減速箱的角度傳達誤差需要怎麼改善

角度傳達誤差（Angular Transmission Error, ATE）是精密減速箱（特別是行星減速機、諧波減速機等）的核心問題之一，會直接影響定位精度、運動平穩性與噪音。要改善，通常可以從以下幾個方向著手：

設計面改善

1. 齒形修整（Profile modification）

   • 適當的齒頂修緣、齒根修緣或鼓形齒修整，可減少齒輪嚙合時的角度誤差。

   • 特別在行星齒輪中，修整可平衡誤差累積。

2. 齒數比與模數改善

   • 減少傳動級數或選擇大模數齒輪，可降低誤差累積。

   • 高齒數的內齒圈與行星輪匹配更佳，能降低傳遞誤差。

3. 斜齒 vs. 直齒

   • 斜齒行星減速機相較直齒，齒面嚙合更連續，傳動誤差與噪音更小，但會帶來軸向力。

   • 適用於對精度與低噪聲要求高的場合。

4. 背隙控制（Backlash control）

   • 使用預壓彈簧或分體齒輪結構（split gear）消除背隙，減少角度傳達誤差。

   • 諧波減速機常用波發生器與柔性齒輪實現零背隙。

製程與品質控制

1. 齒輪精度（Gear quality grade）

   • 使用 JIS N5 / DIN 5 等級以上的高精度齒輪。

   • 誤差主要來源是齒形、齒向、累積節距誤差。

2. 軸承剛性與裝配精度

   • 高剛性軸承與精密裝配能避免偏心與傾斜。

   • 適當預壓可提升定位精度。

3. 箱體剛性

   • 剛性不足會在負載下變形，導致角度誤差放大。

   • 採用一體式機加工結構可有效改善。

測試與修正

1. 誤差量測與數位補償

   • 高階應用（如機器人、半導體設備）會透過雷射干涉儀量測誤差曲線，再由控制器進行補償。

2. 選用合適的減速機型式

   • 諧波減速機：高精度定位，適合小負載、零背隙要求場景。

   • 精密行星減速機：扭轉剛性佳，適合高扭矩應用。

   • RV減速機：角度傳達誤差低，適合機器人關節。

總結：
改善角度傳達誤差，需要 齒輪設計改善 + 高精度製程 + 剛性提升 + 背隙控制 的綜合手段。
如果是 小幅誤差控制，可透過齒形修整與斜齒改善；
如果是 極高精度需求（例如 <1 arcmin），則需結合 高精度製造 + 零背隙機構 + 控制器誤差補償。