Qu'est-ce qu'un moteur à engrenages (2023) ?

Doncen Motor se concentre sur le développement et la conception de micromoteurs à engrenages à courant continu depuis 20 ans. Pionnier de la recherche et du développement de petits moteurs à engrenages (puissance ≤ 250 W) en Chine, nous partageons notre définition d'un moteur à engrenages. moteur à engrenages ou motoréducteurs dans cet article.

1. Qu'est-ce qu'un motoréducteur

Un moteur à engrenages (moteur à engrenages à courant continu) Il s'agit d'un moteur électrique (moteur à balais à courant continu, moteur à courant continu sans balais, moteur à courant alternatif) associé à un réducteur à engrenages (boîte de vitesses). L'arbre de sortie du moteur est relié à l'engrenage et le roulement assure le support, comme illustré ci-dessous. Les moteurs à engrenages peuvent fournir un couple plus élevé et une vitesse plus faible que les moteurs électriques.

2. Principe de fonctionnement du moteur à engrenages à courant continu

Le principe de fonctionnement du motoréducteur peut être décomposé en deux parties.

1. pièce de moteur à courant continu – convertit l’énergie électrique en énergie mécanique pour entraîner le moteur en rotation.
2. Pièce de boîte de vitesses – réduit la vitesse et augmente le couple grâce à l'engrenage.

Partie 1 : Comment un moteur à courant continu convertit l'énergie électrique en énergie mécanique

Les composants principaux d'un moteur à courant continu sont les stator et le rotor, et son principe de fonctionnement est le suivant :

Lorsqu'elle est sous tension, la bobine génère un champ magnétique

• Le courant circule dans les enroulements du rotor (ou armature), créant un champ magnétique.
• Ce champ magnétique interagit avec le champ magnétique fixe du stator, produisant des forces attractives et répulsives.

La force électromagnétique entraîne la rotation du rotor

• En raison de l’action de la commutateur, la direction du courant change continuellement, assurant une rotation continue du rotor.
• Lorsque le rotor tourne, l’énergie mécanique est transmise à travers l’arbre du moteur.

Partie 2 : Comment le système d'engrenages réduit la vitesse et augmente le couple

Les moteurs à courant continu ont généralement vitesse élevée et faible couple caractéristiques. Pour répondre aux différentes exigences d'application, un mécanisme de réduction de vitesse est utilisé.

Principe de la démultiplication

• La boîte de vitesses est composée de plusieurs engrenages, généralement engrenages planétaires, engrenages hélicoïdaux ou engrenages à vis sans fin.
• En utilisant un un engrenage plus grand pour entraîner un engrenage plus petit, le système atteint réduction de la vitesse et amélioration du couple.

Mécanisme d'amélioration du couple

• Depuis couple = force × rayon, l'utilisation d'engrenages plus gros peut augmenter le couple de sortie.
• Par exemple, si le rapport de démultiplication est 1:10, la vitesse du moteur est réduite de 10 fois, tandis que le couple est augmenté de 10 fois (compte tenu des pertes d’efficacité).

3. Analyse du marché des motoréducteurs

Les motoréducteurs comptent parmi les micromoteurs les plus répandus dans de nombreux secteurs. Au XXIe siècle, l'essor rapide de l'industrialisation mondiale et l'adoption généralisée des technologies de la maison intelligente ont considérablement stimulé la croissance du marché des motoréducteurs. Selon Le rapport de Technavio (Marché des moteurs à courant continu par type et par zone géographique – Prévisions et analyses 2021-2025), le Le marché des moteurs à courant continu connaît une expansion constante et rapide.

Cependant, dans de nombreuses applications industrielles, les ingénieurs ont besoin solutions de micro-transmission à faible vitesse et à couple élevé— une demande que les moteurs électriques conventionnels ne peuvent à eux seuls satisfaire. Pour y répondre, des réducteurs sont intégrés aux moteurs électriques afin d'en modifier les performances. boîte de vitesse réduit la vitesse du moteur tout en augmentant son couple, ce qui le rend idéal pour les applications de précision et à forte charge. La combinaison d'un moteur et boîte de vitesses est communément appelé un « motoréducteur.

4. Types et avantages des différents motoréducteurs

La classification des moteurs à engrenages peut être divisée en :

4.1 Moteur à engrenage droit

Méthode de réduction : adopte une structure de réduction d'engrenage à tour (ensemble d'engrenages à arbres parallèles à plusieurs étages).

Il est composé de plusieurs engrenages droits empilés verticalement, et le nombre de dents de chaque engrenage augmente pas à pas, et la réduction est obtenue par un engrènement pas à pas.

La puissance est transmise au pignon du premier étage via l'arbre d'entrée, puis au plus grand engrenage étape par étape, et enfin transmise à l'extrémité de charge.

Avantages	Inconvénients
Simple et économique	Bruyant
Maintenir une efficacité élevée à faible rapport de vitesse	Faible utilisation de l'espace
Position de l'arbre de sortie flexible	faible rendement à des rapports de démultiplication élevés

4.2 Moteur à engrenages planétaires

Méthode de réduction : une structure de réduction planétaire (ensemble d'engrenages planétaires) est adoptée.

Il se compose d'un centre planétaire (Sun Gear), multiple engrenages planétaires (Planet Gears), un couronne dentée extérieure (Ring Gear) et un porte-satellites.

La puissance est fournie par le planétaire, les engrenages planétaires tournent autour du planétaire et tournent, et la puissance décélérée est délivrée par le porte-satellites.

Avantages	Inconvénients
Densité de couple élevée, supporte les charges d'impact.	Complexe
Compact, idéal pour les espaces restreints.	Expansif
Haute efficacité (90%~95%), bidirectionnel.

4.1.3 Moteur à vis sans fin

Méthode de réduction : Une structure de réduction à vis sans fin est adoptée.

Il se compose d'un ver (partie active en forme de vis) et un roue à vis sans fin (pièce entraînée en forme d'engrenage hélicoïdal), et les deux axes sont décalés de 90 degrés.

Les dents hélicoïdales de la vis sans fin s'engrènent avec la roue à vis sans fin et un rapport de réduction important peut être obtenu grâce à une transmission à un seul étage.

Avantages	Inconvénients
Autobloquant	Faible efficacité
le rapport de réduction à un étage peut atteindre 5:1~100:1	Transmission unidirectionnelle
Faible bruit	Facile à casser

Article noté :Qu'est-ce qu'un moteur à vis sans fin

5. Application du moteur à engrenages à courant continu

Les motoréducteurs sont souvent utilisés dans des espaces clos, petite taille, couple élevé, basse vitesse Applications. La conception du motoréducteur est plus compacte, plus silencieuse et plus économe en énergie. Doncen Motor a constaté que ses clients l'utilisent généralement dans les applications suivantes.