在本文中,DONCEN MOTOR 将分享两种不同减速电机(行星减速电机和直流减速电机)的结构比较和效率差异。我们将使用最流行的 SG-555 系列和 PG-36 系列作为本次测试的对象。为了确保比较的一致性。对于 SG-555 系列,我们选择减速比为 1:100K 的正齿轮减速机(塔式减速机)。对于 PG-36 系列,我们选择减速比为 1:99.5K 的行星减速机。让我们开始吧。
什么是齿轮马达?
减速电机主要由齿轮结构和电机组成,通过齿轮结构使电机输出端转速降低,扭矩增大,广泛应用于机器人、自动化、智能家居等低速大扭矩领域。

直流齿轮电动机:结构与工作原理
正齿轮电机采用传统的 塔齿轮结构,其内部齿轮分为双齿结构。电机的输入端通过头轮与第一级齿轮啮合,实现逐级减速,最终将动力输出到变速箱的输出轴上。这是一种简单且经过验证的设计,尺寸范围广泛,价格实惠,常用于需要较高扭矩但较低转速的场合。
但是直齿轮减速电机存在效率问题,这主要归因于直齿轮减速结构对空间的利用效率不高,减速结构简单,利用率较低。
行星齿轮减速电机:结构和工作原理
行星齿轮马达采用行星齿轮结构,主要包括太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈。太阳轮由马达输入轴驱动,而行星轮则绕太阳轮旋转并与内齿圈啮合,实现逐级减速。此结构效率极高且精确,适用于空间受限的场合。
对于工程师来说,行星齿轮马达因其紧凑的设计和高效率而具有吸引力。使用的滚珠轴承可减少摩擦并提高整体效率。行星齿轮马达通常用于需要高精度和高效率的应用中。
变速箱效率比较(齿轮马达与行星齿轮马达)
真正的知识来自实践。为了更准确地理解 效率差异 塔齿轮结构与行星齿轮结构之间,东森电机将采用同一台电机搭配不同类型的减速箱进行效率测试。
变速箱:为了保证测试结果的准确性,我们使用直径为37mm的SG系列直齿圆柱齿轮箱和直径为36mm的PG-36系列行星齿轮箱。SG系列齿轮比为1:100K。PG-36齿轮箱的齿轮比为1:99.5
发动机 :电机我们选择的是同款12V 6000rpm DC555有刷直流电机,这也是目前市面上最常用的有刷直流电机。
SG-555 检测报告

PG-36555 测试报告

变速箱效率比较(直流齿轮电机与行星齿轮电机)
测功机在固定电压的条件下,在电机的输出轴端记录不同扭矩下的电机电流、转速和输出功率。这里我们主要比较两个关键点。一个是电机的最大输出功率点,一个是电机的最大效率点。
最大输出功率点比较
乌 | 我 (一个) | 第 1 页 (西) | 电视 (牛米) | n (转速) | P2 (西) | 得房率 | |
SG-555 | 12伏 | 4.813 | 58.36 | 5.07 | 31.3 | 16.64 | 28.5 |
PG-36555 | 12伏 | 5.184 | 62.90 | 6.50 | 31.9 | 21.74 | 34.56 |
我们可以看到,在最大输出功率点,采用行星齿轮减速结构的PG-36555系列比相同减速比的SG-555系列在扭矩和功率上都要大,两者的差距大概在20%的范围内。
最大EFF点比较
乌 | 我 (一个) | 第 1 页 (西) | 电视 (牛米) | n (转速) | P2 (西) | 得房率 | |
SG-555 | 12伏 | 1.757 | 21.31 | 1.61 | 52.7 | 8.904 | 41.78 |
PG-36555 | 12伏 | 1.866 | 22.65 | 2.05 | 53.5 | 11.5 | 50.76 |
在效率最高点时,行星齿轮电机的输出功率为11.5W,而齿轮减速电机的输出功率仅为8.9W。同时,在同样的转速下,PG-36555可以输出2.05Nm的扭矩,而SG-555电机只能输出1.6Nm的扭矩
结论
从我们的测试报告可以看出,在相同齿轮比的情况下,行星齿轮结构的效率会大于直齿轮结构。如果您需要性价比高的减速电机,可以考虑在应用中使用直齿轮减速电机。如果您的项目应用在高精度、高效率的领域,可以考虑使用行星齿轮结构。
如果您对为您的应用选择哪种齿轮电机有任何疑问,请联系 DONCEN MOTOR。我们拥有一支专业的电气工程师团队,可为您的解决方案增值。