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 蝸輪蝸桿與諧波齒輪的優勢及劣勢_合肥住友減速機維修

     蝸輪蝸桿減速機由輸入蝸桿與輸出蝸輪所構成，其特點是傳遞扭矩高，減速比高且范圍大，單級傳動的減速比為5～100；傳動機構不屬于同軸的輸入與輸出，應用不易，且傳動效率最低，不超過60％。由于是屬相對滑動摩擦傳動，蝸輪蝸桿減速機扭轉剛性值略低，且傳動組件容易耗損，工作壽命短、且減速機容易產生溫升，所以容許輸入轉速不高(2,000rpm)，這都限制了蝸輪蝸桿的使用情形。

      協助伺服馬達提升扭矩：伺服馬達的技術發展，從高扭矩密度乃至于高功率密度，使轉速的提升高過3000rpm，由于轉速的提升，使得伺服馬達的功率密度大幅提升。這意謂著伺服馬達是否需要搭配減速機，其決定因素主要是從應用的需求上及成本的考慮來審視。必須對負載做移動并要求精密定位時便有此需要。一般像是航空、衛星、醫療、軍事科技、晶圓設備、機器人等自動化設備。他們的共同特征在于將負載移動所需的扭矩往往遠超過伺服馬達本身的扭矩容量。而透過減速機來做伺服馬達輸出扭矩的提升，便可有效解決這個問題。

       輸出扭矩提升的方式，可能采用直接增大伺服馬達的輸出扭矩方式，但這種方式不但必須使用昂貴的磁性材料，馬達還要有更強壯的結構，扭矩的增大正比于控制電流的增大，此時采用比較大的驅動器，功率電子組件和相關機電設備規格的增大，又會使控制系統的成本大幅增加。

      提升伺服馬達的功率也是輸出扭矩提升的方式，可藉由增加伺服馬達兩倍的速度來使得伺服系統的功率密度提升兩倍，而且不需要增加驅動器等控制系統組件的規格，也就是不需要增加額外的成本。而這就需透過減速機的搭配來達到「減速并提升扭矩」的目的了。所以說，高功率伺服馬達的發展是必須搭配應用減速機，而非將其省略不用。

      諧波齒輪減速機，其基本結構由剛性內齒環、撓性外齒環、諧波發生器所組成。工作原理以諧波發生器為輸入構件，剛性內齒環為固定構件，撓性外齒環為輸出構建。其中撓性外齒環材料特殊、內外壁且薄，是此類減速機的技術核心，目前臺灣尚無可制造諧波齒輪減速機業者，漸伸線所生產的SPB系列「少齒差行星式減速機」，機械輸出特性介于諧波齒輪與擺線針輸之間，同樣可做到零背隙，為業界最接近諧波齒輪減速機之產品。

      諧波減速機的特點，在于他的傳動精度高，傳動背隙值低。減速比高且范圍大，單及傳動的減速比為50～500。此外，傳動效率較蝸輪蝸桿減速機高，隨減速比不同，單級傳動的效率為65～80％。由于屬撓性傳動，扭轉剛性值最低，撓性外齒環的工作壽命較短，而且減速機容易發熱產生溫升，所以容許輸入轉速不高，只能達到2,000rpm，是其最大缺點。

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