大家都知道伺服摩打主要作用是控制車輛的左右方向, 他的原理大多是經齒輪再帶動齒條作有限度的左右行程再推拉連著前車輪的轉向杯. 伺服摩打只會作有限度的向左或右90度(或按比例)轉動, 是機械控制常用元件之一
雖然轉向角度有限, 而且對比起一般摩打的轉向速度會很慢, 不過他擁有驚人的扭力, 一般玩具RC伺服摩打至少扭力單位是以kg-m計.
一般伺服摩打主要有三部分組成, 第一就是一個普通摩打, 第二是控制線路, 即限制他自身的普通摩打輸出軸左右行程, 這個由電子脈衝線路控制. 第三個就是作扭力放大用的齒輪組合, 即今次介紹的主角 - 行星齒輪🪐
在這裏有一隻損壞了的伺服摩打, 我們就把它解剖一起看看入面是怎麼樣吧！
為清楚地了解他的動力傳送, 我們把齒輪組成部分還原了, 在行星齒輪鼓後的輸出為一個12牙齒輪, 再帶動連接輸出軸的36牙的2/3齒輪, 力矩放大率是3:1
現在我們看看下圖行星齒輪鼓的內部, 他的組成部分有1.太陽齒輪 2.行星架 3.行星齒輪 4.外環齒輪圈, 只要其中一個部件鎖死, 他就馬上發揮速度-力矩轉換的功用, 而這4個元件組合變化至少有十種以上, 而這伺服摩打所用的, 就是行星齒輪最常用的驚人力矩放大(俗稱所講的減速機)！
他的操作模式是, 動力輸入太陽齒輪, 外環齒輪圈鎖死, 行星齒輪自由轉動,行星架動力輸出. 假如伺服摩打內的摩打輸出軸(即金屬齒輪-12牙)作為行星齒輪的太陽齒輪動力輸入, 以下圖的齒輪牙計算, 他的齒輪比大約是5:1, 再細心觀察一下, 你會發現這個是雙連的二級行星齒輪, 共用了同一個鎖死的外環齒輪圈, 而第一個齒輪架輸出連接了一個小齒輪(12齒), 並直接作為第二組行星齒輪的太陽輸入, 最後第二組齒輪架也連接了一個比較大的12牙齒輪作輸出, 這個行星齒輪鼓的總齒輪比為 5 x 5 = 25 **別忘記同軸雙連齒輪比是以倍數增加
好了, 單單這個小型行星齒輪已經有25倍的扭力加成, 但別忘記在伺服摩打最後的輸出軸前是有一組3:1的齒輪組, 所以整個伺服摩打內部的齒輪比是25 x 3 = 75, 即把伺服摩打內的一個普通摩打將他的的扭力放大75倍之多！
這很明顯看得到, 行星齒輪最大的特點是面積小而且變化多, 你可試試想像以12牙的小齒輪做同等扭力放大的75倍大齒輪(即900牙的齒輪)是有多大的面積！ 而且他齒輪間密度高, 每個齒輪互相緊扣所以掃齒機會也比較少
行星齒輪的發明, 對汽車工業有著非常大的發展幫助, 我們日常所用的自動變速箱AT(通過不同的行星齒輪組的太陽齒或外環釋放/鎖死動作), 以至最簡單的差速器, 這些都是源自於行星齒輪原理所運作.
行星齒輪比的計算可由以下的網站工具幫助
https://www.thecatalystis.com/gears/
