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Change parameters and verify
Open the panel, then press Run to load Python. You can stop execution and reset parameters. Results are computed on this device. No Python installation is required.
Local execution steps below are optional for reproducing the source results; they are not required for the browser experiment.
The experiment controls are in English.
Explore ratio, mechanical power and reflected inertia
Use the panel above to vary a hypothetical reducer's speed ratio, imposed input speed and torque, assumed motoring efficiency, and load inertia. No local Python is needed. These are arithmetic examples, not measurements, product ratings or a mechanism selector. The original mechanism comparison remains below.
N is the positive magnitude of input/output speed ratio. Input speed n is in revolutions per minute and ωin=2πn/60 rad/s. Under steady positive motoring with constant assumed efficiency η, the model computes nout=n/N, Tout=η N Tin, Pin=Tin ωin, Pout=η Pin and Ploss=(1−η) Pin. It also satisfies Pout=Tout ωout with ωout=ωin/N. All speed and torque values are magnitudes: no shaft direction is inferred from N. Both input speed and torque are prescribed; a real motor may not sustain that pair.
At 3,000 rpm, 0.20 N m, N=50 and η=0.8, output is 60 rpm and 8 N m. Mechanical input is about 62.832 W, output 50.265 W and loss 12.566 W. Doubling N halves output speed and doubles output torque while keeping the assumed input and efficiency fixed. Power does not increase. Changing η changes torque and output/loss power but leaves the kinematic speed ratio unchanged. η=1 is an ideal lossless reference, not a realistic efficiency claim. The chosen control bounds keep speed and torque positive; they do not cover standstill, breakaway friction or backdriving.
The separate ideal rigid-transmission relation is Jload,ref=Jload/N². For the assumed 0.020 kg m² load and N=50, this is 0.000008 kg m² at the input. It follows by equating ½ Jload ωout² and ½ Jload,ref ωin². Efficiency is not inserted in this inertial equivalence. The model omits motor rotor and gearbox inertia. Load inertia changes only this separate result; no acceleration, acceleration torque or transient response is simulated. Zero load inertia is an ideal reference, not proof that a drive has no inertia.
Try half/double ratio, unity ratio, lower efficiency, the ideal lossless case, higher speed, higher torque and zero load inertia. The speed, torque and power bars use separate units and scales, shared across A/B for each quantity. Blue is mechanical input, teal output; the power split adds brown loss. Exact computed values remain in the accessible metrics/table even when a bar is very small. Reflected inertia is shown numerically to avoid hiding the square-law change in a tiny bar. Displayed values are rounded.
Constant efficiency is supplied, not predicted from ratio, speed, load, temperature or mechanism. Loss power is an accounting difference, not a temperature estimate or electrical motor loss. There is no tooth geometry, stage count, backlash, elasticity, torque-speed curve, reverse efficiency, bearing load, thermal limit, life estimate or allowable torque. These bounds are teaching choices. Do not treat a calculated torque as a reducer's load rating or infer backdrivability from N and η.
References reviewed 2026-09-20: Oriental Motor on torque and load inertia through gearing and maxon gearhead selection. The browser uses generic scalar relations, without adopting any manufacturer's product specifications. Continue below for planetary, strain-wave and cycloidal mechanisms; motor FOC discusses how motor torque is controlled.
Um redutor conecta um motor rápido a uma junta robótica mais lenta, trocando velocidade por torque. Este artigo compara mecanismos planetários, de onda de tensão e cicloidais de relação fixa. Os nomes dos mecanismos, por si só, não classificam a precisão ou a vida útil.
Calcular velocidade, torque e inércia refletida
Seja N a magnitude da relação de velocidade de entrada/saída e η a eficiência de motorização. Em operação estável:
A última relação assume transmissão rígida ideal. A inércia da caixa de engrenagens, a elasticidade e o atrito permanecem como efeitos adicionais. A eficiência de acionamento reverso não precisa ser igual a η.
Para uma entrada hipotética de 3.000 rpm e 0,20 N·m, N = 50 e η = 0,8 resultam em 60 rpm e aproximadamente 8 N·m. A potência mecânica de entrada é de aproximadamente 62,8 W; a potência de saída é de aproximadamente 50,3 W. A multiplicação do torque não gera energia. Estas são suposições aritméticas, não classificações de produtos selecionados.
Engrenagem planetária
Um sol, planetários, anel interno e porta-satélites formam o mecanismo. Os membros fixos, de entrada e de saída determinam a relação e a direção. Em um estágio simples com anel fixo, sol de entrada e porta-satélites de saída, a relação é 1 + dentes do anel/dentes do sol.
Um anel de 60 dentes, um sol de 20 dentes e planetários de 20 dentes resultam em uma relação de 4 nessa configuração. Não omita as restrições dos membros ao usar a fórmula. Vários estágios podem aumentar a relação, alterando a eficiência, as dimensões e a rigidez. A lista de produtos HDS inclui produtos de precisão com engrenagens planetárias e de onda de deformação; um fabricante não está necessariamente vinculado a um único mecanismo.
Engrenagem de onda de deformação
Um gerador de onda elíptica, uma flexspline flexível e uma spline circular rígida movimentam a região de engate. O princípio de funcionamento do HDS explica esses elementos e a diferença na contagem de dentes.
Com a estria circular fixa, entrada do gerador de ondas e saída da estria flexível, 200 dentes da estria flexível e 202 dentes da estria circular produzem −2/200 rotações de saída por rotação de entrada: magnitude da relação 100. A deformação elástica é intencional, tornando as condições de montagem, lubrificação e carga importantes.
Mecanismos cicloidais
Uma engrenagem/disco com movimento excêntrico engata em pinos circundantes ou elementos relacionados para obter rotação reduzida a partir das diferenças na contagem de dentes. Um mecanismo de saída extrai a rotação sem transmitir o movimento excêntrico completo. Nem todos os produtos têm a mesma arquitetura de estágio único.
O princípio RV da Nabtesco descreve um estágio inicial de engrenagem cilíndrica e um segundo estágio excêntrico. RV é uma família de produtos, não um sinônimo para todos os redutores cicloidais. Separe a compreensão do mecanismo das classificações individuais do modelo.
Comparar em eixos comuns
| Eixo | O que verificar | Erro comum |
|---|---|---|
| Velocidade/torque | Nominal, pico de aceleração, carga de emergência e ciclo de trabalho | Tratar picos curtos como classificações contínuas |
| Folga/movimento perdido | Carga de teste e definição | Confundir folga sem carga com comportamento de reversão |
| Rigidez torsional | Carga versus deflexão | Assumir que baixa folga significa nenhuma deflexão |
| Suporte/montagem | Rolamento de saída, momentos e alinhamento | Esperar que os componentes da engrenagem sozinhos suportem cargas externas |
| Atrito/retorno | Temperatura, velocidade, eficiência e torque de desengate | Avaliar incorretamente as forças de contato ou o movimento manual |
| Vida útil/serviço | Histórico de carga, lubrificação, vedação e ambiente | Assumir que a mesma relação implica em vida útil igual |
Posicionamento de precisão, tarefas de contato e transporte rápido priorizam eixos diferentes. Defina primeiro o histórico de carga e a montagem e, em seguida, compare a documentação real do modelo nessas condições. Não existe uma classificação universal de mecanismos aqui.
Conecte o controle e a pesquisa da empresa
A elasticidade e o atrito da saída significam que um encoder do lado do motor pode não descrever completamente o estado da carga. O aumento da relação altera a faixa de velocidade, a inércia refletida e a capacidade de reversão, juntamente com a resolução. Conecte esses efeitos ao torque gerado pelo FOC do motor.
Em seguida, a pesquisa do fabricante do redutor compara os limites de fornecimento: componentes, unidades com suporte de rolamentos e atuadores.
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