谐波减速电机(谐波减速电机原理)

海潮机械 2023-01-30 18:20 编辑:admin 228阅读

1. 谐波减速电机原理

谐波消除的技术应用原理:其依靠高速检测装置,在检测到系统的谐波的同时,产生一个和系统谐波幅度相等,相位相反的谐波,去抵消掉系统内的谐波,从而消除谐波。

2. 谐波减速电机的优劣分析

谐波齿轮减速器是一种减速装置,由三个基本构件所组成:固定的内齿刚轮、柔轮(即其基体与从动轴相连的弹性薄壁套杯“在柔轮开端的母线上做出齿圈”)、和使柔轮发生径向变形的波发生器。

很显然,谐波齿轮减速器的最大特点就是啮合尺度大。

3. 谐波减速电机精度

摆线针轮与涡轮蜗杆共同点:效率低,扭矩输出大。

摆线针轮与涡轮蜗杆减速机的区别:

1,摆线针轮通常都是以面输出,空回以及背隙很小,进口的通常可以控制在10弧分以内。而涡轮蜗杆通常都是以轴输出。很难控制空回,特别是当涡轮与蜗杆磨合时间比较长后,其空回都比较大。通常是度级的。

2,涡轮蜗杆最大的特点是自锁功能。但是其允许输入的转速范围很低。而摆线针轮一般都可以实现与行星轮集合成一体,其减速比可以做到很大。

3,摆线针轮的结构以及运转模式可以参照谐波减速机。而涡轮蜗杆的传动相对比较简单。

2.行星减速机和摆线针轮减速机比,行星减速机体积小,效率高能到97%,重量轻,回程间隙低,一般搭配伺服电机和步进电机,价格比摆线针轮的贵很多;摆线针轮减速机单级减速比能做从6-81,承受扭矩方面也不同比数的行星强很多,但是它的回程间隙大,使用需要维护换油,效率不如行星的高,噪音比行星的大,发热,一般搭配普通的电机,也有少数配大功率伺服电机的,摆线针轮减速机的价格就比行星减速机的价格便宜很多了.行星减速机想用得安稳一点的话还是要进口的,比如台湾品宏行星减速机的就很不错,价格又合理;摆线针轮的一般用国产的就能满足要求,少数用进口的.

3.

一、摆线针轮减速特点:

1、高速比和高效率单级传动,就能达到1:87的减速比,效率在90%以上,如果采用多级传动,减速比更大。

2、结构紧凑体积小由于采用了行星传动原理,输入轴输出轴在同一轴心线上,使其机型获得尽可能小的尺寸。

3、运转平稳噪声低摆线针齿啮合齿数较多,重叠系数大以及具有机件平衡的机理,使振动和嗓声限制在最小程度。 4、使用可靠、寿命长因主要零件采用高碳铬钢材料,经淬火处理(HRC58~62)获得高强度,并且,部分传动接触采用了滚动摩擦,所以经久耐用寿命长。

两者相比之下力距没有圆柱齿轮大、造价比圆柱齿大、机械强度也没有圆柱齿大、传动比大、体积小。

二、 圆柱齿轮减速机的特点如下:

1、齿轮采用高强度低碳合金钢经渗碳淬火而成,齿面硬度达HRC58-62,齿轮均采用数控磨齿工艺,精度高,接触性好。

2、传动率高:单级大于96.5%,双级大于93%,三级大于90%。 3、运转平稳,噪音低。

4、使用寿命长,承载能力高。 5、易于拆检,易于安装。 三、两者比较分析:

圆柱齿减速机造价低、力距大、噪音低,但传动比小。两者相比之下摆线针轮减速机的力距没有圆柱齿轮大、造价比圆柱齿大、机械强度也没有圆柱齿大、传动比大、体积小。 其时每种减速机型号都有各自的优点,也各有不足,安装方式也是不一样的,就看客户的实际使用情况了,只要选择合适的减速机,一定能为您设备提供和谐传动。

4. 谐波减速电机刚轮与柔轮齿数

  (1)传动速比大。单级谐波齿轮传动速比范围为70~320,在某些装置中可达到1000,多级传动速比可达30000以上。它不仅可用于减速,也可用于增速的场合。  (2)承载能力高。这是因为谐波齿轮传动中同时啮合的齿数多,双波传动同时啮合的齿数可达总齿数的30%以上,而且柔轮采用了高强度材料,齿与齿之间是面接触。  (3)传动精度高。这是因为谐波齿轮传动中同时啮合的齿数多,误差平均化,即多齿啮合对误差有相互补偿作用,故传动精度高。在齿轮精度等级相同的情况下,传动误差只有普通圆柱齿轮传动的1/4左右。同时可采用微量改变波发生器的半径来增加柔轮的变形使齿隙很小,甚至能做到无侧隙啮合,故谐波齿轮减速机传动空程小,适用于反向转动。  (4)传动效率高、运动平稳。由于柔轮轮齿在传动过程中作均匀的径向移动,因此,即使输入速度很高,轮齿的相对滑移速度仍是极低(故为普通渐开线齿轮传动的百分之-),所以,轮齿磨损小,效率高(可达69%~96%)。又由于啮入和啮出时,齿轮的两侧都参加工作,因而无冲击现象,运动平稳。  (5)结构简单、零件数少、安装方便。仅有三个基本构件,且输入与输出轴同轴线,所以结构简单,安装方便。  (6)体积小、重量轻。与一般减速机比较,输出力矩相同时,谐波齿轮减速机的体积可减小2/3,重量可减轻1/2。  (7)可向密闭空间传递运动。利用柔轮的柔性特点,轮传动的这一可贵优点是现有其他传动无法比拟的。  谐波齿轮减速机在许多行业都有使用到,例如航天、常用军械、起重机械等等这一些机械方面,谐波减速机都是有应用到的。谐波减速机传递的功率是可大可小的,从几十瓦到几十千瓦都是可以的,但是大功率的多用于短期的工场中。不过经过上面简单的了解谐波减速机的优点后,相信大家都知道这个谐波减速机是多么的有用处,提高工作效率。

5. 谐波减速电机堵转会怎样

1.小型轻量

谐波减速器与一般齿轮减速器相比较,输出力矩相同时,它的体积可减小2/3,重量可减轻1/2。

2.传动精度高

因为谐波传动中同时啮合的齿数多,误差平均化,即多齿啮合对误差有相互补偿作用,故传动精度高。在齿轮精度等级相同的情况下,传动误差只有普通圆柱齿轮传动的1/4左右。同时可采用微量改变波发生器的半径来增加柔轮的变形使齿隙很小,甚至能做到无侧隙啮合,因此传动空程小,适用于反向转动。

3.传动速比大

单级谐波传动速比范围为70-320,在某些装置中可达到1000,多级传动速比可达30000以上。它不仅可用于减速,也可用于增速的场合。

4.结构简单紧凑、安装方便

因为只有三个基本组成部件,且输入与输出同,所以结构简单紧凑,安装方便。

5.承载能力高

这是因为谐波传动中同时啮合的齿数多,双波传动同时啮合的齿数可达总齿数的30%以上,而且柔轮采用了高强度材料,齿与齿之间是面接触。

6.可向密闭空间传递运动

利用柔轮的柔性特点,轮传动的这一特定优点是现有其他传动无法比拟的。

7.传动效率高、运动平稳

由于柔轮轮齿在传动过程中作均匀的径向移动,因此,即使输入速度很高,轮齿的相对滑移速度仍是极低(故为普通渐开线齿轮传动的百分之—),所以,轮齿磨损小,效率高(可达69%-96%)。又由于啮入和啮出时,齿轮的两侧都参加工作,因而无冲击现象,运动平稳。

6. 谐波减速电机与步进电机

步进电机启动后会有一个抑制转动作用的工作电流,就像是电梯悬停在半空中的状态。就是这个电流,会引起电机发热,这个是正常现象。

原因一

步进电机最有意义的一个优点就是在开环系统里可以实现精确的控制。开环控制意味着不需要关于(转子)位置方面的反馈信息。这种控制避免了使用昂贵的传感器以及象光学编码器这样的反馈设备,因为只需要跟踪输入的步进脉冲就可以知道(转子)的位置。

那遇到步进电机也容易出现发热的问题这种情况该怎么解决呢?

1、减少步进电机发热,减少发热就是减少铜损和铁损。

减少铜损有两个方向,减少电阴和电流,这就要求在选型时尽量选择电阻小和额定电流小的电机,对两相步进电机,能用串联的电机就不用并联电机,但是这往往与力矩和高速的要求相抵触。

2、对于已经选定的电机,则应充分利用驱动器的自动半流控制功能和脱机功能,前者在电机处于静态时自动减少电流,后者干脆将电流切断。

3、另外,细分步进电机驱动器由于电流波形接近正弦,谐波少,电机发热也会较少。减少铁损的办法不多,电压等级与之有关,高压驱动电机虽然会带来高速特性的提升,但也带来发热的增加。

4、应当选择合适的驱动电机电压等级,兼顾高带性、平稳性和发热、噪音等指标。

原因二

步进电机发热虽然一般不会影响电机的寿命,对大多数客户没必要理会。但是严重时会带来一些负面影响。如步进电机内部各部分热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小变化,会影响步进电机的动态响应,高速会容易失步。又如有些场合不允许步进电机的过度发热,如医疗器械和高精度的测试设备等。因此对步进电机的发热应当进行必要的控制。

电机发热的原因有这几个方面:

1、驱动器所设的电流比电机的额定电流大;

2、电机的转速过快;

3、电机本身的惯量和定位转矩大,所以即使是中速运转也会发热,但不影响电机的寿命。电机的退磁点在130-200℃,所以电机在70-90℃属于正常现象,只要小于130℃就一般没有什么问题,如果真的感觉过热,就把驱动器的电流设成电机额定电流的70%左右或者电机的转速降低一些。

原因三

步进电机作为一种数字式执行元件,在运动控制系统中已经得到了广泛的应用。许多用户朋友在使用步进电机的时候,感觉电机工作时有较大的发热,心存疑虑,不知这种现象是否正常。实际上发热是步进电机的一个普遍现象,但怎样的发热程度才算正常,以及如何尽量减小步进电机发热呢?

以下我们为大家做一些简单的分,希望可以在实际的工作中得到切实的应用:

1、电机发热的原理

我们通常见到的各类电机,内部都是有铁芯和绕组线圈的。绕组有电阻,通电会产生损耗,损耗大小与电阻和电流的平方成正比,这就是我们常说的铜损,如果电流不是标准的直流或正弦波,还会产生谐波损耗;铁心有磁滞涡流效应,在交变磁场中也会产生损耗,其大小与材料,电流,频率,电压有关,这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来,从而影响电机的效率。

步进电机一般追求定位精度和力矩输出,效率比较低,电流一般比较大,且谐波成分高,电流交变的频率也随转速而变化,因而步进电机普遍存在发热情况,且情况比一般交流电机严重。

2、步进电机发热的合理范围

电机发热允许到什么程度,主要取决于电机内部绝缘等级。

内部绝缘性能在高温下(130度以上)才会被破坏。所以只要内部不超过130度,电机不会损环,而这时表面温度会在90度以下

。所以,步进电机表面温度在70-80度都是正常的。简单的温度测量方法有用点温计的,也可以粗略判断:用手可以触摸1-2秒以上,不超过60度;用手只能碰一下,大约在70-80度;滴几滴水迅速气化,则90度以上了。

3、步进电机发热随速度变化的情况

采用恒流驱动技术时,步进电机在静态和低速下,电流会维持恒定,以保持恒力矩输出。速度高到一定程度,电机内部反电势升高,电流将逐步下降,力矩也会下降。因此,因铜损带来的发热情况就与速度相关了。静态和低速时一般发热高,高速时发热低。但是铁损(虽然占的比例较小)变化的情况却不尽然,而电机整个的发热是二者之和,所以上述只是一般情况。

4、发热带来的影响

电机发热虽然一般不会影响电机的寿命,对大多数客户没必要理会。但是严重时会带来一些负面影响。如电机内部各部分热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小变化,会影响电机的动态响应,高速会容易失步。又如有些场合不允许电机的过度发热,如医疗器械和高精度的测试设备等。因此对电机的发热应当进行必要的控制。

5、如何减少电机的发热

减少发热,就是减少铜损和铁损。减少铜损有两个方向,减少电阻和电流,这就要求在选型时尽量选择电阻小和额定电流小的电机,对两相电机,能用串联的电机就不用并联电机。但是这往往与力矩和高速的要求相抵触。对于已经选定的电机,则应充分利用驱动器的自动半流控制功能和脱机功能,前者在电机处于静态时自动减少电流,后者干脆将电流切断。另外,细分驱动器由于电流波形接近正弦,谐波少,电机发热也会较少。减少铁损的办法不多,电压等级与之有关,高压驱动的电机虽然会带来高速特性的提升,但也带来发热的增加。所以应当选择合适的驱动电压等级,兼顾高速性,平稳性和发热,噪音等指标。

对于各种步进电机而言,内部都是由铁芯和绕组线圈组成的。绕组有电阻,通电会产生损耗,损耗大小与电阻和电流的平方成正比,这就是我们常说的铜陨,如果电流不是标准的直流或正弦波,还会产生谐波损耗;铁心有磁滞涡流效应,在交变磁场中也会产生损耗,其大小与材料、电流、频率、电压有关,这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来,从而影响电机的效率。步进电机一般追求定位精度和力矩输出,效率比较低,电流一般比较大,且谐波成分高,电流交变的频率也随转速而变化,因而步进电机普遍存在发热情况,且情况比一般交流电机严重。