关于行星减速器机械效率影响有哪些？

减速器是机器中常用的一种降速传动装置，用于原动机和执行装置之间将原动机的速度转换为工作机所需要的转速。行星减速器是一种大传动比的减速器，由一系列齿轮组成，由于产品类型多，结构紧凑，其应用日益广泛，可以作为转矩放大器，用于机器人的手臂。在各种伺服控制系统中，行星减速器也得到普遍应用。随着微型机械的发展和应用，微型行星减速器的发展非常迅猛。微型减速器广泛应用于智能教学设备、医疗器械、航天航空、轨道交通、智能控制、仪器仪表、兵器装备、动态广告、石油化工、智能家居等各类场合。

行星减速器的组成和工作原理

行星减速器结构比较复杂，通常由中心轮、行星轮、行星架和机架组成。中心轮又称太阳轮，轴线固定，定轴转动。行星架轴线固定，一端定轴转动，另一端连接行星轮，是行星轮的轴线。行星轮的运动比较复杂，行星轮绕着自己的轴线“自转”，同时，它的轴线绕着中心轮的轴线“公转”。为了减小体积和质量，微型减速器采用内啮合行星齿轮传动。图1为单级行星减速器组成原理图，中心轮1为外齿轮，与行星轮2啮合，中心轮3为内齿轮，Ｈ是行星架，组成行星轮系。通常从齿轮1输入传动，从行星架H输出传动。^]微型行星减速器通常采用多级传动，单级行星轮的数目一般是2～4个。

行星减速器机械效率

机械效率是衡量减速器机器机械性能的一个重要指标，它直接影响产品的使用性能、能源消耗和市场竞争力。普通减速器的机械效率可以通过公式计算得到。影响减速器机械效率的因素包括三个方面：(1)齿轮啮合效率，它是由齿轮传动时轮齿的摩擦磨损而产生的功率损失，是主要影响因素。(2)轴承效率，它是由滚动轴承的摩擦磨损而产生的功率损失。(3)液力损失效率，它是减速器采用油池润滑时齿轮搅动润滑油而产生的功率损失。轴承效率和液力损失效率比较高，影响不大。普通减速器效率比较高，通常在90％以上。但是，对于微型减速器而言，通常微型减速器结构复杂，啮合的齿轮数量一般是几对到十几对不等，啮合效率远远低于普通减速器。

微型行星减速器的传动比

微型行星齿轮传动效率和传动比有关，传动效率值随着传动比i的变化而变化，通常传动比越大，机械效率越低。在实际应用中，特别是在机器人、智能设备中，需要行星减速器尺寸小、传动比范围大，通常采用多级行星减速器，如二级减速器、三级减速器和四级减速器等。对于多级行星减速器的传动比计算，可以分别计算每一级的传动比，比将每一级传动比相乘即可得到总传动。

微型减速器传动比范围大，单级减速器的传动比范围通常1:4～1:20，二级减速比范围1:12～1:96，三级减速器速比范围1:42～1:384，四级减速器速比可达1:126～1:1536。

微型减速器的机械效率随传动比的增加而减少。表1是某微型减速器生产厂家微型减速器的机械效率测试数据。从数据中可以看到，减速器级数越多，传动比越大，功率损失越多，机械效率越低。

微型行星减速器的结构

为提高承载能力，减速器的行星轮通常采用多个行星轮对称布置，通常行星轮可以根据载荷的大小采用2个到4个不等，通常在微型减速器中较多采用3个或4个均布。如图2(ａ)所示，行星减速器采用3×120°均布，(ｂ)所示行星减速器采用4×90°的结构的设计。

相应的行星架也采用相应的结构设计，如图3所示。

多个行星轮的使用分担了载荷，提高了减速器的承载能力，但每增加一个行星轮，就增加一对齿轮啮合，传动效率就会下降。多级行星减速器为了结构紧凑，通常共用内齿轮，即大齿圈，同时作为内齿轮也是减速器的外壳(机架)。以某型号二级微型减速器为例，图4为某行星减速器组成结构图，共分为二级传动，每一级均为内啮合行星齿轮传动，级结构有4个均布的行星齿轮，第二级结构有3个均布的行星齿轮，二级传动的内齿轮通常做成一个零件，即二级行星传动共用一个内齿轮，便于加工和装配。

随着材料科学的发展，微型减速器材料的选择范围不断扩大，选择更加合适的材料，可以有效地提高减速器的机械效率。除此之外，齿轮的精度等级、太阳轮与轴的定位于固定方式、行星轮与行星架的安装与配合等因素也会影响微型减速器的机械效率。提高微型减速器的机械效率，可以减少功率损失，减轻传动零件的摩擦和磨损，减少减速器工作时的发热与温升。提高机器的机械性能和使用寿命具有重要意义，值得我们在实践中不断地进行探索和研究。

关键词：减速机|行星减速机|机器人减速机|减速器