유성형 감속기와 사이클로이드 감속기: 부하 용량과 정밀도의 주요 차이점

배터리 조립 라인을 위한 회전식 인덱싱 테이블의 크기를 조정하는 자동화 엔지니어는 익숙한 선택에 직면합니다. 유성식 및 사이클로이드 감속기 데이터시트에는 모두 10arcmin 정밀도와 유사한 토크가 나열되어 있지만 사이클로이드 장치는 500%의 순간 충격을 견디는 반면 유성기는 250%만 지정합니다. 유성기는 또한 약 5% 더 효율적으로 작동하고 비용은 1/3 더 저렴합니다. 그 대조는 실제 행성 대 사이클로이드 감속기 이야기입니다.

유성 감속기는 중앙 선 기어 및 고정 링 기어와 맞물리는 여러 유성 기어를 통해 동시에 토크를 전달합니다. 사이클로이드 감속기는 입력 샤프트의 편심 캠을 사용하여 원통형 핀 링에 대해 돌출형 디스크를 굴립니다. 이 단일 구조적 차이로 인해 두 유형 간의 모든 성능 격차가 발생합니다.

구조적 수준에서 유성 감속기와 사이클로이드 감속기가 어떻게 다른지

유성 감속기는 매 순간 여러 개의 톱니가 맞물려 있는 3~6개의 유성 기어에 토크를 분산시킵니다. 사이클로이드 감속기는 롤러 핀 링에 대해 하나의 편심 디스크를 누르므로 하중 경로에 따라 각 유형의 실제 용량과 정밀도가 결정됩니다.

4개의 유성 유성 스테이지는 태양, 유성 및 링 기어 사이에 8~12개의 톱니 쌍을 맞물려 모든 톱니의 굽힘 응력을 낮게 유지합니다. 사이클로이드 스테이지는 핀의 30~50%를 통해 하중을 전달하지만 각 접점은 충격을 압축으로 변환하는 넓은 롤링 표면입니다.

부하 용량: 연속 및 충격 토크 하에서 유성형 대 사이클로이드형

정격 속도에서 연속 토크를 위해 유성 감속기는 단위 부피당 더 많은 부하를 전달합니다. 순간 충격의 경우 사이클로이드 감속기는 등가 프레임 유성 장치의 최대 토크를 두 배 이상 흡수합니다.

연속 부하 용량은 열 및 피로 문제입니다. 다중 톱니 쌍은 접촉 응력을 낮게 유지하고 열 발생을 적당하게 유지합니다. 특히 나선형 톱니의 경우 접촉 비율을 높이고 하중을 더 넓은 측면 영역으로 분산시킵니다. 중국 기반 기어박스 제조업체 Zhejiang Beitto Transmission Technology Co., Ltd.(BEITTO)는 유성 기어박스가 어떻게 작동하는지 문서화합니다. 장비의 적재 능력을 향상시키다 연속 작업 자동화 기계용 AHL 나선형 유성 감속기 시리즈에 이 메커니즘을 적용합니다.

서보 모터용 BEITTO AHL 헬리컬 유성 감속기 이 유성 기어박스는 부드럽고 조용한 작동과 높은 토크 밀도를 위해 헬리컬 기어를 사용합니다. 이는 롤링 접촉 설계가 기존 기어 톱니보다 더 큰 스파이크 허용 오차를 제공하는 경우 가끔 충격 부하에 직면하는 연속 작업 자동화 기계에 적합합니다. 제품보기 →

충격 부하 용량은 다른 규칙을 따릅니다. 200Nm 연속 정격의 유성 감속기는 구멍이나 톱니 파손이 나타나기 전에 제한된 수의 사이클 동안 400~600Nm 스파이크를 견딜 수 있습니다. 동일한 프레임의 사이클로이드 감속기는 기어 톱니를 굽히는 대신 디스크 로브가 구름 접촉으로 압축되기 때문에 순간 스파이크에서 정격 토크의 최대 500%를 흡수할 수 있습니다.

정밀도: 백래시, 강성 및 반복성 비교

정밀 등급 유성 감속기는 반복 가능한 양방향 위치 지정으로 1~3 arcmin 백래시를 유지하는 반면, 사이클로이드 감속기는 편심 예압을 통해 1 arcmin 이하에 도달합니다. 실제 가공 토크에서 결정적인 정밀 측정 기준은 비틀림 강성인 경우가 많으며, 여기서 사이클로이드 장치가 더 뛰어난 경향이 있습니다.

백래시는 방향이 바뀔 때 손실되는 각도 이동입니다. 이는 윤곽 정확도와 양방향 포지셔닝을 제어하지만 전체 내용을 알려주지는 않습니다. 동일한 백래시를 가진 두 개의 감속기는 비틀림 강성이 다를 경우 하중을 받을 때 다르게 움직일 수 있습니다. 강성은 탄성 와인드업에 저항하며, 와인딩은 가속 및 방향 변경 중 위치 오류로 나타납니다.

유성 백래시는 톱니 간격, 연삭 품질, 베어링 유격 및 조립 제어에서 비롯됩니다. 정밀 제조업체는 조립 라인에서 최종 백래시를 설정합니다. BEITTO는 가이드에서 이 단계를 문서화합니다. 유성 감속기의 조립 정확도 및 정밀한 간격 제어 , 일치하는 행성 세트와 사전 로드된 베어링이 누적된 간격을 몇 분으로 줄이는 경우입니다.

사이클로이드 감속기는 전통적인 톱니 간격을 제거합니다. 편심 캠은 핀에 대해 지속적으로 디스크를 예압하므로 정지 상태에서는 여유 공간이 존재하지 않습니다. 표면이 마모됨에 따라 메커니즘의 강성이 상당 부분 유지되므로 백래시 조정 없이 수백만 사이클을 실행하는 로봇 관절에서 사이클로이드 및 RV 감속기가 선호됩니다.

효율성, 크기 및 비용: 절충안 데이터시트에 표시되지 않음

유성 감속기는 일반적으로 동일한 비율에서 사이클로이드 감속기보다 3~7% 더 효율적이며, 비율이 증가함에 따라 격차가 넓어집니다. 즉, 열이 낮아지고 서보 모터가 작아지고 수명 에너지 비용이 낮아집니다.

40:1 비율의 2단계 유성 감속기는 일반적으로 94% 이상의 효율성을 유지합니다. 편심 메커니즘이 지속적으로 윤활유를 절단하기 때문에 동일한 비율의 사이클로이드 감속기는 현실적으로 약 88~90%입니다. 100:1에서 정밀 유성 장치는 여전히 약 88~91%를 유지하는 반면, 사이클로이드 장치는 일반적으로 낮은 80%에 속합니다.

비율이 높으면 크기 비교가 반전됩니다. 유성 감속기는 한 단계에서 비율을 제공하므로 3:1 ~ 20:1의 컴팩트한 크기입니다. 100:1에서 유성 장치는 적층형 스테이지가 필요하고 축 방향으로 성장하는 반면, 사이클로이드 감속기는 짧고 넓은 범위로 한 스테이지에서 비율을 제공합니다. 이것이 바로 로봇 회전축과 무거운 회전 테이블이 효율성이 낮음에도 불구하고 사이클로이드 또는 RV 설계를 자주 사용하는 이유입니다.

비용은 제조 복잡성에 따라 달라집니다. 정밀 사이클로이드 감속기는 디스크 프로파일, 캠 표면 및 핀 링에 특수 연삭 및 고급 베어링 강철이 필요하기 때문에 일반적으로 동급 유성 장치보다 비용이 1.5~2배 더 비쌉니다.

결정 규칙: 축이 행성형인가, 사이클로이드형인가?

60:1 미만의 비율로 지속적인 정밀 토크, 고효율, 저비용 및 컴팩트한 크기를 원하는 유성 감속기를 선택하십시오. 충격 부하가 정격 토크의 300%를 초과하는 경우, 60:1 이상의 단일 스테이지 비율이 필요한 경우 또는 효율성보다 최대 강성과 거의 0에 가까운 백래시가 더 중요한 경우 사이클로이드 감속기를 선택하십시오.

결정 순서는 짧습니다. 연속 토크, 피크 토크, 입력 속도 및 듀티 사이클을 기록합니다. 피크 토크가 정격 토크의 300%를 시간당 몇 회 이상 초과하는지 확인하십시오. 필요한 비율을 확인하십시오. 그런 다음 열 부하를 비교하십시오. 대부분의 교대 근무 동안 모터가 50% 부하 이상으로 작동하면 유성 효율이 승리합니다.

• 1500~3000rpm의 서보 입력에서 60:1 미만의 비율: 유성 감속기를 선택하세요.
• 충격에 강한 인덱싱 테이블, 프레스 및 분쇄기: 사이클로이드 감속기를 선택하세요
• 짧은 축 포락선에서 60:1 이상의 단일 스테이지 비율: 사이클로이드 또는 RV 장치 선택
• 대량 자동화를 통한 엄격한 예산: 유성 감속기를 선택하세요
• 조용한 클린룸 환경: 나선형 기어링이 포함된 유성 설계 선택

대부분의 서보 구동 자동화 장비의 경우 유성 감속기는 정밀도, 효율성 및 수명주기 비용 간의 최상의 균형을 제공합니다. BEITTO의 AHB 유성 감속기 시리즈는 자동화된 생산 라인과 로봇 액추에이터에 적용되어 넓은 토크 범위에 걸쳐 낮은 백래시로 반복 가능한 위치 지정을 제공합니다.

BEITTO AHB 정밀 모션용 저 백래시 유성 기어박스 정확한 위치 지정이 필요한 서보 구동 자동화를 위해 설계된 이 감속기는 3분 미만의 백래시, 일체형 롤러 베어링의 높은 강성 및 범용 모터 호환성을 위한 플랜지 장착을 제공합니다. 반복성이 중요한 로봇 및 고속 애플리케이션에 적합합니다. 제품보기 →

자주 묻는 질문