什么是旋风减速器的齿轮比?

旋风减速器的齿轮比由销钉数量决定 (P) 在固定环中以及叶瓣数 (L) 在环形盘上, 计算公式为 (P−L)/L. 具有共同的单瓣差, 10针环和9瓣圆盘可得9分:1 约化. 单级单元通常从大约5个起:1到119:1, 而双级设计则能达到更高的高度.

什么是环形减小器?

环形减速器是一种齿轮箱，通过偏心凸轮传递动力，该凸轮驱动一到两个叶片盘对抗固定的环形销. 不同于传统齿轮是逐牙啮合的, 圆盘内部绕着销钉滚动, 在紧凑的封装中实现高减速比，且间隙极低.

据纳布特斯科记载, 环形减速器有四个核心组件: 圆盘, 环形别针, 偏心轴 (或者用凸轮), 以及输出机制. 圆盘以偏心方式驱动，使其在针环内旋转, 而这种轨道运动被转化为减速, 输出轴的集中旋转.

该设计的一个主要优势是负载分布. 据菲尔杰利说, 在任何时刻，60%至70%的叶片同时分担负载, 这也是为什么环形减震器能很好地承受冲击载荷的原因. 许多设计还会安装两个相距180°的圆盘以平衡振动, 据Tec-Science解释.

旋形减速器的齿轮比到底是什么?

回旋减速器的齿轮比是固定环销数量之间的关系 (P) 以及叶状数 (L) 在环形盘上, 计算公式为 (P−L)/L.

在大多数设计中, 叶片的叶片正好比环的销数少一个. 这一单瓣差意味着每输入转一圈，盘片前进一个针位, 且该比值等于盘面叶片的数量.

不同制造商和技术来源用不同的变量名称来编写公式, 这在比较文件时可能会让人混淆. 下表调和了三种最常见的符号:

符号	公式	可变含义
r = (P−L)/L	r = 比率, P = 环形销, L = 盘瓣	维基百科
R = L/(P−L)	R = 比率, L = 瓣数, P = 瓶子	菲尔盖利
I = n/(N−n)	i = 比率, n = 叶状部分, N = 环形销	技术科学

这三种公式在数学上是相同的. 结果表示产生一个输出转圈所需的输入转数. 比率为9:1表示输入轴每旋转一次输出轴旋转九次.

商用的环形减速器通常提供从30起的比例:1到300以上:1, 据纳布特斯科介绍, 目录标准为1:50, 1:80, 1:100, 以及1:120辆出现在DirectIndustry制造商列表.

你如何计算比例?

计算齿轮比, 数数环针和圆盘瓣, 然后应用公式 (P−L)/L.

示例: 10瓶 (P=10) 以及9个叶片 (L=9), 计算方式为 (10−9)/9 = 1/9. 这意味着圆盘每9转输入旋转一次——即9转:1 约化, 正如Tec-Science所展示的.

如何用三步计算比例

数数固定环形销的数量 (P). 这些是安装在外壳上的圆柱形销钉.
数数叶片的数量 (L) 在环形盘上. 叶瓣是盘周周围的圆形突出部分.
应用公式 (P−L)/L. 结果就是约化比. 在某些符号中，结果为负, 这简单来说就是输出相对于输入方向反转.

大多数工业减速器标准采用单瓣差, 但存在多瓣构型. 例如：, Tec-Science显示，10针环配7瓣圆盘可产生7针:3比, 这仅为2.33:1. 下表展示了几种配置:

环形销 (P)	圆盘瓣 (L)	叶片差异	比率	配置
6	5	1	5:1	单瓣
10	9	1	9:1	单瓣
12	11	1	11:1	单瓣
10	7	3	7:3	多叶
119	118	1	118:1	单瓣 (最大典型值)

为什么输出旋转会反转?

旋风减速器的输出方向与输入方向相反，因为圆盘在固定销内滚动，而非像传统齿轮那样在外部啮合.

根据维基百科, 输出方向与输入方向相反——这被称为逆行旋转的特性. 这是因为圆盘中心偏心运动，而圆盘本身在针环内旋转. 圆盘不绕自身轴旋转; 反而, 其轨道运动通过输出针脚或滚子转换为慢速旋转.

这也是为什么有些公式符号显示负比值. ZHY Gear展示了一个可操作的样品，拥有12根销和11个凸轮, 给出比值 i = −12. 负号仅表示反向方向——不影响约化的大小.

规划申请时, 考虑这种方向反转. 如果你的机器要求输出与输入方向一致旋转, 你需要额外的齿轮级或不同的减速器类型 (例如行星齿轮箱, 该方向不反转).

单阶段可达成哪些比例?

单级环形还原器通常从大约5:1到119:1, 大多数商业目录单元落在30:1到120:1 个范围.

根据维基百科 (引用住友的Cyclo 6000系列), 单级减速方案商业上可达119:1. 纳布特斯科证实，30:1到300以上:1 在单阶段内可达成. DirectIndustry制造商列表显示比例范围为41:1到164:1, 其常见目录比率为1:50, 1:80, 1:100, 以及1:120.

单级的实际上限由可加工到环和圆盘的实际销钉和凸轮数量决定. 大约119人之后:1, 这些部件变得不切实际地庞大或难以达到所需的精度制造.

在低端, 比率低于10:1 虽然可能，但在工业应用中较为罕见, 因为其他减速器类型 (例如行星齿轮箱) 在这些比率下，更高效且更具成本效益. 上面的多瓣示例 (7:3比) 展示了将叶瓣差减小于1会产生更低的比率.

双级环形还原器的效果有多远?

双级环形减速器将两个单级比率相乘, 最高可达7人,569:1 在保持紧凑占地的同时——代价是效率较低.

根据维基百科, 市面上可商业化的双级回旋形减小器，型号可达7个,569:1 (例如：, 119分:1节一级发动机与63级合计:1 第二级). 总比例最高可达13,600:1 个已被记录在 DirectIndustry 制造商列表中.

权衡是效率. 维基百科, 引用教授. J. 达拉利的分析, 报告称单级环形减速器效率接近93%, 而双级机组则降至约86%. 每增加一级就会增加摩擦和功率损失.

对于极高的比例, 环形减速器通常比叠加多个行星级更为优选, 因为双级回旋装置能实现需要三个或更多行星级的比率——更少复杂度，维护部件更少.

话虽如此, 如果你的申请要求比例低于30:1, 单级行星齿轮箱通常比圆环形单元更高效、更经济.

旋风比与行星齿轮箱相比如何?

环形减速器能实现更高的单级比 (最多可达119:1) 比典型的行星齿轮箱更重要 (通常有3个:1到100:每赛段1辆), 反扑更小，冲击能力更好——但行星式单元在较低传动比下通常更高效.

据菲尔杰利说, 回旋减速器可承受高达额定扭矩500%的冲击载荷且不易断齿——这在可变或冲击载荷应用中具有重大优势. 负载分担特性 (60%至70%的叶片在任何时刻都参与) 是这种稳健性的原因.

行星齿轮箱, 相比之下, 通常在较低的比值下能提供更高的效率 (每赛段95–97%) 并且不要反转输出方向. 当效率至关重要且所需比率低于50时，通常更青睐此类产品:1.

环形还原器在高比下也表现出色. ResearchGate关于旋风齿轮箱设计的研究展示了20:在60×60×20毫米空间内实现1个减小, 扭矩从0.45牛·米提升至8.82牛·米——在极小的体积中实现了近20倍的扭矩倍增.

关于后驱: 在特定条件下，环形减速器可以反向驱动, 但由于高摩擦和滚动部件的几何形状，它们比同比的行星齿轮箱更难逆驱.

你需要哪个比例?

根据所需的输出速度和扭矩选择比: 机器人和定位应用需要高比 (50:1到100:1) 反弹很低, 而输送机和搅拌机则可以使用适中的比例 (10:1到30:1) 这里冲击载荷耐受性更为重要.

下表将常见工业应用映射到典型的比值范围:

应用	典型比值范围	关键要求
机器人学/索引表	50:1 – 100:1	低反冲, 高精度
输送机/物料搬运	10:1 – 30:1	冲击载荷耐受性, 可靠性
搅拌器 / 搅拌器	20:1 – 60:1	低速时高扭矩
Packaging machinery	30:1 – 80:1	紧凑尺寸, 顺畅运行
焊接旋转器	40:1 – 120:1	高扭矩, 低速