Hộp số NEMA 17 Cycloidal Drive (tỉ số truyền 20:1)

Hộp số Cycloidal với tỉ số truyền 20:1, dùng để kéo gần như bất cứ thứ gì. Mình chưa test lực đầu ra chính xác, nhưng lúc cố giữ trục ra thì suýt gãy ngón tay. Bạn cứ thoải mái chỉnh lại pattern lỗ bắt motor cho đúng loại motor của bạn, cũng như phần vỏ/bệ ổ bi đầu ra để khớp với ngàm gá của bạn. Mình có kèm một bản Output Bearing Housing đã chỉnh, có thêm tai bắt ốc, mình đang dùng cho một project.

Mình in bằng Bambu P1S, với nhiều hãng PLA khác nhau. Mình hay khoan lại các lỗ cho đúng kích thước, nhưng mấy vòng đệm/spacer ổ bi nhỏ thì khó kẹp để khoan, nên mình in chúng với bù lỗ +0.1mm. Các bu lông đầu ra có thể thay bằng vít M6, nhưng mình không có sẵn. Nếu dùng M6 thì vẫn nên có spacer cho các ổ bi nhỏ, để vòng ngoài (outer race) không bị kẹp chặt.

Hardware:

1. NEMA 17 Stepper Motor
2. 4 cái - M3x12mm Countersunk Screws
3. 2 cái - M3x25mm Socket hoặc Button head screws
4. 6 cái - M5x30mm Socket hoặc Button head screws
5. 6 cái - M5x40mm Socket hoặc Button head screws
6. 1 cái - M3 Grub Screw
7. 12 cái - M5 Nuts
8. 4 cái - 15x21x4mm Inner Bearings - Amazon
9. 6 cái - 6x10x3mm Drive Bearings - Amazon
10. 1 cái - 50x65x7 Output Bearing - Amazon

Printed Parts:

1. 1 cái - Motor Plate
2. 1 cái - Housing
3. 2 cái - Cycloidal Disc
4. 1 cái - Output Disc
5. 1 cái - Output Bearing Housing
6. 1 cái - Output Bearing Retainer
7. 6 cái - 8x5x0.5mm Spacer
8. 6 cái - 8x5x2.5mm Spacer
9. 2 cái - 18x15x1mm Spacer
10. 1 cái - 21x18x1mm Spacer
11. 1 cái - Hub - Motor
12. 1 cái - Hub - Disc 1
13. 1 cái - Hub - Disc 2
14. 1 cái - Hub - Output
15. 1 cái - Hub - Retainer Cap

Print Details:

• PLA
• Outer Walls: 3
• Infill: Grid, 25% grid
• Supports: None
• Spacer in 100% infill, và top layer dạng concentric
• Các chi tiết Hub chỉ dùng top layer concentric ở những bề mặt tiếp xúc với ổ bi
• Các lỗ áp dụng có một “mặt kín” 0.2mm để bắc cầu (bridge) qua lỗ mà không cần support. Phần này cần được xử lý hậu kỳ để loại bỏ.

Assembly:

Nên xem qua model lắp ráp trước khi ráp cụm này. Bạn có thể xem hoặc clone project OnShape của mình tại đây (https://cad.onshape.com/documents/4b07bd2e442b10c296f7d831/w/a34ad588bf1ec8029485032e/e/fda2a676b041003d86762a85?renderMode=0&leftPanel=false&uiState=65dba8739a3c5b362868aaa3). Mở Exploded View trong tab Drive Assembly.

Tất cả ổ bi đều press fit theo đường kính ngoài (OD), và ép cho phẳng (flush) với bề mặt lắp ghép, ngoại trừ ổ bi ở hub của output disc, xem chi tiết bên dưới.

Hai lỗ trên chi tiết Motor Hub là để tự taro bằng vít M3. Khi đưa vít vào thì bạn sẽ không còn tiếp cận được chi tiết này, nên nếu lỗ in ra bị chật thì bạn nên khoan lại đúng size. Các vít này đóng vai trò tăng khả năng chịu lực cắt (shear) bổ sung, vì mặt phẳng (flat) trên trục motor có thể bị tuôn riêng. Ren vít không cần siết quá chặt, chủ yếu để giữ vít không tự tuột ra.

Output Subassembly:

1. Ép Output Bearing vào Output Housing
2. Ép 1 Inner Bearing vào Output Disc. Lắp chi tiết Output Disc Hub vào ổ bi để hỗ trợ ép sâu hơn. Bề mặt hub của Output Bearing nên nhô lên 0.5mm so với bề mặt Output Disc.
3. Đưa Output Disc vào Output Bearing, rồi siết bằng 6 vít M5x40 kèm ê-cu

Motor Mount:

1. Ép 1 Inner Bearing vào Motor Plate, ở phía đối diện với phía motor, cho tới khi phẳng mặt (flush) với bề mặt.
2. Lắp spacer 21x18x1mm vào plate từ phía motor, đẩy vào cho tới khi chạm ổ bi.
3. Bắt Motor Plate vào motor bằng 4 vít M3x12mm

Disc Assembly: (bắt buộc lắp trên trục motor)

1. Trượt chi tiết Motor Hub lên trục motor cho tới khi chui vào Inner Bearing.
2. Ép 1 Inner Bearing vào mỗi Disc
3. Lắp hub của Disc 2 vào 1 ổ bi của Disc. Đường kính lớn hơn của hub phải cùng phía với rãnh (groove) của disc.
4. Đẩy spacer 18x15x1mm lên hub, ở mặt đối diện của disc. Spacer phải ôm khít hub và nằm phẳng với bề mặt hub.
5. Trượt cụm Disc/Hub lên trục motor.
6. Trượt hub của Disc 1 lên trục motor và siết cố định bằng M3 Grub Screw.
7. Đặt Disc 2 và ổ bi lên hub, sau đó đặt 1 spacer 18x15x1mm lên trên. Spacer phải ôm khít hub và nằm phẳng với bề mặt hub.
8. Đặt Output Disc Hub lên đỉnh trục motor. Sẽ còn rất ít phần trục để canh theo mặt phẳng (flat). Chỉ cần đảm bảo mặt phẳng và các lỗ vít thẳng hàng.

Final Assembly:

1. Trượt Housing chụp qua các Disc. Xoay các disc đến khi răng ăn khớp, và Housing chạm vào Motor Plate.
2. Đặt cụm Output Subassembly lên Housing. Xoay Output Disc đến khi các Drive Bearings canh đúng để lọt vào các lỗ trên Disc.
3. Siết ráp toàn bộ bằng 6 vít M5x30mm kèm ê-cu.
4. Đặt Hub Retainer Cap lên Hub
5. Luồn 2 vít M3x25 vào hub và siết chặt. Khi siết, mọi thứ sẽ có xu hướng quay theo. Mình dùng ngón tay làm chêm tỳ vào tua vít để giữ khỏi xoay. Nếu bạn có gợi ý nào để làm bước này dễ hơn và đỡ đau hơn thì mình sẵn sàng nghe.