Trong thiết kế CT02, yếu tố giúp cho micromotor quay có khả năng chống trượt, nâng cao hiệu suất là cải tiến của thanh răng cóc. Cụ thể là sự đàn hồi ở cổ
thanh răng. Hình 3.22 thể hiện các lực tác dụng lên răng cóc dẫn.
Hình 3.21 Vị trí thanh răng cóc dẫn khi điện áp đặt V = 0
V=0
Hình 3.20 Vị trí thanh răng cóc dẫn khi điện áp đặt V ≠ 0
V≠0
CHƯƠNG 3. MICROMOTOR QUAY VÀ THIẾT KẾ CẢI TIẾN
NGUYỄN ĐÌNH HƯỚNG 41
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 - µN (theo phương y)
N: Lực pháp tuyến trên mặt răng cóc - µN
Fms: Lực ma sát giữa răng cóc với vảnh răng cóc - µN Q: Áp lực tại điểm tính toán - µN (theo phương x)
α: Góc nghiêng răng cóc (α = 300)
Áp lực Q sinh ra trong khi dầm trở về vị trí ban đầu do tác động của lực đàn hồi cổ dầm (Fđh). Áp lực Q sẽ ép thanh răng cóc gập xuống. Như vậy, để các răng cóc có thể trượt về thì áp lực Q phải đủ lớn để thắng lại lực đàn hồi của lò xo (Fđhlx) và lực đàn hồi cổ thanh răng (Fđhc). Ta có: - Phản lực đàn hồi là : F’đh = Fđh = kcd.y (3.7) kcd: Hệ sốđàn hồi (kcd = 5,26 theo biểu thức 3.14)
y: Chuyển vị của dầm theo phương y tại vị trí răng cóc dẫn (y = i.t = 3.7 = 21µm ứng với 3 răng, mỗi bước răng là t = 7µm)
- Lực pháp tuyến trên mặt trượt răng cóc :
N = F’đh.sinα (3.8)
CHƯƠNG 3. MICROMOTOR QUAY VÀ THIẾT KẾ CẢI TIẾN
NGUYỄN ĐÌNH HƯỚNG 42
- Áp lực Q để thắng lực đàn hồi lò xo Fđhlx và lực đàn hồi cổ thanh Fđhc: Q = N.cosα = 0,5.F’đh.sin2α = 0,5.5,26.21.sin60 = 47,86µN (3.9) - Lực đàn hồi cổ thanh răng cóc :
Fđhc = kct.h = 2,38.4 = 9,52µN (3.10)
(Độ cứng cổ thanh kct = 2,38 tính toán bằng mô phỏng theo biểu thức (3.15) - Hình 3.36; chiều cao răng cóc h = 4µm)
Ta có : Fđhlx + Fđhc = 21,2 + 9,52 = 30,72µN < Q (3.11) Với Fđhlx = 21,2µN - theo biểu thức (3.6)
Kết luận :
Như vậy, ở thiết kế cải tiến CT02 khả năng chống trượt là tốt hơn vì có thêm sựđàn hồi của cổ thanh răng cóc giúp các răng cóc dẫn có thể bật lên nhanh hơn để đẩy vành răng cóc trong chu kì cấp điện lên các cực bộ kích hoạt.