Silniki elektryczne zwykle działają dobrze tylko przy dużych prędkościach iw porównaniu z czymś w rodzaju silnika spalinowego, stosunkowo niski moment obrotowy. Aby poradzić sobie z tym nieodłącznym ograniczeniem, stosuje się stałe przełożenia.

Dodatkowo, niektóre konstrukcje wykorzystują przekładnię, aby mogły zaprojektować punkt awarii w swoim systemie, który nie jest silnikiem. Jeśli system, w Twoim przykładzie ramię robota, wykorzystuje bardzo drogi silnik, możesz chcieć, aby tańszy komponent zepsuł się i zabezpieczył silnik w przypadku przeciążenia.

Dana masa miedzi i żelaza może wytworzyć tylko tyle momentu obrotowego: dalsze zwiększenie momentu obrotowego wymagałoby większego prądu, co oznacza (a) zwiększony strumień magnetyczny nasyca żelazo i (b) straty I ^ 2R w miedzi przegrzewają się silnik. Zatem większy moment obrotowy wymaga więcej żelaza i miedzi; czyli większy, cięższy, droższy silnik.

Ponadto, ponieważ zwiększony moment obrotowy odbywa się kosztem zwiększonych strat I ^ 2R, silniki elektryczne są najbardziej wydajne, gdy są używane przy niewielkich obciążeniach momentu obrotowego.

Nie ma równoważnego podstawowego ograniczenia prędkości . Silniki szczotkowane mają ograniczenia związane ze zużyciem szczotek, tarciem, nagrzewaniem i erozją spowodowaną iskrzeniem, ale nowsze silniki (BLDC itp.) Nie mają takich rozważań aż do ograniczeń prędkości ich łożysk i ograniczeń wytrzymałości materiału pod wpływem siły odśrodkowej.

Aby więc efektywnie używać silnika, będziesz go uruchamiać szybko, wytwarzając stosunkowo niewielki moment obrotowy. Wtedy ma rezerwę momentu obrotowego, gdy jest potrzebny do celów krótkoterminowych (przyspieszenie itp.).

Tak więc, jeśli potrzebujesz wysokiego momentu obrotowego i niskiej prędkości, przekładnia silnika o dużej prędkości będzie zwykle bardziej wydajna i tańsza , lżejszy, zużywający mniej materiału, a zatem prawdopodobnie tańszy niż silnik z napędem bezpośrednim używany przy niskiej prędkości.

Istnieje wiele powodów, dla których można by zdecydować się na użycie motoreduktora ze stałym przełożeniem dla ramienia robota zamiast silnika bez zazębienia:

• Jak Carlton skomentował twoje pytanie, może być trudno znaleźć silnik bez zazębienia, który spełnia określone wymagania dotyczące prędkości / momentu obrotowego dla danej aplikacji oraz silnik, który może zapewnić wystarczający moment obrotowy, może być zbyt duży / masywny dla ramienia robota (i może być również zbyt energochłonny)
• Z punktu widzenia sterowania, zakładając, że silnik jest mały, a przełożenie jest używane w celu zwiększenia momentu obrotowego / zmniejszenia prędkości, duża zmiana kąta silnika spowodowałaby niewielką zmianę kąta ramienia robota; oznaczałoby to, że możesz być w stanie dokładniej kontrolować pozycję ramienia, mierząc i zarządzając pozycją silnika (większy kąt = łatwiejszy do zmierzenia)
• Jest również całkowicie możliwe, że tak się stało mieć dostępny silnik o określonym rozmiarze i zdecydowałem się go użyć zamiast kupować inny, być może droższy silnik do ramienia

Jestem pewien, że jest wiele innych czynników do rozważenia , ale na wysokim poziomie powinno to dać ci wyobrażenie o tym, dlaczego ramię robota mogło nie zostać zaprojektowane do korzystania z niezasilanego silnika.

Przekładnie, pasy itp. służą do zmiany prędkości i, co ważniejsze, momentu obrotowego urządzenia wejściowego (silnika). Obciążenia obrotowe są przyspieszane przez moment obrotowy do zadanej prędkości. Zmniejszasz bezwładność poruszającego się ładunku, wdrażając skrzynię biegów lub inne urządzenie zmniejszające prędkość. Jeśli na przykład masz przełożenie 5: 1, moment obrotowy silnika jest zwiększany o współczynnik 5, a bezwładność wynosi (1/5) ** 2 wartość niezredukowaną.