ハーモニック減速機の選定方法は?

この記事では、特定の設備に基づいてハーモニック減速機を選定する方法について説明し、平均負荷トルク、入力回転数、起動・停止時のピークトルク、衝撃トルクの比較、許容衝撃トルク回数、および耐用寿命などの側面を取り上げます。最後に、Honpineの主力製品であるハーモニック減速機についても触れています。

ハーモニック減速機を選定する手順は何ですか？

1. 設備の主要な運転パラメータを確認します。

負荷トルクモード（完全な作業サイクルにおける時間経過に伴う負荷トルクと出力回転数の関係を指す）は、選定計算の基礎です。これにより、各段階における設備のトルクおよび回転数の要求が明確になります。具体的なモードは下図のとおりです。

図に基づき、以下の設備運転パラメータを使用するものとします：通常運転モード

起動時：

T1＝150N·m t1＝0.2sec n1＝10 r/min

定速時：

T2＝82N·m t2＝3sec n2＝20 r/min

停止時（減速時）：

T3＝130N·m t3＝0.3sec n3＝10 r/min

シャットダウン時：

T4＝0 N·m t4＝0.2sec n4＝0 r/min

最高回転数（モーターなどによる制限）

最大出力回転数：

no max ＝20r/min

最大入力回転数：

ni max ＝2000r/min

衝撃トルク

衝撃トルクが加わる場合：

Ts＝200N·m ts＝0.15sec ns＝20 r/min

2. 設備の平均負荷トルクを計算し、モデルの適用可能性を予備的に検証します。

平均負荷トルク（Tav）は、設備が作業サイクル中に受ける等価連続負荷です。これは減速機の長期的な発熱および機械的疲労寿命に直接関係しており、減速機の許容値を超えないことを確保する必要があります。

計算式および計算手順は以下のとおりです：

計算結果によると、Tav = 89 N·mであり、FSG-25の最大許容平均負荷トルク（140 N·m）より小さいです。したがって、初期選定したモデルはこの検証ステップを通過しました。

3,入力回転数が減速機の許容範囲内かどうかを計算して比較します。

入力回転数（平均値およびピーク値を含む）は、減速機の定格範囲内に厳密に制御する必要があります。回転数制限を超えると、異常な温度上昇やギア噛み合い摩耗の加速を引き起こし、その結果、耐用寿命が直接短くなります。

平均入力回転数と最大入力回転数は制限内であり、検証に合格しました。

4. 起動時および停止時のピークトルクが減速機の許容範囲内かどうかを比較します。

起動時および停止時のピークトルクは周期的負荷であり、長期的な衝撃による損傷を避けるために、減速機の構造強度がこれに耐えられるかを検証する必要があります。

起動時および停止時のピークトルクは制限を超えず、検証は成功しました。

5,衝撃トルクが減速機の許容範囲内かどうかを確認します。

衝撃トルクは、設備の運転中に発生する可能性のある突発的かつ極端な過負荷です。緊急停止や外部からの予測不可能な衝撃により、比較的大きな負荷トルクが減速機に加わることがあります。減速機が瞬時最大許容トルクに達するトルクを受けると、不可逆的な損傷を引き起こします。したがって、衝撃トルクが減速機の瞬時負荷限界を超えないことを確認する必要があります。

6,衝撃トルクは制限を超えず、検証に合格しました。

衝撃トルクの許容印加回数が要件を満たしているかどうかを計算して判断します。

許容回数（Ns）は、衝撃トルク時の出力回転数nsおよび印加時間tsに基づいて計算する必要があり、この限界が使用条件を満たしていることを確認する必要があります。

許容回数は1000に制限する必要があり、1.0 × 10⁴の制限（redirects）を超えていないため、設計および使用要件を満たしており、検証に合格しました。

7,耐用寿命がウェーブジェネレータの寿命を上回るかどうかを計算して比較します。

ハーモニック減速機の全体耐用寿命（Lh）は、通常、ウェーブジェネレータ軸受の寿命（Ln）によって決まります。Lnは一般に、軸受の一般定格寿命基準L10（この例では10,000時間）を用いて決定されます。すなわち：

8. 計算値 = 10638≥10000h (L10寿命)、検証に合格しました。

上記7つの検証ステップの後、FSG-25-100-I-Eモデルは、模擬設備運転条件下において、負荷、回転数、および寿命の面で設備の運転条件と使用要件を満たしており、このモデルを最終的に選定できます。

ハーモニックドライブ減速機カテゴリにおけるHONPINEの主力製品にはどのようなものがありますか？

中空軸ハーモニックドライブ減速機

大径の中央貫通穴設計により、ケーブル、エアチューブ、光ファイバー、または機械軸を容易に通すことができ、配線を簡素化します。協働ロボット、医療用手術ロボット、産業自動化ターンテーブルに適しています。

超薄型パンケーキハーモニックドライブ減速機

超薄型設計は、装置全体の動的応答速度の向上に役立ちます。一般的に、ロボット関節、ジンバルシステム、医療用外骨格に使用されます。

クロススライダー付きカップ形ハーモニックギアボックス

クロススライダー機構は、機構の負荷衝撃吸収能力を高め、伝達のスムーズさを向上させます。精密CNC工作機械など、高い安定性が求められる設備に適しています。

カップ形小型ハーモニックギアボックス

狭いスペースでも安定した高トルク出力を提供できるため、下水道ロボットなど、スペースに制約のある機械設備に適しています。