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在機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制的中，精密齒輪減速機(jī)是一個(gè)機(jī)械能的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)精密齒輪減速機(jī)后得以放大，轉(zhuǎn)速得以降低，反之，負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量經(jīng)精密齒輪減速機(jī)耦合到電機(jī)上，得以減小。其作用見(jiàn)下圖B-1

圖 B-1

我們知道，理想的情況是傳遞過(guò)程功率守恒，但實(shí)際總是有損耗，設(shè)傳遞過(guò)程的效率是η，那么：/η=

又因?yàn)闇p速比i=/ =/ i（B-1）

所以=iη（B-2）

——電機(jī)力矩（NM），——載荷力矩（NM），

，——電機(jī)，載荷角速度（弧度/s）

我們?cè)賮?lái)看一下齒輪減速器對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的作用，由能量不滅的基本原理，在傳動(dòng)鏈中，同一時(shí)刻的儲(chǔ)能相等：

從而得出：

                                    （B-3）

J_em-——折算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kgm²）

J_L——載荷轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kgm²）

從上述推演可看出，平時(shí)我們很熟悉的關(guān)于齒輪箱的公式，都是源自物理學(xué)的能量守恒定理。

上述的（1）—（3）表示了減速機(jī)的三個(gè)基本功能：

1.       降低伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速（ =/ i）

伺服電機(jī)的額度功率一般體現(xiàn)在轉(zhuǎn)速1000rpm到6000rpm之間，甚至高達(dá)10000rpm以上,實(shí)際使用過(guò)程中很少使用到如此高的轉(zhuǎn)速，同時(shí)為了充分利用電機(jī)的額定功率，所以需要通過(guò)合適減速比的減速機(jī)來(lái)獲得需要的工作轉(zhuǎn)速。

2.       轉(zhuǎn)矩放大（=iη）

在電機(jī)輸入給減速機(jī)的功率一定的情況下，由于減速機(jī)輸出速度的降低，必然會(huì)獲得更大的輸出轉(zhuǎn)矩。很多情況下這也是選用減速機(jī)的一個(gè)重要理由。

3.       匹配負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（）

伺服電機(jī)的慣量是比較小的，一般來(lái)說(shuō)折算到伺服電機(jī)本身的負(fù)載慣量不能超過(guò)伺服電機(jī)本身慣量的4倍（不同品牌伺服電機(jī)的設(shè)計(jì)有很具體的數(shù)據(jù)），而實(shí)際應(yīng)用中的負(fù)載有很多種，如果負(fù)載的慣量與電機(jī)能接受的慣量相差太遠(yuǎn)，就會(huì)大大降低伺服電機(jī)的響應(yīng)速度，從而影響生產(chǎn)效率和增大動(dòng)態(tài)誤差。而減速機(jī)就能起到匹配慣量的關(guān)鍵作用。