Hộp giảm tốc servo vuông góc TKM là hộp bánh răng nghiêng kết hợp bánh răng hypoid (răng côn lệch trục), vỏ nhôm đúc, đầu vào bích vuông lắp thẳng động cơ servo. Trục ra vuông góc với trục servo. Hai cấp truyền cho hiệu suất khoảng 92%, cao hơn nhiều so với hộp trục vít cùng tỉ số, nên servo nhỏ vẫn kéo được tải lớn và ít nóng.
Bài này giới thiệu 4 cỡ thường lắp servo: Cỡ 50 và 75 bích vuông cho servo khung 80, cỡ 63 và 90 bích vuông cho servo khung 130, lỗ trục ra âm Ø25 – Ø35 mm hoặc trục ra dương Ø28 mm. Có bản vẽ từng cỡ, tỉ số thật, mô-men cho phép theo tỉ số, bảng mô-men theo công suất servo và cách tính chọn. Sản phẩm thuộc nhóm hộp số servo, dòng hộp số vuông góc trong danh mục hộp giảm tốc.
Bảng dưới gom số liệu lắp ráp của 4 cỡ. Bản vẽ chi tiết nằm ngay sau bảng.
| Cỡ hộp | Trục ra | Bích vào servo | Lỗ trục vào | Mô-men lớn nhất |
|---|---|---|---|---|
| TKM50 | Lỗ âm Ø25 mm (hoặc Ø20, Ø24), cavet 8 mm, dài 92 mm | Vuông 80 cho servo 750W khung 80 | Theo trục servo | 125 N·m |
| TKM63 | Lỗ âm Ø25 mm, cavet 8 mm, dài 112 mm | Vuông 130, vành Ø110 mm, 4 lỗ M8 trên vòng Ø145 mm | Ø22 mm, cavet 6 hoặc 8 mm | 200 N·m |
| TKM75 | Dương Ø28 mm, dài 40 mm, cavet 8 mm | Vuông 80, vành Ø70 mm, 4 lỗ M6 sâu 12 trên vòng Ø90 mm | Ø19 mm, cavet 6 mm | 350 N·m |
| TKM90 | Lỗ âm Ø35 mm, cavet 10 mm, dài 140 mm | Vuông 130, vành Ø110 mm, 4 lỗ M8 trên vòng Ø145 mm | Ø22 mm, cavet 8 mm | 380 – 495 N·m |
Hộp TKM hai cấp có tỉ số thật lẻ thập phân. Mô-men cho phép thay đổi theo tỉ số: tỉ số nhỏ chịu mô-men thấp hơn vì bánh răng cấp đầu làm việc nặng hơn.
Hiệu suất hộp giảm tốc servo vuông góc TKM 2 cấp khoảng 92%, 3 cấp khoảng 90%.
| Cỡ 50 tỉ số: N·m | Cỡ 63 tỉ số: N·m | Cỡ 75 tỉ số: N·m |
|---|---|---|
| 7,73: 100 | 7,60: 100 | 7,48: 279 |
| 10,47: 130 | 10,50: 135 | 9,84: 346 |
| 12,47: 125 | 12,67: 165 | 12,49: 344 |
| 14,92: 125 | 14,67: 190 | 15,09: 350 |
| 20,21: 125 | 20,25: 200 | 19,84: 355 |
| 24,07: 125 | 24,44: 200 | 25,19: 350 |
| 29,33: 125 | 30,31: 200 | 30,24: 350 |
| 40,09: 125 | 39,29: 200 | 40,13: 350 |
| 48,86: 125 | 48,71: 200 | 48,18: 350 |
| 60,50: 174 | 59,44: 350 |
Cỡ 90 bản hai cấp: tỉ số 19,84 cho 380 N·m, các tỉ số 25,19 – 48,18 cho khoảng 490 – 495 N·m, tỉ số 59,04 cho khoảng 455 N·m.
Mô-men đạt được bằng mô-men định mức servo nhân tỉ số và hiệu suất 0,92. Tốc độ vào tính 1.500 v/p. SF bằng mô-men cho phép ở tỉ số đó chia mô-men đạt được.
Bảng moment hộp giảm tốc servo vuông góc TKM servo 750W khung 80 (2,39 N·m)
| Tỉ số truyền | Tốc độ trục ra (v/p) | Mô-men đạt được (N·m) | Cỡ hộp | SF |
|---|---|---|---|---|
| 7,73 | 194,0 | 17 | Cỡ 50 (lỗ âm 25mm) | 5,88 |
| 10,47 | 143,3 | 23 | Cỡ 50 (lỗ âm 25mm) | 5,65 |
| 14,92 | 100,5 | 33 | Cỡ 50 (lỗ âm 25mm) | 3,81 |
| 20,21 | 74,2 | 44 | Cỡ 50 (lỗ âm 25mm) | 2,81 |
| 24,07 | 62,3 | 53 | Cỡ 50 (lỗ âm 25mm) | 2,36 |
| 29,33 | 51,1 | 64 | Cỡ 50 (lỗ âm 25mm) | 1,94 |
| 40,09 | 37,4 | 88 | Cỡ 50 (lỗ âm 25mm) | 1,42 |
| 48,86 | 30,7 | 107 | Cỡ 50 (lỗ âm 25mm) | 1,16 |
| 59,44 | 25,2 | 131 | Cỡ 75 (dương 28mm) | 2,68 |
Bảng moment hộp giảm tốc servo vuông góc TKM servo 1 kW khung 130 (4 N·m)
| Tỉ số truyền | Tốc độ trục ra (v/p) | Mô-men đạt được (N·m) | Cỡ hộp | SF |
|---|---|---|---|---|
| 7,60 | 197,4 | 28 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 3,58 |
| 10,50 | 142,9 | 39 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 3,49 |
| 12,67 | 118,4 | 47 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 3,54 |
| 20,25 | 74,1 | 75 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 2,68 |
| 24,44 | 61,4 | 90 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 2,22 |
| 30,31 | 49,5 | 112 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 1,79 |
| 39,29 | 38,2 | 145 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 1,38 |
| 48,71 | 30,8 | 179 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 1,12 |
| 59,04 | 25,4 | 217 | Cỡ 90 (lỗ âm 35mm) | 2,09 |
Bảng moment hộp giảm tốc servo vuông góc TKM servo 1,5 kW khung 130 (6 N·m)
| Tỉ số truyền | Tốc độ trục ra (v/p) | Mô-men đạt được (N·m) | Cỡ hộp | SF |
|---|---|---|---|---|
| 7,60 | 197,4 | 42 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 2,38 |
| 10,50 | 142,9 | 58 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 2,33 |
| 12,67 | 118,4 | 70 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 2,36 |
| 20,25 | 74,1 | 112 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 1,79 |
| 24,44 | 61,4 | 135 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 1,48 |
| 30,31 | 49,5 | 167 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 1,20 |
| 40,13 | 37,4 | 222 | Cỡ 90 (lỗ âm 35mm) | 2,23 |
| 48,18 | 31,1 | 266 | Cỡ 90 (lỗ âm 35mm) | 1,84 |
| 59,04 | 25,4 | 326 | Cỡ 90 (lỗ âm 35mm) | 1,40 |
Bảng moment hộp giảm tốc servo vuông góc TKM servo 2 kW khung 130 (7,7 N·m)
| Tỉ số truyền | Tốc độ trục ra (v/p) | Mô-men đạt được (N·m) | Cỡ hộp | SF |
|---|---|---|---|---|
| 7,60 | 197,4 | 54 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 1,86 |
| 10,50 | 142,9 | 74 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 1,81 |
| 12,67 | 118,4 | 90 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 1,84 |
| 20,25 | 74,1 | 143 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 1,39 |
| 24,44 | 61,4 | 173 | Cỡ 63 (lỗ âm 25mm) | 1,16 |
| 30,24 | 49,6 | 214 | Cỡ 90 (lỗ âm 35mm) | 2,31 |
| 40,13 | 37,4 | 284 | Cỡ 90 (lỗ âm 35mm) | 1,74 |
| 48,18 | 31,1 | 341 | Cỡ 90 (lỗ âm 35mm) | 1,44 |
| 59,04 | 25,4 | 418 | Cỡ 90 (lỗ âm 35mm) | 1,09 |
Ba bước: tính mô-men và tốc độ ở trục máy, chọn tỉ số, rồi nhân mô-men servo với tỉ số và 0,92 để kiểm tra với mô-men cho phép của cỡ hộp.
Ví dụ 1: Băng tải con lăn dừng theo cảm biến
Ví dụ 2: Bàn xoay nhẹ dùng servo 750W
Ví dụ 3: Trục cuốn màng có lực căng
Lỗ trục ra âm có rãnh then, cắm thẳng vào trục máy, không cần khớp nối. Hộp được giữ bằng tay đòn chống xoay hoặc bắt mặt bích ra. Kiểu này gọn nhất cho trục rulo, trục vít me, trục bàn xoay.
Video dưới quay thực tế hộp giảm tốc servo vuông góc cỡ 90 lỗ trục ra âm, mặt bích vào vuông 180 × 180, lắp cho servo và step motor.
Trục ra dương có then, lắp nhông, puly hoặc khớp nối. Có bản trục ra một đầu và trục ra hai đầu, bản hai đầu dùng cho máy cần kéo hai bên cùng lúc như băng tải đôi, cơ cấu nâng hai bên.
| Tiêu chí | Lỗ trục ra âm | Trục ra dương |
|---|---|---|
| Cách nối tải | Cắm thẳng vào trục máy | Nhông, puly, khớp nối |
| Phụ kiện kèm | Tay đòn chống xoay hoặc mặt bích ra | Then, bulông ép |
| Hợp máy | Rulo, vít me, bàn xoay trục đứng | Băng tải kéo xích, máy kéo hai bên |
Bích vuông vào và cấp bánh răng nghiêng
Bích vuông có vành định vị theo servo, trục vào có lỗ và then theo trục servo. Cấp đầu là cặp bánh răng nghiêng giảm tốc sơ bộ.
Cặp bánh răng hypoid
Cấp sau là bánh răng hypoid, trục bánh nhỏ lệch khỏi tâm bánh lớn. Răng ăn khớp dài hơn răng côn thường nên chịu tải tốt và chạy êm. Đây là cấp đổi hướng trục 90°.
Vỏ nhôm và trục ra
Vỏ nhôm đúc, nhẹ, không gỉ, có nhiều mặt lắp. Trục ra âm hoặc dương, hai bên có vành định vị để bắt mặt bích ra.
| Bộ phận | Vật liệu | Ghi chú |
|---|---|---|
| Bánh răng | Thép 20CrMnTi thấm cacbon | Độ cứng mặt răng 56 – 62 HRC |
| Vỏ hộp | Hợp kim nhôm đúc | Nhẹ, tản nhiệt tốt |
| Bôi trơn | Dầu tổng hợp | Châm sẵn, dùng lâu dài |
So sánh hiệu suất với hộp trục vít khi gắn servo
Cùng servo 1 kW (4 N·m), cùng tỉ số khoảng 1/60, mô-men ra khác nhau rõ rệt do hiệu suất. Đây là lý do máy chạy liên tục nhiều ca hay chọn TKM thay cho hộp trục vít.
| Loại hộp | Hiệu suất ở tỉ số khoảng 1/60 | Mô-men ra với servo 1 kW | Nhiệt khi chạy liên tục |
|---|---|---|---|
| Hộp TKM (hypoid 2 cấp) | Khoảng 92% | Khoảng 220 N·m | Ấm nhẹ |
| Hộp trục vít một cấp | Khoảng 55 – 60% | Khoảng 130 – 145 N·m | Nóng rõ |
Lắp hộp lên máy
Lắp servo lên bích vuông
Dầu bôi trơn và chạy rà
Vận hành an toàn
Hộp giảm tốc servo vuông góc TKM khác hộp trục vít NMRV ở điểm nào? Khác ở bộ truyền. TKM dùng bánh răng nghiêng và hypoid, hiệu suất khoảng 92%. NMRV dùng trục vít bánh vít, hiệu suất giảm mạnh ở tỉ số lớn. Kích thước lắp đặt hai loại cùng cỡ gần như giống nhau.
Hộp TKM có tự hãm như hộp trục vít không? Không. Hiệu suất cao nên tải có thể quay ngược hộp khi servo mất điện. Cơ cấu nâng phải dùng servo có phanh.
Vì sao tỉ số của hộp TKM là số lẻ như 59,44 hay 30,31? Đó là tỉ số thật theo số răng của hai cấp. Khi tính tốc độ ra nên dùng tỉ số thật để chính xác.
Servo khung 130 có lắp được cỡ 75 không? Lắp được nếu làm bích vuông 130 và trục vào theo trục servo. Cần báo rõ khung và đường kính trục servo khi đặt hàng.
Lỗ trục vào có 2 cỡ then là sao? Lỗ Ø22 của cỡ 63 có bản then 6 mm và bản then 8 mm. Servo khác hãng dùng then khác nhau, nên báo cỡ then trục servo để làm đúng.
Hộp TKM có dùng cho máy định vị được không? Được với băng tải định vị, bàn xoay, máy cấp phôi. Máy cần độ rơ rất nhỏ như robot thì dùng hộp số hành tinh chính xác.
Có cần thay dầu hộp TKM không? Hộp châm sẵn dầu tổng hợp cho thời gian dài. Máy chạy nóng, nhiều bụi thì kiểm tra dầu định kỳ và thay khi dầu đổi màu.
Hộp TKM lắp được ở tư thế nào? Vỏ có nhiều mặt lắp nên đặt được nằm, đứng, treo. Báo tư thế lắp để đặt nút thông hơi đúng chỗ.
Trục ra hai đầu dùng khi nào? Khi máy cần kéo hai bên cùng tốc độ, như băng tải đôi, cơ cấu nâng hai bên. Hai đầu trục cùng đường kính và cùng then.
Tỉ số lớn hơn 1/60 thì chọn gì? Dùng bản TKM 3 cấp, tỉ số tới khoảng 1/300, hiệu suất khoảng 90%. Hộp dài hơn bản 2 cấp.
Hộp TKM có ồn không? Ít ồn vì bánh răng mài và ăn khớp hypoid. Tiếng ồn lớn bất thường thường do lắp lệch hoặc quá tải.
Hộp TKM vỏ nhôm có chịu va đập được không? Chịu được va đập vừa phải. Máy va đập mạnh nên chọn SF từ 1,5 và cài giới hạn mô-men trên driver.
Hộp TKM có thay cho hộp trục vít NMRV đang dùng trên máy được không? Được trong đa số trường hợp vì kích thước lắp đặt cùng cỡ gần giống nhau. Cần đối chiếu lỗ trục ra, mặt bích ra và chiều dài cổ bích servo trước khi thay.
Servo 400W khung 60 có lắp được hộp TKM không? Được với cỡ nhỏ nếu làm bích vuông 60 và lỗ trục vào Ø14. Báo khung, đường kính trục và then servo khi đặt hàng.
Vì sao mô-men cho phép ở tỉ số nhỏ lại thấp hơn? Ở tỉ số nhỏ, cặp bánh răng nghiêng cấp đầu phải truyền mô-men lớn hơn so với kích thước của nó. Nhà máy giới hạn mô-men ra để bảo vệ cấp này.
Lỗ trục ra âm Ø25 của cỡ 63 lắp trục máy thế nào cho chắc? Trục máy gia công dung sai lắp trượt, có then 8 mm. Bôi mỡ chống kẹt, đẩy trục vào hết chiều dài lỗ rồi khóa phe hai đầu. Tay đòn chống xoay bắt vào khung máy, không siết cứng để hộp tự định tâm.
Hộp TKM dùng trong môi trường ẩm có được không? Vỏ nhôm không gỉ, phớt chặn hai đầu trục. Nơi có nước bắn trực tiếp nên che chắn thêm và chọn servo có cấp bảo vệ phù hợp.
Cần cung cấp thông tin gì khi đặt hàng? Gửi hãng và khung servo, đường kính trục và cỡ then, tỉ số cần, trục ra âm hay dương, một hay hai đầu, tư thế lắp và mô-men tải.
