Bộ giảm tốc là gì?

Bộ giảm tốc là một hệ thống cơ khí gồm các bánh răng được bố trí sao cho tốc độ đầu vào có thể được hạ xuống tốc độ đầu ra chậm hơn nhưng có mô-men xoắn đầu ra bằng hoặc nhiều hơn. Hoạt động của bộ giảm tốc bao gồm một bộ bánh răng quay được kết nối với một trục có tốc độ đến cao, được gửi đến một bộ bánh răng quay nơi tốc độ hoặc mô-men xoắn được thay đổi. Có bao nhiêu bánh răng trong cụm hộp giảm tốc phụ thuộc vào yêu cầu tốc độ của ứng dụng.

Việc sử dụng hộp giảm tốc xảy ra khi bánh răng dẫn động nhỏ hơn và có ít răng hơn bánh răng dẫn động. Điều này không giống như tình trạng bánh răng dẫn động lớn hơn với nhiều răng hơn bánh răng bị dẫn động, tình trạng này được gọi là tăng tốc.

Hộp số giảm tốc là một bộ phận thiết yếu trên ô tô và xe tải, nơi tốc độ quay cao của động cơ được chuyển đổi sao cho chuyển động chậm hơn của lốp có thể diễn giải và sử dụng năng lượng một cách an toàn.

Bộ giảm tốc hoạt động như thế nào?

Hộp giảm tốc hoặc bánh răng giảm tốc là cần thiết cho máy móc hiệu suất cao hoạt động ở tốc độ cao. Để tốc độ do máy tạo ra có thể thực tế được, nó phải được giảm xuống tốc độ thấp hơn để đáp ứng nhu cầu của ứng dụng được cấp nguồn. Cấu tạo cơ bản của hộp giảm tốc bao gồm một bánh răng lớn được định vị với một bánh răng nhỏ hơn với cả hai bánh răng quay cùng nhau.

Trong trường hợp hộp số giảm tốc đơn trong đó một bánh răng lớn được nối với một bánh răng nhỏ hơn, bánh răng nhỏ hơn sẽ quay hai vòng cho mỗi một vòng của bánh răng lớn hơn. Với nhiều vòng quay của bánh răng nhỏ hơn, tốc độ sẽ lớn hơn nhưng mất mô-men xoắn.

Quá trình giảm tốc diễn ra theo các tỷ số đặt trước đáp ứng được đặc tính của bánh răng vào và ra. Bộ giảm tốc đạt được sự thay đổi năng lượng bằng cách thay đổi tỷ số của các bánh răng chuyển động.

Quy trình của hộp giảm tốc

Tỉ số truyền

Tỷ số truyền là một cách đo mức độ tương tác của các bánh răng có kích thước khác nhau để truyền năng lượng. Khía cạnh thiết yếu của phép tính này là phép đo vòng tròn, là bộ phận chính của bánh răng. Việc xác định tỷ số truyền có thể được hiểu bằng cách kiểm tra chu vi của một vòng tròn. Một bánh răng thực hiện hai vòng quay để quay một bánh răng lớn hơn có tỷ lệ 2:1, có nghĩa là tốc độ đầu ra đã giảm đi một nửa.

Ví dụ này đơn giản hóa các bộ giảm tốc phức tạp hơn với một số cặp bánh răng nối tiếp để chuyển đổi số vòng quay mỗi phút (RPM) thành mô-men xoắn. Ví dụ dưới đây trình bày một bộ giảm tốc phức tạp hơn một chút với một bánh răng chạy không tải giữa bánh răng nhỏ và bánh răng lớn hơn.

Khi xác định tỷ số truyền, các bánh răng duy nhất ảnh hưởng đến tỷ số truyền là bánh răng dẫn động và bánh răng bị dẫn động. Bất kỳ bánh răng nào được lắp vào giữa hai bánh răng này đều không được tính vào tỷ số truyền. Một cách dễ dàng để tính tỷ số truyền là đếm số răng trong bánh răng truyền động và bánh răng bị dẫn động. Trong ví dụ, bánh răng chủ động có bảy răng trong khi bánh răng chủ động có 30 răng. Bánh răng chủ động phải quay 4,3 lần thì bánh răng chủ động quay.

Mô-men xoắn giảm tốc

Mô-men xoắn là một lực quay được bộ giảm tốc nhận và thay đổi thành một lực và tốc độ khác với lượng công suất không đổi. Bộ giảm tốc là một bánh răng hoặc một loạt bánh răng được thiết kế để giảm mô-men xoắn của động cơ, mô-men xoắn này tăng tỷ lệ thuận với việc giảm số vòng quay trên một đơn vị thời gian hoặc số vòng quay mỗi phút. Điều này được thực hiện bằng các hộp giảm tốc gắn trên đế hoặc gắn trên trục.

Bánh răng được sử dụng để nhân hoặc chia mômen xoắn, được xác định bởi kích thước của bánh răng. Tỷ lệ kích thước bánh răng tăng hoặc giảm mô-men xoắn, đây là khía cạnh nền tảng của hoạt động của hộp số.

Thiết bị truyền động

Bánh răng truyền động hoặc bộ truyền động bánh răng được thiết kế để thay đổi tốc độ, mô-men xoắn hoặc hướng của trục quay. Ở dạng đơn giản nhất, chúng là một bánh răng nhỏ dẫn động một bánh răng lớn hơn nối với trục đầu ra. Chúng rất cần thiết để cung cấp tốc độ đầu ra thay đổi từ nguồn điện không đổi.

Trong hình ảnh bên dưới, trục giun bạc có bánh răng sâu là bánh răng dẫn động cho bộ giảm tốc hai bánh răng này. Bánh răng dẫn động là bánh vít màu đồng thau của bộ bánh răng sâu.

Bánh răng truyền động

Bánh răng dẫn động được kết nối với trục đầu ra và truyền công suất giảm đi cho ứng dụng. Chúng là bộ bánh răng lớn hơn bất kể có bao nhiêu bánh răng trong bộ này và có nhiều hình dạng khác nhau. Trong ví dụ về bộ truyền bánh răng hỗn hợp bên dưới, có hai bánh răng dẫn động được nối với các trục khác nhau là B và C. Tỷ số truyền của bánh răng dẫn động cho trục B và một cho trục C là như nhau.