遊星ギアボックスの種類は何ですか?

遊星ギアボックスの種類は何ですか?

クイックアンサー

遊星ギアボックスとは何ですか?

遊星 (または遊星) ギアボックスは、中央から構築された同軸減速機です サンギア、いくつか プラネットギア 一般的なキャリアに乗車し、アウター リングギア (環状)内歯付き。惑星は太陽の周りを公転し、一度に複数のメッシュ間で負荷を共有するため、この設計はコンパクトなインラインパッケージで高いトルク密度を実現します。詳細なメカニズムと運動学については、 遊星ギアボックスの仕組みです。

“タイプ”は単一のプロパティではありません。同じ物理的なギアボックスは、歯の形状、段数、シャフトのレイアウト、および内部ギアトレインの配置によって一度に説明できます。 2段ヘリカルインライン遊星減速機. 以下のセクションでは、これらの軸を分離しているため、タイプに正確に名前を付け、比較し、指定できます。このページでは、惑星のサブタイプを具体的に取り上げています。より広い減速機ファミリー(スパー、ウォーム、サイクロイド、ベベル)については、 減速機タイプガイドです。

遊星ギアボックスの種類の分類方法

すべての遊星ギアボックスは、4つの独立した分類軸に配置できます。それらを混乱させることは、仕様エラーの最も一般的な原因です。

• 歯車の歯タイプ — 拍車 (まっすぐな歯)、らせん (角度の付いた歯)、または斜角 (円錐形)。
• ステージ数 — シングルステージ、2 ステージ、3 ステージ、またはそれ以上。
• シャフトの向き — インライン (同軸) または直角 (ベベル/ハイポイド入力)。
• ギアトレイン構成 — 単純、複合 (階段状惑星)、または微分。

2 つの横断的な特性がすべてのタイプに適用されます。 精密グレード (バックラッシュ、分角単位)と 取り付け/出力スタイル (フランジ、シャフト、または中空シャフト)。この記事の残りの部分では、各軸を歩き、選択方法で終わります。

歯車の種類別:平、ヘリカル、ベベル

太陽、惑星、およびリングの歯の形状は、騒音、負荷容量、軸方向の推力、およびコストを左右するため、最も影響の大きいタイプの決定です。

スパープラネタリー

軸に平行な直線歯で、ねじれ角がゼロです。最もシンプルで安価に製造でき、軸方向の推力はありません。その代償として、歯面全体が一度に噛み合うため、拍車段は高速でノイズが大きくなり、振動が大きくなり、負荷が少し小さくなります。一般的なバックラッシュは 8–16 角分です。平は、コストに敏感な低速、または断続的なデューティのデフォルトです。

ヘリカルプラネタリー

歯はおよそ 10–30° のらせん角で切断されます。角度の付いた歯は徐々に噛み合い、接触比を上げるため、らせんステージはより静かに動作し、より高い負荷を運び、よりタイトなバックラッシュを保持できます (精度単位で <5 角分)。コストは軸方向の推力 (Fₚ = Fₜ × タンβ)には、アンギュラコンタクトまたは円すいころ軸受に加えて、より高価な研削が必要です。これは、ロボット工学および連続デューティ産業用ドライブの主力製品です。ねじれ角がノイズにどのように影響するかについては、 ギアノイズを低減する方法です。

ベベルプラネタリー(直角)

交差するシャフト間で動力を伝達する円錐歯車。ベベル ステージは通常、遊星ステージと組み合わせて、効率がわずかに低下しますが、直角ドライブを作成します。これは、歯タイプの選択と同様に、シャフトの方向の選択であり、以下の方向で説明します。

ステージ数別: シングルステージとマルチステージ

1つの完全な太陽/惑星/リングセットは、 ステージ. スタッキングステージは減速比とトルクを倍増させますが、摩擦損失を複合化し、バックラッシュを蓄積します。

• シングルステージ: 3:1–10:1、最高効率 (≥97%)、最短、最低バックラッシュ。
• 2段階: 10:1–100:1、効率≧94%、中程度の長さ。
• 3段階: 100:1–1,000:1+、効率 ≥91%、最長、最大のバックラッシュ。

効率は幾何学的に複合されるため (3 つの ~97% ステージは全体で ~91% しか得られない)、より多くのステージは効率と長さを比率と交換します。完全なステージ数のトレードオフ (第 3 ステージが ない 精密なアップグレード – 当社の 3段遊星ギアボックスの利点 ガイド。

シャフトの向き別: インラインと直角

インライン単位は、同軸形状がトルク密度を最大化するため、デフォルトです。直角単位は、モーターの長さが駆動軸に沿って伸びてはならない場合にのみ選択されます (コンパクトなコンベヤーやロボットベースで一般的です)。ベベルステージが追加されたため、直角ユニットの動作効率が数点低下します。

ギアトレイン構成別:シンプル、複合、ディファレンシャル

シンプルプラネタリー

1 つの太陽、1 つの同一の惑星のセット、1 つのリング。これは標準的な減速機構成であり、上記のほぼすべてのタイプの基礎です。

複合惑星(階段状惑星)

各惑星は 2 つの直径を持つ段付き歯車であり、太陽とリングを異なる歯数で噛み合います。これにより、単段でより高い比率に達することができ、自動車のシンプソンおよびラヴィニョーギアセット(オートマチックトランスミッションで使用され、1つのコンパクトなユニットで複数の前進比を提供するために使用)の基礎となります。

ディファレンシャルプラネタリー

3つの回転要素(サン、キャリア、リング)がすべて動くため、2つの出力間で電力を分割または合計したり、2つの入力をブレンドしたりすることができます。

ほとんどの産業用モーション コントロールでは、 シンプル ギアトレイン。複合タイプとディファレンシャルタイプは、トランスミッションやニッチなパワースプリットアプリケーションに登場します。

Precision Grade & Backlash による

バックラッシュ (出力が反転したときの角度の損失) は、角分 (1 arcmin = 1/60 度) で測定される重要な精度指標です。勾配は横断的な特性であり、個別のギアボックス タイプではありませんが、多くの場合、それ以外は同一の単位間で決定されます。

バックラッシュが低いには、より厳密なギア研削、より厳しいハウジング公差、および選択的な組み立てが必要になるため、コストが上昇します。ヘリカル精密ユニットは、通常、同じフレームサイズの平ユニットよりも厳しいバックラッシュを保持します。精密遊星のディープダイブとバックラッシュが実際にどこから来るのかについては、 精密遊星ギアボックスガイドです。

エンジニアリングデータとタイプの比較

マスタータイプの比較

キーナンバー

• ねじれ角: 10–30° (らせん);0° (拍車)。
• 効率性: ~97% ごとに、コンパウンドは η³ ≈ 91% 3段階で。
• トルク: Tₙ = Tₔ × i × η; 合計比率 i = i₁ × i₂ × i₃です。
• ギアの硬度: 浸炭58–62 HRC(20CrMnTiまたは40Cr)。
• 素材: 硬化鋼、アルミニウム、または鋳鉄製ハウジング。軽量用のプラスチック/粉末金属。

タイプ別のベストアプリケーション

適切なタイプの選択方法 (実例)

1. 比率を設定します。 i = nₔ / nₙ モーターと出力速度から。それに到達するステージ数を選択します。
2. バックラッシュ予算を設定します。 精度 <5 arcmin はヘリカルを強制します。>10 arcmin は拍車を許容します。
3. スペースを確認してください。 狭い軸方向のスペースや直角には、斜角/直角にポイントが必要です。
4. 義務と騒音を確認します。 連続作業と静かな環境はヘリカルを支持し、断続的な環境は拍車を支持します。
5. 効率と熱を検証します。 多段ユニットは効率を低下し、熱負荷の予算を立てます。

作業例 – 2 つの荷重、2 つのタイプ

ケース A (CNC 回転軸): 3,000 rpmサーボ、150 rpm出力、位置決めの再現性が要求されます。

• 比率 i = 3000 / 150 = 20:1 →2段階。
• 測位ニーズ <5 arcmin → ヘリカル精密2段 (静かでバックラッシュが少ない)。

ケースB(コンベア): 3,000 rpmから30 rpm、高トルク、コストに敏感、断続的。

• 比率 i = 3000 / 30 = 100:1 →2段または3段。
• ポジショニングの必要はない → 拍車多段 (安価で、軸方向の推力がなく、より高いバックラッシュが許容されます)。

エンジニアリングでよくある間違い

1. 静かな反転軸のための平の選択。 拍歯は、ノイズが多く、緩んでいるため、一度に噛み合います。ヘリカルは、精密な動きのための適切な要求です。
2. 非反転コンベアのらせん精度にお金を払います。 ~15 arcmin でのバックラッシュは無関係です。代わりに Ratio にお金を費やしてください。
3. ヘリカル上の軸方向推力を無視 ねじれ角は Fₚ = Fₜ・タンβスラスト定格ベアリングがなければ、ボックスは早期に故障します。
4. “ 精度のステージの追加。 バックラッシュはステージによって蓄積されます。単一の精密ステージは、位置決めのために緩い3ステージを打ち負かします。
5. 調和とサイクロイドと惑星の混同 あ ハーモニックドライブ はひずみ波ギア(バックラッシュがほぼゼロ)であり、 サイクロイド減速機 ローブは、どちらも惑星のサブタイプではなく、交換できません。
6. 出力スタイルを見落とします。 フランジ、シャフト、中空シャフトの出力は、「同」タイプでも取り付けと定格荷重を変更します。

よくある質問

グリーンスカイパワーを選ぶ理由

Greensky Powerは、中国を拠点とするメーカーです。 ギア減速機 そして カスタムモーター 2010 以来、グローバル OEM にサービスを提供しています。私たちは構築します 精密遊星ギアボックス 平形とらせん状、単段から多段、インラインと直角、標準から超のバックラッシュグレードがあり、プレミアムユニットをアップセルするのではなく、負荷に合ったタイプを選択するお手伝いをします。すべてのギアボックスは、出荷前にトルク、効率、バックラッシュ、騒音、温度がIEC 60034およびNEMA MG 1に対してテストされ、 OEM/ODMのカスタマイズ 比率、フランジ、シャフト。から始めます 減速機モーター選択ガイド または、 DCモーターカテゴリです。

関連リソース

• ギアボックスの概要(ピラーページ)
• 遊星ギアボックスの仕組み
• 3段遊星ギアボックスの利点
• 精密遊星ギアボックスのディープダイブ
• 高調波駆動と遊星歯車の比較
• 精密遊星ギアボックスのアプリケーション
• さまざまなタイプの減速機
• サイクロイド減速機の説明
• ウォームギアボックス選択ガイド
• ダイレクトドライブとギアモーター
• 減速機の歯車騒音を低減する方法
• 8 ヘリカルギアボックスの摩耗の原因
• 減速機モーター選定ガイド
• モータートルクの計算方法
• OEM / ODMのカスタマイズ
• DCモーターカテゴリ

参考文献

1. IEC 60034-1:2022 — 回転電気機械、一般要件 (絶縁および温度クラス). webstore.iec.ch/en/publication/65446
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3. ANSI/NEMA MG 1-2021 — モーターおよび発電機の標準. webstore.ansi.org/standards/nema/ansinemamg2021
4. NEMA — モーターおよび発電機製品リソース. nema.org/products/pages/motor-and-generator.aspx
5. 米国DOE — モーターの負荷と効率のリファレンス. energy.gov/sites/prod/files/2014/04/f15/10097517.pdf
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11. FAULHABER — ブラシレスDCモーターのノウハウ. faulhaber.com/en/know-how
12. 安川電機 — モーションとモーターの技術ダウンロード. yaskawa.com/downloads/search-index
13. ツバキ — ギアモーター選定技術データ(サービスファクター). en.tt-net.tsubakimoto.co.jp/tecs/engd/gen/engd_gen_ggm_sry.asp
14. AGMA — 歯車定格と精度の基準. agma.org

技術内容は、Greensky Powerアプリケーションエンジニアリングによってレビューされました。数値は一般的な業界範囲であり、最終仕様では、選択したギアセットとデューティサイクルに対する検証が必要です。