CHƯƠNG III : THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG
4.2. Tính tốn kiểm nghiệm vitme – đai ốc bi các trục
Lực có khả năng gây uốn dọc trục cho vít me bi:
Lực kéo - nén gây nguy hiểm:
Tốc độ quay tối đa cho phép:
Tất cả các trục truyền động vít me đều sử dụng động cơ bước Stepsyn kích thước 60, có momen xoắn tối đa M= 2,7 N/m, ta tính được lực kéo tối đa của động cơ:
Lực kéo tối đa động cơ tạo ra:
Trong đó: p là bước răng của vít me, vít me có bước lớn nhất được sử dụng trên máy là 5mm.
Các giá trị lực tác dụng đủ để gây phá hủy vít me là rất lớn so với lực tác dụng tối đa mà động cơ bước tạo ra. Đồng thời các tốc độ quay của động cơ ln được duy trì ở mức dưới 2000 vịng/ phút. => Đảm bảo vít me hoạt động an tồn trong giới hạn cho phép.
Tính tốn kiểm nghiệm đai ốc bi sử dụng trên các trục:
Lựa chọn đai ốc bi được dựa trên bước răng và đường kính của vít me trên, cần kiểm nghiệm khả năng chịu tải và tuổi thọ của đai ốc bi thông qua các thông số tải trọng động C và tải trọng tĩnh Co mà hãng sản xuất công bố. Đối với mơ hình, các đai ốc bi sử dụng
trên các trục là như nhau, vít me trục X là vít me kéo tải lớn nhất nên chỉ kiểm nghiệm vít me đai ốc bi của trục Y.
Kiểm tra hệ số an toàn tĩnh: với Famax : lực dọc trục lớn nhất.
Bảng 4.3 Hệ số an toàn của đai ốc bi theo Catalog của hãng THK Tính tốn các tải dọc trục tác dụng lên đai ốc bi:
Hình 4.11 Lực tác dụng lên đai ốc bi khi truyền động
Tải dọc trục khi tăng tốc sang trái:
Tải dọc trục khi chuyển động đều sang trái:
Tải dọc trục khi giảm tốc sang trái:
Tải dọc trục khi tăng tốc sang phải:
Tải dọc trục khi chuyển động đều sang phải:
Trong đó: Fan: lực dọc trục tương ứng (N) µ: hệ số ma sát,
m: khối lượng tải trọng, m= 10 (kg) g: gia tốc trọng trường, g= 9,8 (m/s2)
f: lực cản ban đầu khi khơng có tải ngồi, f 10 (N) a: gia tốc, a 0,2 (m/s2)
Quãng đường gia tốc:
Quãng đường chuyển động đều:
Kiểm tra hệ số an toàn tĩnh: => Thỏa điều kiện Fs>4 Với: C: tải trọng động, C= 5,5 (kN)
Co: tải trọng tĩnh, Co=7,8 (kN)
Cơng thức tính tốn tải dọc trục trung bình:
Với Fm: tải dọc trục trung bình (N) Fn: tải thành phần (N)
ln: quãng đường chịu tải Fn (mm) l: tổng hành trình vít me (mm)
Tuổi thọ thanh vít me-đai ốc bi tính theo số vịng quay được:
Tuổi thọ thanh vít me-đai ốc bi tính theo thời gian (giờ):
(h) Với C: hệ số tải trọng động (N).
Fw:hệ số tải, Fw 1,2 (tra Catalog hang THK). N: tốc độ quay (vòng/ phút).