TÍNH TỐN THIẾT KẾ
4.4.1. Tính tốn thiết kế cơ cấu nội suy trụ cY
Hình 4.19: Khối lượng trên trục Y
Từ kết quả trên phần mềm Inventor, khối lượng mà cơ cấu nội suy trục Y cần tải là m = 8,85 kg
Chọn đai mã 2NE-M16 với bề rộng đai 20 mm, trọng lượng đai 0,4 N/m Áp dụng lý thuyết ở phần 2.2 để tính tốn
Xét khoảng thời gian di chuyển giữa 2 mâm. Đây là khoảng thời gian rỗi, chỉ chạy không, nên cố gắng giảm trong giới hạn.
Chọn thời gian di chuyển giữa 2 mâm là t = 1 giây, quãng đường di chuyển x = 260 mm.
Dạng chuyển động của hệ thống trong khoảng thời gian này có dạng tam giác
Áp dụng các cơng thức (2.2), (2.3), (2.4)
Ta có: và
Khi đó:
Xác định tổng lực dọc chiều chuyển động trục Y, công thức (2.8) Lực gia tốc, công thức (2.9)
Lực ma sát, công thức (2.10)
Do không chịu tác động của ngoại lực theo chiều chuyển động Pe = 0 N
Lực căng ban đầu của đai lựa chọn là 225 N, lớn hơn Ps = 16,1 N
Vậy thỏa yêu cầu thiết kế tổng lực dọc chiều chuyển động của hệ thống không vượt lực căng ban đầu của đai
Tính ứng suất cắt trên răng của đai, công thức (2.11)
Tốc độ bánh đai, cơng thức (2.12)
Từ biểu đồ 2.1, ta có Csp = 2,98 N/mm
Vậy thỏa điều kiện tổng lực dọc chiều chuyển động của hệ thống không vượt khả năng chịu lực cắt tới hạn của đai
Xác định tốc độ động cơ
Sử dụng hộp giảm tốc có hệ số giảm tốc i = 1, cơng thức (2.13)
Tính Momen của động cơ, cơng thức (2.14), (2.15), (2.16), (2.17)
Tính Momen do tải trọng của hệ thống TJ, cơng thức (2.18), (2.19)
Tính Momen do ma sát TF, công thức (2.20)
Do hệ thống không chịu tác động của lực trọng trường nên Tg = 0 N.m Hệ thống không bị tác động bởi ngoại lực nên Te = 0 N.m
Xác định momen cực đại Momen do tăng tốc
Momen khi chuyển động đều
Momen khi giảm tốc
Momen để giữ hệ thống khi ở trạng thái nghỉ
Vậy momen cực đại Tpeak = TA = 0,41 N.m Với tốc độ động cơ N = 284 vịng/phút Cơng suất cần thiết của động cơ
Do điều kiện thực tế, chọn động cơ Yaskawa mã SGMP-02AW12B công suất 200W, khối lượng 2,3 kg, thông số được tra trong tài liệu [8]
Hình 4.21: Biểu đồ tốc độ và momen của dòng động cơ SGMP-02A [8]