步进电机减速器简介.txt -你脚踏俩只船,你划得真漂亮。- 每个说不想恋爱的人心里都装着一个不可能的人。我心疼每一个不快乐却依然在笑的孩子。(有没有那么一个人，看透我在隐身，知道我在等人。减速机简介
减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。
作用
减速机的作用主要有：
1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。
2）减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。
工作原理
减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入
轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。
变频器
特点
蜗轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。谐波减速机的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。行星减速机其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵。20世纪70－80年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。通用减速器的发展趋势如下：
①高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、
重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。
②积木式组合设计。基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。
③型式多样化，变型设计多。摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围。
促使减速器水平提高的主要因素有：
①理论知识的日趋完善，更接近实际（如齿轮强度计算方法、修形技术、变形计算、优化设计方法、齿根圆滑过渡、新结构等）。
②采用好的材料，普遍采用各种优质合金钢锻件，材料和热处理质量控制水平提高。
③结构设计更合理。
④加工精度提高到ISO5－6级。
⑤轴承质量和寿命提高。
⑥润滑油质量提高。
油的检查
·切断电源，防止触电！等待减速机冷却！
·打开放油螺塞，取油样。
·检查油的粘度指数
——如果油明显浑浊，建议尽快更换。
·对于带油位螺塞的减速机
——检查油位，是否合格
——安装油位螺塞
油的更换
冷却后油的粘度增大放油困难，减速机应在运行温度下换油。
·切断电源，防止触电！等待减速机冷却下来无燃烧危险为止！
注意：换油时减速机仍应保持温热。
·在放油螺塞下面放一个接油盘。
·打开油位螺塞、通气器和放油螺塞。
·将油全部排除。
·装上放油螺塞。
·注入同牌号的新油。
·油量应与安装位置一致。
·在油位螺塞处检查油位。
·拧紧油位螺塞及通气器。
注意事项
1、减速机应牢固地安装在稳定水平的基础或底座上，排油槽的油应能排除，且冷却空气循环流畅。基础不可靠，运转时会引起振动及噪声，并促使轴承及齿轮受损。当传动联接件有突出物或采用齿轮、链轮传动时，应考虑加装防护装置，输出轴上承受较大的径向载荷时，应选用加强型。
2、按规定的安装装置保证工作人员能方便地靠近油标，通气塞、排油塞。安装就位后，应按次序全面检查安装位置的准确性，各紧固件压紧的可靠性，安装后应能灵活转动。减速机采用油池飞溅润滑，在运行前用户需将通气孔的螺塞取下，换上通气塞。按不同的安装位置，并打开油位塞螺钉检查油位线的高度，从油位塞处加油至润滑油从油位塞螺孔溢出为止，拧上油位塞确定无误后，方可进行空载试运转，时间不得少于2小时。运转应平稳，无冲击、振动、杂音及渗漏油现象，发现异常应及时排除。经过一定时期应再检查油位，以防止机壳可能造成的泄漏，如环境温度过高或过低时，可改变润滑油的牌号。
3、安装减速机时，应重视传动中心轴线对中，其误差不得大于所用联轴器的使用补偿量。对中良好能延长使用寿命，并获得理想的传动效率。
4、在输出轴上安装传动件时，不允许用锤子敲击，通常利用装配夹具和轴端的内螺纹，用螺栓将传动件压入，否则有可能造成减速机内部零件的损坏。最好不采用钢性固定式联轴器，因该类联轴器安装不当，会引起不必要的外加载荷，以致造成轴承的早期损坏，严重时甚至造成输出轴的断裂。
快速处理减速机常见问题
（一）减速机轴承室磨损
减速机轴承室出现磨损，问题发生后，传统方法难以现场解决，必须依靠外协修复，需要长时间停机停产，浪费企业宝贵的生产时间。而且都是用金属修复金属，无法改变“硬对硬”的配合关系，在各种力的综合作用下，仍会造成再次磨损。
高分子复合材料具有超强的粘着力，优异的抗压强度等综合性能，采用美嘉华高分子复合材料，可免拆卸、免机加工，快速有效修复轴承室磨损。即无补焊热应力影响，修复厚度也不受限制，同时产品所具有的金属材料不具备的退让性，吸收设备的冲击震动，避免了再次出现磨损的可能。
1、减速器壳体轴承箱磨损
2、采煤机减速机箱体内孔轴承室磨损修复
（二）减速机齿轮轴轴径磨损（键槽损伤）
减速机在长期运行过程中，轴头经常出现磨损、键槽损伤，问题发生后，传统方法难以现场解决，必须依靠外协修复；而且都是用金属修复金属，无法改变“硬对硬”的配合关系，在各种力的综合作用下，仍会造成再次磨损。高分子复合材料具有超强的粘着力，优异的抗压强度等综合性能，采用美国美嘉华高分子复合材料，可免拆卸、免机加工，快速有效修复轴头、键槽磨损。即无补焊热应力影响，修复厚度也不受限制，同时产品所具有的金属材料不具备的退让性，吸收设备的冲击震动，并且可使配合面100%接触，避免了再次出现磨损的可能。
（三）减速机传动轴轴承位磨损现场修复
减速机齿轮轴轴承位磨损，问题出现后，按照传统方法要补焊或刷镀后机加工修复。但是补焊高温
产生的热应力无法完全消除，在运行中容易出现断裂；电刷镀受涂层厚度限制，且容易剥落；而且以上方法都是用金属修复金属，无法改变“硬对硬”的配合关系，在各种力的综合作用下，仍会造成再次磨损。
高分子复合材料具有超强的粘着力，优异的抗压强度等综合性能，采用美嘉华高分子复合材料，通过机加工方法修复齿轮轴轴承位磨损，即无补焊热应力影响，修复厚度也不受限制，同时产品所具有的金属材料不具备的退让性，可吸收设备的冲击震动，避免再次磨损的可能，并大大延长设备部件（包括轴承）的使用寿命，为企业节省大量的停机时间，创造巨大的经济价值；避免了报废更换，使企业内部的维修资源得到优化。
减速机在长期运行过程中，因为受振动、磨损、压力、温度以及反复拆装等影响，各结合面的静密封部位漏油现象非常普遍，及造成油品的大量浪费，又影响企业的现场管理。传统治理方法要拆卸并打开减速机后，更换密封垫片或涂抹密封胶，不仅费时费力，而且难以确保密封效果，在运行中还会再次出现泄漏。
采用美嘉华材料和技术现场治理渗漏，不用拆卸，采用高分子复合材料在外部治理渗漏，
省时省力，效果立竿见影，其产品具备的优越的粘着力、耐油性及350%的拉伸度，克服减速机振动造成的影响，很好地为企业解决了多年无法解决的问题。
选择及注意事项
尽量选用接近理想减速比：
减速比=伺服马达转速/减速机出力轴转速
扭力计算：
对减速机的寿命而言,扭力计算非常重要,并且要注意加速度的最大转矩值(TP),是否超过减速机之最大负载扭力.
适用功率通常为市面上的伺服机种的适用功率,减速机的适用性很高,工作系数都能维持在1.2以上,但在选用上也可以以自己的需要来决定:
要点有二:
A.选用伺服电机的出力轴径不能大于表格上最大使用轴径.
B.若经扭力计算工作,转速可以满足平常运转,但在伺服全额输出时,有不足现象时,我们可以在电机侧之驱动器,做限流控制,或在机械轴上做扭力保护,这是很必要的。
通用减速机的选型包括提出原始条件、选择类型、确定规格等步骤。
相比之下，类型选择比较简单，而准确提供减速器的工况条件，掌握减速器的设计、制造和使用特点是通用减速器正确合理选择规格的关键。
规格选择要满足强度、热平衡、轴伸部位承受径向载荷等条件。
减速机的润滑及保养
在投入运转之前，在减速机中装入建议的型号和数值的润滑脂。减速机采用润滑油润滑。对于竖直安装的减速机，
鉴于润滑油可能不能保证最上面的轴承的可靠润滑，因此采用另外的润滑措施。
在运行以前，在减速机中注入适量的润滑油，润滑油的粘性根据以下列表选择。减速机通常装备有注油孔和放油塞。因而在订购减速机的时候必须指定安装位置。下表列出了一般应用中建议采用的润滑油的牌子和型号。
注意：对于非常规工作条件的应用，请征询制造厂的意见。
工作油温不能超过80℃。
终生润滑的组合减速机在制造厂注满合成油，除此之外，减速机供货时通常是不带润滑油的，并带有注油塞和放油塞。本样本中列出的减速机润滑油数量只是估计值。根据订货时指定的安装位置设置油位塞的位置以保证正确注油，减速机注油量应该根据不同安装方式来确定。如果传输功率超过减速机的热容量，必须提供外置冷却装置.
减速比：输入转速与输出转速之比。
级数：行星齿轮的套数。一般最大可以达到三级，效率会有所降低。
满载效率：在最大负载情况下（故障停止输出扭矩），减速机的传递效率。
工作寿命：减速机在额定负载下，额定输入转速时的累计工作时间。
额定扭矩：是额定寿命允许的长时间运转的扭矩。当输出转速为100转/分，减速机的寿命为平均寿命，超过此值时减速机的平均寿命会减少。当输出扭矩超过两倍时减速机故障。
噪音：单位分贝dB（A），此数值实在输入转速3000转/分，不带负载，距离减速机1米距离时测量值。
回差：将输入端固定，是输出端顺时针和逆时针方向旋转，当输出端承受正负2%额定扭矩时，减速机输出端由一个微小的角位移，此角位移即为回程间隙。单位是“分”，即一度的
减速机扭矩的计算公式
减速机扭矩=9550×电机功率×速比×使用效率/电机输入转数
计算公式是 T=9549 * P *I*η/ n 。
P是电机的额定（输出）功率单位是千瓦（KW）
分母是额定转速 n 单位是转每分 (r/min) 额定转数一般4p的电机为1500转（但由于制造工艺问题国内电机达不到1500转。一般计算时取1450）
以上公式是减速机的输出扭矩，但是选择电机，要选择减速器承载能力相匹配的电机功率才行，不同速比应选择不同功率的电机，功率过大，会降低减速机的寿命。
减速机常见故障与原因及排除方法
减速机噪音的处理方法
减速机的噪音产生主要是源于传动齿轮的摩擦、振动以及碰撞，如何有效降低及减少噪声，使其更符合保要求也是国内外一个重点研究课题。
降低减速机运行时的齿轮传动噪声已成为行业内的重要研究课题，国内外少学者都把齿轮传动中轮齿啮合刚度的变化看成是齿轮动载、振动和噪声的主要因素。用修形的方法，使其动载荷及速度波动减至最小，以达到降低噪声的目的。这种方法在实践中证明是一种较有效的方法。但是用这种方法，工艺上需要有修形设备，广大中、小厂往往无法实施。
经过多年研究，提出了通过优化齿轮参数，如变位系数、齿高系数、压力角、中心距，使啮入冲击速度降至最小，啮出冲击速度与啮入冲击速度的比值处于某一数值范围，减小或避免啮合节圆冲击的齿轮设计方法，也可明显降低减速机齿轮噪声。
减速机的安装时的注意事项
1、安装减速机时，应重视传动中心轴线对中，其误差不得大于所用联轴器的使用补偿量。对中良好能延长使用寿命，并获得理想的传动效率。
2、在输出轴上安装传动件时，不允许用锤子敲击，通常利用装配夹具和轴端的内螺纹，用螺栓将传动件压入，否则有可能造成减速机内部零件的损坏。最好不采用钢性固定式联轴器，因该类联轴器安装不当，会引起不必要的外加载荷，以致造成轴承的早期损坏，严重时甚至造成输出轴的断裂。
3、减速机应牢固地安装在稳定水平的基础或底座上，排油槽的油应能排除，且冷却空气循环流畅。基础不可靠，运转时会引起振动及噪声，并促使轴承及齿轮受损。当传动联接件有突出物或采用齿轮、链轮传动时，应考虑加装防护装置，输出轴上承受较大的径向载荷时，应选用加强型。
4、按规定的安装装置保证工作人员能方便地靠近油标，通气塞、排油塞。安装就位后，应按次序全面检查安装位置的准确性，各紧固件压紧的可靠性，安装后应能灵活转动。减速机采用油池飞溅润滑，在运行前用户需将通气孔的螺塞取下，换上通气塞。按不同的安装位置，并打开油位塞螺钉检查油位线的高度，从油位塞处加油至润滑油从油位塞螺孔溢出为止，拧上油位塞确定无误后，方可进行空载试运转，时间不得少于2小时。运转应平稳，无冲击、振动、杂音及渗漏油现象，发现异常应及时排除。经过一定时期应再检查油位，以防止机壳可能造成的泄漏，如环境温度过高或过低时，可改变润滑油的牌号。
轴装式减速机的安装
1、减速机与工作机的联接减速机直接套装在工作机主轴上，当减速机运转时，作用在减速机箱体上的反力矩，又安装在减速机箱体上的反力矩支架或由其他方法来平衡。机直接相配，另一端与固定支架联接。
2、反力矩支架的安装反力矩支架应安装在减速机朝向的工作机的那一侧，以减小附加在工作机轴上的弯矩。反力矩支架与固定支承联接端的轴套使用橡胶等弹性体，以防止发生挠曲并吸收所产生的转矩波动。
3、减速机与工作机的安装关系为了避免工作机主轴挠曲及在减速机轴承上产生附加力，减速机与工作机之间的距离，在不影响正常的工作的条件下应尽量小，其值为5-10mm。减速机的检查与维护新投入运行的减速机，出厂时已注入GB/T5903中的L-CKC100~L-CKC220中极压工业齿轮油，在运转200~300小时后，应进行第一次换油，在以后的使用中应定期检查油的质量，对于混入杂质或变质的油须及时更换。减速机的使用注意事项1、一般情况下，对于长起连续工作的减速机，按运行5000小时或每年一次更换新油，长期停用的减速机，在重新运转之前亦应更换新油减速机应加入与原来牌号相同的油，不得与不同牌号的油相混用，牌号相同而粘度不同的油允许混
合使用。
2、换油时要等待减速机冷却下来无燃烧危险为止，但仍应保持温热，因为完全冷却后，油的粘度增大，放油困难。注意：要切断传动装置电源，防止无意间通电！
3、工作中，当发现油温温升超过80℃或油池温度超过100℃及产生不正常的噪声等现象时应停止使用，检查原因，必须排除故障，更换润滑油后，方可继续运转。
4、用户应有合理的使用维护规章制度，对减速机的运转情况和检验中发现的问题应作认真记录，减速机漏油的原因分析及对策
1、减速机漏油的原因分析
1.1 减速机内外产生压力差
减速机运转过程中，运动副摩擦发热以及受环境温度的影响，使减速机温度升高，如果没有透气孔或透气孔堵塞，则机内压力逐渐增加，机内温度越高，与外界的压力差越大，润滑油在压差作用下，从缝隙处漏出。
1.2 减速机结构设计不合理
(1) 检查孔盖板太薄，上紧螺栓后易产生变形，使结合面不平，从接触缝隙漏油。
(2) 减速机制造过程中，铸件未进行退火或时效处理,未消除内应力，必然发生变形，产生间隙，导致泄漏。
(3) 箱体上没有回油槽，润滑油积聚在轴封、端盖、结合面等处，在压差作用下，从间隙处向外漏。
(4) 轴封结构设计不合理。早期的减速机多采用油沟、毡圈式轴封结构，组装时使毛毡受压缩产生变形，而将结合面缝隙密封起来。如果轴颈与密封件接触不十分理想，由于毛毡的补偿性能极差，密封在短时间内即失效。油沟上虽有回油孔，但极易堵塞，回油作用难以发挥。
1.3 加油量过多
减速机在运转过程中，油池被搅动得很厉害，润滑油在机内到处飞溅，如果加油量过多，使大量润滑油积聚在轴封、结合面等处，导致泄漏。
1.4 检修工艺不当
在设备检修时，由于结合面上污物清除不彻底，或密封胶选用不当、密封件方向装反、不及时更换密封件等也会引起漏油。
2、治理减速机漏油的对策
2.1 改进透气帽和检查孔盖板
减速机内压大于外界大气压是漏油的主要原因之一，如果设法使机内、机外压力均衡，漏油就可以防止。减速机虽都有透气帽，但透气孔太小，容易被煤粉、油污堵塞，而且每次加油都要打开检查孔盖板，打开一次就增加一次漏油的可能性，使原本不漏的地方也发生泄漏。为此，制作了一种油杯式透气帽，并将原来薄的检查孔盖板改为6 mm厚，将油杯式透气帽焊在盖板上，透气孔直径为6 mm，便于通气，实现了均压，而且加油时从油杯中加油，不用打开检查孔盖板，减少了漏油机会。
2.2 畅流
要使被齿轮甩在轴承上多余的润滑油不在轴封处积聚，必须使多余的润滑油沿一定方向流回油池，即做到畅流。具体的做法是在轴承座的下瓦中心开一个向机内倾斜的回油槽，同时在端盖直口处也开一缺口，缺口正对回油槽，这样多余的润滑油经缺口、回油槽流回油池。
2.3 改进轴封结构
2.3.1 输出轴为半轴的减速机轴封改进
带式输送机、螺旋卸车机、叶轮给煤机等大多数设备的减速机输出轴为半轴，改造较方便。将减速机解体，拆下联轴器，取出减速机轴封端盖，按照配套的骨架油封尺寸，在原端盖外侧车加工槽，装上骨架油封，带弹簧的一侧向里。回装时，如果端盖距联轴器内侧端面35 mm以上，则可在端盖外侧的轴上装一个备用油封，一旦油封失效，即可取出损坏的油封，将备用油封推入端盖，从而省去了解体减速机、拆连轴器等费时费力的工序。
2.3.2 输出轴为整轴的减速机轴封改进
整轴传动的减速机输出轴无联轴器，如果按照2.3.1方案改造，工作量太大也不现实。为减少工作量、简化安装程序，设计了一种可剖分式端盖，并对开口式油封进行了尝试。可剖分式端盖外侧车加工槽，装油封时先将弹簧取出，将油封锯断呈开口状，从开口处将油封套在轴上，用粘接剂将开口对接，开口向上，再装上弹簧，推入端盖即可。
2.4 采用新型密封材料
对于减速机静密封点泄漏可采用新型密封材料粘堵。减速机大修时，在接合面、端盖上涂D05硅橡胶密封胶代替早期产品，一般不会出现泄漏。如果减速机运转中静密封点漏油，可用表面工程技术的油面紧急修补剂粘堵，从而达到消除漏油的目的。
2.5 认真执行检修工艺
在减速机检修时，要认真执行工艺规程，油封不可装反，唇口不要损伤，外缘不要变形，弹簧不可脱落，结合面要清理干净，密封胶涂抹均匀，加油量不可超过油标尺刻度。
2.6 擦拭
减速机静密封点通过治理，一般是可以达到不渗不漏的，但动密封点由于密封件老化、质量差、装配不当、轴表面粗糙度高等原因，使得个别动密封点仍有微小渗漏，由于工作环境差，煤尘粘到轴上，显得油乎乎一片，所以需要在设备停止运转后，擦拭轴上的油污。
减速机的应用
在减速机家族中，行星减速机以其体积小，传动效率高，减速范围广，精度高等诸多优点，而被广泛应用于伺服、步进、直流等传动系统中。其作用就是在保证精密传动的前提下，主要被用来降低转速增大扭矩和降低负载/电机的转动惯量比。为了更好地帮助广大用户用好行星减速机，本文针对减速机和驱动电机断轴的原因进行了分析，并详细地介绍了如何正确安装行星减速机。
一不同心出现的断轴问题
有的用户在设备运行几个月后驱动电机的输出轴断了。为什么减速机把驱动电机的输出轴扭断了？为此我们查看了驱动电机的输出轴横断面，发现与减速机输出轴的横断面几乎完全一样。横断面的外圈较明亮，而越向轴心处断面颜色越暗，最后到轴心处是折断的！图2是横断面的照片。这就充分地说明了造成驱动电机输出轴断轴的主要原因就是电机和减速机装配时不同心！
当电机和减速机间装配时同心度保证的非常好时，电机输出轴承受的仅仅是转动力，运转时也会很平滑。然而不同心时，输出轴要承受来自于减速机输入端的径向力，这个径向力长期作用将会使电机输出轴被迫弯曲，而且弯曲的方向随着输出轴转动不断变化。输出轴每转动一周，横向力的方向变化360度。如果同心度的误差较大时，该径向力使电机输出轴温度升高，其金属结构不断被破坏，最后该径向力将会超出电机输出轴所能承受的径向力，最后导致驱动电机输出轴折断。当同心度的误差越大时，驱动电机输出轴折断的时间越短。在驱动电机输出轴折断的同时，减速机输入端同样也会承受来自于电机方面的径向力，如果这个径向力同时超出了二者所能承受的最大径向负荷的话，其结果也会导致减速机输入端产生变形甚至断裂。因此，在装配时保证同心度至关重要！
直观上讲，如果电机轴和减速机输入端同心，那么电机和减速机间的配合就会很紧密，它们之间的接触面紧紧相连，而装配时如果不同心，那么它们间的接触面之间就会有间隙。图3中左面的图表示电机和减速机间的装配很好，而右图表示装配不好，电机轴和减速机输入端不同心。
同样，减速机的输出轴也有折断或弯曲现象发生，其原因与驱动电机的断轴原因相同。但减速机的出力是驱动电机出力和减速比之积，相对于电机来讲出力更大，故减速机输出轴更易被折断。因此，用户在使用减速机时，对其输出端装配同心度的保证也应十分注意！
二减速机出力太小出现的断轴问题
除了由于减速机输出端装配同心度不好，而造成的减速机断轴以外，减速机的输出轴如
果折断，不外乎以下几点原因。
首先，错误的选型致使所配减速机出力不够。有些用户在选型时，误认为只要所选减速机的额定输出扭矩满足工作要求就可以了，其实不然，一是所配电机额定输出扭矩乘上减速比，得到的数值原则上要小于产品样本提供的相近减速机的额定输出扭矩，二是同时还要考虑其驱动电机的过载能力及实际中所需最大工作扭矩。理论上，用户所需最大工作扭矩一定要小于减速机额定输出扭矩的2倍。尤其是有些应用场合必须严格遵守这一准则，这不仅是对减速机里面齿轮的保护，更主要的是避免减速机的输出轴就被扭断。这主要是因为，如果设备安装有问题，减速机的输出轴及其负载被卡住了，这时驱动电机的过载能力依然会使其不断加大出力，进而，可能使减速机的输出轴承受的力超过其额定输出扭矩的2倍而扭断减速机的输出轴。
其次，在加速和减速的过程中，减速机输出轴所乘受瞬间的扭矩如果超过了其额定输出扭矩的2倍，并且这种加速和减速又过于频繁，那么最终也会使减速机断轴。考虑到这种情况出现的较少，故这里不再进一步介绍。
三减速机的正确安装
正确的安装，使用和维护减速机，是保证机械设备正常运行的重要环节。因此，在您安装NEUGART行星减速机时，请务必严格按照下面的安装使用相关事项，认真地装配和使用。
第一步是安装前确认电机和减速机是否完好无损，并且严格检查电机与减速机相连接的各部位尺寸是否匹配，这里是电机的定位凸台、输入轴与减速机凹槽等尺寸及配合公差。
第二步是旋下减速机法兰外侧防尘孔上的螺钉，调整PCS系统夹紧环使其侧孔与防尘孔对齐，插入内六角旋紧。之后，取走电机轴键。
第三步是将电机与减速机自然连接。连接时必须保证减速机输出轴与电机输入轴同心度一致，且二者外侧法兰平行。如同心度不一致，会导致电机轴折断或减速机齿轮磨损。
另外，在安装时，严禁用铁锤等击打，防止轴向力或径向力过大损坏轴承或齿轮。一定要将安装螺栓旋紧之后再旋紧紧力螺栓。安装前，将电机输入轴、定位凸台及减速机连接部位的防锈油用汽油或锌钠水擦拭净。其目的是保证连接的紧密性及运转的灵活性，并且防止不必要的磨损。在电机与减速机连接前，请先将电机轴键槽与紧力螺栓垂直。为保证受力均匀，请先将任意对角位置的安装螺栓旋上，但不要旋紧，再旋上另外两个对角位置的安装螺栓最后逐个旋紧四个安装螺栓。最后，旋紧紧力螺栓。所有紧力螺栓均需用力矩扳手按标明的固定扭力矩数据进行固定和检查。直角减速机的相关数据与同型号直线减速机并不完全相同，还请使用者注意。 *减速机与机械设备间的正确安装类同减速机与驱动电机间的正确安装。关键是要必须保证减速机输出轴与所驱动部分轴同心度一致。
摆线针轮减速机特点及型号
摆线针轮减速机特点：
1、高速比和高效率单级传动，就能达到1：87的减速比，效率在90%以上，如果采用多级传动，减速比更大。
2、结构紧凑体积小由于采用了行星传动原理，输入轴输出轴在同一轴心线上，使其机型获得尽可能小的尺寸。
3、运转平稳噪声低摆线针齿啮合齿数较多，重叠系数大以及具有机件平衡的机理，使振动和嗓声限制在最小程度。
4、使用可靠、寿命长因主要零件采用高碳铬钢材料，经淬火处理（HRC58～62）获得高强度，并且，部分传动接触采用了滚动摩擦，所以经久耐用寿命长。
5、设计合理，维修方便，容易分解安装，最少零件个数以及简单的润滑，使摆线针轮减速机深受用户的信赖。
步进电机是一种运用广泛的减速设备，主要传动结构有行星齿轮箱(减速器)、步进电机(驱动电机)组装而成，行星减速步进电机通常简称为行星减速电机或者步进电机，带减速功能的。 下面维科特主要给大家介绍57行星减速步进电机的相关信 息.57行星减速步进电机气隙小转矩大，具有较高的抗共振特性，及发热小的优势。 一、标准型57行星减速步进电机 材质：合金钢切削齿轮，滚珠轴承支撑，标配日本信浓步进电机。工作寿命8000小时。径向负载≤400N，轴向负载≤300N。
一级减速(减速比5、10)最大负载25NM，背隙≤15弧分，效率95%; 二级减速(减速比15~100)最大负载45NM，背隙≤25弧分，效率90%。 57行星减速箱和57步进电机法兰尺寸一样，电机力矩不够的情况下，不用改法兰尺寸可以直接改用减速电机。 下面表格中的额定转矩和速度范围只是其中一个速度点的参数，在减速箱的最大负载的范围内，降低减速电机的工作转速，可以达到更大的工作力矩。驱动电压增加或者降低会相应增加或者降低对应工作速度下的力矩。为了达到比较好的噪声效果，建议减速箱的输入转速不超过600rpm。
二、薄型57行星减速步进电机 材质：合金钢切削齿轮，滚珠轴承支撑，标配日本信浓步进电机。工作寿命8000小时。径向负载≤400N，轴向负载≤300N。 一级减速(减速比5、10)最大负载25NM，背隙≤15弧分，效率95%; 二级减速(减速比15~100)最大负载45NM，背隙≤25弧分，效率90%。 薄型57行星减速步进电机除了常用的轴径10的，还可以定制轴径9和轴径12的产品。57行星减速箱和57步进电机法兰尺寸一样，电机力矩不够的情况下，不用改法兰尺寸可以直接改用减速电机。 下面表格中的额定转矩和速度范围只是其中一个速度点的参数，在减速箱的最大负载的范围内，降低减速电机的工作转速，可以达到更大的工作力矩。驱动电压增加或者降低会相应增加或者降低对应工作速度下的力矩。为了达到比较好的噪声效果，建议减速箱的输入转速不超过600rpm。
各种电机优缺点比较： 驱动电机选择方案 要使电机可以调节平板获得想要的角度，电机必须要有很好的激动性能，不但能够有足够的响应速度，还能平稳地进行精密的定位。 直流电机 优点：采用PWM控制的直流电机，直流电机可以对电机的速度进行平滑的调节。直流电机调速性能好（调速性能是指电动机在一定负载的条件下，根据需要，人为地改变电动机的转速。直流电动机可以在重负载条件下，实现均匀、平滑的无极调速，而且调速范围较宽） 起动力矩大。可以均匀而经济地实现转速调节。因此，凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械，如大型可逆轧钢机，卷扬机，电力机车等，都用直流电动机拖动。 动态特性好 缺点：在电源上：需要交流电的整流或直流发电机供电。 步进电机 优点：用单片机控制的步进电机，由于控制信号是数字信号，不再需要数/模转换；步进电机采用脉冲驱动，转动的方向、速度都是可控的。便于根据测量的角度根据需要调节步进电机的转动。 步进电机的旋转角度正比于脉冲数，精度高且不累计误差，具有较好的位置精度和运动的重复性。另外步进电机的显著特点就是快速启停能力的转换精度高，正反转控制灵活。 步进电机不需要使用传感器就能精确定位 缺点：其驱动能力有限（不适合驱动小车）。 减速电机 优点：减速电机结构紧凑，体积小，承受过载能力强，且能耗低，性能优越，效率高，振动小。 缺点：由于机械效率影响，减速电机输出扭矩的增加和电机功率的增加不成正比，易出现死区现象，不利于控制。 显示系统方案 LED数码管显示器 优点：LED数码管电压低、寿命长、对外界环境要求低，易于维护，同时它是采用BCD编码显示数字，亮度高。 缺点：其功耗大，电路复杂，占用资源较多，显示信息量少，精度低。 LCD液晶显示器 优点：微功耗，显示信息量大、字迹清晰、美观、视觉舒适，使整个控制系统更加人性化。 小车循迹方案 红外探测法 用红外对管，利用不同颜色对红外线的吸收率不同的原理进行，配合比较电路就可实现。
齿轮减速机详细原理知识 一、齿轮减速机（马达）的作用： 1、降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩； 2、减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。 二、工作原理 减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。 三、主要区别 减速机与变频器区别：减速机是通过机械传动装置来降低电机不同种类的减速机(30张)（马达）转速，而变频器是通过改变交流电频率以达到电机（马达）速度调节的目的。通过变频器降低电机转速时，可以达到节能的目的。 蜗杆减速机和蜗轮蜗杆减速机区别：蜗杆减速机和蜗轮蜗杆减速机其实没多大的区别，都是由蜗轮和蜗杆组成，不过蜗杆减速机比较粗造，没蜗轮蜗杆减速机的精密度好，同规格的蜗杆减速机的扭力就比蜗轮蜗杆减速机的大，蜗轮蜗杆减速机主要的是铝合金比较多，但蜗杆减速机就只有铸铁，更大的区别是蜗杆减速机的价格比蜗轮蜗杆减速机的价格便宜很多。
四、主要分类减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速。 增加转矩。它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途。减速器的种类繁多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器；按照传动级数不同可分为单级和多级减速器；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥－圆柱齿轮减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。 五、主要特点蜗轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比。 输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。谐波减速机的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。行星减速机其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵。齿轮减速机具有体积小，传递扭矩大的特点。齿轮减速机在模块组合体系基础上设计制造，有极多的电机组合、安装形式和结构方案，传动比分级细密，满足不同的使用工况，实现机电一体化。齿轮减速机传动效率高，耗能低，性能优越。摆线针轮减速机是一种采用摆线针齿啮合行星传动原理的传动机型，是一种理想的传动装置，具有许多优点，用途广泛，并可正反运转。
1、概念 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲 个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 【开环控制系统：不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统 举例：打开灯的开关——按下开关后的一瞬间，控制活动已经结束，灯是否亮起已对按开关的这个活动没有影响；投篮——篮球出手后就无法再继续对其控制，无论球进与否，球出手的一瞬间控制活动即结束。 闭环控制系统：可以将控制的结果反馈回来与希望值比较，并根据它们的误差调整控制作用的系统 举例：调节水龙头——首先在头脑中对水流有一个期望的流量，水龙头打开后由眼睛观察现有的流量大小与期望值进行比较，并不断的用手进行调节形成一个反馈闭环控制；骑自行车——同理，不断的修正行进的方向与速度形成闭环控制。 开环闭环的区别：1、有无反馈；2、是否对当前控制起作用。开环控制一般是在瞬间就完成的控制活动，闭环控制一定会持续一定的时间，可以借此判断， 投篮第一次投篮投近了第二次投的时候用力一些，这也是一种反馈但不会对第一次产生影响了，所以是开环控制】 步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。 【所谓时序，就是内存的时钟周期数值，脉冲信号经过上升再下降，到下一次上升之前叫做一个时钟周期，随着内存频率提升，这个周期会变短。例如CL9的意思就是CL这个操作的时间是9个时钟周期。 时序电路，是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路（输出到输入）或器件组合而成的电路，与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。 如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、存储器等电路都是时序电路的典型器件，时序逻辑电路的状态是由存储电路来记忆和表示的。虽然组合逻辑电路能够很好地处理像加、减等这样的操作，但是要单独使用组合逻辑电路，使操作按照一定的顺序执行，需要串联起许多组合逻辑电路，而要通过硬件实现这种电路代价是很大的，并且灵活性也很差。为了实现一种有效而且灵活的操作序列，我们需要构造一种能够存储各种操作之间的信息的电路，我们称这种电路为时序电路。】 【步进电机、直流电机和无刷直流电机的主要区别在于他们的驱动方式。步进电 机是以步阶方式分段移动，直流电机和无刷直流电机通常采用连续移动的控制方式。步进电机采用直接控制方式，它的主要命令和控制变量都是步阶位置。直流电机则是以电机电压为控制变量，以位置或速度为命令变量。
步进电机只能够由数字信号控制运行的，当脉冲提供给驱动器时，在过于短的时间里，控制系统发出的脉冲数太多，也就是脉冲频率过高，将导致步进电机堵转。要解决这个问题，必须采用加减速的办法。就是说，在步进电机起步时，要给逐渐升高的脉冲频率，减速时的脉冲频率需要逐渐减低。这就是我们常说的“加减速”方法。 步进电机转速度是根据输入的脉冲信号的变化来改变的，从理论上讲，给驱动器一个脉冲，步进电机就旋转一个步距角(细分时为一个细分步距角)。实际上，如果脉冲信号变化太快，步进电机由于内部的反向电动势的阻尼作用，转子与定子之间的磁反应将跟随不上电信号的变化，将导致堵转和丢步。 所以步进电机在高速启动时，需要采用脉冲频率升速的方法，在停止时也要有降速过程，以保证实现步进电机精密定位控制。加速和减速的原理是一样的。以加速实例加以说明：加速过程是由基础频率(低于步进电机的直接起动最高频率)与跳变频率(逐渐加快的频率)组成加速曲线(降速过程反之)。跳变频率是指步进电机在基础频率上逐渐提高的频率，此频率不能太大，否则会产生堵转和丢步。 步电机系统解决方案
加减速曲线一般为指数曲线或经过修调的指数曲线，当然也可采用直线或正弦曲线等。使用单片机或者PLC，都能够实现加减速控制。对于不同负载、不同转速，需要选择合适的基础频率与跳变频率，才能够达到最佳控制效果。指数曲线，在软件编程中，先算好时间常数存贮在计算机存贮器内，工作时指向选取。通常，完成步进电机的加减速时间为300ms以上。如果使用过于短的加减速时间，对绝大多数步进电机来说，就会难以实现步进电机的高速旋转。 深圳市维科特机电有限公司成立于2005年，是步进电机产品的销售、系统集成和应用方案提供商。我们和全球产品性价比高的生产厂家合作，结合本公司专家团队多年的客户服务经验，给客户提供有市场竞争力的步进电机系统解决方案。我们的主要产品有信浓(SHINANO KENSHI)混合式步进电机、日本脉冲(NPM)永磁式步进电机、减速步进电机、带刹车步进电机、直线步进电机、空心轴步进电机、防水步进电机以及步进驱动器、减振垫、制振环、电机引线、拖链线、齿轮、同步轮、手轮等专业配套产品。我们还供应德国TRINAMIC驱动芯片和日本NPM运动控制芯片。根据客户配套需要，我们还可以 步电机系统解决方案
步进电机28BYJ-48介绍和驱动及编程 28BYJ-48步进电机： 步电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗 一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进 电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可 以通过控制脉冲个来控制角位移量，从而达到准确定位的目 的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和 加速度，从而达到调速的目的。 步进电机28BYJ48型四相八拍电机，电压为DC5V—DC12V。当对步进电机施加一系列连续不断的控制脉冲时，它可以连续不断地转动。每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或两相绕组的通电状态改变一次，也就对应转子转过一定的角度（一个步距角）。当通电状态的改变完成一个循环时，转子转过一个齿距。四相步进电机可以在不同的通电方式下运行，常见的通电方式有单（单相绕组通电）四拍（A-B-C-D-A。。。），双（双相绕组通电）四拍（AB-BC-CD-DA-AB-。。。），八拍（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。。。） 红线接电源5V，橙色电线接P1.3口，黄色电线接P1.2口，粉色电线接P1.1口，蓝色接P1.0口。
由于单片机接口信号不够大需要通过ULN2003放大再连接到相应的电机接口，如下： 顺序刚好相反 所以可以定义旋转相序 uchar code CCW[8]={0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03,0x01,0x09}; //逆时钟旋转相序表uchar code CW[8]={0x09,0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08}; //正时钟旋转相序表 C语言代码： #include
步进电动机的工作原理及特点随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，其在各个国民经济领域都有应用。研究步进电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。 1 步进电机概述 步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，国外一般称为Steppingmotor、Pulse motor或Stepper servo，其应用发展已有约80年的历史。步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机，其位移速度与脉冲频率成正比，位移量与脉冲数成正比。步进电机在结构上也是由定子和转子组成，可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场，该矢量场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁极磁场方向与定子的磁场方向一着该磁场旋转一个角度。因此，控制电机转子旋转实际上就是以一定的规律控制定子绕组的电流来产生旋转的磁场。每来一个脉冲电压，转子就旋转一个步距角，称为一步。根据电压脉冲的分配方式，步进电机各相绕组的电流轮流切换，在供给连续脉冲时，就能一步一步地连续转动，从而使电机旋转。步进电机每转一周的步数相同，在不丢步的情况下运行，其步距误差不会长期积累。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，同时步进电机只有周期性的误差而无累积误差，精度高，步进电动机可以在宽广的频率围通过改变脉冲频率来实现调速、快速起停、正反转控制等，这是步进电动机最突出的优点[1]。 正常情况下，步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比；连续输入一定频率的脉冲时，电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接收数字量的输入，所以特别适合于微机控制。 2国外的研究概况 步进电机是国外发明的。中国在文化大革命中已经生产和应用，例如、、、、都生产，而且都在各行业使用，驱动电路所有半导体器件都是完全国产化的，当时是全分立元器件构成的逻辑运算电路，还有电容耦合输入的计数器，触发器，环形分配器。国外在大功率的工业设备驱动上，目前基本不使用大扭矩步进电动机，因为从驱动电路的成本，效率，噪音，加速度，绝对速度，系统惯量与最大扭矩比来比较，比较不划算，还是用直流电动机，加电动机编码器整体技术和经济指标高。一些少数高级的应用，就用空心转杯电机，交流电机。国外在小功率的场合，还使用步进电机，例如一些工业器材，工业生产装备，打印机，复印件，速印机，银行自动柜员机。国外用许多现代的手段将步进电机排挤出驱动应用，除了前面提到的旋转编码器，打印机还使用光电编码带或感应编码带配合直流电动机，实现闭环直线位移控制。国过去是用大力矩步进电动机实现机床数控，有实力的公司现在也采用交流电动机驱动数控机床，在驱动设备的主要差距，是国外对交流电动机的控制理论与工程分析和应用能力强，先进的控制理论作为软件，写在控制器部。 总的来说，步进电机是一种简易的开环控制，对运用者的要求低，不适合在大功率的场合使用。 在卫星、雷达等应用场合，中国在文化大革命后期，就生产了力矩电机，就生产了环形
步进电机也叫步进器，它利用电磁学原理，将电能转换为机械能，人们早在20世纪20年代就开始使用这种电机。随着嵌入式系统(例如打印机、磁盘驱动器、玩具、雨刷、震动寻呼机、机械手臂和录像机等)的日益流行，步进电机的使用也开始暴增。不论在工业、军事、医疗、汽车还是娱乐业中，只要需要把某件物体从一个位置移动到另一个位置，步进电机就一定能派上用场。步进电机有许多种形状和尺寸，但不论形状和尺寸如何，它们都可以归为两类：可变磁阻步进电机和永磁步进电机。本文重点讨论更为简单也更常用的永磁步进电机。 步进电机的构造 如图1所示，步进电机是由一组缠绕在电机固定部件--定子齿槽上的线圈驱动的。通常情况下，一根绕成圈状的金属丝叫做螺线管，而在电机中，绕在齿上的金属丝则叫做绕组、线圈、或相。如果线圈中电流的流向如图1所示，并且我们从电机顶部向下看齿槽的顶部，那么电流在绕两个齿槽按逆时针流向流动。根据安培定律和右手准则，这样的电流会产生一个北极向上的磁场。
现在假设我们构造一个定子上缠绕有两个绕组的电机，内置一个能够绕中心任意转动的永久磁铁，这个可旋转部分叫做转子。图2给出了一种简单的电机，叫做双相双极电机，因为其定子上有两个绕组，而且其转子有两个磁极。如果我们按图2a所示方向给绕组1输送电流，而绕组2中没有电流流过，那么电机转子的南极就会自然地按图中所示，指向定子磁场的北极。 再假设我们切断绕组1中的电流，而按图2b所示方向给绕组2输送电流，那么定子的磁场就会指向左侧，而转子也会随之旋转，与定子磁场方向保持一致 接着，我们再将绕组2的电流切断，按照图2c的方向给绕组1输送电流，注意：这时绕组1中的电流流向与图2a所示方向相反。于是定子的磁场北极就会指向下，从而导致转子旋转，其南极也指向下方。 然后我们又切断绕组1中的电流，按照图2d所示方向给绕组2输送电流，于是定子磁场又会指向右侧，从而使得转子旋转，其南极也指向右侧。。 最后，我们再一次切断绕组2中的电流，并给绕组1输送如图2a所示的电流，
减速机 一、SEW减速机 德国SEW集团成立于1931年，坐落在德国巴登符腾堡州的Bruchsal，是专业生产各种系列电机、减速机和变频控制设备的跨国性国际集团。SEW集团拥有世界上最先进的生产设备，是世界同行业中水平最高、技术最先进的跨国公司，产品营销全世界。目前在全世界设立10个制造中心，58个组装厂及200多个销售服务办事处，遍布世界五大洲和几乎所有的工业化国家，可以方便快捷地为世界各地的客户提供高质量的产品及优质服务。 自从1995年进入中国以来，SEW公司得到了迅猛的发展，先后在天津、苏州、广州、沈阳等地区建立制造中心和装配基地业务涵盖多种行业和国家重点工程，为中国动力传动技术的发展做出了巨大的贡献。 SEW减速机特点 : SEW减速电机是在模块组合体系的基础上设计的，有极其多的电机组合、安装位置和结构方案。SEW 模块组合系统允许减速器与下列部件组合： -与恒场同步电动机组合成伺服减速电机； -与危险环境工作型交流鼠笼电动机组合； -与直流电动机组合； -与VARIBLOC®和VARIMOT®变速器组合成无级调速减速电机。 SEW同型号各大系列齿轮减速机 K系列螺旋伞齿轮减速机：K/KA/KAF/KF：K37/k47/k57/k67/k77/k87/k97/k107/k127/k157/k167/k187 F系列斜齿圆柱齿轮减速机：F/FA/FAF/FF：F37/F47/F57/F67/F77/F87/F97/F107/F127/F157 , R系列斜齿轮减速机：R/RF：R37/R47/R57/R67/R77/R87/R97/R107/R137/R147/R167 , S系列斜齿轮蜗轮减速机：S/SA/SAF/SF：S37/S47/S57/S67/S77/S87/S97 二、NORD减速机
目录 第1章绪论 (1) 1.1 设计背景 (1) 1.2 系统设计的任务 (3) 1.3 本章小结 (3) 第2章步进电机及PLC简介 (4) 2.1 步进电机简介 (4) 2.2 PLC的发展概述 (8) 2.3 PLC技术在步进电机控制中的应用 (8) 2.4 本章小结 (10) 第3章PLC控制步进电机工作方式的选择 (11) 3.1 常见的步进电机的工作方式 (11) 3.2 步进电机控制原理 (12) 3.3 PLC控制步进电机的方法 (12) 3.4 PLC控制步进电机的设计思路 (13) 3.5 本章小结 (15) 第4章S7—300控制步进电机硬件设计 (16) 4.1 S7—300的介绍 (16) 4.2 步进电机的选择 (20) 4.3 步进电机驱动电路设计 (21) 4.4 PLC驱动步进电机 (22) 4.5 本章小结 (23) 第5章控制系统的软件设计 (24) 5.1 STEP7概述 (24) 5.2 STEP7项目的创建 (26) 5.3 本设计相关指令介绍 (30)
5.4 程序的编写 (33) 5.5 程序设计的说明 (35) 5.6 STEP7的硬件组态 (35) 5.7 运用组态软件监视PLC系统 (40) 5.8 本章小结 (41) 结论 (42) 参考文献 (43) 致谢 (44) 附录 (45)
第1章绪论 1.1 设计背景 步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动机，传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。可是在人类社会进入自动化时代的今天，传统电动机的功能已不能满足工厂自动化和办公自动化等各种运动控制系统的要求。为适应这些要求，发展了一系列新的具备控制功能的电动机系统，其中较有自己特点，且应用十分广泛的一类便是步进电动机。 步进电动机的发展与计算机工业密切相关。自从步进电动机在计算机外围设备中取代小型直流电动机以后，使其设备的性能提高，很快地促进了步进电动机的发展。另一方面，微型计算机和数字控制技术的发展，又将作为数控系统执行部件的步进电动机推广应用到其他领域，如电加工机床、小功率机械加工机床、测量仪器、光学和医疗仪器以及包装机械等。任何一种产品成熟的过程，基本上都是规格品种逐步统一和简化的过程。现在，步进电动机的发展已归结为单段式结构的磁阻式、混合式和爪极结构的永磁式三类。爪极电机价格便宜，性能指标不高，混合式和磁阻式主要作为高分辨率电动机，由于混合式步进电动机具有控制功率小，运行平稳性较好而逐步处于主导地位。最典型的产品是二相8极50齿的电动机，步距角1.8°／0.9°（全步／半步）；还有五相10极50齿和一些转子100齿的二相和五相步进电动机，五相电动机主要用于运行性能较高的场合。到目前，工业发达国家的磁阻式步进电动机已极少见[1]。 步进电动机最大的生产国是日本，如日本伺服公司、东方公司、SANYO DENKI 和MINEBEA及NPM公司等，特别是日本东方公司，无论是电动机性能和外观质量，还是生产手段，都堪称是世界上最好的。现在日本步进电动机年产量（含国外独资公司）近2亿台，德国也是世界上步进电动机生产大国。德国B.L.公司1994年五相混合式步进电动机专利期满后，推出了新的三相混合式步进电动机系列，为定子6极转子50齿结构，配套电流型驱动器，每转步数为200、400、1000、2000、4000、10000和20000，它具有通常的二相和五相步进电动机的分辨率，还可以在此基础上再10细分，分辨率提高10倍，这是一种很好的方案，充分运用了电流型驱动技术的功能，让三相电动机同时具有二相和五相电动机的性能。与此同时，日本伺服公司也推出了他们的三相混合式步进电动机。该公司阪正文博士研制了三种不同的永磁式三相步进电动机，即HB型（混合式）、RM性（定子和混合式
蜗轮减速步进电机是一种小功率微型减速电机，主要由蜗轮齿轮箱、步进电机组装而成，这类蜗轮减速步进电机的输出功率在50W以下，电压在24V以下的小功率减速器，通常跟进不同运用领域、设备中，采用定制技术参数开发而成——非标减速机；广泛运用在智能家居、智能汽车、智能通讯、电子产品、机器人传动、工业自动化领域等； 蜗轮减速步进电机参数 电压范围：12 -24VDC 旋转方向：cc&ccw 频率：2400PPS 行程：15-25DM 时间：0.2-1.5S 空载转速：按需定制 空载电流：按需定制 噪音：稳定后低于42db 产品分类：智能家居传动蜗轮减速电机 额定电压：6V 空载转速：45±20% 空载电流：300mA MAX 额定负载力矩：1000g.cm 额定负载电流：600mA MAX 堵转力矩：3g.cm REF 反驱力矩：10KG.cm MAX 噪音：稳定后不超出65db(侧面10cm，无防风罩测试
6mm蜗轮减速步进电机 外径：6mm 材质：塑料 旋转方向：cc&ccw 齿轮箱回程差：≤3° 轴承：烧结轴承;滚动轴承 轴向窜动：≤0.3mm(烧结轴承)；≤0.2mm(滚动轴承)输出轴径向负载：≤0.3N(烧结轴承)；≤4N(滚动轴承)
蜗轮减速步进电机是一种广泛运用在于汽车配件、智能厨卫、智能家居、医疗器械、通讯器材、工业设备、仪器仪表、航模、机器人、个人护理、安防摄像、数码电子等领域。 关于兆威 深圳市兆威机电股份有限公司成立于2001年，是一家研发、生产精密传动系统及汽车精密注塑零组件的制造型企业，为客户提供传动方案设计,零件的生产与组装的定制化服务。
. 步进电机步进电步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机 电元件。正常运动情动机的输入量是脉冲序列，输出量则为相应的增量位移或步进运动。其旋转转速与输入脉冲况下，它每转一周具有固定的步数；做连续步进运动时，步进电动机的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于能直接接受数字量的控制，所以特别适宜采用微机进行控制。（一）步进电机的种类目前常用的有三种步进电动机：。反应式步进电动机结构简单，生产成本低，）反应式步进电动机（（1VR）步距角小；但动态性能差。。永磁式步进电动机出力大，动态性能好；（2）永磁式步进电动机（PM）。混合式步进电动机综合了反应3）混合式步进电动机（）HB但步距角大。（式、永磁式步进电动机两是目前性能最高的步进电动机。动态性能好，它的步距角小，出力大，者的优点，它有时也称作永磁感应子式步进电动机。（二）步进电动机的工作原理 X1图三相反应式步进电动机结构示意图转子3——定子绕组1——定子2——图x1是最常见的三相反应式步进电动机的剖面示意图。电机的定子上有六三相、CA60o 个均布的磁极，其夹角是。各磁极上套有线圈，按图1连成、B而定子， =360o/40=9oθ转子上均布绕组。40所以每个齿的齿距为个小齿。E . . 个小齿，且定子和转子的齿距和齿宽均相同。由于定每个磁极的极弧上也有5，其比值是一分数，这就产生了所谓的齿30和40子和转子的小齿数目分别是相磁B相和C相磁极小齿和转子的小齿对齐，如图，那么错位的情况。若以A极下的磁阻B、C。因此，极的齿就会分别和转子齿相错三分之一的齿距，即3o 相绕组产生定子磁场，其磁力线穿越相通电，B磁极下的磁阻大。若给比AB（磁阻转矩）相磁极，并力图按磁阻最小的路径闭合，这就使转子受到反应转矩B、3o；此时A的作用而转动，直到B磁极上的齿与转子齿对齐，恰好转子转过相绕组通电，C磁极下的齿又分别与转子齿错开三分之一齿距。接着停止对B。C 相绕组通电，同理受反应转矩的作用，转子按顺时针方向再转过3o而改为转子会按顺时针方向，A顺序循环通电时，→B→C→当三相绕组按依次类推，AB→A若改变通电顺序，按→C3o以每个通电脉冲转动的规律步进式转动起来。的规律转动。3o顺序循环通电，→A则转子就按逆时针方向以每个通电脉冲转动
不需要专门的延迟。但是软件中应该做到使速度是连续的渐变，而不是突变。 类似物理里面我们分析的“上抛物体”的运动一样：先按匀减速运动，速度减到零后就变成反方向的匀加速运动了。 不要有从某个速度“突变”为静止，或由静止“突变”为某个速度的操作。这种“突变”自然会产生冲击振动。 至于这个“匀加速度”、“匀减速度”的加速度大小，则可以根据步进电机的性能和负载的惯性大小来确定。 通常，步进电机都会给出一个“最大力矩”的参数。根据这个最大力矩，和负载的惯性（包括步进电机的转子和传动机构的惯性在内）大小，可以计算出加速度不应该超过多少。实际设计时，还应该比最大允许值再留出相当的余地。 当然，我上面说的“速度”、“加速度”都是一个连续的理论值，实际的步进电机是一步一步离散的操作的，和理论规律总会有差别。但是只要这种“量化误差”不超过一定限度，就可以有满意的效果了。 最理想的是，这个误差的累计值不超过0.5步。也就是说，假如按照上述“匀加速”、“匀减速”的理论计算，在时刻t的时候应该走到x步（有小数）的位置，而真实的执行效果是：走到的位置总是等于x的四舍五入取整的值。这是最理想的。 如果算法设计不好，这个累积误差可能会大些。但最坏的情况下，这个误差的累计值不要超过半个相位周期。例如，您的脉冲分配如果是“四相八拍制”，那么，累积误差就必须小于4步。 超出的话，就会发生步进电机的“失步”。 上面说的道理，对于采用不采用“细分”，道理是一样的。只是采用细分后的每一个“步”（“细步”）比原来小了，容易做到比较均匀。 例如上面说的“四相八拍制累积误差就必须小于4步”，如果采用了“16细分”，那么只要小于64“细步”就可以，显然软件里处理起来更容易一些。 但是，只要软件考虑设计仔细一些，不采用细分也是可以做到的。 【看了“广州一丁”兄的回答后，再补充说明一点】 上面“广州一丁”兄说的“减速时间长点，加速时间同时也长点”，就相当于我这里说的“匀加速运动”和“匀减速运动”段中，加速度的绝对值再小一些。 原则上说，这个加速度的绝对值，只要不超过上面说的根据电机性能和负载惯性算出来的允许值就可以。当然，更小一点冲击更小。 我只是担心，您是否没有按“匀加速”、“匀减速”设计，而是直接由静止突变为某个速度，或由某个速度突变为静止。如果是那样，问题就比较大了。 一般来说，一个方向的运动，应该分为至少两个阶段，或者还需要三个阶段。开始是由静止开始的匀加速度段，后段是匀减速段（直到速度减为零）。如此，中间的速度最高。假如最高的速度超出了电机或者我们的设备允许的值，那么还应该限制。于是，中间又多出一个段：匀速段。这就成了三个段。 这种控制原理上应该是清楚的。但是实现时的算法，则根据需求不同，有可能需要特别安排。
步进电机结构简介 按照励磁方式分类，步进电机可分为反应式、永磁式和感应子式。其中反应式步进电机用的比较普遍，结构也较简单。本课题采用的也是此类电机。 反应式步进电机又称为磁阻式步进电机，其典型结构如图1所示。这是一台三相电机，定子铁心由硅钢片叠成，定子上有6个磁极，每个磁极上又各有5 个均匀分布的矩形小齿。三相电机共有三套定子控制绕组，绕在径向相对的两个磁极上的一套绕组为一相。转子也是由叠片铁心构成，转子上没有绕组，而是由40个矩形小齿均匀分布在圆周上，相邻两 齿之间的夹角为9度。 下面简述其工作原理。当某相绕组通 电时，对应的磁极就会产生磁场，并与转 子形成磁路。若此时定子的小齿与转子的 小齿没有对齐，则在磁场的作用下，转子 转动一定的角度使转子齿与定子齿对应。 由此可见，错齿是促使步进电机旋转的根 本原因。例如，在单三拍运行方式中，当 A相控制绕组通电，而B、C相都不通电时， 由于磁通具有力图走磁阻最小路径的特 点，所以转子齿与A相定子齿对齐。若以此作为初始状态，设与A相磁极中心磁极的图1 步进电机剖面结构转子齿为0号齿，由于B相磁极与A相磁极相差120度,且120度/9度＝13.333不为整数，所以，此时13号转子齿不能与B相定子齿对齐，只是靠近B相磁极的中心线，与中心线相差3度。如果此时突然变为B相通电，而A、C相都不通电，则B相磁极迫使13号小齿与之对齐，整个转子就转动3度。此时称电机走了一步。 同理，我们按照A→B→C→A顺序通电一周，则转子转动9度。转速取决于各控制绕组通电和断电的频率（即输入脉冲频率），旋转方向取决于控制绕组轮流通电的顺序。如上述绕组通电顺序改为A→C→B→A······则电机转向相反。 这种按A→B→C→A······方式运行的称为三相单三拍，“三相”是指步进电机具有三相定子绕组，“单”是指每次只有一相绕组通电，“三拍”是指三次换接为一个循环。 此外，三相步进电机还可以以三相双三拍和三相六拍方式运行。三相双三拍就是按AB→BC→CA→AB······方式供电。与单三拍运行时一样，每一循环也是换接3次，共有3种通电状态，不同的是每次换接都同时有两相绕组通电。三相六拍的供电方式是A→AB→B→BC→C→CA→A······每一循环换接六次，共
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。随着科技的发展进步，步进电机被广泛的应运于生活中各大领域。步进电机由于有别于其他普通电机的一些特性，所以导致减速步进电机的选用和其他减速电机的选用有共性的一面，也有步进电机特殊性的一面。有下面需求的情况下，可以考虑选用减速步进电机。 1. 需要低速大力距。 步进电机本身调速很方便，不用减速箱也可以低速运行，使用减速电机主要是为了增大工作力矩。由于步进电机一般擅长在900rpm 速度以下运行，减速步进电机的输出转速一般就比较低了。 2. 较少法兰盘尺寸，减轻电机重量 使用减速电机可以在不增加法兰盘尺寸的情况下增大工作力矩。虽然电机机身因此变长，一般还是比同样力矩的更大法兰盘尺寸电机的重量要轻。
3. 缩短电机的启停时间，提高电机对负载大小波动的适应能力，对于带动转动惯量比较大的负载以及负载大小常常变化的情况有帮助。 通过减速箱可以大幅提高电机的转动惯量，增加电机的启动刚性，缩短电机加减速时间，对负载变化的承受能力更强。 4. 避开低速共振区。 步进电机在低速容易发生共振，有时候即使通过细分驱动、物理减振等方式处理也达不到满意的效果，这时候可以考虑通过减速箱来提高步进电机本身的转速，从而避开共振速度区。 5. 通过减速箱提高步距精度。 虽然驱动器细分可以提高步距角精度，但实际上细分之后的步距角并不均匀，和驱动器的性能也有关系。如果需要提高步距角精度，选用步矩角更小的步进电机同时，也可以考虑通过减速箱来实现。 深圳市维科特机电有限公司成立于2005年，是步进电机产品的销售、系统集成和应用方案提供商。我们和全球产品性价比高的生产厂家合作，结合本公司专家团队多年的客户服务经验，给客户提供有
步进常识 1.什么是步进电机? 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 2.步进电机分哪几种? 步进电机分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB）永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。 这种步进电机的应用最为广泛。 3.什么是保持转矩（HOLDING TORQUE）? 保持转矩（HOLDING TORQUE）是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进
电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2N.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m 的步进电机。 4.什么是DETENT TORQUE?(起动转扭) DETENT TORQUE 是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式，容易使大家产生误解；由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有DETENT TORQUE。 5.步进电机精度为多少？是否累积? 一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。 6.步进电机的外表温度允许达到多少? 步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。 7.为什么步进电机的力矩会随转速的升高而下降?
减速机的发展及种类 20世纪70－80年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。通用减速器的发展趋势如下： ①高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。 ②积木式组合设计。基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。 ③型式多样化，变型设计多。摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围。 促使减速器水平提高的主要因素有： ①理论知识的日趋完善，更接近实际（如齿轮强度计算方法、修形技术、变形计算、优化设计方法、齿根圆滑过渡、新结构等）。 ②采用好的材料，普遍采用各种优质合金钢锻件，材料和热处理质量控制水平提高。 ③结构设计更合理。 ④加工精度提高到ISO5－6级。 ⑤轴承质量和寿命提高。 ⑥润滑油质量提高。 自20世纪60年代以来，我国先后制订了JB1130－70《圆柱齿轮减速器》等一批通用减速器的标淮，除主机厂自制配套使用外，还形成了一批减速器专业生产厂。目前，全国生产减速器的企业有数百家，年产通用减速器25万台左右，对发展我国的机械产品作出了贡献。 20世纪60年代的减速器大多是参照苏联20世纪40－50年代的技术制造的，后来虽有所发展，但限于当时的设计、工艺水平及装备条件，其总体水平与国际水平有较大差距。 改革开放以来，我国引进一批先进加工装备，通过引进、消化、吸收国外先进技术和科研攻关，逐步掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术。材料和热处理质量及齿轮加工精度均有较大提高，通用圆柱齿轮的制造精度可从JB179－60的8－9级提高到GB10095－88的6级，高速齿轮的制造精度可稳定在4－5级。部分减速器采用硬齿面后，体积和质量明显减小，承载能力、使用寿命、传动效率有了较大的提高，对节能和提高主机的总体水平起到很大的作用。 我国自行设计制造的高速齿轮减（增）速器的功率已达42000kW ，齿轮圆周速度达150m/s以上。但是，我国大多数减速器的技术水平还不高，老产品不可能立即被取代，新老产品并存过渡会经历一段较长的时间。 减速机的种类 减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途。减速器的种类繁多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器；按照传动级数不同可分为单级和多级减速器；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥－圆柱齿轮减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。以下是常用的减速机分类： ⑴摆线针轮减速机 ⑵硬齿面圆柱齿轮减速器 ⑶行星齿轮减速机 ⑷软齿面减速机
步进电机 步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。步进电 动机的输入量是脉冲序列，输出量则为相应的增量位移或步进运动。正常运动情况下，它每转一周具有固定的步数；做连续步进运动时，其旋转转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接受数字量的控制，所以特别适宜采用微机进行控制。 （一）步进电机的种类 目前常用的有三种步进电动机： （1）反应式步进电动机（VR。反应式步进电动机结构简单，生产成本低，步距角小；但动态性能差。 （2）永磁式步进电动机（PM）。永磁式步进电动机出力大，动态性能好； 但步距角大。（3）混合式步进电动机（HB）。混合式步进电动机综合了反应 式、永磁式步进电动机两 者的优点，它的步距角小，出力大，动态性能好，是目前性能最高的步进电动机。 它有时也称作永磁感应子式步进电动机。 （二）步进电动机的工作原理 图X1三相反应式步进电动机结构示意图 1 ――定子 2 ――转子 3 ――定子绕组 图x1是最常见的三相反应式步进电动机的剖面示意图。电机的定子上有六个均布的磁极，其夹角是60o。各磁极上套有线圈，按图1连成A、B、C三相绕组。转子上均布40个小齿。所以每个齿的齿距为B E=360O /40=9O，而定子
每个磁极的极弧上也有5个小齿，且定子和转子的齿距和齿宽均相同。由于定子和转子的小齿数目分别是30和40 ,其比值是一分数，这就产生了所谓的齿错位的情况。若以A相磁极小齿和转子的小齿对齐，如图，那么B相和C相磁极的齿就会分别和转子齿相错三分之一的齿距，即3o。因此，B、C极下的磁阻 比A磁极下的磁阻大。若给B相通电，B相绕组产生定子磁场，其磁力线穿越B相磁极，并力图按磁阻最小的路径闭合，这就使转子受到反应转矩(磁阻转矩) 的作用而转动，直到B磁极上的齿与转子齿对齐，恰好转子转过3o ;此时A、C磁极下的齿又分别与转子齿错开三分之一齿距。接着停止对B相绕组通电， 而改为C相绕组通电，同理受反应转矩的作用，转子按顺时针方向再转过3o。依次类推，当三相绕组按A - B-C-A顺序循环通电时，转子会按顺时针方向，以每个通电脉冲转动3o的规律步进式转动起来。若改变通电顺序，按A-C-B -A顺序循环通电，则转子就按逆时针方向以每个通电脉冲转动3o的规律转动。因为每一瞬间只有一相绕组通电，并且按三种通电状态循环通电，故称为单三拍运行方式。单三拍运行时的步矩角9b为30o。三相步进电动机还有两种通电方式，它们分别是双三拍运行，即按AB-BC-CA-AB顺序循环通电的方式，以及单、双六拍运行，即按A—AB — B —BC—C—CA —A顺序循环通电的方式。六拍运行时的步矩角将减小一半。反应式步进电动机的步距角可按下式计算：| 9b=360o /NE r (x-1 )式中E r ------------ 转子齿数，N ------ 运行拍数，N=km ，m为步进电动机的绕 组相数，k=1或2。 (三)步进电动机的特性 (1)步进电动机必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲信号的时候，步进电动机静止，如果加入适当的脉冲信号，就会以一定的角度(称为步角)转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。 (2)步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。 (3 )改变脉冲的顺序，可以方便的改变转动的方向。 (四)步进电动机的驱动方法 步进电动机不能直接接到工频交流或直流电源上工作，而必须使用专用的步进电动机驱动器，如图x2所示，它由脉冲发生控制单元、功率驱动单元、保护