X 1n x 2n x kn
Chương 4 Thiết kế và thi công 4.1Thiết kế hệ thống cơ khí
4.1Thiết kế hệ thống cơ khí
4.1.1 Tính chọn động cơ cho mơ hình
Việc lựa chọn động cơ xử dụng trong mơ hình con lắc ngược được xác định dựa theo các tiêu chí:Cơng suất động cơ,tốc độ,kích thước,...
Cơng suất động cơ:
P =£- (4.1)
9.55 v 7
Trong đó: n là tốc độ quay của động cơ (vịng/phút) T là momen xoắn của trục động cơ (N.m)
Với giả thiết giới hạn lực kéo tối đa là 10N. Bán kính mỗi puly kéo là 2 cm.
T = Fr = 10*0.02 = 0.2 (N.m)
Vận tốc tối đa của xe là 0.3m/s:
v60 0.3*60
n —= = ” ”_ _ = 143.3 (vịng/phút)
2xr 2*3.14*0.02
Cơng suất của động cơ được tính theo cơng thức 4.1:
P = -^— = 3 (W)
9.55 v ’
Động cơ DC là một cơ cấu chấp hành cơ -điện,biến năng lượng thành các chuyển động cơ học. Động cơ ngồi chức năng truyền động chính mà cịn có chức năng phản hồi vị trí. Vì vậy trong giới hạn đề tài, lựa chọn động cơ điện một chiều, không hộp số:Động cơ servo NISCA NF5475 encoder 200ppr.
(4.2)
(4.3)
Hình 4.1 Thơng số động cơ
• Thơng số kĩ thuật động cơ theo: • Điện áp 12-24V DC
• Cơng suất 32W
• Tốc độ 4500 vịng/phút
• Encoder 200xung, 2 kênh A B ,điện áp sử dụng 5V DC. Đường đặc tính động cơ NF5475:
Hình 4.2 Đường đặc tính của động cơ
Đường đặc tính thể hiện mối quan hệ giữa tốc độ động cơ với dịng điện cơng suất và hiệu năng.Tốc độ càng nhỏ thì momen càng lớn và ngược lại. Dịng điện
Hình ảnh động cơ thực tế:
Hình 4.3 Đơng cơ Nisca Servo Motor NF5475
4.1.2 Tính chọn bộ truyền đai răng
Puly 5M 30 răng rộng 20mm trục 8 được chọn làm cơ cấu truyền tải cho động cơ.
Hình 4.4 Pully 5M 30 răng
• Thơng số kỹ thuật: • Vật liệu chế tạo: Nhơm • Số răng: 30răng
• Trục Pully: 8mm
• Phù hợp cho dây đai chuẩn XL bản 11 mm • Bước răng: 5.08mm
Để phù hợp với thiết kế cơ khí, trong giới hạn đề tài sử dụng bộ truyền đai răng
để dẫn động cho xe goong. Với đặc điểm của bộ truyền đai răng sự ăn
khớpgiữa đai răng và răng trên pully giúp truyền chuyển động tốt hơn và giảm độ
trượt gây ảnh hưởng đến mơ hình.
Tỷ số truyền được sử dụng là 1:1 để tiện lợi cho tính tốn. Bộ truyền đai được sử dụng gắn với động cơ thông qua pully M5 đầu bên kia gắn với pully cùng loại.
Đai răng để phù hợp với pully thì ta chọn đai răng 5M.