據(jù)估計，只有約三分之一的運(yùn)動控制系統(tǒng)使用傳動裝置，盡管有充分的理由這樣做。例如，當(dāng)您的運(yùn)動控制系統(tǒng)必須以1,000 rpm或更低的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時，使用減速機(jī)是有利的。在設(shè)計具有尺寸限制的系統(tǒng)時使用齒輪傳動也是明智的。將減速機(jī)與伺服電機(jī)配合使用或使用集成的減速電機(jī)可以讓您使用更小的電機(jī)，從而減小系統(tǒng)尺寸。
使用減速機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
在運(yùn)動控制系統(tǒng)中使用帶伺服的減速機(jī)的優(yōu)點(diǎn)包括：
扭矩倍增。當(dāng)安裝到電機(jī)輸出軸時，減速機(jī)可提供機(jī)械優(yōu)勢。這是因?yàn)槊總€齒輪上的齒輪和齒的數(shù)量提供了由比率定義的機(jī)械優(yōu)勢。假設(shè)一臺電機(jī)可以產(chǎn)生100英寸 - 磅的扭矩，并且連接了一個5：1比例的齒輪箱。根據(jù)齒輪箱的效率，產(chǎn)生的扭矩將接近500 in-lbs。齒輪箱的使用在較小的包絡(luò)中產(chǎn)生較高的扭矩輸出。
轉(zhuǎn)速降低。減速機(jī)通常被稱為齒輪減速器，因?yàn)樗鼈冊诮档碗姍C(jī)轉(zhuǎn)速的同時增加了扭矩輸出。例如，當(dāng)電動機(jī)以1,000 rpm運(yùn)轉(zhuǎn)并且安裝了5：1比例的減速機(jī)時，輸出速度為200 rpm。這種速度降低可以提高整體系統(tǒng)效率。在最近的一個例子中，石磨機(jī)構(gòu)要求電動機(jī)以15rpm的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。慢速使砂輪轉(zhuǎn)動變得困難，因?yàn)轳R達(dá)傾向于齒輪。在這里，使用100：1減速機(jī)使電機(jī)以1,500 rpm的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，提供平穩(wěn)，連續(xù)的旋轉(zhuǎn)。
慣性匹配。過去十五年左右，伺服電機(jī)制造商推出了輕質(zhì)材料，密集銅繞組和高能磁鐵。因此，伺服電機(jī)相對于框架尺寸產(chǎn)生的扭矩比過去更大，導(dǎo)致伺服電機(jī)與其控制的負(fù)載之間的慣性不匹配更大。
回想一下，慣性是物體對其運(yùn)動任何變化的抵抗力的量度，并且是物體形狀和質(zhì)量的函數(shù)。物體的慣性越大，加速或減速物體所需的扭矩量就越大。
當(dāng)負(fù)載慣量遠(yuǎn)大于電機(jī)慣量時，可能會導(dǎo)致過沖或增加穩(wěn)定時間。兩種情況都會降低生產(chǎn)線的產(chǎn)量
另一方面，當(dāng)電動機(jī)慣性大于負(fù)載慣量時，電動機(jī)將需要比特定應(yīng)用所需的更多的功率。這會增加成本，因?yàn)槟鸀槌^必要的電機(jī)支付更多費(fèi)用，而增加的功耗意味著更高的運(yùn)營成本。解決方案是使用齒輪箱使電機(jī)的慣性與負(fù)載的慣性相匹配。選擇合適的齒輪箱可以讓您使用更小的電機(jī)，并開發(fā)出響應(yīng)更快的系統(tǒng)。
幫助降低系統(tǒng)成本
結(jié)果是扭矩倍增，轉(zhuǎn)速降低和慣性匹配有助于降低系統(tǒng)成本，因?yàn)槭褂脺p速機(jī)可以使用更小尺寸的電機(jī)和驅(qū)動器。
例如，假設(shè)應(yīng)用需要200 in-lbs的扭矩，速度為300 rpm。為了僅使用伺服電機(jī)來驅(qū)動負(fù)載（在行業(yè)中具有標(biāo)準(zhǔn)性能屬性），需要一個142 mm框架尺寸的伺服電機(jī)和一個可連續(xù)提供30 A的驅(qū)動器。該系統(tǒng)的成本約為41000元。但是，在應(yīng)用中使用減速機(jī)可以使用90 mm伺服電機(jī)和相應(yīng)更小的驅(qū)動器。該系統(tǒng)的成本約為22000元。
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