Kiểm tra bền

Một phần của tài liệu ĐỒ án môn học cơ điện tử THIẾT kế hệ THỐNG cơ KHÍ CHO ROBOT CÔNG NGHIỆP (Trang 65 - 75)

a- Tải trọng riêng dọc trục

Theo [2], công thức tính tải trọng riêng dọc trục:

Fa qa= zb . db2. λ Trong đó: dbĐường kínhbi,db =(0,08 ÷0,15 )d2=0,15.16=2,4 (mm); pBước vít,p=db+(1÷ 5)=2,4+2=4,4(mm).Chọn p=5 ; r 1−Bán kínhrãnhlăn,r1=(0,51÷ 0,53)db=0,51.2,4=1,224 (mm);

cKhoảng cáchtừ tâmrãnhđếntâm bi,với βlà góctiếp xúc,chọn 45° .

51

c=(r1− d

2b ) cosβ =(1.224− 2,4

2 )cos 45=0,017 (mm); Dtbđường kính vòngtrònquỹ đạo điqua tâm bi

D tb=d2 +2. (r1−c)=16+2. (1,224−0,017)=18,414(mm)

D1−Đường kính trongcủarenđai ốc

D1=Dtb +2. (r1−c)=18,414+2. (1,224−0,017)=20,828(mm)

kSố vòngrenlàm việc theo chiều caođai ốc,không quá 2 đến 2,5 vòng

Chọnk =2.

ZbSố bi trongcác vòngrenlàm việc ,

Z b= π Dtb K −1= π .18,414 .2 −1=47,2 47(viên) db2,4 Khe hở hướngtâm , =D1−( 2db + d0 )=20.828−(2.2,4+16 )=0,028(mm)

λhệ số phân bố không đềutải trọngcủacác viên bi ,thườ ngchọ nl à 0,8.

Thay vào (3.2),

qa=

b- Khe hở tương đối

Theo [2],

XKhe hở tương đối , X=

= 0,028

=0,00175 d2 16

Từ đồ thị (H3.4), vớiX =0,0575 ;qa=0,92( MPa) tra ra được

σmax=1410 MPa< [σmax ]=(¿MPa)

52

Hình 3.4- Đồ thị xác định ứng suất lớn nhất c. Sơ đồ truyền động

Hình 3.5 – Sơ đồ truyền động của trục vit me

Các thông số đầu vào: Tải khối lượngm=20 kg.

Vận tốc lớn nhất của đai ốc:v=2780 mm/ s.

Đồ thị vận tốc có dạng hình thang, tốc độ ban đầu bằng 0, và gia tốc là hằng số ở cả giai đoạn khởi đầu và hãm (Thời gian khởi động xấp xỉ 20% thời gian 1 vòng chu kì).

53

Hình 3.6 – Đồ thị vận tốc khâu 3

Thời gian thực hiện hết 1 chu trình là:t=0,29 ÷ 20 %=1,45 s .

v max=a max . t Từ đó ta có:amax= vmax t = 2780 0,29 =9600 mm s2 =9,6 m/s2. Lực dọc trục lớn nhất: Famax=Fqt + Pt =m .amax+mg=20 (9,6+10)=392 (N ).

Chọn trục vít me theo tiêu chuẩn SKF:

Từ những thống số trên ta chọn được trục vít me bi hỗ trợ gối đỡ cố định một đầu (H3.7)

Hình 3.7 – Vít me bi hỗ trợ gối đỡ cố định

54

Hình 3.8 –Thông số hình học của trục vít me SD/BD 16x10R

Hình 3.9 - Kết cấu đầu trục kiểu 2A và 4A

55

Hình 3.10 – Các thông số kết cấu đầu trục kiểu 2A và 4A

Lựa chọn gối đỡ cho trục vít me (một đầu dùng gối đỡ có mặt bích và một đầu dùng gối đỡ tựa).(H3.11, H3.12)

Hình 3.11 – Gối đỡ cố định

56

Hình 3.12 – Gối đỡ tựa

Theo [1],

+ Tuổi bền của cơ cấu:

3

L

10=(C

Fma ) (3.3)

Trong đó:L10- Tuổi thọ (triệu vòng quay)

C a - Tải trọng động cơ bản, Ca=10,7 kN . Fm- Lực dọc trục trung bình (kN) F m= Fmin +2 F max = 200+2.392 =328 ( N )=0,328( kN ) 33

Thay vào công thức (3.):L10=0,35 ×106 (triệuvòng)

Tốc độ giới hạn của trục vít me (rpm):

n cr=49.106. f 1

ld2 2 (3.4 )

Trong đó:

f 1- Hệ số tốc độ. Với kết cấu 1 đầu gối tựa, một đầu cố định; f 1=3,8.

d 2- Đường kính chân ren của trục vít,d2=12,6 (mm ).

l- Khoảng cách hai gối đỡ

l- Tổng hành trình + chiều dai đai ốc + chiều dài 2 đầu không ren;

l=300+47+2.2,5=352(mm) Thay vào (3.), n cr=49.106. f1 d2 =49. 106. 3,8.12,6 =18935. l23522 Vận tốc thiết kế lớn nhất: n=(Phv . Z ).60=(2780 10.4 ).60=4170 rpm<ncr. VớiPh=10 mm . ZSố mối ren ,Z=4.

Vậy nên trục vít hoạt động tốt. + Kiểm tra tải:

Fc=

Vậy nên trục vít hoạt động tốt. + Hiệu suất lý thuyết của bộ truyền:

Trong đó:

+ Hiệu suất thực tế:

η p=0,9. η=0,9.0,97=0,873.

58

Một phần của tài liệu ĐỒ án môn học cơ điện tử THIẾT kế hệ THỐNG cơ KHÍ CHO ROBOT CÔNG NGHIỆP (Trang 65 - 75)