Hộp số hành tinh cho động cơ bước NEMA17 (Planetary Gearbox)

Hộp số hành tinh (planetary gearbox) 3D printable dạng fully parametric, thiết kế bằng OpenSCAD, dành cho động cơ bước NEMA17.

Bộ giảm tốc hành tinh 1 tầng gọn nhẹ này cho mô-men xoắn cao trong một kích thước nhỏ. Cấu tạo gồm: ring gear cố định tích hợp trong housing, sun gear được motor dẫn động, ba planet gear, và planet carrier làm đầu ra.

Tỷ số truyền: xấp xỉ 4:1 (tỷ số chính xác = (số răng ring + số răng sun) / số răng sun)

Tính năng

• Gắn trực tiếp lên motor NEMA17 tiêu chuẩn (pattern lỗ 31 mm)
• Sun gear có lỗ dạng D-shaft cho trục motor tiêu chuẩn 5 mm
• Ba planet gear giúp chia tải cân bằng
• Ring gear tích hợp sẵn trong housing để đơn giản và chắc chắn
• Planet carrier đầu ra có hub siết bằng ốc chặn (setscrew)
• Housing chia đôi (trên + dưới) để dễ lắp ráp và bảo trì
• Có hốc lắp bearing giúp chạy mượt hơn (dùng 695ZZ)

Files

• planetary.gearbox.scad – View lắp ráp tổng (mở file này để xem preview toàn bộ gearbox)
• bottom_housing.scad – Nửa housing dưới (có ngàm bắt motor)
• top_housing.scad – Nửa housing trên
• sun_gear.scad – Sun gear đầu vào với lỗ D-bore
• planet_gear.scad – Planet gear đơn (cần 3 cái)
• ring_gear.scad – Ring gear cố định (tích hợp trong housing)
• carrier.scad – Planet carrier đầu ra
• .stl files – Mesh đã export sẵn để slice/print ( sun_gear.stl, planet_gear.stl ×3, ring_gear.stl, carrier.stl )

Cách tạo file STL và in 3D

Dùng OpenSCAD (khuyến nghị nếu muốn tùy biến)

• Cài OpenSCAD (miễn phí tại https://openscad.org/)

• Mở từng file part bạn muốn in:

  • bottom_housing.scad
  • top_housing.scad
  • sun_gear.scad
  • planet_gear.scad (in 3 bản)
  • carrier.scad

• (Tuỳ chọn: mở planetary.gearbox.scad trước để xem preview toàn bộ cụm)

• Nhấn F5 để preview model

• Nhấn F6 để render (tính toán hình học đầy đủ – mất vài giây)

• Sau khi render xong, vào File > Export > Export as STL và lưu file

• Lặp lại cho từng part

Dùng STL đã export sẵn

Repo có kèm sẵn các file STL ready-to-print cho đa số chi tiết. Bạn tải về rồi slice trực tiếp là được.

Gợi ý slicing và in ấn

• Vật liệu: khuyến nghị PETG hoặc PLA+ để bền và chịu lực (ABS/ASA nếu bạn có enclosure)
• Layer height: 0.15–0.2 mm để đủ chi tiết và ăn khớp răng tốt
• Infill: 40–60% (tăng thêm cho các phần chịu tải như carrier và housing)
• Perimeters/Walls: 4+ để chắc
• Supports: tối thiểu – chủ yếu cần cho phần overhang ở housing và carrier
• Orientation: in 2 nửa housing và carrier phẳng trên bed để đạt độ bền tốt
• Brim: khuyến nghị để bám dính tốt hơn cho các chi tiết lớn

Phần cứng cần có

• Bearing 695ZZ (5 × 13 × 4 mm) – số lượng tuỳ thiết kế (thường 2–4 cho phần đỡ sun và carrier)
• Ốc chặn (grub screw) M3 hoặc M4 cho hub setscrew của carrier
• Trục đầu ra đường kính 5–8 mm (thanh tròn trơn)
• Tuỳ chọn: ống/bạc đồng (brass tube/bushing) (OD khớp với lỗ hub của carrier, ID 5 mm) để tiếp xúc trục bền hơn
• Tuỳ chọn: vít M3/M4 hoặc keo để cố định housing trên và dưới

Ghi chú lắp ráp – Trục đầu ra

Planet carrier là phần đầu ra và có hub trung tâm với setscrew. Giống các thiết kế planetary 3D print phổ biến, lỗ hub được canh kích thước để có thể ép (press-fit) một ống/bạc đồng nhằm tăng khả năng chịu mài mòn. Bạn lắp bạc đồng vào, nếu cần thì siết thêm bằng setscrew, rồi luồn trục đầu ra 5 mm xuyên qua.

Tùy biến

Tất cả tham số (số răng, module, khe hở, kích thước bearing, v.v.) đều nằm ở phần đầu của từng file SCAD. Bạn chỉnh các giá trị này để đổi tỷ số truyền, kích thước, hoặc tinh chỉnh độ fit theo máy/filament của bạn.

Mở planetary.gearbox.scad để xem tổng thể và kiểm tra ăn khớp (meshing) trước khi in.

Chúc bạn làm vui vẻ! Planetary gear mô-men xoắn cao rất hợp cho robotics và automation. Nếu bạn in ra được, cứ chia sẻ hình hoặc các cải tiến của bạn nha.