Chương 5 PHÁT TRIỂN TAY MÁY 3D PHẢN HỒI LỰC
5.2 Thiết kế cơ cấu tác động cho tay máy phản hồi lực 3D
5.2.1.2 Tính tốn mơ-men MRB
Theo cách tính mơ-men trên rãnh nghiêng đã trình bày ở Chương 2 thì với MRB đã đề xuất như Hình 5.5 thì việc tính mơ-men sinh ra của phanh cũng tương tự.
114
Từ nguyên lý cấu tạo của MRB thì cách tính mơ-men đầu ra của phanh được chia ra hai dạng chính đó là tính mơ-men trên thành đứng (các vị trí Ei ứng với i = 0, 2, 4, 6, 8, 10) tương ứng với các bán kính, thành nghiêng (các vị trí Ij ứng với j = 1, 3, 5, 7, 9) biểu diễn như Hình 5.5. Mơ-men đầu ra của MRB được tính gần đúng:
𝑇𝑏 = 2(𝑇𝐸0 + 𝑇𝐸2 + 𝑇𝐸4 + 𝑇E6 + 𝑇𝐸8 + 𝑇E10)
+2(𝑇𝐼1+ 𝑇I3+ 𝑇I5 + 𝑇𝐼7 + 𝑇𝐼9) + 𝑇𝑐+ 2𝑇𝑠 (5-1)
Trong đó:
- 𝑇𝐸i là mô-men ma sát do MRF gây ra trong khe thẳng Ei; - 𝑇𝐼𝑖 là mô-men ma sát do MRF gây ra trong khe nghiêng Ii; - 𝑇𝑐 là mơ-men ma sát do MRF gây ra trong khe trịn C; - 𝑇𝑠 là ma sát do phớt trên các trục gây ra.
Khi đó các thành phần mơ-men TEi, TIi và Tc của phanh được xác định theo (2-22):
𝑇𝐸𝑖 =𝜋𝜇𝐸𝑖𝑅𝑖+14 2𝑑 [1 − ( 𝑅𝑖 𝑅𝑖+1)4]𝛺 +2𝜋𝜏𝑦𝐸𝑖 3 (𝑅𝑖+13−𝑅𝑖3), (𝑖 = 0,2,4,6,8,10) (5-2) 𝑇𝐼𝑖 = 2𝜋 (𝑅𝑖2𝑙 + 𝑅𝑖𝑙2sin𝜙 +1 3𝑙 3sin2𝜙) 𝜏𝑦𝐼𝑖 +1 2𝜋𝜇𝐼𝑖𝜋
𝑑(4𝑅𝑖3+ 6𝑅𝑖2𝑙sin𝜙 + 4𝑅𝑖𝑙2sin2𝜙 + 𝑙3sin3𝜙); (1,3,5,7,9) (5-3) 𝑇𝑐 = 2𝜋𝑅112 (𝑏 + 2ℎ)(𝜏𝑦𝑐 + 𝜇𝑐𝛺𝑅11
𝑑 ) (5-4)
Với 𝑅𝑖 là bán kính của điểm thứ i trong cấu hình đĩa, 𝑙 là chiều dài của khe nghiêng,
là góc nghiêng, h là chiều cao của răng.
- 𝜇𝐸𝑖 và 𝜏𝐸𝑖: độ nhớt và ứng suất chảy dẻo của MRF tại Ei; - 𝜇𝐼𝑖 và 𝜏𝐼𝑖: độ nhớt và ứng suất chảy dẻo của MRF tại Ii;
- 𝜇𝑐, 𝜏𝑐: độ nhớt sau chảy dẻo, ứng suất chảy dẻo của MRF tại C.
Trong nghiên cứu này, ứng suất và độ nhớt của MRF cũng là hàm của mật độ từ thông được áp dụng trên khe MRF được xấp xỉ bằng [5]:
𝑌 = 𝑌∞ + (𝑌0− 𝑌∞)(2𝑒−𝐵𝛼𝑆𝑌 − 𝑒−2𝐵𝛼𝑆𝑌) (5-5) Mô-men ma sát trên trục do phớt được tính gần đúng như sau (2-22) :
𝑇𝑠 = 0,65(2𝑅𝑠)21 3⁄ (5-6)
115