Hệ gồm có:
+ Trọng lượng của cả cơ cấu Z là P⃗⃗
+ Lực ma sát giữa con trượt và thanh ray dẫn F⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ms = µP⃗⃗ với µ <<1 + Lực kéo tác dụng lên xe F⃗⃗⃗⃗ k
Do ảnh hưởng của lực ma sát rất nhỏ, trọng lượng của cơ cấu tác dụng lên đai cũng bé nên để xe có thể chuyển động thì khi đó:
Fk
⃗⃗⃗⃗ = F⃗⃗⃗⃗⃗ qt trong đó :
F⃗⃗⃗⃗⃗ qt = ma⃗ với a⃗ là gia tốc của bàn xe chạy
Vận tốc mong muốn của xe là v=0.5 m/s
Khi đó v = v0 + at với v0 = 0 và t = 0.5 s (mong muốn) suy ra a = v
t =0.5
0.5 = 1m/s Suy ra Fk = 6x1= 6 N (m=6kg)
Công suất làm việc của trục động cơ:
Pđc= Fk.v
1000 =6∗0.5
1000 = 0,003(KW) = 3W
Chọn hiệu suất của bộ truyền đai: 𝜂 = 0,96 Công suất cần thiết của trục động cơ:
Pct= Pđc
η.ηol = 3
0,96.0,99 =3.16 (W) (sử dụng 1 ổ đỡ có con lăn vs ηol=0.99) Số vòng quay của bánh đai để đạt vận tốc 𝑣 :
𝑛 = 60000. v
π.D = 60000. 0.5
45π = 212 v/p (Trong đó D =45mm là đường bánh đai chọn sơ bộ)
⇨ chọn động cơ bước có P = 0,1 Kw, số vòng quay nđc = 220 (v/p)
Chọn công suất động cơ:
Pđc=0.1kw, n1 =220 (vòng/phút) 2.3.2. Tính toán bộ truyền.
P.Cr
m = 35.√0.1 200
3
=2.69
Bảng 2-2 Modun và các thông số của pulley- đai răng
Dựa vào bảng 2-2 chọn modun m = 3, p = 9.42mm Chọn pulley và đai có bước răng 9.42 mm.
Chiều rộng đai răng: b = ψđ.m , Chọn b =20 mm ● Xác định thông số của bộ truyền:
- Số răng của đai zđ=2a p+z1+z2 2 + (z1−z2) 2.p 40a =228 răng
Chọn số răng zđ =235 răng theo ( Cơ sở thiết kế -PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc ) Chiều dài đai lđ= p. zđ =2214 mm
Chọn theo tiêu chuẩn L=2240mm Chiều rộng b = 20 mm - Tính lại khoảng cách a a = (λ + √λ2− 8Δ2)/4 λ= lđ - p.(z1+ z2)/2 = 2063.28 Δ= m(z2− z1)/2 =0 => a = 1031.64 mm
- Đường kính vòng chia của các bánh đai
d1 = m. z1 = 16*3 =48 (mm)
d2 = m. z2= 16*3 = 48 (mm)
Đường kính ngoài của bánh đai da1= da2= m. z1 - 2δ với δ=0,6 mm ( bảng 4.27) , δ là khoảng cách từ đáy răng đến đường trung bình chịu tải
=> da1= da2= m. z1 - 2δ= 48-2.0,6=46.8mm - Số răng đồng thời ăn khớp trên bánh đai:
z0 = z1α1/3600
Trong đó góc ôm trên bánh đai α1 = 1800− [m(z2−z1)
z0 = z1α1/3600 = 16. 1800/ 3600 = 8 (răng) > 6 => số răng ăn khớp đạt chuẩn 3. Kiểm nghiệm đai về lực vòng riêng
Lực vòng trên đai phải thỏa mãn điều kiện:
q= Ft. Kđ/b +qm. v2 ≤[q] với : Ft = 1000. P v = 1000. 0,1 0.5 = 200 N ( Lực vòng công thức 4.9) Kđ= 1: hệ số tải trọng động b=20 mm
qm= 0,004: Khối lượng 1 mét đai Suy ra q= 200. 1
20 + 0,004. 0.25= 10.001N/mm (1)
Mặt khác [q] = [q0]. Cz. Cu do số răng ăn khớp > 6 nên Cz=1
[q0]= 10 N/mm: Lực vòng riêng cho phép
⇨ [q]= 10.1.1 = 10 N/mm (2)
⇨ Từ (1) và (2) đai thỏa mãn bền khi kiểm theo lực vòng riêng 4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lực căng ban đầu:
F0= (1,1÷1,3). Fv = (1,1÷1,3). qm. v2.b ( công thức 4.35)
⇨ F0= (1,1÷1,3)*0,004* 0.25* 20 =0,022÷0,026( N
Do vận tốc bánh đai v=0.5 (m/s) nhỏ hơn 20m/s nên
Fr= (1,0÷1,2). Ft = (1,0÷1,2). 200 = 200÷240 (N)
Bảng thông số bánh đai răng :
Thông số Kí hiệu Kết quả ● Moodun ăn khớp, mm
● Số răng
● Đường kính đỉnh răng,mm ● Đường kính đáy răng, mm ● Chiều cao răng,mm
● Đường kính vòng chia,mm ● Chiều dài răng,mm
● m ● z ● 𝑑𝑎 ● 𝑑𝑓 ● h ● d ● B ● 3 ● 16 ● 𝑑𝑎1=𝑑𝑎2= 46.8 ● 𝑑𝑓1=𝑑𝑓2=𝑑𝑎1-1,8m= 41,4 ● h=0,9m= 2,7 ● 𝑑1=𝑑2= 58 ● B=b+m=23 Kích thước của profin rãnh
● Chiều rộng nhỏ nhất của rãnh,mm ● Chiều sâu rãnh,mm ● Góc rãnh profin,độ ● Bán kính góc lượn,mm ● S ● h ● 𝛾 ● 𝑟1 ● 𝑟2 ● 3,2 ● 3,0 ● 40 ● 0,7 ● 1,0
CHƯƠNG 3: THỐNG SỐ ĐỘNG CƠ, ĐAI RĂNG, PULLY, THANH DẪN HƯỚNG VÀ CON TRƯỢT ĐƯỢC CHỌN SAU KHI TÍNH TOÁN.