
模块化减速机通过标准化模块的组合实现灵活速比配置,常见的速比组合方式主要包括以下几类,结合其结构特点和应用场景说明如下:
一、单级与多级组合方式
1. 单级减速组合
方式:仅使用一级齿轮副(如一对斜齿轮、直齿轮或锥齿轮)实现减速,速比范围通常较小(如 1:1~1:10,具体取决于齿轮类型)。
特点:结构简单、效率高(斜齿轮可达 98% 以上),但速比范围有限,适用于低扭矩、低速比需求场景(如输送线、轻载设备)。
2. 多级串联组合
方式:将 2 级或 3 级齿轮副(如 “输入级 + 中间级 + 输出级”)串联,总速比为各级速比的乘积(总速比 = 速比 1 × 速比 2 × …)。
特点:可实现大速比(如两级 1:10×1:10=100,三级可达 1000 以上),通过不同级数和单级速比搭配,灵活匹配需求,是常用的组合方式(如工业机器人、重型机械)。
二、齿轮类型模块化组合
根据齿轮传动类型(斜齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆、行星齿轮等)的模块组合,实现不同速比和性能:
1. 平行轴斜齿轮组合
方式:多级斜齿轮平行轴排列,每级速比通过齿轮齿数比设定(如主动轮 20 齿,从动轮 40 齿,速比 2:1)。
特点:传动平稳、噪音低,适合高速比范围,常见于通用工业减速机(如 IEC 标准模块化减速机)。
2. 锥齿轮 + 斜齿轮组合(直角轴式)
方式:输入级采用锥齿轮(改变传动方向,速比 1:1~1:5),后续级用斜齿轮(扩大速比),总速比为两者乘积。
特点:实现 90° 转向 + 减速,适用于空间受限或需要垂直传动的场景(如输送辊道、升降设备)。
3. 蜗轮蜗杆 + 齿轮组合
方式:蜗轮蜗杆作为末级(速比大,如 1:10~1:100),前端可串联齿轮级(如斜齿轮预减速,速比 1:3),总速比可达 30~300。
特点:结构紧凑、自锁性强(蜗轮蜗杆),但效率较低(60%~80%),适用于低速高扭矩场景(如电梯、舞台机械)。
4. 行星齿轮组合
方式:通过行星轮系模块(太阳轮、行星轮、齿圈),单级速比可达 1:3~1:10,多级串联(如双级、三级行星)可实现更大速比(如 1:1000)。
特点:同轴输出、体积小、扭矩密度高,适合高精度、高刚性需求(如伺服电机配套减速机)。
三、结构形式模块化组合
根据输入输出轴布局和安装方式,模块组合方式包括:
1. 同轴式组合
方式:输入轴与输出轴同轴,通过行星齿轮模块或多级斜齿轮同轴排列(如一级行星 + 一级斜齿轮),速比通过齿轮组齿数比叠加。
特点:轴向尺寸紧凑,适合空间有限的同轴传动场景(如机器人关节、精密仪器)。
2. 平行轴式组合
方式:各级齿轮轴平行布置,通过不同轴间距的齿轮模块组合(如第 1 级速比 3,第 2 级速比 5,总速比 15),可横向扩展级数。
特点:设计灵活,便于维护,适用于中等扭矩、常规速比的工业场景(如风机、搅拌机)。
3. 直角轴式组合
方式:通过锥齿轮、蜗轮蜗杆或伞齿轮模块实现 90° 转向,结合多级减速(如锥齿轮级 + 斜齿轮级),速比覆盖广。
特点:满足垂直传动需求,结构紧凑,常见于立体仓库、物流设备。
四、标准速比模块选择与定制组合
1. 标准速比系列组合
方式:厂商预设标准速比模块(如按 R20 数列:1.12、1.25、1.6、2.0、2.5、3.15 等),通过不同级模块的乘积得到标准速比(如 1.6×2.5=4.0,2.5×3.15=7.875)。
优势:无需定制,交货快,成本低,适用于大多数常规工况。
2. 定制化速比组合
方式:根据特殊需求,单独设计齿轮齿数、级数或齿轮类型(如非标准齿数比、混合齿轮类型),实现非标准速比(如 7.3:1、14.6:1)。
应用:适配特殊电机转速或负载要求(如非标生产线、定制机械设备)。
五、组合设计注意事项
效率优化:多级组合时需考虑各级效率损失(如蜗轮蜗杆效率低,优先放在末级),总效率 = 各级效率乘积。
扭矩匹配:确保各级齿轮模块的额定扭矩大于实际负载扭矩,避免过载损坏。
安装空间:根据设备布局选择同轴、平行轴或直角轴模块,平衡尺寸与速比需求。
维护便利性:模块化设计需支持独立模块更换(如更换某一级齿轮组而不拆卸整个减速机)。
总结
模块化减速机的速比组合核心在于通过齿轮类型、级数、结构形式、标准 / 定制模块的灵活搭配,实现从低到高、从简单到复杂的速比需求。用户可根据负载、转速、安装空间、效率等要求,选择单级 / 多级、平行轴 / 直角轴、齿轮 / 蜗轮蜗杆 / 行星齿轮等组合方式,或直接选用厂商标准模块快速配置,特殊场景则需定制化设计。