 - 4 頭),而蝸輪齒數較多,所以可以實現較大的減速比。例如,蝸桿頭數為 1,蝸輪齒數為 40,那么傳動比,即蝸桿轉 40 圈,蝸輪才轉 1 圈,實現了高效的減速功能。同時,在減速過程中也會增大扭矩,扭矩放大倍數與傳動比相同。不過,由于其傳動過程中存在較大的滑動摩擦,傳動效率相對齒輪減速機較低。
當電機驅動蝸桿旋轉時,蝸桿的螺旋齒推動蝸輪的輪齒,使蝸輪轉動。由于蝸桿的螺旋線與蝸輪的輪齒之間的特殊嚙合關系,蝸桿旋轉一圈,蝸輪轉過的齒數較少。
這種傳動方式是一種空間交錯軸之間的傳動,蝸桿的軸線與蝸輪的軸線通常是垂直交錯的。在嚙合過程中,存在較大的相對滑動,這是蝸輪蝸桿傳動的一個重要特點。
蝸輪蝸桿減速機主要由蝸桿和蝸輪組成。蝸桿通常是一個類似于螺桿的部件,其形狀有阿基米德蝸桿、漸開線蝸桿等多種類型。蝸輪則是一個具有特殊齒形的齒輪,其輪齒與蝸桿的螺旋線相嚙合。
例如,在常見的阿基米德蝸桿蝸輪減速機中,蝸桿的軸向截面為等腰梯形齒形,蝸輪的輪齒是與蝸桿相匹配的弧形齒。蝸桿一般是主動件,與電機軸相連,蝸輪是從動件。