Hộp Giảm Tốc 2 Cấp Phân Đôi Cấp Nhanh: Cấu Tạo, Tính Toán, Ứng Dụng
Viết bởi: Bảo Nhi
Bảo Nhi
Mình là Bảo Nhi, hiện tại mình đang phụ trách công việc viết bài, kiểm duyệt nội dung tại Minhmotor. Mình sinh năm 2000, tốt nghiệp cử nhân Trường Đại học Tài chính - Marketing, nơi mình học tập được rất nhiều kiến thức và nền tảng giúp mình rất nhiều trong công việc hiện tại. Với sự nhiệt huyết và đam mê của tuổi trẻ cùng với sự hỗ trợ rất nhiệt tình từ các anh chị em đồng nghiệp, chúng mình luôn cố gắng đem đến những giải pháp ứng dụng động cơ điện, động cơ giảm tốc, máy bơm nước thiết thực nhất cho mọi người. 13 thg 10 2026 08:34
Hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh là hộp bánh răng trụ 2 cấp trong đó cấp nhanh được chia thành hai cặp bánh răng nghiêng ngược chiều đặt đối xứng hai bên, còn cấp chậm là một cặp bánh răng đặt chính giữa hai ổ. Cách bố trí này triệt tiêu lực dọc trục ở cấp nhanh, chia đều tải lên các ổ và làm bánh răng cấp chậm chịu tải đều trên chiều rộng răng.
Loại này dùng cho băng tải, tời, cầu trục, máy cán công suất trung bình – lớn với tỉ số khoảng 8–40; chọn theo tỉ số chung, momen trục ra, chế độ tải và công suất motor.
Nội dung
- 1) Hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh là gì?
- 2) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
- 3) Thông số kỹ thuật và ví dụ tính hộp phân đôi cấp nhanh
- 4) Phân biệt hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh, cấp chậm và khai triển
- 5) Ứng dụng hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh
- 6) Ưu điểm và nhược điểm hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh
- 7) Câu hỏi thường gặp về hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh
1) Hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh là gì?
Hộp giảm tốc là bộ phận trung gian giữa động cơ và máy công tác, giảm tốc độ quay và tăng momen xoắn. Motor tiêu chuẩn quay nhanh (motor 4 cực khoảng 1.450 v/p), trong khi băng tải, tời, máy trộn chỉ cần vài chục vòng/phút; dùng hộp giảm tốc 2 cấp giúp chọn motor tiêu chuẩn giá rẻ mà vẫn đạt tốc độ và momen cần.
"Phân đôi cấp nhanh" nghĩa là cấp bánh răng nối với trục motor (cấp nhanh) được tách làm hai cặp bánh răng nghiêng có góc nghiêng ngược nhau, hoạt động như một cặp bánh răng chữ V. Cấp chậm chỉ có một cặp bánh răng nằm giữa vỏ hộp.
2) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
a) Cấu tạo hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh
- Trục vào (I): mang 2 bánh răng nghiêng nhỏ, góc nghiêng ngược chiều nhau, đặt đối xứng hai đầu trục. Trục này thường lắp ổ đũa trụ ngắn để tự dịch chuyển dọc trục, giúp hai cặp bánh răng chia tải bằng nhau.
- Trục trung gian (II): mang 2 bánh răng nghiêng lớn của cấp nhanh ở hai bên và bánh răng nhỏ cấp chậm ở giữa.
- Trục ra (III): mang bánh răng lớn cấp chậm đặt giữa hai ổ.
- Vỏ hộp: gang xám đúc (như GX15-32), mặt ghép nắp – thân đi qua tâm các trục; có gân tăng cứng, cửa thăm, nút thông hơi, que thăm dầu.
- Bánh răng: thép 45 tôi cải thiện với hộp răng mềm (độ rắn bánh nhỏ cao hơn bánh lớn khoảng 10–15 HB để chạy rà tốt) hoặc thép hợp kim thấm carbon với hộp răng cứng.
b) Nguyên lý hoạt động
Motor quay trục I, mômen chia đôi qua hai cặp bánh răng nghiêng cấp nhanh sang trục II (giảm tốc lần 1). Lực dọc trục của hai cặp ngược chiều nên tự triệt tiêu. Bánh nhỏ cấp chậm ở giữa trục II truyền sang bánh lớn trên trục III (giảm tốc lần 2). Tỉ số chung i = i nhanh × i chậm; tỉ số cấp nhanh thường chọn lớn hơn cấp chậm khoảng 1,2–1,3 lần.
- Tốc độ trục ra: n3 = n1 / (i nhanh × i chậm).
- Momen trục ra: T3 ≈ 9550 × P × η / n3, η khoảng 0,94–0,96.
3) Thông số kỹ thuật và ví dụ tính hộp phân đôi cấp nhanh
a) Số liệu thiết kế băng tải
- Lực vòng trên băng tải F = 6.500 N, vận tốc băng v = 1,5 m/s, đường kính tang D = 550 mm.
- Thời gian phục vụ 5 năm, 200 ngày/năm, 3 ca/ngày, 8 giờ/ca; quay 1 chiều, va đập nhẹ.
- Chế độ tải: T1 = T trong 25 giây, T2 = 0,7T trong 16 giây.
b) Kết quả tính chọn motor và phân phối tỉ số
- Công suất trên trục tang: 6.500 × 1,5 / 1000 = 9,75kW; tốc độ tang ≈ 60.000 × 1,5 / (π × 550) ≈ 52 v/p.
- Công suất tương đương theo chế độ tải: 9,75 × √((1² × 25 + 0,7² × 16) / 41) ≈ 8,7kW; hiệu suất chung khoảng 0,886 → công suất cần trên trục motor ≈ 9,85kW.
- Chọn motor 11kW 4 cực 1.460 v/p, 3 pha 380V (dòng khoảng 22 A, đấu tam giác với motor 380/660V).
- Tỉ số chung ≈ 1460 / 52 ≈ 28 = cấp nhanh ≈ 5,9 × cấp chậm ≈ 4,75.
| Trục | Tốc độ (v/p) | Công suất (kW) | Momen (Nm) |
|---|---|---|---|
| Trục motor | 1.460 | 9,85 | ≈ 64 |
| Trục I (vào hộp) | 1.460 | 9,65 | ≈ 63 |
| Trục II (trung gian) | ≈ 247 | 9,27 | ≈ 358 |
| Trục III (ra hộp) | ≈ 52 | 8,90 | ≈ 1.630 |
- Momen tải lớn nhất trên tang: F × D / 2 ≈ 1.790 Nm – dùng giá trị này để kiểm tra size hộp và trục ra.
- Tải T2 = 0,7T lặp lại theo chu kỳ 41 giây làm tăng mỏi răng; hệ số phục vụ chọn theo số giờ chạy 24 giờ/ngày.
- Motor 11kW khởi động trực tiếp dòng khởi động khoảng 6–7 lần định mức.
c) Kích thước vỏ hộp và bôi trơn tham khảo
| Chi tiết | Giá trị (khoảng cách trục cấp chậm a = 190 mm) |
|---|---|
| Chiều dày thành thân hộp | δ = 0,03a + 3 ≈ 8,7 mm; nắp hộp ≈ 7,8 mm |
| Gân tăng cứng | Dày khoảng 8 mm, cao dưới 58 mm |
| Bu lông nền | M18 |
| Bu lông cạnh ổ | M14 |
| Bu lông ghép bích nắp – thân | M12 |
| Vít nắp ổ / nắp cửa thăm | M10 / M8 |
| Chiều dày bích thân / nắp | 18 mm / 18 mm |
| Mức dầu | Bánh lớn ngâm khoảng 1/4 bán kính (khoảng 30 mm) |
| Lắp bánh răng lên trục | Mối ghép then, kiểu lắp H7/k6 |
| Chiều rộng bánh nhỏ | Rộng hơn bánh lớn khoảng 10% để bù sai lệch dọc trục |
d) Motor đi kèm: dòng điện, điện áp, biến tần
| Công suất motor (4 cực) | Dòng 3 pha 380V | Dòng 1 pha 220V | Biến tần phù hợp |
|---|---|---|---|
| 4kW | ≈ 8,6 A | ≈ 24 A | 4kW |
| 5,5kW | ≈ 11,5 A | ≈ 32 A | 5,5kW |
| 7,5kW | ≈ 15 A | ≈ 42 A | 7,5kW |
| 11kW | ≈ 22 A | — | 11kW |
| 15kW | ≈ 29 A | — | 15kW |
| 18,5kW | ≈ 36 A | — | 18,5kW |
| 22kW | ≈ 42 A | — | 22kW |
- Motor 1 pha 220V lớn nhất phổ biến 7,5kW; công suất hộp phân đôi thường từ vài kW trở lên nên dùng motor 3 pha 380V.
- Từ khoảng 11kW dùng khởi động sao – tam giác, khởi động mềm hoặc biến tần.
- Điều chỉnh tốc độ băng tải bằng biến tần hoặc bộ điều chỉnh tốc độ motor.
Video cách chọn motor cẩu trục:
4) Phân biệt hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh, cấp chậm và khai triển
| Tiêu chí | Phân đôi cấp nhanh | Phân đôi cấp chậm | Khai triển |
|---|---|---|---|
| Cấp được chia đôi | Cấp nhanh (trục motor) | Cấp chậm (trục ra) | Không chia |
| Lực dọc trục | Triệt tiêu ở cấp nhanh | Triệt tiêu ở cấp chậm | Có, ổ phải chịu |
| Tải trên ổ | Đều, đối xứng | Đều, đối xứng | Không đều |
| Kích thước dọc trục | Dài hơn | Dài hơn | Ngắn nhất |
| Phù hợp | Tốc độ vào cao, tải trung bình – lớn | Momen ra rất lớn | Tải nhỏ – trung bình, giá thấp |
Chi tiết các kiểu còn lại: hộp số giảm tốc phân đôi cấp chậm, hộp giảm tốc 2 cấp khai triển, hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục và hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ răng nghiêng.
5) Ứng dụng hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh
- Hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh cho băng tải than, băng tải đá, băng tải xi măng chạy 3 ca liên tục – xem thêm hộp giảm tốc băng tải.
- Hộp số phân đôi cho cơ cấu nâng, di chuyển cầu trục, tời kéo, palăng.
- Hộp giảm tốc phân đôi cho máy cán thép, máy khuấy trộn dung dịch, máy xi mạ, hệ thống cấp liệu lò hơi.
- Hộp giảm tốc bánh răng phân đôi cho dây chuyền thức ăn gia súc, sản xuất bao bì, chế biến thực phẩm công suất lớn.
Video thiết bị cầu trục nâng hạ dùng hộp số ZQ 350, 500, 650, 850:
6) Ưu điểm và nhược điểm hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh
a) Ưu điểm
- Lực dọc trục cấp nhanh tự triệt tiêu, dùng được ổ đơn giản.
- Bánh răng cấp chậm nằm giữa hai ổ nên tải phân bố đều trên chiều rộng răng, răng bền hơn kiểu khai triển.
- Hiệu suất 94–96%, chạy êm nhờ răng nghiêng.
- So với điều tốc bằng biến tần đơn thuần, hộp giảm tốc tăng momen thực sự ở trục ra; hai giải pháp thường dùng kết hợp.
b) Nhược điểm
- Nhiều bánh răng hơn kiểu khai triển, vỏ dài hơn theo chiều trục, giá cao hơn.
- Hai cặp cấp nhanh cần chế tạo chính xác và trục tùy động để chia tải đều.
- Ít phổ biến hàng có sẵn hơn hộp khai triển, đồng trục.
7) Câu hỏi thường gặp về hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh
- Khi nào chọn hộp phân đôi cấp nhanh thay cho hộp khai triển? Khi công suất từ khoảng 7,5kW trở lên, chạy liên tục nhiều ca, tốc độ vào cao và cần tải phân bố đều trên ổ, bánh răng. Tải nhỏ, chạy 1 ca/ngày thì hộp khai triển rẻ và gọn hơn.
- Phân đôi cấp nhanh hay phân đôi cấp chậm tốt hơn? Phân đôi cấp chậm chia momen lớn ở trục ra nên phù hợp momen rất lớn (tời, máy nghiền). Phân đôi cấp nhanh giải quyết lực dọc trục ở cấp tốc độ cao và giữ bánh răng cấp chậm ở giữa ổ; phù hợp tải trung bình – lớn, tốc độ vào cao.
- Tỉ số truyền hộp phân đôi cấp nhanh thường là bao nhiêu? Khoảng 8–40. Với motor 4 cực 1.450 v/p, tốc độ ra khoảng 36–180 v/p; motor 6 cực 960 v/p cho 24–120 v/p.
- Chọn motor bao nhiêu kW cho băng tải dùng hộp phân đôi? Tính P = F × v / 1000 (kW), chia cho hiệu suất chung khoảng 0,88–0,9, rồi chọn motor tiêu chuẩn lớn hơn gần nhất. Ví dụ F = 6.500 N, v = 1,5 m/s → khoảng 9,85kW → motor 11kW 4 cực.
- Giá hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh so với hộp khai triển thế nào? Cùng momen, hộp phân đôi thường đắt hơn vì thêm một cặp bánh răng nghiêng và vỏ dài hơn; phần lớn là hàng đặt gia công theo bản vẽ. Giá trung bình thị trường Việt Nam của bộ motor giảm tốc thông dụng xem ở giá motor giảm tốc 3 pha.
- Hộp phân đôi cấp nhanh đổ dầu gì, mức bao nhiêu? Dầu bánh răng công nghiệp ISO VG 150–220 (môi trường nóng hoặc tải nặng dùng VG 320), mức dầu sao cho bánh lớn ngâm khoảng 1/4 bán kính hoặc theo vạch que thăm. Thay dầu lần đầu sau khoảng 300–500 giờ; tham khảo quy trình bảo dưỡng hộp giảm tốc.
- Đấu điện motor 11kW cho hộp phân đôi cần CB, dây bao nhiêu? Dòng định mức khoảng 22 A ở 380V; CB khoảng 32–40 A, relay nhiệt chỉnh khoảng 22 A; dây đồng khoảng 4–6 mm² tùy chiều dài. Motor 380/660V đấu tam giác; khởi động sao – tam giác giảm dòng khởi động còn khoảng 1/3.
- Lắp hộp phân đôi cấp nhanh cần chú ý gì ở trục vào? Trục vào phải được tự do dịch dọc trục (ổ đũa trụ ngắn, khớp nối cho phép dịch dọc) để hai cặp răng nghiêng tự cân bằng tải. Dùng khớp nối cứng ép trục vào cố định sẽ làm một cặp chịu tải nhiều hơn.
- Một bên cặp bánh răng cấp nhanh mòn nhanh hơn bên kia là do đâu? Trục vào bị hãm dọc trục (ổ, khớp nối lắp sai), hai cặp bánh răng sai lệch góc nghiêng hoặc lắp lệch pha răng. Kiểm tra độ dịch dọc tự do của trục vào và vết tiếp xúc trên cả hai cặp.
- Hộp giảm tốc phân đôi chạy nóng, có tiếng gõ xử lý ra sao? Vỏ hộp khoảng 50–70°C là bình thường. Nóng trên 85–90°C: kiểm tra mức và độ nhớt dầu, nút thông hơi, đo dòng motor so với nhãn. Tiếng gõ theo chu kỳ trục ra thường do mẻ răng cấp chậm; tiếng rít cao do vòng bi trục vào.
- Dầu rò ở mặt ghép vỏ và phớt trục khắc phục thế nào? Vệ sinh mặt ghép, bôi keo làm kín chịu dầu, siết đều các bu lông ghép bích theo thứ tự chéo; thay phớt mòn và kiểm tra trục xước; thông nút thông hơi để áp suất trong hộp không đẩy dầu ra.
- Motor chạy nhưng băng tải đứng, hộp giảm tốc không quay? Kiểm tra gãy then trục ra, khớp nối vỡ, bánh răng trượt then trên trục. Băng tải kẹt vật liệu làm momen tăng vượt khoảng 1.790 Nm (ví dụ trên) dễ gây gãy then; nên có khớp nối an toàn hoặc relay nhiệt chỉnh đúng.
- Có giải pháp nào rẻ hơn hộp phân đôi cho băng tải công suất vừa? Dùng motor giảm tốc 2 cấp đồng trục liền khối hoặc hộp khai triển tiêu chuẩn có sẵn, kết hợp bộ truyền xích ra tang; tải chạy 1–2 ca/ngày có thể chọn SF khoảng 1,0–1,2 để giảm size.
- Hộp phân đôi cũ hỏng bánh răng nên sửa hay thay? Hộp phân đôi thường là hàng đặt gia công nên sửa (gia công lại cặp bánh răng, thay ổ, phớt) thường kinh tế hơn mua mới. Thay cả hai cặp cấp nhanh cùng lúc để giữ chia tải đều; các bước tháo xem hướng dẫn tháo lắp hộp giảm tốc.
