摆线针减速机(Cycloidal Drive或Cycloidal Reducer)是一种基于摆线针轮啮合原理的高精度减速装置,广泛应用于工业机械、机器人、自动化设备等领域。其核心特点是高减速比、大扭矩、紧凑结构和高刚性,尤其适合需要精密传动和重载的场合。
核心结构与工作原理
摆线轮(Cycloidal Disc):
外形为摆线曲线轮廓的齿轮,通常由高硬度合金钢制成。
通过偏心轴(输入轴)驱动,在减速机内做行星运动(既自转又公转)。
针轮(Pin Gear):
由固定在壳体上的多个圆柱形针齿(通常为硬质合金)组成,与摆线轮啮合。
摆线轮的齿数比针轮少1或2齿,通过齿差实现减速。
减速过程:
输入轴带动偏心轴承旋转,迫使摆线轮在针齿间滚动。
由于齿数差,摆线轮每公转一周,自身会反向微转(自转),通过输出机构(如销轴或法兰)将自转部分输出,实现高减速比(通常可达30:1至300:1)。
关键特点
高减速比与扭矩:
单级即可实现高减速比,无需多级齿轮串联,结构紧凑。
接触面积大,齿面为滚动摩擦,承载能力远超普通齿轮减速机。
精度与刚性:
啮合点多(通常6-12个针齿同时啮合),传动平稳,抗冲击性强。
背隙小(可低于1弧分),适合精密控制(如机器人关节)。
长寿命与低维护:
滚动摩擦磨损小,寿命长(可达数万小时)。
通常免润滑(密封设计)或只需定期更换油脂。
常见应用场景
工业机器人:关节驱动(如SCARA、六轴机器人)。
机床:数控转台、精密进给系统。
医疗设备:CT机、手术机器人。
能源设备:风电变桨系统、太阳能跟踪器。