減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)的機(jī)構(gòu)河狐，在許多應(yīng)用上不需要太高的速度及需要較高轉(zhuǎn)矩的地方都用的到它西寸，例如電梯烈肉、輸送帶画畅、卷?yè)P(yáng)機(jī)迎硼、攪拌機(jī)等仑乌。隨著工業(yè)的發(fā)展及工廠的自動(dòng)化沥卦，使減速機(jī)的需求量日益成長(zhǎng)牺幻。

    減速機(jī)減速的方法很多纲秫，包括齒輪式促驶，運(yùn)用齒輪、蝸輪傳動(dòng)单步，游星齒輪或傘齒輪物遗，其它還有透過(guò)皮帶輪涣恤、煉條，或是圓柱插撩、滾珠減速的機(jī)械式減速機(jī)络骤。但一般最常見的是以齒輪來(lái)減速，所以減速機(jī)有人又稱為「齒輪箱」摹院。

    通常齒輪箱是一些齒輪的組合朵令，其本身并無(wú)動(dòng)力，所以還需要透過(guò)驅(qū)動(dòng)組件來(lái)傳動(dòng)它众巷。所謂驅(qū)動(dòng)組件彼硫，可以是電動(dòng)機(jī)（馬達(dá)）、蒸汽機(jī)凌箕、引擎乌助、風(fēng)力、水力等陌知。

    使用減速機(jī)最大的目的包括動(dòng)力傳遞他托，或是獲得某一速度，以及獲得較大扭矩仆葡。業(yè)者表示赏参，減速機(jī)是一項(xiàng)十分普遍的產(chǎn)品，減速最主要的功用在彌補(bǔ)馬達(dá)因?yàn)楣β蕮p耗影響效能沿盅，是一個(gè)扭矩提升的角色把篓。臺(tái)灣生產(chǎn)減速機(jī)的大小廠眾多，產(chǎn)品單價(jià)十分便宜腰涧。依產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理韧掩，減速機(jī)主要可分成：擺線型減速機(jī)、諧波齒輪減速機(jī)窖铡、行星式齒輪減速機(jī)柒汉，以及蝸桿蝸輪減速機(jī)四類。

    協(xié)助伺服馬達(dá)提升扭矩

    談到減速機(jī)萨宙，就得先從伺服馬達(dá)開始談起监昏。伺服馬達(dá)的技術(shù)發(fā)展，從高扭矩密度乃至于高功率密度惦知，使轉(zhuǎn)速的提升高過(guò)3000rpm承副，由于轉(zhuǎn)速的提升，使得伺服馬達(dá)的功率密度大幅提升爪辟。這意謂著伺服馬達(dá)是否需要搭配減速機(jī)冻菌，其決定因素主要是從應(yīng)用的需求上及成本的考慮來(lái)審視。

    然則既权，到底什么樣的應(yīng)用需求必須搭配減速機(jī)荚砍？根據(jù)了解崎北，必須對(duì)負(fù)載做移動(dòng)并要求精密定位時(shí)便有此需要。一般像是航空胖真、衛(wèi)星沦匿、醫(yī)療律姨、軍事科技振峻、晶圓設(shè)備、機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備择份。他們的共同特征在于將負(fù)載移動(dòng)所需的扭矩往往遠(yuǎn)超過(guò)伺服馬達(dá)本身的扭矩容量扣孟。而透過(guò)減速機(jī)來(lái)做伺服馬達(dá)輸出扭矩的提升，便可有效解決這個(gè)問(wèn)題荣赶。

    輸出扭矩提升的方式凤价，可能采用直接增大伺服馬達(dá)的輸出扭矩方式，但這種方式不但必須使用昂貴的磁性材料拔创，馬達(dá)還要有更強(qiáng)壯的結(jié)構(gòu)利诺，扭矩的增大正比于控制電流的增大，此時(shí)采用比較大的驅(qū)動(dòng)器剩燥，功率電子組件和相關(guān)機(jī)電設(shè)備規(guī)格的增大慢逾，又會(huì)使控制系統(tǒng)的成本大幅增加。

    理論上灭红，提升伺服馬達(dá)的功率也是輸出扭矩提升的方式侣滩，可藉由增加伺服馬達(dá)兩倍的速度來(lái)使得伺服系統(tǒng)的功率密度提升兩倍，而且不需要增加驅(qū)動(dòng)器等控制系統(tǒng)組件的規(guī)格变擒，也就是不需要增加額外的成本相询。而這就需透過(guò)減速機(jī)的搭配來(lái)達(dá)到「減速并提升扭矩」的目的了。所以說(shuō)蹂甥，高功率伺服馬達(dá)的發(fā)展是必須搭配應(yīng)用減速機(jī)褒谒，而非將其省略不用。

    節(jié)省成本好處多

    據(jù)了解虚缘，負(fù)載慣量的不當(dāng)匹配普计，是伺服控制不穩(wěn)定的最大原因之一。對(duì)于大的負(fù)載慣量漫北，可以利用減速比的平方反比來(lái)調(diào)配最佳的等效負(fù)載慣量迂唤，以獲得最佳的控制響應(yīng)。所以從這個(gè)角度來(lái)看市贡，減速機(jī)為伺服應(yīng)用的控制響應(yīng)的最佳匹配革惊。

    此外，減速機(jī)還可有效解決馬達(dá)低速控制特性的衰減切果。由于伺服馬達(dá)的控制性會(huì)由于速度的降低骏卿，導(dǎo)致產(chǎn)生某程度上的衰減符焊，尤其在對(duì)于低轉(zhuǎn)速下的訊號(hào)擷取和電流控制的穩(wěn)定性上，特別容易看出姻僧。因此规丽，采用減速機(jī)能使馬達(dá)具有較高轉(zhuǎn)速。

    從成本觀點(diǎn)撇贺，假設(shè)0.4KW的AC伺服馬達(dá)搭配驅(qū)動(dòng)器赌莺，需耗費(fèi)一單位設(shè)備成本，以5KW的AC伺服馬達(dá)搭配驅(qū)動(dòng)器必須耗費(fèi)15單位成本松嘶，但是若采用0.4KW伺服馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)器艘狭，搭配一組減速機(jī)就能夠達(dá)到前述耗費(fèi)15個(gè)單位成本才能完成的事，在操作成本上節(jié)省50%以上翠订。

    因此使用者依其加工需求不同巢音，決定選用的齒輪減速機(jī)產(chǎn)品。一般而言尽超，在機(jī)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)上有低速官撼、高扭矩的需求，絕大部分采用齒輪減速機(jī)似谁，而在高速傲绣、低扭矩的機(jī)臺(tái)上則較少采用齒輪減速機(jī)。

    諧波減速機(jī)國(guó)內(nèi)少見

    諧波齒輪減速機(jī)傻椿，其基本結(jié)構(gòu)由剛性內(nèi)齒環(huán)阅秀、撓性外齒環(huán)、諧波發(fā)生器所組成肤狞。工作原理以諧波發(fā)生器為輸入構(gòu)件京拣，剛性內(nèi)齒環(huán)為固定構(gòu)件，撓性外齒環(huán)為輸出構(gòu)建货瘫。其中撓性外齒環(huán)材料特殊帜猩、內(nèi)外壁且薄，是此類減速機(jī)的技術(shù)核心鬓灼，目前臺(tái)灣尚無(wú)可制造諧波齒輪減速機(jī)業(yè)者朦阶，漸伸線所生產(chǎn)的SPB系列「少齒差行星式減速機(jī)」，機(jī)械輸出特性介于諧波齒輪與擺線針輸之間瘪吭，同樣可做到「零背隙」杰翰，為業(yè)界最接近諧波齒輪減速機(jī)之產(chǎn)品。

    諧波減速機(jī)的特點(diǎn)经芋，在于他的傳動(dòng)精度高焰诲，傳動(dòng)背隙值低。減速比高且范圍大，單及傳動(dòng)的減速比為50～500溪食。此外囊卜，傳動(dòng)效率較蝸輪蝸桿減速機(jī)高，隨減速比不同错沃，單級(jí)傳動(dòng)的效率為65～80％栅组。由于屬撓性傳動(dòng)，扭轉(zhuǎn)剛性值最低枢析，撓性外齒環(huán)的工作壽命較短玉掸，而且減速機(jī)容易發(fā)熱產(chǎn)生溫升，所以容許輸入轉(zhuǎn)速不高登疗，只能達(dá)到2,000rpm排截，是其最大缺點(diǎn)嫌蚤。

    業(yè)者表示辐益，諧波式齒輪減速機(jī)由于是偏心撓性驅(qū)動(dòng)，動(dòng)平衡特性不佳脱吱，容易產(chǎn)生輸出速度的不連續(xù)漣漪（Velocity Ripple）智政，影響控制響應(yīng)特性。

    擺線型 vs 蝸輪蝸桿

    目前世界上制造擺線型減速機(jī)苦频，以日本做得較多清截、較好。擺線型減速機(jī)基本結(jié)構(gòu)包含輸入偏心滾柱軸承梧杠、行星式擺線齒盤弧蜒、本體及外側(cè)針齒等。擺線型減速機(jī)的特點(diǎn)啤都，是可以明顯發(fā)現(xiàn)減速比高且范圍大砰穗，單級(jí)傳動(dòng)的減速比50～200。傳動(dòng)效率較蝸輪蝸桿減速機(jī)高溃锤，隨著減速比的不同渣么，單級(jí)傳動(dòng)的效率為60～70％。他的另一特點(diǎn)灿拗，由于是摩擦運(yùn)動(dòng)蛋鸡，扭轉(zhuǎn)剛性值較低。

    這類機(jī)器的缺點(diǎn)在于：由于是屬于偏心侍上、摩擦運(yùn)動(dòng)弓候，傳動(dòng)組件容易耗損，工作壽命較短他匪，且機(jī)臺(tái)容易發(fā)熱產(chǎn)生溫升菇存，所以容許輸入轉(zhuǎn)速不高，也在2,000rpm以下。

    蝸輪蝸桿減速機(jī)由輸入蝸桿與輸出蝸輪所構(gòu)成撰筷，其特點(diǎn)是傳遞扭矩高陈惰，減速比高且范圍大，單級(jí)傳動(dòng)的減速比為5～100毕籽；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不屬于同軸的輸入與輸出抬闯，應(yīng)用不易，且傳動(dòng)效率最低关筒，不超過(guò)60％溶握。

    業(yè)者表示，由于是屬相對(duì)滑動(dòng)摩擦傳動(dòng)蒸播，蝸輪蝸桿減速機(jī)扭轉(zhuǎn)剛性值略低睡榆，且傳動(dòng)組件容易耗損，工作壽命短袍榆、且減速機(jī)容易產(chǎn)生溫升栽铁，所以容許輸入轉(zhuǎn)速不高（2,000rpm），這都限制了蝸輪蝸桿的使用情形柜步。

    行星式減速機(jī) 技術(shù)精密

    至于行星式齒輪減速機(jī)判原，基本結(jié)構(gòu)由輸入太陽(yáng)輪、行星輪冲或、輸出行星臂架今天，以及固定的內(nèi)齒環(huán)所構(gòu)成。行星式齒輪減速機(jī)的工作原理腌棒，動(dòng)力是由馬達(dá)端輸入至太陽(yáng)輪置悦，而太陽(yáng)輪將驅(qū)動(dòng)保持于行星臂架上的行星輪，而行星輪除了繞本身軸線自轉(zhuǎn)外隧蜀，并驅(qū)動(dòng)行星臂架繞傳動(dòng)系統(tǒng)的中心捂旨，將他轉(zhuǎn)動(dòng)。

    行星式齒輪減速機(jī)擁有較多優(yōu)點(diǎn)短材，像是結(jié)構(gòu)緊湊宝各，可節(jié)省50％的體積；同軸的輸入輸出使設(shè)計(jì)更具彈性搭独；重量輕婴削、高效率、免保養(yǎng)（無(wú)須更換潤(rùn)滑油）牙肝、壽命長(zhǎng)（無(wú)需更換零組件）且經(jīng)由模塊化設(shè)計(jì)唉俗，使應(yīng)用更為容易。

    臺(tái)灣廣用動(dòng)力科技股份有限公司總經(jīng)理林忠運(yùn)表示配椭，伺服用行星式齒輪減速機(jī)還具有高輸入速度虫溜、高扭矩密度雹姊、高扭轉(zhuǎn)剛性、低背隙衡楞、高效率吱雏、溫升低、低噪音瘾境、安裝容易等特性歧杏。

    在實(shí)用上，所有的高性能伺服用齒輪減速機(jī)迷守，均選用行星式的機(jī)構(gòu)并非偶然犬绒。行星式的齒輪減速機(jī)構(gòu)利用多齒接觸來(lái)分散它的負(fù)荷，所以在給定的設(shè)計(jì)空間下具有最大的扭矩密度和剛性脯纽，而與一般的減速機(jī)構(gòu)相比較等吝，行星式齒輪減速機(jī)在高速時(shí)的結(jié)構(gòu)動(dòng)平衡特性較為優(yōu)異，且易于潤(rùn)滑尽架。一般而言泽中，只要利用潤(rùn)滑油脂即可達(dá)到充分潤(rùn)滑的效果，基于上述之負(fù)荷均布旦氓、結(jié)構(gòu)動(dòng)平衡優(yōu)異以及易于潤(rùn)滑的特性炮惕，使得行星式齒輪減速機(jī)被一般使用者認(rèn)定為「最適合使用的伺服應(yīng)用方案」瓜坎。臺(tái)灣廣用汛刻、聚盛工業(yè)是目前臺(tái)灣生產(chǎn)伺服用行星式齒輪減速機(jī)的專業(yè)制造廠商。