行星减速机选型

导读：本文给出行星减速机的工程化选型方法：从扭矩与速比计算出发，结合服务系数、惯量匹配与效率/寿命校核，并提供可复用的数值示例与避坑清单，帮助你快速确定型号与接口。

目录

一、选型思路总览

1. 明确工况与目标：输出扭矩 T、输出转速 n、定位/回差、寿命
2. 计算/换算：扭矩、速比、等效惯量、服务系数
3. 粗选：依据 速比 i、额定扭矩 选系列与档位
4. 校核：效率、寿命/背隙、抗冲击、温升/噪声
5. 机械接口：法兰、输出轴/键、轴向/径向载荷
6. 环境与风险：防护/温度/润滑/维护
7. 经济性：交货期、价格、整机性价比

二、关键计算

1）输出扭矩

已知功率与转速：T(N·m) = 9550 × P(kW) / n(rpm)

由载荷换算：T = F(N) × r(m) / η（系统效率 η 初算取 0.90–0.95）。

2）速比

i = n_motor / n_out。常见标准级：3、4、5、7、10、…、100。非标速比优先用两级/三级标准比叠加（如 5×10=50）。

3）服务系数（工况修正）

T_req = T_calc × S_f。轻载/平稳：1.0；中等冲击：1.2–1.4；频繁启停/反向：1.5–1.8。

4）等效惯量匹配（伺服常用）

J_ref = J_load / (i² × η)；推荐 J_ref / J_motor ≤ 5–10（更稳妥 ≤3）。惯量过大易振荡，过小易冲击。

三、数值示例（可复用）

目标：输出转速 n_out=30 rpm；滚筒半径 r=0.06 m；最大载荷 m=60 kg；中等冲击；电机 1500 rpm。

1. 载荷力：F = m × g ≈ 60 × 9.8 = 588 N
2. 扭矩初算：T ≈ 588 × 0.06 / 0.92 ≈ 38.3 N·m
3. 服务系数取 1.3：T_req ≈ 49.8 N·m
4. 速比：i = 1500 / 30 = 50 → 选 i≈50（如 5×10 两级）
5. 选型：查表选择 额定输出扭矩 ≥ 50 N·m 的型号；若需低噪声/低背隙优先斜齿精密级。
6. 校核：输出轴许用载荷、效率（两级约 0.90）、温升/噪声，以及 J_ref/J_motor 是否在 3–5 以内。

四、机械接口与安装要点

• 输入端/法兰：匹配电机外径、定位凸台、孔距；确认轴与键规格或夹紧式。
• 输出端：键槽/花键/中空；核对 径向/轴向载荷曲线 与悬臂长度。
• 安装方向：立式/卧式；斜齿建议双支撑以降低轴向力。
• 润滑：终生润滑型免维护；高温/高速工况选高温脂或油浴。
• 防护与环境：常规 IP54–IP65；粉尘/水汽/食品级需特殊密封与材料。

五、精度、效率与寿命

• 背隙：经济型 10–20 arcmin；精密型 3–8 arcmin（需写入型号与验收标准）。
• 效率：一级 0.95–0.97；两级 0.90–0.94；三级 0.85–0.90。
• 寿命：按额定输出扭矩与等效载荷谱核算 L10；连续重载建议留 ≥20% 裕量。

六、常见误区与避坑

1. 只看额定扭矩不乘 S_f → 冲击过载发热。
2. 忽视惯量匹配 → 伺服抖动、调不稳。
3. 未校核输出轴承载 → 悬臂过长致轴承早期失效。
4. 背隙指标未写入合同/验收 → 量产一致性差。
5. 非标奇葩速比 → 维护替换困难，优先标准叠比。

七、选型清单（发给厂家更快出方案）

• 负载与工况：质量/力、速度、周期、启停频次、冲击等级
• 目标指标：输出扭矩/速度、回差、寿命、噪声
• 电机信息：型号、额定转速/功率、轴径/法兰尺寸
• 安装接口：法兰、输出端型式、允许外形与空间
• 环境条件：温度、粉尘/水汽、清洁度、是否食品级
• 其他：交期与预算、是否需 3D/选型表/验证样机

八、简要结论

• 算清楚：扭矩、速比、惯量与服务系数。
• 选对级：速比叠比，精度与效率平衡。
• 落接口：法兰与轴承受力校核，确保耐久。

常见问题（FAQ）

Q1：速比非标怎么办？

优先用两级/三级标准比叠加（如 5×10=50），既稳定又便于维护替换。

Q2：伺服系统如何判断惯量匹配？

按 J_ref/J_motor ≤ 5–10（更稳 ≤3）控制；过大易振荡，过小易冲击。

Q3：连续重载如何留裕量？

在计算扭矩基础上乘 S_f（1.2–1.8），并核效率与输出轴承载曲线，必要时升级斜齿/双支撑结构。