直角減速機：為什么準雙曲面齒輪比蝸輪好？

隨著效率變得越來越重要，直角減速機正在采用另一種類型的齒輪，而不是普通的蝸輪。

從歷史上看，蝸輪被認為是直角減速機中最常用的齒輪類型。它們的低成本和堅固的結構足以滿足一般用途的應用。然而，它們在較慢的速度（較高的減速比）下效率低下，會產生大量熱量，占用大量空間，并且需要維護。隨著效率標準在全球范圍內變得越來越重要，直角減速機正在采用另一種類型的齒輪。

準雙曲面齒輪通常用于汽車應用，已集成到直角齒輪電機中，以消除蝸輪引起的問題并提高直角齒輪電機的性能。由于機加工、熱處理和特殊磨削技術，準雙曲面齒輪電機的初始成本可能高于蝸輪電機，但在許多應用中，長期收益可能超過初始成本。

差異

在蝸輪組中，有兩個部件：輸入蝸桿和輸出蝸輪。輸入蝸桿是一個螺旋狀齒輪，垂直于其相應的輸出蝸輪旋轉。在比率為 5:1 的蝸輪減速機中，輸入蝸桿將完成 5 圈旋轉，而輸出蝸輪將僅完成一圈。但是，扭矩不會乘以 5 倍，因為滑動摩擦會損失大量扭矩。

相比之下，準雙曲面齒輪組由一個輸入準雙曲面齒輪和一個輸出準雙曲面錐齒輪組成。雖然準雙曲面齒輪組是錐齒輪和蝸輪技術的混合體，但即使在高減速比下齒輪效率也高得多。關鍵是準雙曲面齒型最大限度地減少了齒輪齒之間的滑動摩擦，從而允許更多的扭矩從電機軸傳遞到負載軸。

在這篇文章中，我們將從白皮書中總結準雙曲面齒輪和蝸輪齒輪之間的性能差異。

更好的齒輪效率

更少的熱量產生

占地面積更小

更低的功耗

更好的齒輪效率

蝸輪的最大問題之一是其扭矩傳遞效率低。通常，對于 60:1 到 10:1 的傳動比，蝸輪效率分別在 40% 到 85% 之間變化。它們還需要“磨合”期才能以最高效率運行。雙曲面齒輪效率高達 95% 至 99%，并且不需要磨合期。

由于降低功耗越來越重要（參見 IE3 或 NEMA Premium Efficiency），效率現在是選擇齒輪電機時要考慮的最重要因素之一。由于電機已經有了很長的使用壽命，因此選擇一個高效的減速機來搭配電機對于降低維護成本非常有意義。

更少的熱量產生

效率更高的減速機將浪費更少的能量。摩擦是以熱量的形式浪費的能量。由于蝸輪比準雙曲面齒輪產生更多的滑動摩擦，因此它們運行時更熱，這會在潤滑、軸承、密封件和齒輪上施加額外的熱應力，從而縮短這些驅動器的使用壽命。

由于雙曲面齒輪由于滑動摩擦最小而運行溫度較低，因此幾乎不需要做任何事情來保持它們以最佳性能運行。無需更換潤滑劑，因為潤滑脂可以延長齒輪電機的使用壽命。這有助于消除停機時間并提高生產率。此外，取消了散熱片、通氣孔和其他用于冷卻的外圍設備，有助于降低運營成本。

當我們并排運行具有相同電機的準雙曲面齒輪箱和蝸桿齒輪箱時，我們發現當溫度趨于平穩時，存在 26.4°F 的顯著差異。

占地面積更小

由于齒輪軸的相交方式，準雙曲面齒輪組比蝸輪組需要更小的占地面積。這有助于空間受限的應用。

準雙曲面齒輪電機的另一個好處是它們從電機軸到負載軸是軸向對稱的。蝸輪減速電機是不對稱的，導致機器不美觀，安裝選項有限。

更少的功耗

在某些情況下，可以使用較小的電機為相同的應用提供等效的扭矩。在這里，我們將準雙曲面齒輪電機與輸出相似的蝸輪電機進行比較。請注意，準雙曲面齒輪電機使用 1/2 HP 電機，而蝸輪電機使用 1 HP 電機。隨著齒輪滑動摩擦所浪費的能量減少，更小的電機有助于降低功耗成本。

結論

準雙曲面齒輪的更高效率和設計與蝸輪相比具有許多優勢，包括更高的扭矩傳遞、更低的工作溫度、更小的占地面積、更高的可靠性、更長的使用壽命和更低的功耗。從長遠來看，這最終會降低運營成本，并能夠設計更小的機器。雖然準雙曲面齒輪的前期成本可能更高，但在為您的下一臺機器選擇電機時，這些優勢應該讓您有所思考。

Oriental Motor 在 Brother Mid H2 系列、Brother Mid F3 系列、BMU 系列、BLE2 系列和 K2S 系列（即將推出）上提供直角準雙曲面齒輪箱選項。

審核編輯黃宇