1)搭配减速机的应用需求
a)必须对负载作移动并要求精密定位时,如航空/卫星/医疗/军事科技/半导体/机床/印刷/机器人等.
b)负载移动所需的扭矩往往远超过伺服马达本身的扭矩容量.
c)利用减速机来作伺服马达输出扭矩的提升.
2)输出扭矩提升的方式
a)直接增大伺服马达的输出扭矩.
---使用昂贵的磁性材料
---比较大结构的伺服马达
---扭矩的增大正比于控制电流的增大,功率电子元件和相关机电设备规格也要增大,即使用比较大的驱动器.使得控制系统的成本剧增.

b)提升伺服马达的功率.
可籍由增加伺服马达的两倍的速度来使得伺服系统的功率密度提升两倍,而且不需增加驱动器等控制系统元件的规格,也就是不需要增加额外的成本(可籍由减速机的搭配来达到减速并提升扭矩的目的.
3)伺服应用之控制响应的最佳匹配
a)负载惯量的不当匹配是伺服控制不稳定的最大问题
--马达转子与负载惯量匹配的基本原则: i=减速比
J(eff)/JM＜1.5 JL=负载惯量
--等效负载惯量: JM=马达惯量
J(eff)=(JL/i∧2)+Jr Jr=减速机惯量
b)对于大的负载惯量可以利用减速比的平方反比来调配最佳的等效负载惯 量以获得最佳的控制响应.

4)解决伺服马达低速控制特性的衰减:

伺服马达的控制特性会由于速度的降低而导致某种程度的衰减,尤其是对于低转速下的信号摘取和电流控制的稳定性特别显著.这也说明了减速机能使得马达具有较高转速的好处.
5)成本比较

a)设置成本:
＞＞0.4KW AC 伺服马达 + 驱动器 = 1 单位成本
＞＞1KW AC 伺服马达 + 驱动器 = 3 单位成本
＞＞2KW AC 伺服马达 + 驱动器 = 7.5 单位成本
＞＞5KW AC 伺服马达 + 驱动器 = 15 单位成本

※0.4KW AC伺服马达 + 驱动器 + Gearbox(i=15) VS 5KW AC 伺服马达 + 驱动器
( 1+1单位成本) (15单位成本)

b)操作成本:
节省 50% 以上 ( 20hrs/day )

6)基本原则

a)低速(1000rpm以下)/高扭矩--绝大部分采用齿轮减速机(＞ 90% ).
b)中速(1000～3000rpm)/中扭矩--大部分采用齿轮减速机( ＞50% ).
c)高速(3000rpm以上)/低扭矩--部分采用齿轮减速机( ＞15% ).
2.伺服用减速机分类和对比
1)伺服用减速机分类:
a)谐波齿轮减速机:它是利用机械波使薄壁齿圈产生弹性变形来达到传动目的的.以谐波发生器H为输入件,以刚性内齿环为固定
构件,以挠性外齿环为输出构件.
b)蜗轮蜗杆减速机:以蜗杆输入,蜗轮输出速比为蜗轮齿数/蜗杆齿数.
c)摆线针轮减速机:它以偏心滚柱轴承作为输入,通过行星式摆线齿盘(内侧齿)和本体及外侧针齿,以负载柱销作为输出.
d)行星式齿轮减速机:以太阳轮输入,以行星臂架输出.
2)行星式齿轮减速机优点
a)结构紧凑--50%的体积.
b)同轴的输入与输出---设计更弹性.
c)重量轻----60%的重量.
d)高效率---96%以上的效率.
e)免保养---无需更换润滑油.
f)壽命长---无需更换零组件.
g)应用容易---模组化设计.