i = 20
i = nᵢₙ / nₒᵤₜ
CALCULATOR 06 / 84
减速机速比与输出扭矩
计算输入轴到输出轴的速比、转速和可用扭矩，也可以从负载反算电机需求，并对已选减速机进行三项基础校核。
GEAR REDUCER · V1.0.0
本地即时计算 · 参数不上传计算工作台
效率按固定总效率近似；反向驱动、完整惯量曲线、热容量及输出轴径向/轴向载荷需另行复核。
计算结果
- 输入转速
- 1,500 rpm
- 目标输出转速
- 75 rpm
- 转速降低
- 95%
通过基础校核不代表完成选型，还需核对热容量、寿命、安装方向、润滑以及输出轴载荷。
计算公式
减速比：i = n₁ / n₂
输出转速：n₂ = n₁ / i
可用输出扭矩：T₂ = T₁ × i × η
反算电机：T₁ = T_load × S / (i × η)
计算输出与额定能力的区别
- 连续扭矩与峰值扭矩必须分别校核。
- 选型系数只放大额定规格要求，不改变传动效率。
- 实际效率会随负载率、转速、级数和润滑变化。
- 最终还需校核热容量、寿命和输出轴载荷。
速比、扭矩与基础校核均在浏览器完成，输入参数不会上传服务器。
理论知识
减速机输入输出参数与额定能力校核
速比和效率只能给出轴端参数换算；减速机最终选型还需要把连续扭矩、峰值扭矩、工作制度、热容量、齿轮与轴承寿命、轴载荷及定位性能分别与厂家数据比较。
01 · 结构与速比
减速机构类型与速比定义
减速比i = n₁/n₂
输出转速n₂ = n₁/i
| 结构 | 主要特征 | 主要选型关注 |
|---|---|---|
| 圆柱/斜齿轮 | 平行轴或同轴、多级 | 效率、级数、齿隙和轴载荷 |
| 行星 | 同轴、扭矩密度高 | 回差、扭转刚度、均载 |
| 锥齿轮 | 改变轴线方向 | 安装方向与轴向力 |
| 蜗轮蜗杆 | 大速比、滑动摩擦明显 | 效率、温升与自锁条件 |
| 摆线/谐波 | 高减速比、紧凑 | 刚度、回差或柔轮寿命 |
02 · 功率与扭矩
输入输出轴的速度、扭矩与功率平衡
理论输出扭矩T₂,theory = T₁i
可用输出扭矩T₂ = T₁iη
输出功率P₂ = T₂ω₂ = ηP₁
功率损失P_loss = P₁(1-η)
效率造成的损失最终主要转化为热。计算得到的 T₂ 是能量关系下的轴端扭矩，不等于具体减速机允许连续输出的额定扭矩。
03 · 效率与损失
传动效率的工况依赖性
| 影响因素 | 机理 | 工程处理 |
|---|---|---|
| 传动结构与级数 | 啮合副、轴承数量变化 | 使用具体系列样本 |
| 负载率 | 低载时空载损失占比提高 | 避免只套额定点效率 |
| 输入转速 | 搅油、密封和轴承损失变化 | 核对效率/热数据 |
| 润滑与油温 | 黏度改变损失与磨损 | 按安装位置和环境选油 |
| 启动与磨合 | 静摩擦和低温黏度较高 | 启动扭矩单独留裕量 |
效率描述能量损失；工作系数描述冲击、工作制度和寿命要求。两者作用不同，不能相互替代。
04 · 载荷谱与系数
工作制度、冲击载荷与选型系数
| 工况信息 | 对选型的影响 | 需要确认 |
|---|---|---|
| 每日运行时间 | 热平衡和累计寿命 | 连续/间歇与停机时间 |
| 每小时启动次数 | 齿轮和轴承交变载荷 | 启动频率与加速时间 |
| 负载性质 | 均匀、轻冲击、重冲击 | 惯量、卡滞和工艺冲击 |
| 环境与安装 | 润滑和散热能力 | 温度、海拔与安装方向 |
不同厂家的工作系数定义和基准寿命不统一，必须使用目标产品系列的选型表。
05 · 额定能力
连续扭矩、峰值扭矩与输入转速限制
设计连续扭矩T₂,cont,d = T₂,contS
连续扭矩利用率u_cont = T₂,cont,d/T₂,rated
峰值扭矩利用率u_peak = T₂,peak/T₂,max
输入转速利用率u_n = n₁/n₁,max
| 校核项 | 厂家数据 | 原因 |
|---|---|---|
| 连续扭矩 | 额定输出扭矩 | 关联热、齿面和轴承寿命 |
| 峰值扭矩 | 最大扭矩及允许时间 | 机械极限不能连续使用 |
| 输入转速 | 额定/最高输入转速 | 影响润滑、发热和轴承速度 |
| 急停扭矩 | 紧急停止允许值 | 可能高于正常峰值 |
06 · 热容量与寿命
热平衡、齿轮强度与轴承寿命
| 校核对象 | 主要载荷/损失 | 典型失效 |
|---|---|---|
| 热容量 | 持续功率损失 | 油温过高与密封老化 |
| 齿面接触强度 | 载荷谱与输出扭矩 | 点蚀、胶合和剥落 |
| 齿根弯曲强度 | 峰值与冲击扭矩 | 疲劳裂纹或断齿 |
| 轴承寿命 | 径向/轴向载荷与转速 | 疲劳剥落与游隙异常 |
| 润滑寿命 | 温度、污染与运行时间 | 黏度下降和磨粒磨损 |
07 · 轴载荷与刚度
输出轴径向力、轴向力与定位性能
带轮/链轮切向力F_t = 2T₂/d_p
悬臂弯矩M_b = F_r·l
| 项目 | 形成原因 | 校核依据 |
|---|---|---|
| 径向力 | 带轮、链轮、齿轮或偏置载荷 | 允许悬臂载荷与作用位置 |
| 轴向力 | 斜齿、锥齿或丝杠反力 | 允许方向与大小 |
| 倾覆力矩 | 法兰输出与偏心重心 | 输出轴承允许力矩 |
| 扭转刚度/回差 | 齿轮、轴和壳体变形与间隙 | 定位误差和控制带宽 |
08 · 算例与边界
减速机输出参数计算示例及模型范围
n₁=1500 r/min、T₁=5 N·m、i=20、η=0.94：n₂=75 r/min，理论 T₂=100 N·m，可用 T₂=94 N·m；输入功率约 785.4 W，输出约 738.3 W，损失约 47.1 W。
工程结论：94 N·m 只表示换算后的可用轴端扭矩。候选减速机仍需通过连续/峰值扭矩、工作系数、热容量、寿命、轴载荷、润滑和安装方向校核。