Trục đai răng không bị giới hạn tốc độ tới hạn nên chạy nhanh, hành trình dài hơn; đổi lại lực đẩy thấp hơn, kém cứng vững, không dự tải được theo nghĩa truyền thống. Vít me bi cho lực đẩy lớn hơn, chính xác hơn, nhưng trục càng dài tốc độ tới hạn càng thấp.
Kết luận trên đúng khi so trục tuyến tính kiểu không cán dẫn động bằng đai răng với dẫn động bằng vít me bi, theo tài liệu công khai của THK, Tolomatic, NTN và Rollon — các hãng sản xuất cơ cấu truyền động tự mô tả công nghệ của mình. Nguồn không cho số độ cứng vững kiểm được cho vế nào, nên bài không viết số; mức 1500 mm/s là tốc độ điển hình Tolomatic ghi cho trục dẫn động vít, không phải giới hạn chung, còn số tốc độ, hành trình trên trang Rollon chỉ đúng cho dòng sản phẩm của hãng nên bài không dùng. Vít ren trượt, vít đũa và động cơ tuyến tính nằm ngoài phạm vi bài.
Bảng đối chiếu trục đai răng và trục vít me bi
| Tiêu chí | Dẫn động đai răng | Dẫn động vít me bi |
|---|---|---|
| Giới hạn tốc độ | Không có giới hạn tốc độ tới hạn [2] | Phải chạy dưới tốc độ tới hạn, nơi trục vít cộng hưởng theo tần số riêng [1] |
| Ảnh hưởng của chiều dài | Có sẵn chiều dài lớn hơn nhiều so với dẫn động vít [2] | Tốc độ tới hạn giảm khi trục vít dài ra [2]; rung quật ở tốc độ cao giới hạn cả chiều dài lẫn tốc độ [3] |
| Tốc độ dài | Không bị hiệu ứng rung quật cản, đạt tốc độ cao hơn trục vít me bi [4] | Tolomatic: trục dẫn động vít điển hình không quá 60 in/s, khoảng 1500 mm/s [2] |
| Chu kỳ làm việc | Chạy được 100% chu kỳ làm việc [2] | Nguồn không so |
| Lực đẩy [2] | Thấp hơn dẫn động vít | Cao hơn |
| Chính xác, lặp lại, cứng vững [3] | Kém hơn vít me bi; không có độ cứng vững cao, không dự tải được theo nghĩa truyền thống | Cao hơn dẫn động đai |
| Tải va đập [2] | Nhạy hơn | Nguồn trích không nêu |
| Giãn dài theo thời gian [2] | Một số vật liệu đai giãn dần, phải căng lại định kỳ | Không áp dụng |
| Lắp đứng [2] | Bị trôi ngược, phải có phanh khẩn cấp | Phải thêm phanh để giữ tải khi mất điện |
| Số độ cứng vững (N/µm) | Nguồn không cho | Nguồn không cho |
| Tiêu chuẩn | Chưa kiểm được tiêu chuẩn hiện hành | ISO 3408-1:2006, từ vựng và ký hiệu |
Nguồn [1]–[4] ghi ở khối "Nguồn và giới hạn", tra ngày 11/09/2026. Số tốc độ duy nhất trong bảng là mức điển hình Tolomatic ghi, phần quy đổi sang mm/s cũng của Tolomatic; không có số độ cứng vững nào kiểm được.
Tốc độ tới hạn: vì sao trục vít me bi dài phải quay chậm
Cấu tạo bi tuần hoàn và vai trò của ray dẫn hướng đi kèm có ở bài vít me bi là gì; bài này chỉ xét cái giới hạn làm vít me bi thua đai răng về tốc độ.
THK giải thích: khi tốc độ quay lên cao, vít me bi có thể cộng hưởng và cuối cùng không vận hành được, do tần số riêng của trục vít; vì thế phải chọn để vít làm việc dưới điểm cộng hưởng, tức tốc độ tới hạn [1]. Tolomatic thêm quan hệ với kích thước: tốc độ tới hạn giảm khi trục vít dài ra [2]. NTN mô tả cùng hiện tượng dưới dạng rung quật: trục vít võng quật ở tốc độ cao, và điều đó giới hạn cả chiều dài lẫn tốc độ của vít me bi [3].
Cách hiểu của bài: trục vít là một thanh thép dài quay giữa các gối đỡ; thanh càng dài thì càng mềm khi uốn nên tần số riêng càng thấp, và tốc độ quay chạm tới tần số đó sớm hơn. Nguồn dẫn trong bài chỉ ghi chiều của quan hệ, không đưa công thức; nguyên lý tần số riêng của trục quay có ở bài tốc độ tới hạn của trục.
Hệ quả cho người thiết kế trục: với vít me bi, chiều dài hành trình và tốc độ không chọn độc lập. Kéo dài hành trình trên cùng một cỡ trục vít là hạ trần tốc độ quay. Tolomatic đưa một mức tham khảo: trục dẫn động vít điển hình chạy không quá 60 in/s, khoảng 1500 mm/s [2]. Đó là mức điển hình của hãng, không thay cho phép kiểm tốc độ tới hạn theo tài liệu chọn vít của hãng cho đúng trục vít đang dùng.
Đai răng: bỏ được trần tốc độ, đổi lấy lực đẩy và độ cứng vững
Tolomatic ghi dẫn động đai răng chạy được 100% chu kỳ làm việc, không có giới hạn tốc độ tới hạn, và có sẵn chiều dài lớn hơn nhiều so với dẫn động vít [2]. Rollon nêu cùng lý do cho tốc độ: trục đai không bị hiệu ứng rung quật cản nên đạt tốc độ cao hơn trục vít me bi [4].
Cái giá được các hãng ghi khá thẳng. Tolomatic: lực đẩy của dẫn động đai thấp hơn dẫn động vít; dẫn động đai nhạy hơn với tải va đập; một số vật liệu đai giãn dần theo thời gian, phải căng lại định kỳ [2]. NTN: dẫn động đai không chính xác và lặp lại bằng, không có độ cứng vững cao và không dự tải được theo nghĩa truyền thống [3].
Cách hiểu của bài: trục đai không có một thanh dài quay tròn nên không có kiểu cộng hưởng của trục vít; nhưng đai truyền lực bằng nhánh bị kéo căng, một chi tiết có đàn hồi dọc chiều dài, trong khi vít me bi có khả năng dự tải mà NTN nói đai không có. Các hãng chỉ ghi kết quả, không giải thích cơ chế, và không cho số độ cứng vững của vế nào. Việc đai cần căng lại định kỳ cũng có nghĩa là độ căng đai là một thông số bảo trì phải theo dõi, không phải thông số đặt một lần khi lắp.
Trục lắp đứng: cả hai đều trôi ngược khi mất điện
Tolomatic ghi với trục vít me bi lắp đứng, phải thêm phanh để giữ tải khi mất điện, tránh trôi ngược; và mọi trục dẫn động đai lắp đứng cũng bị trôi ngược, phải có phanh khẩn cấp vì cùng lý do [2]. Không vế nào tự giữ tải trên trục đứng, nên phanh là hạng mục của cả hai phương án chứ không phải lý do chọn phương án này thay phương án kia. Động cơ tuyến tính cũng không tự giữ tải, đã so riêng ở bài động cơ tuyến tính và vít me bi.
Ba mẹo sai khi chọn giữa đai răng và vít me bi
Mẹo sai 1: "Vít me bi dài vẫn quay nhanh được như vít ngắn cùng đường kính." Tolomatic ghi tốc độ tới hạn giảm khi trục vít dài ra [2]; THK ghi quá tốc độ đó thì vít cộng hưởng tới mức không vận hành được [1].
Mẹo sai 2: "Căng đai thật chặt là trục đai cứng vững ngang vít me bi." NTN ghi dẫn động đai không có độ cứng vững cao và không dự tải được theo nghĩa truyền thống [3]; Tolomatic còn ghi một số vật liệu đai giãn dần theo thời gian [2].
Mẹo sai 3: "Trục đai lắp đứng không cần phanh vì đai có ma sát." Tolomatic ghi mọi trục dẫn động đai lắp đứng đều bị trôi ngược và phải có phanh khẩn cấp [2].
Bảng quyết định: thấy gì tại máy thì làm gì
| Thấy hoặc đo tại máy | Làm gì | Căn cứ |
|---|---|---|
| Trục vít me bi rung, ồn tăng rõ khi tăng tốc độ quay trên hành trình dài | Nghi gần tốc độ tới hạn: hạ tốc độ quay, kiểm lại tốc độ tới hạn theo chiều dài thật | [1][2][3] |
| Định kéo dài hành trình của trục vít đang chạy tốt | Kiểm lại tốc độ tới hạn trước khi giữ tốc độ cũ | [2] |
| Hành trình dài, cần chạy nhanh liên tục, lực đẩy nhỏ | Xét trục đai răng | [2][4] |
| Trục phải ép, đẩy lực lớn, hoặc đồng hồ so thấy bàn trượt lùi khi có lực ngoài dọc trục | Xét vít me bi | [2][3] |
| Trục đai: sai vị trí lớn dần qua các tháng, nhánh đai chùng khi ấn tay | Căng lại đai theo hướng dẫn của hãng, lập lịch căng định kỳ | [2] |
| Trục đai vừa bị va đập (kẹt phôi, dừng khẩn cấp) | Kiểm đai trước khi chạy lại; dẫn động đai nhạy với tải va đập | [2] |
| Trục lắp đứng, khi mất điện tải trôi xuống | Lắp phanh giữ tải, với cả trục vít lẫn trục đai | [2] |
| Cần khử khe hở bằng dự tải | Vít me bi; dẫn động đai không dự tải được theo nghĩa truyền thống | [3] |
Nguồn và giới hạn
Tra ngày 11/09/2026. Các câu dẫn đã được đối chiếu trên văn bản tải trực tiếp từ trang của hãng. Bốn nguồn đều là hãng sản xuất cơ cấu truyền động, tự mô tả công nghệ của mình, tức nguồn có lợi ích bán hàng; bài chỉ dùng câu mô tả cơ chế và đặc tính, không dùng số của một dòng sản phẩm làm số chung, không so sản phẩm giữa các hãng.
- [1] THK, Ball Screw — Selection Criteria — Permissible Rotational Speed: https://www.thk.com/jp/en/products/ball_screw/selection/0007/ — cộng hưởng theo tần số riêng trục vít; chọn để chạy dưới tốc độ tới hạn.
- [2] Tolomatic, Timing belt or power screw drive: What's best for a rodless actuator?: https://www.tolomatic.com/blog/timing-belt-or-power-screw-drive-whats-best-for-a-rodless-actuator/ — tốc độ tới hạn giảm theo chiều dài; đai chạy 100% chu kỳ, không giới hạn tốc độ tới hạn, dài hơn; lực đẩy thấp hơn, nhạy va đập, giãn đai; tốc độ điển hình của trục vít; phanh cho trục đứng.
- [3] NTN Americas, Tech Tip: Modular Linear Actuator Comparison: Toothed Belt vs. Screw Driven (PDF, 11/2022): https://ntnamericas.com/wp-content/uploads/2022/10/NTN-TechTip-LinearActuatorComparison-Nov-2022.pdf — dẫn động đai kém chính xác, cứng vững, không dự tải theo nghĩa truyền thống; rung quật giới hạn chiều dài và tốc độ vít me bi.
- [4] Rollon, Ball Screw vs Belt-Driven Actuators: Which is Best for Your Application?: https://www.rollon.com/usa/en/your-challenges/ball-screw-versus-belt-driven-actuators-which-is-best-for-your-application/ — trục đai không bị hiệu ứng rung quật, đạt tốc độ cao hơn trục vít me bi.
- Tiêu chuẩn, chỉ dẫn tên và số hiệu: ISO 3408-1:2006 Ball screws — Part 1: Vocabulary and designation (tên đối chiếu tại evs.ee). Tài liệu trả phí; bài không trích trị số. Với đai răng, ISO 5296:2012 về đai răng hệ bước MXL đến XXH đã huỷ từ 30/01/2018 và chưa kiểm được bản thay thế, nên bài không dẫn làm tiêu chuẩn hiện hành.
Bảng này không dùng cho:
- So độ cứng vững bằng số (N/µm) giữa hai kiểu dẫn động: chưa có số kiểm được.
- Tính tốc độ tới hạn cho một trục vít cụ thể: lấy theo tài liệu chọn vít của hãng cho đúng đường kính, chiều dài.
- Tốc độ, gia tốc, hành trình tối đa của một dòng trục cụ thể: lấy từ catalogue của đúng dòng đó.
- Yêu cầu an toàn cho trục mang tải thẳng đứng: bài không nêu.
Không xác định được từ bài này: trục đai răng có đủ cứng vững cho quy trình của bạn hay không — nguồn chỉ so định tính; phải đo biến dạng dưới lực thật trên trục thật.
Cần chính xác hơn: cấp chính xác của bản thân vít me bi ở cấp chính xác vít me bi theo ISO 3408; phanh lò xo tác động giữ tải khi mất điện, loại phanh trục đứng của cả hai kiểu dẫn động cần tới, ở ly hợp và phanh điện từ.
Câu hỏi thường gặp
Trục tuyến tính đai răng và vít me bi, loại nào chạy nhanh hơn? Trục đai răng. Rollon ghi trục đai không bị hiệu ứng rung quật nên đạt tốc độ cao hơn trục vít me bi; Tolomatic ghi dẫn động đai không có giới hạn tốc độ tới hạn, còn trục dẫn động vít điển hình không quá khoảng 1500 mm/s.
Tốc độ tới hạn của vít me bi là gì? Là tốc độ quay tại đó trục vít cộng hưởng theo tần số riêng của nó; quá tốc độ này, vít có thể rung tới mức không vận hành được, theo THK. Tolomatic ghi tốc độ tới hạn giảm khi trục vít dài ra.
Đai răng tiếng Anh là gì? Là timing belt, cũng gọi toothed belt; trục tuyến tính dẫn động đai gọi là belt-driven linear actuator, đúng tên các hãng dùng trong tài liệu dẫn ở bài.
Trục đai răng có cần căng lại đai không? Có khi cần. Tolomatic ghi một số vật liệu đai răng giãn dần theo thời gian, phải căng lại định kỳ. Chu kỳ và lực căng lấy theo hướng dẫn của hãng trục.
Trục đai răng lắp đứng có cần phanh không? Có. Tolomatic ghi mọi trục dẫn động đai lắp đứng đều bị trôi ngược và phải có phanh khẩn cấp, cũng như trục vít me bi lắp đứng phải thêm phanh để giữ tải khi mất điện.
Trục đai răng có dự tải được như vít me bi không? Không theo nghĩa truyền thống. NTN ghi dẫn động đai không chính xác và lặp lại bằng vít me bi, không có độ cứng vững cao và không dự tải được theo nghĩa truyền thống.