直線減速機 Linear Gearbox / In-line Reducer|CNC、自動化機台直線傳動減速機構
輸入輸出同軸直線排列的減速齒輪機構,常見類型行星式 / 平行軸式 / 諧波式。減速比 3:1-100:1,輸出扭矩 5-500 Nm。適配 CNC 進給、自動化機台、輸送線、機械手關節。
直線減速機(Linear Gearbox / In-line Reducer)是「輸入軸與輸出軸同軸」的減速齒輪機構,相對「直交減速機(90 度直角)」其特點是整體扁長易整合到機台、傳動效率高(90-97%)、反向間隙小。常見類型包含行星減速機、平行軸減速機、諧波減速機等。
本系列為直線減速機機械傳動元件。嘉鴻關係企業供應新竹科學園區一帶 SMT / EMS / 半導體 / CNC 機台廠 MRO 傳動備品。
規格表
| 項目 | 規格範圍 |
|---|---|
| 類型 | 行星減速機(Planetary)/ 平行軸減速機(Parallel Shaft)/ 諧波減速機(Harmonic Drive) |
| 外殼材質 | 鑄鐵 / 鋁合金(小型)/ 不鏽鋼(無塵 / 食品醫療) |
| 減速比 | 單級 3:1-10:1(行星);二級 9:1-100:1;三級可達 1000:1(噪音與效率損失增加) |
| 輸出扭矩 | 5-500 Nm(一般情況,仍需視個案而定) |
| 輸入轉速 | 500-6000 rpm(依馬達規格) |
| 傳動效率 | 行星單級 95-97% / 二級 90-94% / 平行軸 92-95% / 諧波 70-90% |
| 反向間隙(精密級) | 標準級 < 30 arcmin / 精密級 < 5 arcmin / 超精密 < 1 arcmin(諧波) |
| 使用溫度 | −10 °C 到 +90 °C(標準) |
| 潤滑 | 終身油封(小型)/ 加油保養型(中大型,ISO VG 220-320 齒輪油) |
| 馬達匹配 | 標準法蘭 IEC / NEMA / 客製,與步進 / 伺服 / AC 馬達相容 |
※ 表中數值為直線減速機常規規格區間,實際類型、減速比、扭矩需依使用機台與廠商型錄而定(一般情況,仍需視個案而定)。本頁現貨為 M9GA180B;其他類型與減速比可詢價。
應用情境
新竹科學園區 4 種典型應用:
1. CNC 進給機構
X/Y/Z 軸進給用伺服馬達 + 行星減速機,配滾珠螺桿做精密直線定位。減速比 5:1-10:1、精密級反向間隙。
2. SMT 貼片機軸
X/Y 軸高速取放、Z 軸壓著。需高扭矩密度、低反向間隙以維持貼片精度。行星減速機為首選。
3. 機械手關節
6 軸 / 4 軸機械手關節驅動。多用諧波減速機(反向間隙 < 1 arcmin、扁平設計)。
4. 輸送線 / 傳動帶
包裝線、SMT 板輸送、半導體晶圓搬送。AC 馬達 + 平行軸減速機,減速比 10:1-100:1。
選型重點
| 用途 | 建議類型 | 減速比 | 反向間隙 |
|---|---|---|---|
| CNC 高精度定位 | 行星減速機(精密級) | 5:1-10:1 | < 5 arcmin |
| SMT 貼片機 | 行星減速機(精密 / 超精密) | 3:1-10:1 | < 3 arcmin |
| 機械手關節 | 諧波減速機 | 50:1-100:1 | < 1 arcmin |
| 一般輸送線 | 平行軸減速機 | 10:1-100:1 | < 30 arcmin |
| 重型機械 | 平行軸 / 蝸輪減速機 | 50:1-300:1 | 不要求 |
※ 上表為直線減速機選型一般參考,實際類型、減速比、精度需依機台精度要求、扭矩需求與廠商型錄而定(一般情況,仍需視個案而定)。
3 大類型對照
| 類型 | 結構 | 效率 | 反向間隙 | 價格 | 典型應用 |
|---|---|---|---|---|---|
| 行星 | 太陽 + 行星 + 內齒 | 95-97% | 3-30 arcmin | 中-高 | CNC、SMT、伺服 |
| 諧波 | 剛輪 + 柔輪 + 波發生器 | 70-90% | < 1 arcmin | 高 | 機械手、半導體 |
| 平行軸 | 傳統齒輪嚙合 | 92-95% | — | 低 | 輸送線、AC 馬達 |
減速比與扭矩計算
減速比 i = 輸入轉速 ÷ 輸出轉速;輸出扭矩 = 輸入扭矩 × 減速比 × 效率
實務範例:馬達 3000 rpm / 1 Nm,目標輸出 100 rpm / 50 Nm。減速比 = 30:1,輸出扭矩 = 1 × 30 × 0.95 = 28.5 Nm(不夠 50 Nm)。改用 50:1 → 47.5 Nm(仍差),而且輸出轉速會降到 3000 ÷ 50 = 60 rpm,達不到 100 rpm。算一下功率就知道:負載需要 50 Nm × 100 rpm ≈ 524 W,這顆馬達只有 1 Nm × 3000 rpm ≈ 314 W;減速機只能拿轉速換扭矩、不能增加功率(效率 100% 也只有 30 Nm)。正確做法是維持 30:1,把馬達升級到額定扭矩約 1.75 Nm(50 ÷ 30 ÷ 0.95)、功率約 550 W 以上。
常見減速比:3:1、5:1、10:1、15:1、20:1、30:1、50:1、100:1。行星單級 3:1-10:1,更大減速比需 2-3 級疊加(價格倍增)。
維護與故障判讀
1. 終身油封型 vs 加油保養型:小型行星 / 諧波多為終身油封,整顆故障即更換;中大型平行軸 / 蝸輪需每 2000-5000 小時換 ISO VG 220-320 齒輪油(一般經驗值,實際依原廠規格與使用條件為準)。
2. 異常徵兆:外殼 > 85°C 異常發熱、運轉異音、油色變黑或起泡、軸端漏油(一般經驗值,實際依原廠規格與使用條件為準)。出現任一現象需停機檢查。
3. 不可超載:長期超出額定扭矩使用會加速齒輪磨耗,反向間隙逐漸放大、最終斷齒。負載增加時務必同步加大減速機規格。
