選擇最適合的減速機：各項減速機的詳細指南

減速機按傳動和結構特點，可劃分為齒輪減速機（Gear reducer）、蝸輪蝸杆減速機（Worm wheel reducer）、行星齒輪減速機(Planetary gears)、擺線針輪減速機（Cycloid reducer）、RV減速機(Rotate Vector reducer)和諧波齒輪減速機(Harmonic drive)等，上述幾種的減速機，皆有各自的特點。

接下來說明各項減速機的特點與應用。

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1. 齒輪減速機
   1. 優點：
      • 體積小、重量輕、承載能力大、效率高，壽命長，可靠性高、傳動比分級細密。
      • 單純需要減速與增扭的應用，非常適合。
      • 結構單純，不複雜。
   2. 缺點：
      • 結構可分為一級齒輪減速機、二級齒輪減速機、三級齒輪減速機、多級齒輪減速機，每一級由多個大小齒輪組成傳動而成，而減速齒輪越多級精度就越差。
      • 不具有自鎖性，可從輸出軸逆向傳動輸入軸，當輸出端因突發的慣性扭矩，有機會逆向傳回到馬達軸心造成馬達損壞。
   3. 應用：
      • 在礦山、港口、航空、建築、起重、機械設備、汽車等領域也常常使用這類結構的減速機。
      • 另外許多小型馬達的減速齒輪箱，在不要求精度的情況下，會用圓柱齒輪的搭配方式，來進行減速增扭的動作，此法最為經濟效益，經常與馬達搭配直接銷售，較少分開販售。但若是齒輪箱損壞而無法運轉，而馬達本身還是可正常運轉，還是可以取得單獨減速齒輪箱的，這類減速齒輪箱外觀有一個特點，因為齒輪的配置因素，出力軸與入力軸屬於平行軸，但是不會在中心軸線上。

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2. 蝸輪蝸桿減速機
   1. 優點：
      • 傳動應用了螺旋驅動原理，與其他減速機相似，但其減速比一般比齒輪減速機的傳動比要大的多。
      • 蝸桿的齒是連續不間斷的螺旋齒，它與蝸輪嚙合時是連續不間斷的，蝸桿齒沒有進入和退出嚙合的過程，因此傳動平穩，對比齒輪傳動的減速機，蝸輪蝸桿減速機噪音極小。
      • 最主要特點是具有反向自鎖功能，無法由輸出軸，逆向帶動輸入軸，一般蝸桿作為輸入軸，蝸輪作為輸出軸。
      • 輸出輸入不同軸：輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。實現90度相交軸傳動，使安裝後的體積更加緊湊。
      • 蝸桿傳動效率低，一般來說蝸桿傳動效率比齒輪傳動低。尤其是具有自鎖性的蝸桿傳動，其效率在50%以下，一般效率只有70～90%。
   2. 缺點：
      • 一般體積較大，傳動效率不高，精度不高。
      • 由於它是滑動摩擦傳動，在運行過程中，就會產生較高的熱量，導致減速機各零件和密封之間因熱膨脹產生差異，進而影響各配合面，產生間隙，而潤滑油會因為溫度的升高變稀，容易造成洩漏。
      • 因傳動原理容易產生較高的熱量，齒面容易磨損，成本高。
      • 安裝方向有特定規定，依安裝方向的不同，潤滑油的添加量和潤滑油的選擇就有特別要求，需與供應商討論後，再進行設計規劃。
      • 在空間允許的情況下，儘量不用立式安裝。立式安裝時，潤滑油的添加量要比水平安裝多很多，更容易造成減速機發熱和漏油。
   3. 應用：
      • 用途廣泛，如：機械工業、化纖工業、印刷工業、自動化生產設備，及其他需要低速高扭矩的工業設備。
      • 交通工具的船舶、汽車、機車，建築用的重型機具。

1. 1. • 日常生活泛用於食、衣、住、行、育、樂各類機器上。

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3. 擺線針輪減速機
   1. 優點：
      • 傳動比大：擺線針輪減速機一級減速時最高傳動比為1:87；兩級減速時，最高傳動比可達幾千；根據實際需求，選用三級減速時，最高傳動比可上萬。
      • 傳動效率高：擺線針輪減速機由於嚙合的部位採用了滾動嚙合，一般單級傳動效率可達90％以上。
      • 體積小，重量輕：輸入軸和輸出軸在同一軸線上，而且與馬達直聯呈一體的特性，因而擺線針輪減速機本身具有結構緊湊，體積小、重量輕的特點。
      • 使用可靠、故障少、壽命長：因所有接觸部分為滾動摩擦，與普通的減速機相比，壽命較長。
      • 運行平穩、噪音小：擺線針齒嚙合齒數較多，重疊係數大以及具有機件平穩的機械原理，使振動和噪聲可限制在最小程度。
   2. 缺點：
      • 主要零件，如：擺線輪、針齒銷、針齒套、柱銷和柱銷套等均採用軸承鋼製造，且零件的製造精度要求較高，製造工藝較複雜。
      • 轉臂軸承的受力較大，而且轉速還比高速軸(輸入軸)的轉速高，所以轉臂軸承是影響機械特性的重要環節。
   3. 應用：
      • 可廣泛用於石油、環保、化工、水泥、輸送、紡織、製藥、食品、印刷、起重、礦山、冶金、建築、發電等行業

 

4. RV減速機
   1. 優點：
      • 小體積大減速比：由行星齒輪和擺線針輪減速機組成，容易實現高減速比並能讓馬達輸出更大的扭矩，卻只需要小的體積就可達到，從而提高單位體積的傳動效率。
      • 扭轉剛度大：內部沒有彈性形變的受力元件，彈性回差小，所以能夠承受一定扭矩。
      • 高效率：傳動效率高達85%以上。
      • 高精度：旋轉矢量的結構設計，使得它具有回差間隙小、精度高的特性，精度可達1弧分以內。
      • 低噪聲、運行平穩：由於先天的設計和結構，它運行時的噪聲非常小，且平穩，適合應用於需要低噪聲和高平穩度的機械設備中。
      • 維護簡單：通常只需要定期檢查潤滑油的狀態和清除灰塵，以保持其良好的運行狀態。
   2. 缺點：
      • 傳動比選擇性不多，且在低減速比的設備較難應用。
      • 價格高：零件多，工藝複雜，製造工藝和成本控制難度較大。
   3. 應用：
      • 工業機器人底軸，碼垛機器人，數控機床，精密分度盤，第四軸，第五軸，非標自動化、醫療檢測設備、衛星接收系統等行業領域。

 

5. 諧波齒輪減速機
   1. 優點：
      • 結構簡單緊湊，適合於小型化、低、中負載的應用。
      • 體積小、重量輕、單級傳動比大。
      • 速度穩定、運轉平穩。
      • 精度高，有30%以上的齒數同時嚙合，號稱零背隙的減速裝置。
      • 傳動效率80%左右。
   2. 缺點：
      • 關鍵零件柔輪是柔性體元件，它需要反復的高速變形，承載力和壽命有限、不耐衝擊，剛性與金屬件相比較差。
      • 隨著使用時間增長，動作精度會明顯降低。
      • 傳動比無法做小，可承受的扭矩剛性不大，而且易耗損，使用週期不長。
   3. 應用：
      • 多用於負載小的協作機器人或工業機器人末端幾個軸。
      • 可應用於定位精密有嚴格要求的產業，如：機械手臂、自動化設備、半導體設備、工具機等產業設備，提供穩定的重複性與定位能力。

 

6. 行星式齒輪減速機
   1. 優點：
      • 傳動比範圍廣泛：行星減速機的齒輪嚙合傳動搭配多組行星機構，齒輪組數量較多，傳動比相對增大，傳動比有多種選擇。
      • 承載能力高：因為行星機構的原理，可同時多個齒輪嚙合傳動，有效提高整體承載能力。
      • 精度高：齒輪間嚙合精度較高，可小於1弧分。相對於其他類型的減速機來說，它屬於高精度減速機。
      • 效率高：傳動效率一般可達97%。
      • 輕巧的外觀特點，更有利於縮減安裝空間。
   2. 缺點：
      • 成本高，行星減速機相對於普通的齒輪減速機，價格會貴一些。
      • 減速比越大，體積大，雙段以上精度，較無法滿足高精度產業的應用。
      • 齒輪易磨損，噪音較大。
      • 齒輪加工精度高，結構較為複雜。
   3. 應用：
      • 民生應用：汽車行業、食品行業、製藥行業、印刷行業、農產品行業、衛星通訊行業等，
      • 工業應用：適用於機床設備、自動化設備、醫療設備、紡織機械、包裝機械、桁架機器人、並聯機器人、鐳射切割、AGV智慧車、太陽能設備、木工機械、模切設備等工業產品。

 

結論：

各類減速機之間無法相互取代，而是一種互補的關係。也因此市面上會開發出這麼多種類的減速機，端看使用者的需求與應用。但也不排除未來結構設計優化和製造工藝突破後，使得彼此的價格趨近，如此一來，在應用領域就會慢慢形成，只需要少數的種類相互競爭。

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