減速機(jī)技術(shù)成熟 本土產(chǎn)品具優(yōu)勢
    高扭矩 低背隙 業(yè)界樂用
    減速機(jī)是一種動力傳達(dá)的機(jī)構(gòu)，在許多應(yīng)用上不需要太高的速度及需要較高轉(zhuǎn)矩的地方都用的到它，例如電梯、輸送帶、卷揚(yáng)機(jī)、攪拌機(jī)等。隨著工業(yè)的發(fā)展及工廠的自動化，使減速機(jī)的需求量日益成長。

    減速機(jī)減速的方法很多，包括齒輪式，運(yùn)用齒輪、蝸輪傳動，游星齒輪或傘齒輪，其它還有透過皮帶輪、煉條，或是圓柱、滾珠減速的機(jī)械式減速機(jī)。但一般最常見的是以齒輪來減速，所以減速機(jī)有人又稱為「齒輪箱」。

    通常齒輪箱是一些齒輪的組合，其本身并無動力，所以還需要透過驅(qū)動組件來傳動它。所謂驅(qū)動組件，可以是電動機(jī)（馬達(dá)）、蒸汽機(jī)、引擎、風(fēng)力、水力等。

    使用減速機(jī)最大的目的包括動力傳遞，或是獲得某一速度，以及獲得較大扭矩。業(yè)者表示，減速機(jī)是一項(xiàng)十分普遍的產(chǎn)品，減速最主要的功用在彌補(bǔ)馬達(dá)因?yàn)楣β蕮p耗影響效能，是一個(gè)扭矩提升的角色。臺灣生產(chǎn)減速機(jī)的大小廠眾多，產(chǎn)品單價(jià)十分便宜。依產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理，減速機(jī)主要可分成：擺線型減速機(jī)、諧波齒輪減速機(jī)、行星式齒輪減速機(jī)，以及蝸桿蝸輪減速機(jī)四類。

    協(xié)助伺服馬達(dá)提升扭矩

    談到減速機(jī)，就得先從伺服馬達(dá)開始談起。伺服馬達(dá)的技術(shù)發(fā)展，從高扭矩密度乃至于高功率密度，使轉(zhuǎn)速的提升高過3000rpm，由于轉(zhuǎn)速的提升，使得伺服馬達(dá)的功率密度大幅提升。這意謂著伺服馬達(dá)是否需要搭配減速機(jī)，其決定因素主要是從應(yīng)用的需求上及成本的考慮來審視。

    然則，到底什么樣的應(yīng)用需求必須搭配減速機(jī)？根據(jù)了解，必須對負(fù)載做移動并要求精密定位時(shí)便有此需要。一般像是航空、衛(wèi)星、醫(yī)療、軍事科技、晶圓設(shè)備、機(jī)器人等自動化設(shè)備。他們的共同特征在于將負(fù)載移動所需的扭矩往往遠(yuǎn)超過伺服馬達(dá)本身的扭矩容量。而透過減速機(jī)來做伺服馬達(dá)輸出扭矩的提升，便可有效解決這個(gè)問題。

    輸出扭矩提升的方式，可能采用直接增大伺服馬達(dá)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(dá)還要有更強(qiáng)壯的結(jié)構(gòu)，扭矩的增大正比于控制電流的增大，此時(shí)采用比較大的驅(qū)動器，功率電子組件和相關(guān)機(jī)電設(shè)備規(guī)格的增大，又會使控制系統(tǒng)的成本大幅增加。

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

    節(jié)省成本好處多

    據(jù)了解，負(fù)載慣量的不當(dāng)匹配，是伺服控制不穩(wěn)定的最大原因之一。對于大的負(fù)載慣量，可以利用減速比的平方反比來調(diào)配最佳的等效負(fù)載慣量，以獲得最佳的控制響應(yīng)。所以從這個(gè)角度來看，減速機(jī)為伺服應(yīng)用的控制響應(yīng)的最佳匹配。

    此外，減速機(jī)還可有效解決馬達(dá)低速控制特性的衰減。由于伺服馬達(dá)的控制性會由于速度的降低，導(dǎo)致產(chǎn)生某程度上的衰減，尤其在對于低轉(zhuǎn)速下的訊號擷取和電流控制的穩(wěn)定性上，特別容易看出。因此，采用減速機(jī)能使馬達(dá)具有較高轉(zhuǎn)速。

    從成本觀點(diǎn)，假設(shè)0.4KW的AC伺服馬達(dá)搭配驅(qū)動器，需耗費(fèi)一單位設(shè)備成本，以5KW的AC伺服馬達(dá)搭配驅(qū)動器必須耗費(fèi)15單位成本，但是若采用0.4KW伺服馬達(dá)與驅(qū)動器，搭配一組減速機(jī)就能夠達(dá)到前述耗費(fèi)15個(gè)單位成本才能完成的事，在操作成本上節(jié)省50%以上。

    因此使用者依其加工需求不同，決定選用的齒輪減速機(jī)產(chǎn)品。一般而言，在機(jī)臺運(yùn)轉(zhuǎn)上有低速、高扭矩的需求，絕大部分采用齒輪減速機(jī)，而在高速、低扭矩的機(jī)臺上則較少采用齒輪減速機(jī)。

    諧波減速機(jī)國內(nèi)少見