Hình 2.25. Cơ cấu thanh gạt vít
Nguyên lý của cơ cấu thanh gạt vít: Khi động cơ quay, bánh răng bị động nhận tốc độ từ bánh răng chủ động, chuyền động quay qua trục tới cam. Cam quay tạo chuyện động tịnh tiến cho thanh truyền động tới bánh răng dẻ quạt. Bánh răng dẻ quạt chuyển động lên xuống ăn khớp với bánh răng trên thanh gạt vít, thanh gạt chuyển động theo chuyển động của bánh răng dẻ quạt.
a. Cơ cấu gạt vít
Hình 2.26 Cơ cấu gạt vít
R2 30 32.5 35 37.5 40 b 22.5 20 17.5 15 12.5 Ta có độ dài cung tròn: L1=L2 = 𝑅1.𝜋.𝑛1 180 =7.5∗𝜋.160 180 =20𝜋 3 ≈ 21o=X 𝑅2.𝜋.𝑛2 180 =20𝜋 3 Từ đó ta có bảng sau: R2 30 32.5 35 37.5 40 n2 40 36.9 34.3 32 30
Trong tam giác OAB cân tại O:
ɑ=180−𝑛2 2
sin n2=ℎ
𝑏 => h=b.sin n2
trong tam giác vuông AHB vuông tại H : tanɑ=ℎ
𝑐 => c= ℎ
𝑡𝑎𝑛𝛼
Ta có bảng sau:
Bảng 2-14 Bảng thông số bánh răng rẻ quạt sau tính toán
n2 40 36.92 34.29 32 30
ɑ 70 71.54 72.86 74 75
h 14.76 12.01 9.86 7.95 6.25
c 5.26 4.01 3.04 2.28 1.67
b. Tính toán thiết kế trục chuyển động của cơ cấu thanh gạt vít :
Hình 2.27 Cơ cấu thanh gạt vít
Đối với trục chịu tải trọng trung bình và để đảm bảo yêu cầu chính xác thì trục phải có độ cứng vững cao. Do vậy ta chọn vật liệu làm trục là inox 304
Thông số vật lý của vật liệu:
Giới hạn bền: 𝜎b = 205Mpa
Giới hạn chảy: 𝜎c≥201Mpa
Ứng suất cho phép: [𝜏] = 15-30Mpa Xác định đường kính sơ bộ của trục:
Theo như phần tính toán chọn động cơ, công suất P=4,38 (kW), n=50 (v/p) Đường kính trục sơ bộ được xác định là:
dk =3√7528,950,2.30 =7,17(mm) (2.3)
Chọn dk = 8(mm)
Kích thước dọc trục( công thức 10.5 [3]):
𝑙𝑡𝑟ụ𝑐 ≈ 𝐿canhgat + 2.H+b3+x+y(2.5) Trong đó:
H = 26,5 mm (chiều cao khối đỡ trục nằm ngang) b3 (Chiều dày của bánh răng )
x = 8 ~ 15 mm( chọn x=10 , x – khe hở giữa gối đỡ và trục ) Chiều dày bánh răng của bánh răng bị dẫn là:
𝑏3 = 𝜑𝑏𝑎 × 𝑎 = 0.4 × 37.5 = 15 (𝑚𝑚)
(với a khoảng cách trục giữa bánh răng rẻ quạt và bánh răng ) Theo (2.5) ta có:
ltrục≈ Lcanhgat +2.26,5+15+10+y=78+Lcanhgat +y
Dựa theo thiết kế chiều dài của trục I và chiều dài của khay nâng ,ta có chiều dài của trục thanh gạt vít phải thỏa mãn điều kiện sau:
lkhay nang< ltruc<ltrucI ↔120<Lcanhgat +78+y<188
↔42<Lcanhgat +y<110
Ta có bảng kiểm nghiệm chiều dài trục thanh gạt vít sau:
Bảng 2-15 Bảng kiểm nghiệm chiều dài trục thanh gạt vít
Lcanhgat + y 100 90 80 70 60 50
Lcanhgat 90 80 75 65 55 45
y 10 10 5 5 5 5
ltruc 178 168 158 148 138 128
Dựa vào bảng trên ta chọn: Lcanhgat =80(mm) y=10(mm) ltrục =168(mm)
c. Tính toán thiết kế thanh gạt vít
Dựa vào phần tính toán thiết kế trục gạt vít ở trên , ta có: Lcanhgat = x = 80 (mm)
Chọn z =dk = 8 (mm)
Chiều dày w của thanh gạt vít ta chọn bằng với chiều dày của khay nâng để dễ gia công chế tạo: w=3(mm)
Khoảng cánh từ đầu thanh gạt vít đến tâm của lỗ bắt vít được tính như sau: 2a+u=x↔ 2.a+u=80(mm)
Ta có bảng kiểm nghiệm thông số a với u như sau:
Bảng 2-16 Bảng kiểm nghiệm thông số a với u
a 20 30 35
u 40 20 10
Hình 2.28. Thanh gạt vít