| 品牌maxon motor | 有效期至長(zhǎng)期有效 | 最后更新2025-07-07 10:16 |
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在精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，瑞士 maxon motor 的名字代表著性能、可靠性和創(chuàng)新。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于醫(yī)療技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化、航空航天、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和機(jī)器人等對(duì)運(yùn)動(dòng)控制要求極為苛刻的領(lǐng)域。在 maxon 龐大的減速機(jī)產(chǎn)品線中，GP 42 C 行星減速箱（型號(hào)
118752） 以其緊湊的結(jié)構(gòu)、出色的效率和廣泛的適用性，成為眾多工程師在匹配 DC 或 EC 電機(jī)時(shí)的。本文將深入剖析這款減速機(jī)的技術(shù)細(xì)節(jié)、功能參數(shù)及其核心價(jià)值。
馬世宇
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一、 GP 42 C (118752) 概覽：精密與堅(jiān)固的結(jié)合
GP 42 C 是一款典型的 行星齒輪減速箱。行星齒輪結(jié)構(gòu)以其高功率密度、高傳動(dòng)效率、優(yōu)異的剛性和緊湊的同軸設(shè)計(jì)而聞名。型號(hào) 118752 特指其規(guī)格：42mm 直徑機(jī)身，金屬外殼（C 代表 Casing metal），并搭配特定的齒輪級(jí)選項(xiàng)。
· 核心設(shè)計(jì)理念： 在小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大的扭矩傳遞能力、高精度和長(zhǎng)壽命。
· 典型應(yīng)用場(chǎng)景：
o 協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)
o 精密醫(yī)療設(shè)備（如手術(shù)機(jī)器人、輸液泵、呼吸機(jī)驅(qū)動(dòng)器）
o 自動(dòng)化生產(chǎn)線上的精密定位機(jī)構(gòu)
o 半導(dǎo)體制造設(shè)備
o 攝影云臺(tái)穩(wěn)定系統(tǒng)
o 無(wú)人機(jī)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)
o 實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化儀器
· 核心優(yōu)勢(shì)：
o 高功率密度： 行星結(jié)構(gòu)緊湊，扭矩輸出大。
o 高效率： 多齒嚙合分散載荷，減少摩擦損失。
o 高剛性/低扭轉(zhuǎn)彈性： 確保精確的運(yùn)動(dòng)傳遞和快速響應(yīng)，減少回差影響。
o 高精度/低回差： 精密加工的齒輪和軸承保證了定位精度和重復(fù)性。
o 同軸輸入輸出： 簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)計(jì)，節(jié)省安裝空間。
o 堅(jiān)固耐用： 金屬外殼提供優(yōu)異的散熱性和機(jī)械保護(hù)。
o 低噪音運(yùn)行： 精密嚙合帶來(lái)平穩(wěn)安靜的運(yùn)轉(zhuǎn)。
二、 深入功能參數(shù)解析：性能的量化體現(xiàn)
型號(hào) 118752 的具體性能由其減速比、齒輪級(jí)數(shù)、額定扭矩、大扭矩、效率、回差、大輸入轉(zhuǎn)速、慣量、重量等關(guān)鍵參數(shù)定義。請(qǐng)注意，118752 是一個(gè)基礎(chǔ)型號(hào)標(biāo)識(shí)符，它需要與具體的減速比（如 4:1, 16:1, 64:1, 256:1 等）組合才能確定終規(guī)格。 以下參數(shù)基于常見(jiàn)的 GP 42 C 配置進(jìn)行說(shuō)明，具體值會(huì)隨減速比不同而變化（見(jiàn)后文表格）。
1. 減速比 (i)：
o 定義： 輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速之比。GP 42 C 提供多種標(biāo)準(zhǔn)減速比（如 4:1, 5:1, 16:1, 19:1, 27:1, 43:1, 51:1, 64:1, 81:1, 100:1, 256:1 等），通常通過(guò) 1 到 4 級(jí)行星齒輪串聯(lián)實(shí)現(xiàn)。
o 意義： 降低輸出轉(zhuǎn)速，增大輸出扭矩。選擇需平衡轉(zhuǎn)速、扭矩需求和電機(jī)匹配。
2. 額定連續(xù)扭矩 (T2N)：
o 定義： 在額定輸入轉(zhuǎn)速、環(huán)境溫度 25°C 條件下，減速箱輸出軸能夠長(zhǎng)期連續(xù)工作而不超過(guò)允許溫升的大扭矩。
o 典型范圍 (GP 42 C)： 根據(jù)減速比不同，范圍大致在 5 Nm 到 35 Nm 之間。例如：
§ i=4:1: ~5 Nm
§ i=64:1: ~20 Nm
§ i=256:1: ~35 Nm
o 關(guān)鍵點(diǎn)： 這是安全、可持續(xù)工作的扭矩基準(zhǔn)。實(shí)際應(yīng)用扭矩應(yīng) ≤ T2N。
3. 大瞬時(shí)扭矩 (T2max)：
o 定義： 減速箱輸出軸能夠短暫承受而不發(fā)生機(jī)械損壞（如齒斷裂）的大扭矩。通常指峰值或啟動(dòng)扭矩。
o 典型范圍 (GP 42 C)： 顯著高于額定扭矩，范圍大致在 15 Nm 到 100 Nm 以上。例如：
§ i=4:1: ~15 Nm
§ i=64:1: ~60 Nm
§ i=256:1: ~120 Nm
o 關(guān)鍵點(diǎn)： 用于應(yīng)對(duì)啟動(dòng)、停止、堵轉(zhuǎn)或意外過(guò)載等瞬態(tài)工況。不能持續(xù)施加。
4. 效率 (η)：
o 定義： 輸出機(jī)械功率與輸入機(jī)械功率之比。反映能量損失（主要是齒輪嚙合摩擦和軸承摩擦）。
o 典型值 (GP 42 C)： 單級(jí)效率通常 ≥ 90%。多級(jí)減速箱總效率 = (單級(jí)效率)^級(jí)數(shù)。例如：
§ i=4:1 (1級(jí))：~93%
§ i=64:1 (3級(jí))：~90% * 90% * 90% ≈ 73%
§ i=256:1 (4級(jí))：~90% * 90% * 90% * 90% ≈ 66%
o 意義： 高效率減少能量浪費(fèi)、降低發(fā)熱、延長(zhǎng)壽命。是選擇高減速比時(shí)的重要考量。
5. 回差 / 齒隙 (Backlash)：
o 定義： 在輸出軸固定時(shí)，輸入軸可輕微轉(zhuǎn)動(dòng)的角度（通常以角分或度表示）。由齒輪嚙合間隙引起。
o maxon GP 42 C 標(biāo)準(zhǔn)精度： ≤ 1° (60 arcmin)。可提供 ≤ 0.5° (30 arcmin) 的高精度版本。
o 關(guān)鍵影響： 回差直接影響定位精度和重復(fù)定位精度。在需要精度的場(chǎng)合（如機(jī)器人、光學(xué)定位），選擇低回差版本至關(guān)重要。運(yùn)行后齒隙可能略有增大。
6. 大輸入轉(zhuǎn)速 (n1max)：
o 定義： 減速箱輸入軸允許的高持續(xù)轉(zhuǎn)速。
o 典型值 (GP 42 C)： 8000 rpm (與所連接的 maxon 電機(jī)匹配性)。
o 意義： 限制輸入轉(zhuǎn)速，防止因離心力過(guò)大或潤(rùn)滑不良導(dǎo)致過(guò)熱和損壞。實(shí)際轉(zhuǎn)速應(yīng) ≤ n1max。
7. 容許徑向力 (FR) & 軸向力 (FA)：
o 定義： 作用在減速箱輸出軸上，距離法蘭面特定距離（如 20mm）處，減速箱能夠承受的大靜態(tài)徑向力和軸向力。
o 典型值 (GP 42 C)：
§ 徑向力 FR： 約 150 N - 300 N (具體取決于減速比和安裝位置)。
§ 軸向力 FA： 約 80 N - 150 N (具體取決于減速比和方向 - 拉或壓)。
o 關(guān)鍵點(diǎn)： 外部負(fù)載（皮帶、齒輪、杠桿臂等）產(chǎn)生的力必須 ≤ 容許值，否則會(huì)顯著縮短軸承壽命或?qū)е聯(lián)p壞。需精確計(jì)算負(fù)載工況。
8. 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (J2)：
o 定義： 減速箱輸出軸的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
o 典型范圍 (GP 42 C)： 隨減速比增大而增大，范圍大致在 10 gcm² 到 150 gcm² 或更高 (例如 i=256:1 時(shí) J2 很大)。
o 系統(tǒng)設(shè)計(jì)意義： 減速箱慣量會(huì)與負(fù)載慣量一起，折算到電機(jī)軸上 (J_load_reflected = J_load / i²)。電機(jī)軸總慣量 (J_motor + J_gearbox_reflected + J_load_reflected)` 影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)（加速度/減速度能力）和穩(wěn)定性。選擇減速比時(shí)需優(yōu)化慣量匹配。
9. 重量：
o 典型值 (GP 42 C 金屬外殼)： 約 300 克 到 500 克 (具體取決于減速比)。
10. 防護(hù)等級(jí)：
o 標(biāo)準(zhǔn)： 通常為 IP 44 (防大于1mm固體異物，防濺水)。可提供更高防護(hù)等級(jí)（如 IP54）的選項(xiàng)。
o 意義： 滿足不同工作環(huán)境（潔凈室、有輕微油污或水汽環(huán)境）的需求。
11. 工作溫度范圍：
o 典型： -20°C 至 +100°C (環(huán)境溫度)。連續(xù)工作在高扭矩或高轉(zhuǎn)速下時(shí)，內(nèi)部溫升會(huì)限制實(shí)際可用扭矩。需參考溫升曲線。
三、 關(guān)鍵參數(shù)隨減速比變化示例 (參考)
下表展示了 GP 42 C (118752) 系列中幾個(gè)常見(jiàn)減速比下的關(guān)鍵參數(shù)變化趨勢(shì) (注：數(shù)值為典型范圍示例，具體選型務(wù)必查閱 maxon 新 datasheet 或使用 maxon 選型工具)：
|
參數(shù) |
單位 |
減速比 i=4:1 (1級(jí)) |
減速比 i=64:1 (3級(jí)) |
減速比 i=256:1 (4級(jí)) |
|
額定連續(xù)扭矩 (T2N) |
Nm |
≈ 5.0 |
≈ 20.0 |
≈ 35.0 |
|
大瞬時(shí)扭矩 (T2max) |
Nm |
≈ 15.0 |
≈ 60.0 |
≈ 120.0 |
|
效率 (η) |
% |
≥ 93% |
≈ 73% |
≈ 66% |
|
回差 (標(biāo)準(zhǔn)) |
° |
≤ 1.0 |
≤ 1.0 |
≤ 1.0 |
|
大輸入轉(zhuǎn)速 (n1max) |
rpm |
8000 |
8000 |
8000 |
|
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (J2) |
gcm² |
≈ 15 |
≈ 80 |
≈ 300 |
|
容許徑向力 (FR @20mm) |
N |
≈ 300 |
≈ 200 |
≈ 150 |
|
重量 |
g |
≈ 320 |
≈ 400 |
≈ 480 |
四、 選型與應(yīng)用考量
選擇 GP 42 C 118752 減速機(jī)，需要系統(tǒng)性地考慮以下因素：
1. 負(fù)載需求： 明確應(yīng)用所需的大連續(xù)扭矩 (T2N) 和可能遇到的峰值扭矩 (T2max)。確保減速機(jī)的額定值和大值滿足要求，并留有一定安全裕量。
2. 速度需求： 根據(jù)負(fù)載所需的工作轉(zhuǎn)速和所選電機(jī)的特性（空載轉(zhuǎn)速），計(jì)算所需的減速比 (i)。i = 電機(jī)空載轉(zhuǎn)速 / 所需輸出轉(zhuǎn)速 (需考慮負(fù)載下的實(shí)際轉(zhuǎn)速下降)。
3. 精度要求： 對(duì)定位精度和重復(fù)性要求的應(yīng)用（如機(jī)器人、光學(xué)設(shè)備），務(wù)必關(guān)注回差參數(shù)，并考慮選擇高精度 (≤0.5°) 版本。
4. 動(dòng)態(tài)性能： 評(píng)估系統(tǒng)的加速/減速需求。計(jì)算折算到電機(jī)軸的總慣量 (J_total = J_motor + (J_gearbox + J_load) / i²)。過(guò)大的慣量比會(huì)降低動(dòng)態(tài)響應(yīng)，可能需要選擇更小的減速比或更大扭矩的電機(jī)。maxon 通常建議慣量比 (J_load_reflected / J_motor) < 10:1，高性能應(yīng)用要求更低。
5. 空間與重量限制： GP 42 C 本身已非常緊湊，但不同減速比長(zhǎng)度略有差異。重量也是移動(dòng)設(shè)備（如機(jī)器人、無(wú)人機(jī)）的關(guān)鍵因素。
6. 環(huán)境條件： 工作溫度、濕度、粉塵、液體接觸等決定是否需要特殊潤(rùn)滑或更高防護(hù)等級(jí) (IP54)。
7. 電機(jī)匹配： maxon GP 減速箱設(shè)計(jì)與其 DC/EC 電機(jī)（如 EC-max, EC-flat, RE-max, RE40 等）契合，提供預(yù)組裝好的“電機(jī)+減速箱”組合（即齒輪電機(jī)），確保佳性能和安裝便利性。需確保所選電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速、扭矩、功率與減速箱參數(shù)協(xié)同工作。
五、 總結(jié)：精密驅(qū)動(dòng)的
maxon motor 的 GP 42 C 行星減速箱（型號(hào) 118752）是精密動(dòng)力傳輸領(lǐng)域的產(chǎn)品。其金屬外殼帶來(lái)的堅(jiān)固性、行星齒輪結(jié)構(gòu)賦予的高功率密度和高效率、以及 maxon 精密制造工藝保證的低回差和高剛性，使其在醫(yī)療、機(jī)器人、自動(dòng)化等高要求應(yīng)用中表現(xiàn)出色。
深入理解其功能參數(shù)——從額定扭矩、大扭矩、效率到回差、慣量、容許力——是成功選型和實(shí)現(xiàn)優(yōu)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。工程師在選用時(shí)，必須綜合考慮負(fù)載工況、速度需求、精度要求、動(dòng)態(tài)性能、空間限制和環(huán)境因素，并利用 maxon 豐富的技術(shù)資源（在線選型工具、詳細(xì) datasheet、技術(shù)支持）進(jìn)行精確計(jì)算和驗(yàn)證。
當(dāng)您需要在緊湊空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)可靠、高效、精準(zhǔn)的扭矩傳遞和運(yùn)動(dòng)控制時(shí)，maxon GP 42 C (118752) 行星減速箱無(wú)疑是一個(gè)值得信賴的強(qiáng)大伙伴，它將為您的創(chuàng)新應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的動(dòng)力基礎(chǔ)。
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