Hình 3.16 thể hiện các lực tác dụng lên các răng cóc dẫn trong thiết kế CT01.
Trong đó:
Fđh: Lực đàn hồi cổ dầm O trên bộ kích hoạt răng lược (phương y) - µN F’đh: Phản lực đàn hồi cổ dầm (theo phương y) - µN
N: Lực pháp tuyến trên bề mặt răng cóc - µN Q: Áp lực tại điểm tính toán - µN (theo phương x)
α: Góc nghiêng răng cóc (α = 300)
Fms: Lực ma sát giữa bề mặt răng cóc dẫn với vành răng cóc - µN
CHƯƠNG 3. MICROMOTOR QUAY VÀ THIẾT KẾ CẢI TIẾN
NGUYỄN ĐÌNH HƯỚNG 36
Khi điện áp cấp vào các cực bộ kích hoạt (V = 0), dưới tác dụng của lực đàn hồi cổ dầm Fđh , dầm trở về vị trí cũ. Vì vành răng cóc đứng yên (bị hãm bởi cơ cấu chống đảo) nên sẽ sinh ra phản lực cân bằng với lực đàn hồi là F’đh theo phương ngược lại. Phản lực này được phân ra làm hai lực: Lực ma sát với bề mặt răng (Fms) và lực pháp tuyến trên bề mặt răng (N). Lực pháp tuyến N này tạo với bề mặt nghiêng của răng cóc dẫn một áp lực Q ép lò xo đàn hồi xuống để đưa dầm về vị trí cũ. Như vậy, muốn dầm trở về vị trí cũ thì áp lực Q phải đủ lớn để thắng lực đàn hổi của lò xo (Fđhlx). Ta có: - Phản lực đàn hồi cổ dầm: F’đh = Fđh = kcd.y (3.3) kcd: Hệ sốđàn hồi (kcd = 5,26 - theo biểu thức 3.16, hình 3.42)
y: Chuyển vị của dầm theo phương y tại vị trí răng cóc dẫn (y = i.t = 3.7 = 21(µm), ứng với số răng cóc mà dầm đẩy được i = 3; chiều dài mỗi răng t = 7µm)
- Lực pháp tuyến trên mặt trượt răng cóc:
N = F’đh.sinα (3.4) - Áp lực Q theo phương x để thắng lực đàn hồi lò xo (Fđhlx): Q = N.cosα = 0,5.F’đh.sin2α (3.5) Q = 0,5.5,26.21.sin60 = 47,83µN - Lực đàn hồi lò xo: Fđhlx = klx.h = 5,3.4 = 21,2 µN < Q (3.6)
Độ cứng của lò xo klx = 5,3 (tính toán bằng mô phỏng theo biểu thức (3.14) - Hình 3.32); Chiều cao răng cóc h = 4µm.
CHƯƠNG 3. MICROMOTOR QUAY VÀ THIẾT KẾ CẢI TIẾN
NGUYỄN ĐÌNH HƯỚNG 37