Hộp Số Giảm Tốc Hành Tinh: Khái Niệm, Cấu Tạo Và Những Ưu - Nhược Điểm

Hộp giảm tốc hành tinh là một trong những bộ phận vô cùng quan trọng trong các thiết bị máy móc, động cơ của dây chuyền sản xuất,... Chúng giúp cho động cơ hoạt động nhanh chậm theo ý muốn của người sử dụng. Đồng thời, góp phần vào sự phong phú, đa dạng của các hệ thống bánh răng giảm tốc đang được sử dụng trong nhiều loại hộp số hiện nay.

Hộp giảm tốc hành tinh là một bộ phận giữ vai trò chủ đạo, giúp điều khiển việc giảm tốc, đảo chiều, đấu nối trực tiếp và tăng tải trọng cho một thiết bị máy móc. Hộp số giảm tốc bánh răng hành tinh thường bao gồm các bánh răng hành tinh, các ly hợp và phần phanh. 

Nhờ vào sự kết nối của 2 bộ truyền bánh răng hành tinh ở trước và sau cùng với các ly hợp, hệ thống phanh giúp cho thiết bị dễ dàng ngắt đoạn công suất và thực hiện tăng giảm tốc độ một cách dễ dàng và an toàn.

Hộp giảm tốc hành tinh giữ vai trò chủ đạo trong điều khiển giảm tốc

2. Cấu tạo từng bộ phận và nguyên lý hoạt động

a) Cấu tạo hộp giảm tốc bánh răng hành tinh

Hộp số giảm tốc bánh răng hành tinh có cấu tạo bao gồm 4 bộ phận chính, đó là:

Bánh răng hành tinh 

Cần dẫn

Bánh răng mặt trời

Bánh răng bao

Với bất kỳ một hộp số giảm tốc bánh răng hành tinh nào, khi bạn nhìn vào bên trong thì có thể thấy được sự sắp xếp hợp lý trong thành từng phần đối với từng không gian. Các thứ tự đó lần lượt là bộ truyền động bánh răng hành tinh, 1 bộ phanh đai, 1 bộ gồm 3 mảnh ly hợp ướt thường làm việc trong dầu, 1 hệ thống thuỷ lực, và 1 bộ bơm bánh răng lớn. 

Nguyên lý hoạt động của hộp số hành tinh

Trong cấu tạo của hộp số giảm tốc bánh răng hành tinh thì bộ phận truyền động bánh răng đóng 1 vai trò vô cùng quan trọng. Chúng góp phần tạo ra được các bánh răng với các tỷ số truyền động ăn khớp với nhau và làm cho hộp số hoạt động được hoàn hảo.

Nguyên lý hoạt động của hộp số giảm tốc bánh răng hành tinh được biết đến là vô cùng phức tạp. Nó được miêu tả cụ thể như sau: Đầu tiên là trục sơ cấp sẽ có nhiệm vụ quay bánh răng bao của bộ truyền động hành tinh trước theo chiều kim đồng hộ nhờ vào tụ điện C1. Sau khi bánh răng của bộ truyền động hành tinh phía trước quay và thực hiện chuyển động xung quanh làm cho bánh răng mặt trời có thể quay theo chiều ngược với kim đồng hồ. 

Tại bánh răng sau và cần dẫn lúc này đã có F2 cố định nên hộp số bánh răng mặt trời làm thành bánh răng bao của bộ truyền hành tinh phía sau cũng được quay theo chiều kim đồng hồ bằng bánh răng của bộ truyền động hành tinh sau.

Được biết là các các bánh răng của hộp giảm tốc hành tinh đều phối hợp với nhau thống nhất trong bộ truyền động bánh răng hành tinh. Mặt khác, nguyên lý hoạt động của hộp số giảm tốc bánh răng hành tinh cũng bị thay thế, đảo vị trí theo từng chức năng, nhiệm vụ, chẳng hạn như:

1. Nguyên lý khi thực hiện các nhiệm vụ giảm tốc

Ở nhiệm vụ này, bộ phận bánh răng mặt trời sẽ được lắp cố định, trong khi đó, bánh răng hành tinh lại được quay xung quanh chiếc bánh răng mặt trời. Nhờ vào hoạt động quay này mà phần trục đầu ra (còn gọi là cần dẫn) chỉ có thể giảm tốc độ so với phần trục đầu vào (còn gọi là bánh răng bao) bằng chuyển động quay của chiếc bánh răng hành tinh. 

Trong đó, độ dài của mũi tên thường chỉ tốc độ quay cũng như chiều rộng của mũi tên thường để chỉ mô men. Nếu mũi tên càng dài thì có nghĩa là tốc độ quay càng lớn, đồng thời, mũi tên càng rộng thì tức là mô men càng lớn

Ở nhiệm vụ này, bộ phận bánh răng mặt trời sẽ được lắp cố định

2. Nguyên lý hoạt động khi tiến hành đảo chiều

Khi thực hiện nhiệm vụ đảo chiều thì cần dẫn của hộp giảm tốc sẽ được cố định ở 1 vị trí và lúc này bánh răng mặt trời sẽ quay, bánh răng bao thì sẽ được quay trên trục với hướng quay chính được đảo chiều. 

Lúc này, độ dài của mũi tên sẽ dùng để chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên chính là mô men. Nếu bạn dùng mũi tên càng dài thì tốc độ quay của động cơ càng lớn, và nếu mũi tên càng rộng thì tức là mô men càng lớn.

3. Nguyên lý hoạt động khi thực hiện nối trực tiếp

Bánh răng bao và bánh răng mặt trời khi nhận nhiệm vụ sẽ quay cùng nhau với cùng 1 tốc độ. Đồng thời, cần dẫn giảm tốc cũng quay với cùng 1 tốc độ đó. 

Độ dài của mũi tên lúc này sẽ chỉ tốc độ quay và chiều rộng của mũi tên thì chỉ mô men. Mũi tên càng dài sẽ biểu thị tốc độ quay càng lớn, còn mũi tên càng rộng thì biểu thị mô men càng lớn.

4. Nguyên lý hoạt động khi tăng tốc

Khi bánh răng hành tinh có sự chuyển động quay xung quanh bánh răng mặt trời theo chiều kim đồng hồ thì cần dẫn cũng sẽ tiến hành quay theo đúng chiều kim đồng hồ. 

Dựa trên cơ sở số lượng răng trên bánh răng bao cùng với bánh răng mặt trời mà bạn biết được bánh răng bao có thể tăng tốc nhanh được ở mức độ nào. 

Độ dài của mũi tên thường sẽ chỉ tốc độ quay, cùng với đó, chiều rộng của mũi tên dùng để chỉ mô men. Do đó, mũi tên càng dài thì tốc độ quay của động cơ càng lớn, nếu mũi tên càng rộng thì đồng nghĩa với mô men càng lớn.

Hộp giảm tốc bánh răng hành tinh được chế tạo đặc biệt với độ rơ nhỏ, chuyên sử dụng để làm tăng mô men xoắn cho các loại động cơ servo, động cơ bước từ size 57 130. Trong khi đó, chúng vẫn giữ được độ chính xác về vị trí cao đây là điều rất cần thiết đối với lĩnh vực điều khiển.

Hộp số giảm tốc bánh răng hành tinh hiện nay đang được sử dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp sản xuất cũng như vận hành máy, chẳng hạn như: 

Dùng để truyền động làm giảm tốc với tỷ lệ truyền cực lớn.

Dùng để truyền tải điện năng cao với cấu trúc nhỏ vô cùng gọn nên rất thích hợp sử dụng trong các máy bay.

Dùng để nhận ra sự tổng hợp các loại chuyển động: Thích hợp sử dụng rộng rãi trong đối với công cụ máy móc, cơ chế của máy tính cũng như các thiết bị bù và điều chỉnh.

Dùng để phân hủy các chuyển động: Thường được sử dụng trong bộ điều khiển của ô tô.