什么是齿轮马达（2023）？

东辰电机专注于微型直流减速电机的研发设计20年，作为国内小型减速电机（功率≤250W）研发的先行者，我们分享了如何定义一个 齿轮马达 或者 齿轮马达 在本文中。

1.什么是齿轮马达

齿轮马达（直流齿轮电动机) 是一种电动机（直流有刷电动机、无刷直流电动机、交流电动机）与齿轮传动减速系统（变速箱）相结合。电动机的输出轴连接到齿轮，轴承提供支撑，如下图所示。齿轮电动机可以提供比电动机更高的扭矩和更低的速度。

2.直流齿轮电动机的工作原理

齿轮马达的工作原理可分为两部分。

1. 直流电机部分 – 将电能转化为机械能，驱动电动机旋转。
2. 变速箱零件 – 通过齿轮降低速度并增加扭矩。

第 1 部分：直流电机如何将电能转换为机械能

直流电机的核心部件是 定子 和 转子，其工作原理如下：

通电后，线圈产生磁场

• 电流流过转子绕组（或电枢），产生磁场。
• 该磁场与定子的固定磁场相互作用，产生吸引力和排斥力。

电磁力驱动转子旋转

• 由于 换向器，电流的方向不断变化，保证转子连续旋转。
• 当转子旋转时，机械能通过电机轴传输。

第 2 部分：齿轮系统如何降低速度并增加扭矩

直流电机一般有 高速低扭 特性。为了满足不同的应用需求， 齿轮减速机构 被使用。

齿轮减速原理

• 变速箱由多个齿轮组成，通常 行星齿轮、斜齿轮或蜗轮.
• 通过使用 较大的齿轮驱动较小的齿轮，系统实现 减速增矩.

扭力增强机制

• 自从 扭矩=力×半径，使用更大的齿轮可以 增加输出扭矩.
• 例如，如果齿轮比为 1:10，电机转速降低 10次，而扭矩则增加了 10次 （考虑效率损失）。

3. 齿轮马达市场分析

齿轮马达是各行各业应用最广泛的微型马达之一。21世纪，全球工业化的快速发展和智能家居技术的广泛应用极大地推动了齿轮马达市场的增长。根据 Technavio 的报告 (直流电机市场（按类型和地区划分）——2021-2025 年预测与分析)， 这 直流电机市场正在稳步快速扩张.

然而，在许多工业应用中，工程师需要 低速、高扭矩微传动解决方案— 这是传统电动机无法满足的需求。为了解决这个问题，变速箱与电动机集成在一起，以改变其性能特性。 变速箱 降低电机转速，同时增加其扭矩，使其适合精密驱动和高负载应用。 电机和变速箱 通常被称为 “齿轮马达。

4.不同减速电机的类型及优点

齿轮马达的分类可分为：

4.1 正齿轮电动机

还原方法： 采用塔齿轮减速结构（多级平行轴齿轮组）。

它是由多个直齿轮垂直叠放组成，每个齿轮的齿数逐级增加，通过逐级啮合实现减速。

动力通过输入轴传递给第一级小齿轮，再逐级传递给较大的齿轮，最后输出至负载端。

优点	缺点
简单、经济高效	嘈杂
低速比下保持高效率	空间利用率低
灵活的输出轴位置	高传动比时效率低

4.2 行星齿轮马达

还原方法： 采用行星减速结构（行星齿轮组）。

它由一个中央 太阳齿轮 （太阳齿轮），多个 行星齿轮 （行星齿轮）， 外齿圈 （齿圈）和 行星架.

动力从太阳轮输入，行星齿轮绕太阳轮公转并自转，通过行星架输出减速后的动力。

优点	缺点
高扭矩密度，可处理冲击载荷。	复杂的
紧凑，适合狭小空间。	扩张
高效率（90%~95%）、双向。

4.1.3 蜗轮蜗杆马达

还原方法： 采用蜗轮减速结构。

它由一个 蠕虫 （螺旋形活动部分）和 蜗轮 （斜齿轮状的从动件），两轴线错开90度。

蜗杆的斜齿与蜗轮啮合，通过单级传动即可获得较大的减速比。

优点	缺点
自锁	效率低下
单级减速比可达5:1~100:1	单向传输
低噪音	容易破碎

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5.直流齿轮电机的应用

齿轮电机通常用于封闭空间， 小型, 高扭矩, 低速 应用。减速电机的设计更紧凑，噪音更低，更节能。东辰电机发现我们的客户倾向于在以下应用中使用它。