行星減速機選型指南：實際計算範例

在上篇中，我們已詳解了14個行星式減速機的選型步驟。接下來，我們將透過實際範例，一步一步地引導您了解減速機的選型流程！

 

選用範例：

使用400W馬達(60框)，額定扭矩1.3Nm，最大扭矩4.5Nm，額定轉速3000r/min，最高轉速6000r/min。

 

運轉相關數據如下表一：

 

 

評估選用規格：

1. 運轉模式：ED=(t1+t2+t3)/tx100%
   (1+3+0.5)/(1+3+0.5+3.5)x100%=56.25%
   56.25%(ED)<60%，每循環總時間8秒(t)<20mins。(屬於週期運轉模式)
2. 減速比：i = 馬達輸出轉速 / 減速機出力軸轉速(實際最高轉速)
   3000/200=15
3. 輸出端平均扭矩(T_2m)=³√[(n1xt1xT1³+n2xt2xT2³+n3xt3xT3³)/(n1xt1+n2xt2+n3xt3)]
   ³√[(100x1x10³+200x3x5³+100x0.5x10³)/(100x1+200x3+100x0.5)]=6.69(Nm)
4. 輸出端最大扭矩(T_2max) =馬達最大輸出扭矩x減速比x傳動效率x負載係數
   4.5x15x0.97x1=65.48(Nm)
5. 查詢減速機額定扭矩(T₁)，與減速機最大輸出扭矩(T₄)
   參照表二(GCB060-15)，(T₁)=40，(T₄)=72
6. 比較T_2m與T₁減速機額定扭矩，T_2max與T₄減速機最大加速扭矩。
   6.69(T_2m)<40(T₁)，65.48(T_2max)<72(T₄)。(選擇正確)
7. 輸出端平均轉速(S₃)=(n1xt1+n2xt2+n3xt3)/(t1+t2+t3)
   (100x1+200x3+100x0.5)/(1+3+0.5)=166.67(r/min)
8. 輸出端額定輸出轉速(S₄)=減速機額定輸入轉速/減速比
   3000/15=200(r/min)
9. 比較S₃、S₄數值。
   166.67(S₃) <200(S₄)。(選擇正確)
10. 輸出端平均徑向力(Fc)與軸向力(Fd)
    平均徑向力(Fc)=³√[(n1xt1xFa1³+n2xt2xFa2³+n3xt3xFa3³)/( n1xt1+n2xt2+n3xt3)]
    ³√[(100x1x150³+200x3x100³+100x0.5x150³)/( 100x1+200x3+100x0.5)]=113.83(N)
    平均軸向力(Fd)=³√[(n1xt1xFb1³+n2xt2xFb2³+n3xt3xFb3³)/( n1xt1+n2xt2+n3xt3)]
    ³√[(100x1x150³+200x3x100³+100x0.5x150³)/( 100x1+200x3+100x0.5)]=113.83(N)
11. 查詢輸出端容許最大徑向力(Fa)與軸向力(Fb)
    參照表二(GCB060-15)，(Fa)=1530，(Fb)=765
12. 比較Fc、Fa數值和Fd、Fb數值。
    113.83(Fc)<1530(Fa)，113.83(Fd)<765(Fb)。(選擇正確)
13. 確認精度需求。
    評估實際使用的精度需求，一般情況下，精度與價格成正比。
14. 確認輸出與輸入端連接介面的尺寸
    連接尺寸至關重要，因為關係到減速機，是否可正確裝配在設備與馬達上。

 

由上述的選用步驟評估，結果如下：

1. 運轉模式=週期運轉模式
2. 減速比i= 1:15
3. 平均輸出扭矩(T_2m)= 6.69 Nm
4. 平均輸出轉速(S₃)= 166.67 r/min
5. 平均徑向力(Fc)=113.83N
6. 平均軸向力(Fd)=113.83N

 

評估結果：可使用GearKo減速機規格GCB060-15。

 

另外評估：

上述範例評估後，所得到的規格是GCB060-15，此減速機為雙級的減速機，而雙級的減速機價格一定比單級的高。故接下來使用3、5、10的減速比，來評估是否也可以使用。

由上述各步驟發現，若改變比數，只需要重新確認Step4、5、6、8、9，這五個步驟，依照各步驟重新計算、查詢、比較後，結果如下。

步驟	內容	GCB060-3	GCB060-5	GCB060-10
Step4.	計算 輸出端最大扭矩(T2max)	13.1	21.83	43.65
Step5.	查詢 減速機扭矩(T1)、(T4)	(T1)=40，(T4)=72	(T1)=55，(T4)=99	(T1)=35，(T4)=63
Step6.	比較 T2m與T1、T2max與T4	6.69(T2m)<40(T1) 13.1(T2max)<72(T4) OK	6.69(T2m)<55(T1) 21.83(T2max)<99(T4) OK	6.69(T2m)<35(T1) 43.65(T2max)<63(T4) OK
Step8.	計算 輸出端額定輸出轉速(S4)	1000	600	300
Step9.	比較 S3、S4數值	166.67(S3) <1000(S4) OK	166.67(S3) <600(S4) OK	166.67(S3) <300(S4) OK

 

由上述比較表，可以發現單級的3、5、10比的減速機都能使用，但一般情況下，減速機在設計上，5比會擁有較大的額定扭矩以及齒輪也較為強壯。

經由上述各項的評估項目，建議使用GearKo減速機規格GCB060-5。而且單級減速機不管減速比是多少，原則上價格是相同的，用強壯一點的總是好的。

另外，如果空間大小有限制，或其他特別的要求的話，也要提前告訴設計人員，設計人員才能根據使用的具體需求去評估適合的規格。

 

總結：

可經由多方面的評估與思考，決定最符合您的減速機規格。若有行星式減速機的選用問題，也歡迎來電或電子郵件與台灣格高GearKo聯繫。