ENGINEERING GUIDE

Harmonic Drive 諧波減速機轉矩與運轉週期指南

選擇 Harmonic Drive 諧波減速機時，不能只拿一個「最大轉矩」判斷是否適用。額定轉矩、啟動／停止時容許峰值轉矩、容許瞬間最大轉矩與平均負載轉矩各自代表不同使用條件，不能互相取代。

正確做法是先把一次運轉週期拆成啟動、穩定運轉、停止／減速與休止等階段，整理各階段的負載轉矩、持續時間與輸出轉速，再將計算結果和候選產品在相同系列、尺寸、減速比及條件下的資料逐項核對。本頁提供概念與公式參考，不執行計算，也不直接推薦型號。

轉矩規格應該怎麼看？

本頁的新技術文案使用轉矩（Torque，亦常稱扭矩）。不同轉矩標籤回答的是不同問題：能否連續運轉、啟停期間能否承受峰值、瞬間負載是否超限，以及完整週期的平均負載是否落在候選產品容許範圍內。

因此，看到較大的峰值或瞬間最大轉矩數字，不代表該數值可長時間連續使用；平均負載符合要求，也不代表啟動、停止或衝擊瞬間必然符合。四類條件應分開檢核。

四種轉矩概念有什麼差異？

轉矩概念 代表的使用條件 判讀重點
額定轉矩
Rated torque		 在額定轉速下可連續使用的最大轉矩。 用來檢視連續運轉條件；必須採用候選系列與型號的適用額定值。
啟停峰值轉矩 啟動與停止階段容許的峰值轉矩。 只用於啟動與停止階段，不能當成持續使用值。
平均負載轉矩 依運轉週期各階段的負載轉矩、持續時間與輸出轉速計算。 不是簡單算術平均；計算值要和候選產品的容許最大平均負載轉矩比較。
瞬間最大轉矩 瞬間負載時容許的最大轉矩。 僅適用瞬間負載；持續時間與發生頻率仍需另行檢核。

如何整理一次運轉週期？

依目前核准的 HDS 工程資料，一般運轉週期可拆成四個來源定義階段。每一階段都應記錄輸出側負載轉矩 Ti、持續時間 ti 與輸出轉速 ni。

  1. 啟動：記錄加速期間的轉矩、時間與輸出轉速。
  2. 穩定運轉：記錄正常運轉期間的負載條件。
  3. 停止／減速：記錄減速到停止期間的轉矩、時間與輸出轉速。
  4. 休止：保留週期中的停止時間，不任意省略來源所定階段。

若另有衝擊負載，還要分別確認衝擊轉矩、持續時間與衝擊發生時的輸出轉速。本頁不把衝擊條件併入一般啟停峰值，也不執行衝擊次數計算。

平均負載轉矩如何表示？

HDS 工程資料在輸出側運轉週期選型計算中，使用下列平均負載轉矩公式：

Tav = [Σ(ni × ti × |Ti|3) / Σ(ni × ti)]1/3
  • Tav：輸出側平均負載轉矩，單位 N·m。
  • ni：第 i 階段的輸出轉速，單位 r/min。
  • ti：第 i 階段的持續時間，單位秒（sec）。
  • Ti：第 i 階段的負載轉矩，單位 N·m。

這是具來源範圍的工程參考式，所有納入的階段都必須來自同一個來源定義運轉週期。公式本身不會產生型號建議；仍需將結果與候選產品的適用規格及其他檢核項目比較。

從運轉條件到候選產品，還要檢查什麼？

平均負載轉矩只是工程檢核的其中一項輸入。建立候選產品後，仍須在相同系列、型號、尺寸、減速比與使用條件下，分別核對額定轉矩、啟停峰值轉矩、瞬間最大轉矩、平均負載轉矩，以及適用的輸入轉速與其他工程限制。

若要整理完整的選型輸入與步驟，請前往 Harmonic Drive 諧波減速機選型指南；若要查看現有產品架構，可從 HarmonicDrive® 減速機分類入口進入各系列與產品頁。

本頁不提供跨系列通用的轉矩上限，也不以平均值取代峰值或瞬間負載檢核。

諮詢前建議準備哪些資料？

  • 設備用途、運轉方向與負載形式。
  • 一次完整週期各階段的負載轉矩、持續時間與輸出轉速。
  • 啟動、停止及可能發生的瞬間或衝擊負載條件。
  • 預定減速比、馬達轉速、空間與安裝介面。
  • 候選系列或現有型號，以及可提供的機構圖面與使用環境。

若尚未確定如何整理條件，可先閱讀 Harmonic Drive 諧波減速機原理，再透過星泰國際科技的產品窗口協助核對。本頁不執行公式、計算器或自動推薦。