隨著效率變得越來(lái)越重要，直角減速機(jī)正在采用另一種類型的齒輪，而不是普通的蝸輪。

從歷史上看，蝸輪被認(rèn)為是直角減速機(jī)中最常用的齒輪類型。它們的低成本和堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)足以滿足一般用途的應(yīng)用。然而，它們?cè)谳^慢的速度（較高的減速比）下效率低下，會(huì)產(chǎn)生大量熱量，占用大量空間，并且需要維護(hù)。隨著效率標(biāo)準(zhǔn)在全球范圍內(nèi)變得越來(lái)越重要，直角減速機(jī)正在采用另一種類型的齒輪。

準(zhǔn)雙曲面齒輪通常用于汽車應(yīng)用，已集成到直角齒輪電機(jī)中，以消除蝸輪引起的問(wèn)題并提高直角齒輪電機(jī)的性能。由于機(jī)加工、熱處理和特殊磨削技術(shù)，準(zhǔn)雙曲面齒輪電機(jī)的初始成本可能高于蝸輪電機(jī)，但在許多應(yīng)用中，長(zhǎng)期收益可能超過(guò)初始成本。

差異

在蝸輪組中，有兩個(gè)部件：輸入蝸桿和輸出蝸輪。輸入蝸桿是一個(gè)螺旋狀齒輪，垂直于其相應(yīng)的輸出蝸輪旋轉(zhuǎn)。在比率為 5:1 的蝸輪減速機(jī)中，輸入蝸桿將完成 5 圈旋轉(zhuǎn)，而輸出蝸輪將僅完成一圈。但是，扭矩不會(huì)乘以 5 倍，因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦?xí)p失大量扭矩。

相比之下，準(zhǔn)雙曲面齒輪組由一個(gè)輸入準(zhǔn)雙曲面齒輪和一個(gè)輸出準(zhǔn)雙曲面錐齒輪組成。雖然準(zhǔn)雙曲面齒輪組是錐齒輪和蝸輪技術(shù)的混合體，但即使在高減速比下齒輪效率也高得多。關(guān)鍵是準(zhǔn)雙曲面齒型最大限度地減少了齒輪齒之間的滑動(dòng)摩擦，從而允許更多的扭矩從電機(jī)軸傳遞到負(fù)載軸。

在這篇文章中，我們將從白皮書中總結(jié)準(zhǔn)雙曲面齒輪和蝸輪齒輪之間的性能差異。

更好的齒輪效率

更少的熱量產(chǎn)生

占地面積更小

更低的功耗

更好的齒輪效率

蝸輪的最大問(wèn)題之一是其扭矩傳遞效率低。通常，對(duì)于 60:1 到 10:1 的傳動(dòng)比，蝸輪效率分別在 40% 到 85% 之間變化。它們還需要“磨合”期才能以最高效率運(yùn)行。雙曲面齒輪效率高達(dá) 95% 至 99%，并且不需要磨合期。

由于降低功耗越來(lái)越重要（參見 IE3 或 NEMA Premium Efficiency），效率現(xiàn)在是選擇齒輪電機(jī)時(shí)要考慮的最重要因素之一。由于電機(jī)已經(jīng)有了很長(zhǎng)的使用壽命，因此選擇一個(gè)高效的減速機(jī)來(lái)搭配電機(jī)對(duì)于降低維護(hù)成本非常有意義。

更少的熱量產(chǎn)生

效率更高的減速機(jī)將浪費(fèi)更少的能量。摩擦是以熱量的形式浪費(fèi)的能量。由于蝸輪比準(zhǔn)雙曲面齒輪產(chǎn)生更多的滑動(dòng)摩擦，因此它們運(yùn)行時(shí)更熱，這會(huì)在潤(rùn)滑、軸承、密封件和齒輪上施加額外的熱應(yīng)力，從而縮短這些驅(qū)動(dòng)器的使用壽命。

由于雙曲面齒輪由于滑動(dòng)摩擦最小而運(yùn)行溫度較低，因此幾乎不需要做任何事情來(lái)保持它們以最佳性能運(yùn)行。無(wú)需更換潤(rùn)滑劑，因?yàn)闈?rùn)滑脂可以延長(zhǎng)齒輪電機(jī)的使用壽命。這有助于消除停機(jī)時(shí)間并提高生產(chǎn)率。此外，取消了散熱片、通氣孔和其他用于冷卻的外圍設(shè)備，有助于降低運(yùn)營(yíng)成本。

當(dāng)我們并排運(yùn)行具有相同電機(jī)的準(zhǔn)雙曲面齒輪箱和蝸桿齒輪箱時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度趨于平穩(wěn)時(shí)，存在 26.4°F 的顯著差異。

占地面積更小

由于齒輪軸的相交方式，準(zhǔn)雙曲面齒輪組比蝸輪組需要更小的占地面積。這有助于空間受限的應(yīng)用。

準(zhǔn)雙曲面齒輪電機(jī)的另一個(gè)好處是它們從電機(jī)軸到負(fù)載軸是軸向?qū)ΨQ的。蝸輪減速電機(jī)是不對(duì)稱的，導(dǎo)致機(jī)器不美觀，安裝選項(xiàng)有限。

更少的功耗

在某些情況下，可以使用較小的電機(jī)為相同的應(yīng)用提供等效的扭矩。在這里，我們將準(zhǔn)雙曲面齒輪電機(jī)與輸出相似的蝸輪電機(jī)進(jìn)行比較。請(qǐng)注意，準(zhǔn)雙曲面齒輪電機(jī)使用 1/2 HP 電機(jī)，而蝸輪電機(jī)使用 1 HP 電機(jī)。隨著齒輪滑動(dòng)摩擦所浪費(fèi)的能量減少，更小的電機(jī)有助于降低功耗成本。

結(jié)論

準(zhǔn)雙曲面齒輪的更高效率和設(shè)計(jì)與蝸輪相比具有許多優(yōu)勢(shì)，包括更高的扭矩傳遞、更低的工作溫度、更小的占地面積、更高的可靠性、更長(zhǎng)的使用壽命和更低的功耗。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這最終會(huì)降低運(yùn)營(yíng)成本，并能夠設(shè)計(jì)更小的機(jī)器。雖然準(zhǔn)雙曲面齒輪的前期成本可能更高，但在為您的下一臺(tái)機(jī)器選擇電機(jī)時(shí)，這些優(yōu)勢(shì)應(yīng)該讓您有所思考。

Oriental Motor 在 Brother Mid H2 系列、Brother Mid F3 系列、BMU 系列、BLE2 系列和 K2S 系列（即將推出）上提供直角準(zhǔn)雙曲面齒輪箱選項(xiàng)。

審核編輯黃宇