Hộp Số Giảm Tốc là gì? | Bộ giảm tốc là gì

Hộp Số Giảm Tốc là gì? | Bộ giảm tốc là gì

Hộp số giảm tốc là một bộ phận của xe có tác dụng thay đổi tốc độ. Bộ giảm tốc hoặc hộp số giảm tốc được sử dụng để giảm vận tốc đầu vào của động cơ đồng thời tăng mô-men xoắn do đầu vào tạo ra. Hộp số giảm tốc hoặc hộp số giảm tốc có các răng trên bánh răng và bánh xe ăn khớp với nhau để truyền lực từ trục dẫn động sang trục dẫn động để giảm tốc độ. Bài viết này giải thích sâu sắc các khía cạnh khác nhau của hộp số giảm tốc.

Hộp giảm tốc là gì?

Hộp số giảm tốc còn được gọi là bộ giảm tốc , truyền động giảm tốc hoặc hệ số nhân mô-men xoắn . Nó liên kết động cơ điều khiển với tải được điều khiển. Hộp giảm tốc hay hộp số giảm tốc có cấu tạo đơn giản, giống như một bộ truyền bánh răng giữa máy móc và động cơ.

Tỷ số bánh răng đầu ra-đầu vào làm chậm chuyển động của trục đầu ra, tăng mô-men xoắn phân phối và giảm vòng quay của trục.

Một số loại bộ giảm tốc hoạt động giống như bộ truyền bánh răng giữa các bộ phận khác nhau, nhưng mặc dù phức tạp nhưng vẫn có thể chuyển động chậm do phần đầu vào có số răng ít hơn phần đầu ra, làm chậm chuyển động của bánh răng đầu ra, tăng mô-men xoắn và giảm vòng / phút. Bạn cũng có thể sử dụng các bánh răng này để theo dõi vận tốc đầu vào, tốc độ đầu ra và mô-men xoắn.

Cấu tạo hộp số giảm tốc

Hộp số giảm tốc được lắp đặt để đạt được mô-men xoắn đầu ra bằng hoặc lớn hơn nhưng với vận tốc đầu vào thấp hơn để đáp ứng các yêu cầu về tốc độ đầu ra thấp hơn. Hộp số giảm tốc có nhiều bánh răng quay hoạt động cùng với các bánh xe.

Khi chuyển động đầu vào tốc độ cao của chức năng bánh xe chuyển sang các bánh răng quay, các bánh răng sẽ thay đổi chuyển động đầu vào hoặc mô-men xoắn. Số lượng bánh răng trong hộp số giảm tốc thay đổi tùy theo yêu cầu tốc độ đầu ra. Hộp số giảm tốc còn được gọi là cụm bánh răng giảm tốc.

Trong trường hợp bộ giảm tốc, việc tăng mô-men xoắn thông qua tỷ số truyền sẽ làm tăng mô-men xoắn đầu ra của hệ thống quay và giảm hiệu suất lãng phí.

Trong một số trường hợp, bộ giảm tốc tăng mô-men xoắn bằng cách giảm tốc độ, trong khi một số ứng dụng cài đặt nó để giảm mô-men xoắn và tăng tốc độ. Trong trường hợp này, máy phát tua-bin gió áp dụng giảm tốc để chuyển đổi vận tốc tương đối thấp của cánh tua-bin thành tốc độ cao của cuộn dây máy phát để có thể tạo ra điện. Các ứng dụng này sử dụng hộp số giảm tốc được thiết kế ngược lại với những trường hợp giảm tốc độ và cải thiện mô-men xoắn.

Làm thế nào để chọn một hộp giảm tốc tốt là một vấn đề lớn khác. Có nhiều loại hộp số giảm tốc, bao gồm nhưng không giới hạn ở bánh răng hành tinh, góc vuông và bánh răng trục song song.

Một bánh răng giảm tốc trục song song sử dụng một bánh răng cưa có một số răng nhất định trong lưới và truyền động một bánh răng khác có nhiều răng.

Xem thêm: Bộ giảm tốc là gì, Hoạt động như thế nào

Các loại hộp số giảm tốc

Hộp số giảm tốc có các loại chủ yếu sau:

1. Hộp giảm tốc đơn
2. Hộp số giảm đôi

1) Hộp số giảm tốc đơn

Hộp số này chỉ có một bộ bánh răng. Nó có các cổng để trục các đăng và trục động cơ đi vào cụm. Một bánh răng nhỏ là một bánh răng được điều khiển bởi trục động cơ truyền động.

Khi bánh răng nhận được năng lượng từ động cơ truyền động, nó sẽ tiếp tục truyền động cho bánh răng lớn. Bánh răng lớn này được ghép trực tiếp với trục các đăng. Khi bánh răng lớn nhận chuyển động bởi bánh răng nhỏ, nó làm quay trục các đăng. Một cụm bánh răng đơn thường có một bánh răng có kích thước lớn hơn hai lần so với bánh răng cưa.

2) Hộp giảm tốc đôi

Loại bộ giảm tốc này được sử dụng trong điều kiện tốc độ rất cao. Trong hộp số này, bánh răng lắp trên trục đầu vào. Bánh răng này được nối với phần giữa được gọi là bánh răng thứ nhất.

Bánh răng đầu tiên tiếp tục kết nối với một trục khác bằng bánh răng tốc độ thấp. Bánh răng dẫn động được cố định vào phần giảm tốc thứ hai, phần này được liên kết trực tiếp với trục truyền động. Thiết kế này giúp giảm tốc độ lên tới tỷ lệ 20:1 .

Có một số loại bộ giảm tốc khác được đưa ra dưới đây:

3) Bộ giảm tốc từ tính

Hộp giảm tốc từ trường hoặc bộ giảm tốc từ tính có khả năng thay thế một cách có lợi cho bộ giảm tốc truyền thống. Hộp số này đảm bảo kiểm soát tốc độ và mô-men xoắn thích hợp bằng cách sử dụng lực hút từ trường thay vì tiếp xúc vật lý giữa các bộ phận quay.

Những loại bộ giảm tốc này không phổ biến lắm vì trọng lượng cao, mô-men xoắn thấp và thiết kế phức tạp.

Bánh răng từ tính không cần bôi trơn. Do đó, nó có chi phí bảo trì thấp. Việc không bôi trơn cũng có nghĩa là thiết bị có thể hoạt động ở nhiệt độ rất cao (phạm vi nhiệt độ thực tế là -200°C đến 350°C ).

4) Hộp giảm tốc trục song song

Bộ giảm tốc này chứa nhiều cụm bánh răng, làm tăng khả năng giảm tốc của hệ thống. Tỷ lệ giảm tốc tổng thể của bánh răng được xác định bằng cách tăng tỷ lệ của từng bánh răng trong mỗi cụm bánh răng . Nếu hộp số có các phần 7:1, 6:1 và 5:1 thì tỷ lệ chung là 210:1 ( 7 x 6 x 5 = 210 ).

Trong ví dụ này, nếu tốc độ của động cơ điện là 3.550 vòng/phút, bộ giảm tốc sẽ giảm tốc độ này theo hệ số từ 210 đến 16,9 vòng/phút . Nếu mô-men xoắn của động cơ điện này là 2 lb-in , nó sẽ tăng theo hệ số từ 210 đến 420 lb-in (trước khi lãng phí hiệu suất).

Nếu bánh răng và giá đỡ có cùng số răng thì sẽ không có hiện tượng giảm tốc và tỷ số truyền sẽ là 1:1 .

Bánh răng của hộp số giảm tốc trục song song hoạt động như bánh răng chạy không tải và chức năng chính của nó là thay đổi hướng quay chứ không phải tăng mô-men xoắn hoặc giảm tốc độ.

5) Hộp số hành tinh

Hộp số hành tinh phụ thuộc vào số răng trên bánh răng mặt trời và bánh răng vành khuyên. Do đó, việc tính toán tỷ số truyền của hộp số này không có nhiều sáng suốt. Bánh răng hành tinh hoạt động giống như bánh răng dẫn động và không ảnh hưởng đến tỷ số truyền.

Hộp số hành tinh 

Tỷ số truyền hành tinh bằng tổng số răng trên mặt trời và vòng chia cho số răng của bánh răng mặt trời .

Đọc thêm: Hoạt động của hộp số hành tinh

6) Hộp giảm sâu góc phải

Tỷ số truyền của hộp số này phụ thuộc vào ren của trục vít và số răng trên bánh răng trục vít ăn khớp. Nếu trục vít có 3 ren s và bánh răng trục vít kèm theo có 48 răng , tỷ số truyền đầu ra là 16:1 ( 48/3 = 16/1 ).

Bộ giảm tốc đóng một vai trò quan trọng khi các hệ thống quay như động cơ điện và động cơ không thể cung cấp đủ mô-men xoắn hoặc tốc độ phù hợp. Bánh răng côn, trục song song, bánh răng hành tinh là các loại hộp số giảm tốc dùng để thực hiện giảm tốc bánh răng.

7) Hộp số xoắn ốc

Trong hộp số này, các bánh răng thường được khóa ở 90 độ—các bánh răng này thường được lắp đặt ở các vị trí chồng chéo hoặc song song. Hộp số trùng có khả năng chịu tải thấp hơn hộp số song song. Loại hộp số giảm tốc này tạo ra ít tiếng ồn hơn hộp số tăng tốc.

Hộp số xoắn ốc phù hợp nhất cho các hệ thống  cần công suất mô-men xoắn cao và tốc độ cao . Các hộp số xoắn ốc yêu cầu sửa chữa hoặc bảo trì rất thấp. Bằng cách này, họ giảm chi phí tiêu dùng bằng một hiệu suất tuyệt vời.

Đọc thêm: Chức năng của hộp số trong IC Engine

Tỷ số hộp số giảm hoặc Công thức tỷ số giảm bánh răng

Chia số răng trên bánh răng lớn cho số răng trên bánh răng nhỏ để tính “bộ giảm tốc” hoặc tỷ số truyền. Hãy giải thích nó với một ví dụ.

Giả sử một bánh răng lớn 60 răng đang ăn khớp với một bánh răng nhỏ 10 răng. Một động cơ điện hoặc động cơ sử dụng để chạy bánh răng cưa. Trong trường hợp này, tỷ số truyền thu được là 6:1 (60/10 = 6/1).

Nếu tốc độ động cơ là 3550 vòng/phút , hộp số sẽ giảm tốc độ này theo hệ số từ 6 đến 591,66 vòng/phút (3550/6). Nếu mô-men xoắn của động cơ là 15 lb. in, thì hộp số giảm tốc sẽ tăng mô-men xoắn đó lên đến năm lần (75 lb. in) trước khi trừ đi tổn thất hiệu suất truyền động.

Hộp số trục song song chứa nhiều bộ bánh răng, tăng giảm bánh răng. Trong hộp số trục song song, tỷ số giảm tổng thể của bánh răng được xác định bằng cách tăng tỷ số của từng bánh răng trong mỗi cụm bánh răng. Nếu hộp số chứa các bộ 5:1, 4:1 và 3:1 , tỷ lệ chung là 60:1 (5 x 4 x 3 = 60).

Trong ví dụ trên, động cơ hoặc động cơ điện sử dụng để truyền động bánh răng nhỏ. Nếu động cơ có tốc độ 3400 vòng / phút, hộp số sẽ giảm nó theo hệ số từ 60 đến 56,6 vòng / phút (3400/60). Mô-men xoắn tăng từ 8 lb.in lên 480 lb.in.

Nếu bánh răng có cùng số răng với bánh răng tương ứng của nó thì không có độ trễ và tỷ số truyền là 1:1. Tỷ số truyền của bánh răng hành tinh phụ thuộc vào số răng của bánh răng mặt trời và bánh răng vành khuyên.

Các tiêu chí lựa chọn để chọn hộp số giảm tốc là gì?

Thực hiện theo các mẹo quan trọng sau đây trong khi chọn hộp số giảm tốc:

• Mô-men xoắn: Chức năng chính của hộp số giảm tốc hoặc hộp giảm tốc là tăng mô-men xoắn của động cơ dẫn động, cho phép bánh răng hoặc trục nhận quay theo mô-men xoắn mới. Do đó, các nhà sản xuất hộp số chỉ định mô-men xoắn tối thiểu và tối đa (thường được biểu thị bằng Nm) mà mỗi thành phần của họ có thể cung cấp. Mật độ mô-men xoắn phụ thuộc vào bộ giảm tốc. Ví dụ, hộp giảm tốc hành tinh có mật độ mô-men xoắn cao.
• Loại hộp giảm tốc: Bạn phải chọn loại hộp giảm tốc phù hợp nhất tùy theo tính chất ứng dụng của bạn. Trục đầu vào và đầu ra của các hộp số này có thể là trục trực giao, đồng trục hoặc song song. Các loại này khác nhau tùy theo ứng dụng.
• Tỷ lệ giảm tốc hoặc Tỷ số truyền: Một mục đích khác của việc sử dụng hộp số giảm tốc là giảm tốc độ động cơ . Do đó, bạn phải xem xét tỷ lệ giảm trong khi chọn hộp số cho hệ thống của mình. Tỷ lệ giảm này giúp xác định vận tốc đầu ra theo tốc độ đầu vào của động cơ. Nhà sản xuất cũng cung cấp thông tin này trong hướng dẫn sử dụng sản phẩm. Thông tin này hiển thị dưới dạng số vòng quay trên phút (RPM).
• Service Life: Tuổi thọ của hộp số mà bạn phải ghi nhớ khi lựa chọn nó. Bạn phải chọn một hộp số có tuổi thọ dài và yêu cầu bảo trì tối thiểu.

Phần câu hỏi thường gặp

Bộ giảm tốc là gì?

Bộ giảm tốc hoặc hộp số giảm tốc được sử dụng để giảm vận tốc đầu vào của động cơ đồng thời tăng mô-men xoắn do đầu vào tạo ra.

Hộp giảm tốc dùng để làm gì?

Hộp số giảm tốc dùng để biến số vòng quay của trục đầu ra động cơ chính thành tốc độ cần thiết để chạy chân vịt. Nó có các răng ăn khớp trên bánh răng và bánh xe truyền chuyển động từ trục dẫn động sang trục dẫn động và giảm tốc độ.

Các ứng dụng của hộp số là gì?

Hộp giảm tốc có các ứng dụng chính sau:

• Năng lượng gió và thủy triều
• Năng lượng Hidro
• bộ tăng áp
• Sản xuất điện
• phương tiện đường sắt
• Xi măng
• Khai thác mỏ
• dầu khí