Tỷ số truyền là gì? Cách tính tỷ số truyền hộp số và tốc độ đầu ra

Tỷ số truyền (i) là tỉ lệ giữa tốc độ quay của trục vào và tốc độ quay của trục ra trong một bộ truyền: i = n_vào / n_ra. Ví dụ động cơ quay 1.450 vòng/phút, hộp số có tỷ số 1:20 thì trục ra quay khoảng 1.450 / 20 = 72,5 vòng/phút. Tỷ số truyền càng lớn, tốc độ ra càng chậm và mô-men xoắn ra càng lớn (sau khi trừ tổn hao hiệu suất).

Các công thức tính tỷ số truyền

1. Theo tốc độ

i = n₁ / n₂, trong đó n₁ là tốc độ trục dẫn (động cơ), n₂ là tốc độ trục bị dẫn.

2. Theo số răng bánh răng

i = Z₂ / Z₁, với Z₁ là số răng bánh dẫn, Z₂ là số răng bánh bị dẫn. Bánh dẫn 15 răng ăn khớp bánh bị dẫn 60 răng thì i = 60/15 = 4.

3. Bộ truyền đai, xích

Đai: i ≈ D₂ / D₁ (đường kính puly bị dẫn chia đường kính puly dẫn; thực tế có độ trượt nhỏ). Xích: i = Z₂ / Z₁ (số răng đĩa xích).

4. Bộ truyền trục vít – bánh vít

i = Z_{bánh vít} / số đầu mối trục vít. Trục vít 1 đầu mối, bánh vít 40 răng cho i = 40 chỉ trong một cấp.

5. Hộp số nhiều cấp

Tỷ số truyền tổng bằng tích tỷ số của từng cấp: i = i₁ × i₂ × i₃…. Hộp số 2 cấp có i₁ = 4 và i₂ = 5 cho tỷ số tổng 20.

Ví dụ tính tốc độ đầu ra

Nếu có thêm bộ truyền đai hoặc xích sau hộp số, nhân thêm tỷ số của bộ truyền đó.

Tỷ số truyền và mô-men xoắn

Bỏ qua tổn hao, công suất vào bằng công suất ra, nên mô-men ra tăng đúng bằng tỷ số truyền:

T_ra = T_vào × i × η, với η là hiệu suất hộp số.

Hộp số bánh răng trụ, bánh răng côn có hiệu suất cao (thường trên 90% mỗi cấp), còn hộp trục vít có hiệu suất thấp hơn đáng kể, nhất là khi tỷ số lớn. Vì vậy với cùng động cơ và cùng tỷ số, hộp trục vít cho mô-men ra thấp hơn và sinh nhiệt nhiều hơn.

Cách chọn tỷ số truyền cho hộp số

1. Xác định tốc độ cần ở trục máy (vòng/phút). Với băng tải: n = v × 60 / (π × D), v là tốc độ băng (m/s), D là đường kính tang (m).
2. Chọn động cơ (thường 4 cực ~1.450 vòng/phút).
3. Tính tỷ số cần: i = n_{động cơ} / n_máy, sau đó chọn tỷ số tiêu chuẩn gần nhất trong catalog.
4. Kiểm tra mô-men và hệ số dịch vụ: mô-men ra của hộp số phải lớn hơn mô-men tải nhân hệ số dịch vụ.
5. Chọn kiểu hộp số: trục song song, góc vuông, hành tinh hay trục vít tùy không gian lắp và hiệu suất mong muốn.

Tỷ số truyền điển hình của từng loại hộp số

• Hộp số bánh răng trụ/trục song song: dải tỷ số rộng khi ghép nhiều cấp; ví dụ Hyosung H series, Falk A+Plus.
• Hộp số góc vuông bánh răng côn: có loại tỷ số thấp như 1:1 (ví dụ Hub City 66) hoặc kết hợp nhiều cấp; xem Hyosung K series.
• Hộp số hành tinh: tỷ số cao trong kích thước nhỏ, mô-men lớn; ví dụ Hyosung P series.
• Hộp trục vít: tỷ số lớn trong một cấp, chạy êm, có thể tự hãm ở một số tỷ số lớn.

Đọc thêm: Hộp số là gì? và Bộ giảm tốc là gì?. Xem sản phẩm tại danh mục hộp số và động cơ giảm tốc.

Những sai lầm thường gặp khi chọn tỷ số truyền

• Tính theo tốc độ đồng bộ thay vì tốc độ định mức: động cơ 4 cực ở 50 Hz quay khoảng 1.420–1.490 vòng/phút chứ không phải 1.500; sai lệch này làm tốc độ máy thấp hơn dự kiến vài phần trăm.
• Quên bộ truyền phụ: nhiều máy có thêm đai hoặc xích sau hộp số; phải nhân cả tỷ số của bộ truyền này.
• Bỏ qua hiệu suất: với hộp trục vít tỷ số lớn, mô-men ra thực tế thấp hơn nhiều so với tính lý thuyết.
• Chọn tỷ số lớn để “dư mô-men” rồi tăng tần số biến tần: chạy động cơ quá tốc độ định mức trong thời gian dài làm giảm mô-men và tăng nhiệt; nên chọn đúng tỷ số ngay từ đầu.
• Không kiểm tra tải hướng kính trên trục ra: khi lắp puly hoặc nhông xích trực tiếp lên trục ra, lực căng đai/xích phải nằm trong giới hạn của hộp số.

Câu hỏi thường gặp

Tỷ số truyền 1:20 nghĩa là gì?

Trục vào quay 20 vòng thì trục ra quay 1 vòng; tốc độ ra bằng 1/20 tốc độ động cơ.

Tỷ số truyền càng lớn càng tốt?

Không. Tỷ số quá lớn làm máy chạy quá chậm; tỷ số quá nhỏ làm động cơ quá tải. Cần chọn đúng theo tốc độ và mô-men của máy.

Có thể đổi tốc độ ra mà không thay hộp số không?

Có thể dùng biến tần để thay đổi tốc độ động cơ trong phạm vi cho phép, hoặc thay đổi tỷ số bộ truyền đai/xích phía sau hộp số.

Tỷ số truyền thực tế có đúng bằng số trên tem không?

Tỷ số danh nghĩa trên tem thường được làm tròn; tỷ số chính xác có trong catalog của hãng.

Liên hệ tư vấn chọn hộp số

Gửi công suất, tốc độ cần, kiểu lắp và loại tải qua Hotline/Zalo 0988 641 591 hoặc email sales.00@feyana.com để FEYANA chọn tỷ số và báo giá hộp số, động cơ giảm tốc phù hợp.