減速機,
工業(yè)傳動系統(tǒng)一、力矩放大的核心原理:能量守恒與傳動比的反向作用
減速機實現(xiàn)力矩放大的核心理論基礎是能量守恒定律,即“能量不會憑空產生,也不會憑空消失,只會從一種形式轉化為另一種形式,或從一個物體轉移到另一個物體,總能量保持不變”。在傳動系統(tǒng)中,電機輸出的機械能(動能)傳遞給減速機,減速機通過內部結構減速后,將機械能傳遞給工作設備,整個過程中,扣除少量傳動損耗(如摩擦損耗),總機械能基本保持不變。
而力矩放大的關鍵,在于“轉速與力矩的反向關系”——在能量守恒的前提下,轉速降低多少比例,力矩會放大多少比例(忽略傳動損耗),這種關系由減速機的傳動比直接決定。簡單來說,傳動比越大,轉速降低越多,力矩放大倍數(shù)越大,其核心公式可直觀體現(xiàn)這一關系:
減速機輸出力矩(M2)= 電機輸入力矩(M1)× 傳動比(i)× 傳動效率(η)
公式解讀:1. 電機輸入力矩(M1):即電機本身輸出的力矩,由電機功率、轉速決定,通常相對固定;2. 傳動比(i):減速機輸入軸與輸出軸的轉速比(i=輸入轉速n1÷輸出轉速n2),傳動比越大,力矩放大效果越明顯;3. 傳動效率(η):由于減速機內部存在摩擦損耗,實際輸出力矩會略低于理論值,傳動效率通常在85%-98%之間(如WHC250圓弧齒圓柱蝸輪減速機傳動效率約90%,行星減速機可達95%以上)。
舉個通俗例子:一臺額定轉速1500轉/分、輸出力矩10N·m的電機,搭配傳動比1:50、傳動效率90%的減速機(如WHC250圓弧齒圓柱蝸輪
減速機,標準傳動比含50),其輸出力矩計算為:10N·m × 50 × 0.9 = 450N·m,相當于將電機力矩放大了45倍,同時輸出轉速降低至30轉/分,適配重載、低速的作業(yè)需求。