遊星減速機の選択: エンジニアが正しく把握する必要がある 5 つのパラメーター

間違った減速機を選択すると、1 週間以内にそれがわかります。床から感じる振動、反転するたびにオーバーシュートするサーボ軸、60% の負荷でギアボックスが高温になるなどです。これらの失敗のほとんどは、計算が間違っていたか、選択中に完全にスキップされた 4 つまたは 5 つのパラメーターに遡ります。このガイドでは、最初から正しく理解できるように、それぞれについて説明します。

トルクから始めますが、正しい数値を使用してください

最も一般的なサイズ設定の間違いは、 連続トルク を選択対象とし、ピーク負荷を無視します。モーターは起動時や方向反転時にサージ トルクを発生し、その値は定常状態の 2 ～ 4 倍になる場合があります。のサービス係数を適用します 1.5～2.5× 減速機の定格出力と比較する前に、デューティサイクルの厳しさに基づいて計算されたピークトルクに換算します。

参考としてMKSシリーズ 高精度遊星減速機 の出力トルク範囲をカバーします。 18～2400Nm 6 つのフレーム サイズ (060 / 075 / 090 / 100 / 140 / 180) に対応しています。つまり、最初から適切なサイズに設定していれば、単一の製品ファミリーで小さなスカラ ジョイントから重い回転テーブルまであらゆるものに対応できます。

ギア比: 速度、トルク、慣性を一度に実現

ギア比は 3 つのことを同時に行います。出力速度を低下させ、トルクを増大させ、そしてサーボ システムにとって重要ですが、モータに見られる反射負荷慣性を比の 2 乗で低減します。 5:1 減速機は、モーターにとって負荷が 25 倍軽く見えるようにします。だからこそ、この比率は単なる速度に対応する数値ではありません。サーボが仕様内で加速して安定できるかどうかを直接決定します。

一般的なサーボ アプリケーションの場合、ギアボックスを考慮した上で、負荷とモーターの慣性比を 10:1 未満に保ちます。ハイダイナミック軸の場合は、5:1 未満を目指します。単段 遊星減速機 通常、ユニットの範囲は 3:1 ～ 10:1 です。 2 ステージ構成では、効率を大幅に損なうことなく、これを 3:1 ～ 100:1 に押し上げます。

バックラッシュ: 精度を定義する数値

バックラッシュは、入力が固定されたときの出力シャフトの自由回転であり、分角で表されます。これは、位置決めの再現性を直接制限します。サーボの性能がいかに高くても、バックラッシュ 10 分弧の減速機は、±2 分弧精度を必要とするシステムをサポートできません。

MKSシリーズはバックラッシュを抑えます。 3 分弧 、精密層にしっかりと配置します。この数字は、組み立て時の公差を厳しくするだけでなく、テーパーローラーベアリングと精密研磨されたギアセットによって達成されます。ここではベアリングの選択が重要です。テーパー ローラーは、ラジアル荷重とアキシアル荷重の合計をボール ベアリングよりもはるかによく処理できるため、MKS のラジアル荷重容量は次のとおりです。 30,000N 軸方向容量は次の値に達します 27,000N .

ベアリングの耐荷重 — 無視されることが多く、しばしば致命的

A 遊星歯車減速機 出力シャフトには純粋なトルクが発生することはほとんどありません。ピニオン ドライブ、ベルトの張力、カンチレバーに取り付けられた負荷はすべて、ラジアル方向の力を生成します。これらの力がベアリングの定格ラジアル荷重を超えると、ギアが摩耗するずっと前に出力ベアリングが故障します。

トルクだけでなく、出力シャフトにかかる実際のラジアル力とアキシャル力を常に計算し、メーカーが公表している定格荷重と比較して確認してください。トルクのみに基づいて減速機を指定することは、現場でベアリングの早期故障を引き起こす最も信頼性の高い方法の 1 つです。

用途に合わせたシリーズの選択

異なる製品ファミリーは、異なる制約に合わせて最適化されます。 MK シリーズ (MKS、MKT、MKB、MKEL、MKET) は、バックラッシュ、剛性、油漏れゼロが譲れない高精度遊星減速機用途 (ロボット工学、リチウム電池装置、レーザー切断、半導体製造) をターゲットとしています。 MP シリーズ (MPB、MPEB) は、3 分角以下の精度が不要な場合に、低騒音とコストを実現するために最適化されたヘリカル ギアの経済的な製品ラインです。 MKAT / MPAT シリーズは、同軸取り付けができないレイアウト向けに直角ベベルギヤステージを追加します。

選択順序は常に次の順序に従う必要があります: トルクの定義 (サービス係数あり) → 比の設定 (慣性チェックあり) → バックラッシ等級の確認 → ラジアル/アキシャル荷重容量の確認 → 取り付けインターフェースの選択。ステップを飛ばしたり、順番を間違えたりすると、高くつく間違いが発生します。

もう 1 つのチェック: 熱定格

減速機の 機械的 定格トルクとその 熱 定格トルクは数値が異なります。継続的に高負荷がかかると、ハウジングが熱を放散できるよりも早く熱が蓄積します。熱制限を超えて運転すると、ギア自体に機械的な過負荷がかかっていない場合でも、潤滑剤が劣化し、ギアの摩耗が加速します。連続 60% を超えるデューティ サイクルの場合は、減速機の熱トルク制限を常に確認し、機械的なピークだけでなく、それがアプリケーションをカバーしていることを確認してください。

これらのチェック (トルクとサービスファクター、比と慣性一致、バックラッシュの程度、軸受の負荷容量、および熱定格) を組み合わせることが、10 年使用できる減速機と 3 か月で保証に戻る減速機を区別します。