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最早聽(tīng)說(shuō)市面上有這么一款零背隙減速機(jī)時(shí),，我是完全無(wú)法相信的,，居然有人能消除減速機(jī)輸出的回程間隙？ 不過(guò),，在查閱了一些技術(shù)資料、并和廠(chǎng)家的產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一番交流之后，我總算能夠?qū)@款神奇的產(chǎn)品其內(nèi)部工作原理略知一二了,。 本期，咱們就來(lái)簡(jiǎn)單的聊聊,，這款 Galaxie 的零背隙到底是怎么做到的,。 有關(guān) Galaxie 減速機(jī)的傳動(dòng)機(jī)理,，還是得先從其特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)說(shuō)起。 Galaxie 的輸入軸外緣輪廓是由多條相互對(duì)稱(chēng)的對(duì)數(shù)螺旋線(xiàn)組成的封閉曲線(xiàn),。 在輸入軸的這個(gè)輪廓面上,，連續(xù)排布附著著一圈共 24 支金屬滑塊（亦稱(chēng)滑靴）；并且每一支滑靴都向外支撐著兩根垂直于軸外緣表面的金屬柱,。 金屬柱的末端呈針型齒狀,，稱(chēng)為齒針或齒柱，伸向減速機(jī)外殼內(nèi)壁上的環(huán)形內(nèi)齒圈,。盡管每根齒針的長(zhǎng)度都是相同的,，但因?yàn)榈撞恐蚊妫ㄒ簿褪禽斎胼S的外緣面）并非是一個(gè)圓周，所以每一根齒針插入齒圈上齒槽的深度都會(huì)有所不同,；同時(shí),，由于齒圈上的齒數(shù)（ 50 ）與齒針數(shù)量（24 對(duì)）并非是整數(shù)比關(guān)系，因此,，每根齒針在圓周方向上與齒圈中齒槽的相對(duì)位置也是不一樣的,。 而 Galaxie 的巧妙之處就在于，通過(guò)內(nèi)部的機(jī)械脹緊結(jié)構(gòu)將這些齒針和輸入軸緊緊的鎖在了減速機(jī)的內(nèi)齒圈中,，每根齒針的頂端都與齒圈中的內(nèi)齒面有不同程度的接觸,，并且這個(gè)接觸面會(huì)隨著輸入軸的旋轉(zhuǎn)而逐漸變化，構(gòu)成一個(gè)動(dòng)態(tài)的旋轉(zhuǎn)聯(lián)鎖機(jī)構(gòu),。 以上圖中 11~12 點(diǎn)鐘方向的齒針為例,，當(dāng)輸入軸向順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，這些齒針會(huì)被輸入軸外圈推動(dòng)沿右側(cè)齒面滑入齒圈內(nèi)齒槽中,，在齒針與內(nèi)齒槽接觸面逐漸增大的過(guò)程中,，齒針會(huì)同時(shí)逐漸向逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，從而推動(dòng)整個(gè)齒柱保持架旋轉(zhuǎn)作為 Galaxie 減速機(jī)的輸出,；與此同時(shí),，那些已經(jīng)滑過(guò)齒槽底部的齒針，則會(huì)在齒柱保持架的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)下,，緊貼著齒圈內(nèi)齒槽左側(cè)接觸面滑出齒槽,，至完全滑出后，就會(huì)再次被旋轉(zhuǎn)的輸入軸推入齒槽......周而復(fù)始...... 可以看到,，Galaxie 減速機(jī)內(nèi)部的齒針其實(shí)是緊貼在環(huán)形內(nèi)齒圈表面滑行的,，而輸出軸的旋轉(zhuǎn)正是由這些齒針在旋轉(zhuǎn)滑行的過(guò)程中交替推進(jìn)完成的。并且在任何時(shí)候,，沿著齒圈內(nèi)齒槽一側(cè)（如：順時(shí)針側(cè)）表面滑向底部的齒針,，總是會(huì)通過(guò)保持架將正在從齒槽底部滑出的齒針緊緊的壓在內(nèi)齒槽表面的另一側(cè)（如：逆時(shí)針側(cè)）。 也就是說(shuō),，Galaxie 減速機(jī)工作時(shí),，其傳動(dòng)齒始終是緊緊的嚙合在一起并一直處于受力狀態(tài)的,，這是傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)減速機(jī)完全無(wú)法做到的。而在這種情況下,，無(wú)論是朝哪個(gè)方向旋轉(zhuǎn),，減速機(jī)的輸出軸都是幾乎沒(méi)有任何機(jī)會(huì)產(chǎn)生回程運(yùn)動(dòng)的；即使是在停止換向時(shí),，亦是如此,。產(chǎn)品性能（精度、效率...）將基本上只可能受到其自身傳動(dòng)剛性的影響,。 而說(shuō)到傳動(dòng)剛性,，在這里我們就不得不再次將 Galaxie 和傳統(tǒng)的齒輪減速機(jī)做個(gè)對(duì)比。 我們知道,，傳統(tǒng)的減速機(jī)是依靠漸開(kāi)線(xiàn)齒輪嚙合傳動(dòng)的,，其受力傳動(dòng)齒的接觸面基本上就是一條直線(xiàn)。并且只有通過(guò)這樣一個(gè)很小的接觸面,，才能完成從輸入端到輸出側(cè)的扭矩傳輸,。 而 Galaxie 在這一點(diǎn)上與以往的減速機(jī)卻有著根本的不同，它的傳遞扭矩完全是通過(guò)傳動(dòng)齒之間的面接觸實(shí)現(xiàn)的,。 按照 WITTENSTEIN 官方的說(shuō)法,，Galaxie 的傳動(dòng)齒接觸面積要比一般漸開(kāi)線(xiàn)齒輪減速機(jī)高出 6 倍之多。這不僅讓它具備了極高的扭矩動(dòng)力輸出能力,，同時(shí)也為其帶來(lái)了非常出色的傳動(dòng)剛性,。 從目前已經(jīng)發(fā)布的資料看，Galaxie 在輸出扭矩和傳動(dòng)剛性的指標(biāo)上要比市面上相同尺寸級(jí)別的空心軸減速機(jī)高出 3~5 倍,。例如：外徑僅為 156mm 的 RG110,，其額定扭矩輸出可達(dá) 276 Nm，扭轉(zhuǎn)剛度達(dá)到 400Nm/arcmin,。 而這完全得益于本文前面提到的 - 其內(nèi)部極為巧妙的齒針傳動(dòng)結(jié)構(gòu),。 所以,，簡(jiǎn)而言之： Galaxie 在減速機(jī)內(nèi)部去掉了齒輪,，以數(shù)個(gè)齒針替代了傳統(tǒng)的漸開(kāi)線(xiàn)齒輪； 以針齒在齒圈表面的滑行,，替代了傳統(tǒng)減速機(jī)內(nèi)部齒輪間的嚙合,； 齒柱之間通過(guò)內(nèi)部的機(jī)械脹緊結(jié)構(gòu)，消除了背隙,； 輸入端外緣是對(duì)數(shù)螺旋封閉曲線(xiàn),，旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)滑靴驅(qū)動(dòng)徑向分布的齒柱在齒圈上滑行，最終推動(dòng)齒柱的保持架旋轉(zhuǎn),，產(chǎn)生剛性極強(qiáng)的動(dòng)力輸出,。 + A7 {+ d6 L9 i7 J' _7 }
由于具備極高的輸出功率密度,，像 Galaxie 這種級(jí)別的零背隙減速機(jī)，其對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值是非常明顯的,。它與高性能伺服電機(jī)的組合,，能夠以更小的尺寸體積，為運(yùn)控系統(tǒng)提供一種高精度,、高動(dòng)態(tài),、高剛性的機(jī)電動(dòng)力解決方案，從而幫助制造企業(yè)進(jìn)一步提升其產(chǎn)品加工質(zhì)量,。 比如一臺(tái) CNC 數(shù)控設(shè)備,，如果其產(chǎn)品加工精度因?yàn)殂婎^擺動(dòng)、ac 轉(zhuǎn)臺(tái)...等工位上使用的減速機(jī)/電機(jī)本身存在的傳動(dòng)剛性和背隙而受到了影響,，那么就非常有必要考慮在這些工位使用 Galaxie 級(jí)別的減速機(jī)了,。 從目前已經(jīng)公布的產(chǎn)品信息看，Galaxie 系列減速機(jī)共有 RG110 ~ RG215 四個(gè)級(jí)別的框架尺寸,，外徑從 156 ~ 314mm,，額定輸出扭矩從 276 ~ 2570Nm，最大扭轉(zhuǎn)剛度可達(dá) 2700 Nm/arcmin,。 ⚠ 需要注意的是,，Galaxie 的傳動(dòng)速比只有 1:24 這一個(gè)選項(xiàng)，目測(cè)這也和其“別具一格”的減速機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān),。 如果用戶(hù)需要完整的高性能機(jī)電一體化動(dòng)力解決方案,，WITTENSTEIN 也能夠?yàn)橛脩?hù)提供集成有 Galaxie 減速機(jī)的空心軸伺服電機(jī)，并且據(jù)說(shuō)還集成了 Wi-Fi,。不過(guò)貌似只有 RGM110 和 RGM135 兩個(gè)框架尺寸的產(chǎn)品可供選擇,，額定輸出扭矩分別是 276 Nm 和 500 Nm。 說(shuō)到這,，相信大伙應(yīng)該都已經(jīng)感覺(jué)到了,，這款 Galaxie 減速機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)肯定是相當(dāng)復(fù)雜的。光靠一篇短文是根本沒(méi)法把它徹底說(shuō)清楚的,。 另外,，要將這么多的零件集中組裝在一個(gè)直徑僅為幾十厘米的圓柱體中，并且還要確保它們相互之間的連接配合恰到好處,，目測(cè)這樣一款減速機(jī)產(chǎn)品的售價(jià)必定是不菲的吧...
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發(fā)表于 2018-4-24 15:12:00
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