在运动控制系统中,齿轮用于改变电动机输送到从动部件的扭矩和速度。根据齿轮的布置方式,它们可以增加输出的扭矩并降低输出速度(运动控制应用中最常见的布置)或减少输送扭矩并提高输出速度。齿轮也有助于改善负载电机惯性比例通过减少对电动机反射的负载惯性量。这允许电动机更好地控制负载并提高系统性能的特性,例如建立时间。
输入速度与齿轮箱之间的关系和输送到从动负载的输出速度通常被称为齿轮比。确定齿轮比的最简单方法之一是将从动齿轮齿与驱动齿轮齿的比率取得
图像信用:精密微探测器

z1=牙齿数量开车齿轮
z2=牙齿数量驱动齿轮
ω1=的速度开车齿轮
ω2=的速度驱动齿轮
为了实现扭矩倍增和减速,驱动齿轮(也称为小齿轮)将比从动齿轮(通常简单地称为“齿轮”或“车轮”)小。
如果您在带有20齿的驱动齿轮(小齿轮)和带有40齿的驱动齿轮的情况下,这很容易想象。对于驱动(20齿)齿轮的每一次旋转,驱动(40齿)齿轮只会完成½旋转。换句话说,较小的驱动齿轮将以较大的驱动齿轮的每一个旋转转两次。



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这种配置给出了2:1的齿轮比,这意味着来自电动机的速度减小了2倍,并且来自电动机的扭矩乘以2倍(由于效率低下而没有考虑任何损失齿轮系)。
为多级齿轮,输出和输入之间的齿轮比仅仅是所有中间齿轮比的产物。例如,如果三级齿轮箱由具有10:1齿轮比的第一级组成,则第二阶段为5:1,第三阶段为3:1,总传动比为150:1。
传动比的表达式通常被分解,因此分母(代表驱动小齿轮上的齿数)被表示为“1”,即使这意味着分子(代表从动齿轮上的齿数)将得到小数。例如,如果一个从动小齿轮有21个齿(z2= 21)和驾驶小齿轮有9齿(Z.1= 9),而不是21:9或7:3,这个齿轮传动比通常表示为2.3:1。
根据ISO 701:1998标准的,传动比用字母“u”和表示总传动比-输入速度与输出速度的总比值-用字母“i”表示。在这种表示法中,比率的分母被设为1,只有分子被表示出来。所以11:1的比率表示为i=11,而2.3:1的比率表示为i=2.3。
图片来源:Woodgears
传动比计算:特殊情况下的行星齿轮和蜗轮
计算的计算传动比为单级行星齿轮箱取决于哪些齿轮是驱动,静止和输出组件。在运动控制应用中,行星齿轮通常具有驱动的太阳齿轮,固定齿圈和驱动输出轴的载体。对于这种配置,总传动比(Ip)等于戒指齿的比例(zr)到太阳齿轮齿(z年代),或者我p= 1 + zr/ Z.年代。
为蜗杆传动装置,齿轮比等于齿轮上的齿数除以蠕虫的开始数量。
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