2.1.2 .Tính tốn bộ truyền
2.3. Tính tốn động học cho cơ cấu nâng hạ (trục Z)
2.3.1. Tính tốn chọn động cơ
Đồ án thiết kế hệ thống cơ khí – cơ điện tử thơng minh TS. Nguyễn Kiên Trung
Hệ gồm có:
+ Trọng lượng của cả cơ cấu Z là ⃗
P
+ Lực ma sát giữa con trượt và thanh ray dẫn⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗Fms = µP⃗ với µ <<1 + Lực kéo tác dụng lên xe ⃗⃗⃗⃗Fk
Do ảnh hưởng của lực ma sát rất nhỏ, trọng lượng của cơ cấu tác dụng lên đai cũng bé nên để xe có thể chuyển động thì khi đó:
⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗
Fk= Fqt trong đó : ⃗⃗⃗⃗⃗⃗
= ma⃗ với a⃗ là gia tốc của bàn xe chạy
F
qt
Vận tốc mong muốn của xe là v=0.5 m/s
Khi đó v = v0 + at với v0 = 0 và t = 0.5 s (mong muốn) suy ra a =
Suy ra Fk = 6x1= 6 N (m=6kg)
Công suất làm việc của trục động cơ:
Fk.v
Pđc= 1000 =
Chọn hiệu suất của bộ truyền đai: = 0,96 Công suất cần thiết của trục động cơ: P =
Pđc
=
ct η.ηol
Số vòng quay của bánh đai để đạt vận tốc :
= 60000. v
π.D
sơ bộ)
⇨ chọn động cơ bước có P = 0,1 Kw, số vịng quay nđc = 220 (v/p)
Chọn cơng suất động cơ:
Pđc=0.1kw, n1 =220 (vịng/phút)
2.3.2. Tính tốn bộ truyền.
m= k. 3√P.nCr
Đồ án thiết kế hệ thống cơ khí – cơ điện tử thơng minh TS. Nguyễn Kiên Trung
3 0.1
m = 35. √200 =2.69
Bảng 2-2 Modun và các thông số của pulley- đai răng
Dựa vào bảng 2-2 chọn modun m = 3, p = 9.42mm Chọn pulley và đai có bước răng 9.42 mm.
Chiều rộng đai răng: b = ψđ.m , Chọn b =20 mm
●Xác định thông số của bộ truyền:
Chọn số răng z1 = 16 răng => z2 = 16 răng
- Khoảng cách trục : a=1000mm
Đồ án thiết kế hệ thống cơ khí – cơ điện tử thơng minh TS. Nguyễn Kiên Trung
- Số răng của đai
z =
2a
p
đ
Chọn số răng zđ =235 răng theo ( Cơ sở thiết kế -PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc ) Chiều dài đai lđ= p. zđ =2214 mm
Chọn theo tiêu chuẩn L=2240mm Chiều rộng b = 20 mm - Tính lại khoảng cách a a = (λ + √λ2 − 8Δ2)/4 λ= lđ - p.(z1 + z2)/2 = 2063.28 Δ = m(z2 − z1)/2 =0 => a = 1031.64 mm
- Đường kính vịng chia của các bánh đai d1 = m. z1 = 16*3 =48 (mm)
d2 = m. z2= 16*3 = 48 (mm)
Đường kính ngồi của bánh đai da1= da2= m. z1 - 2δ với δ=0,6 mm ( bảng 4.27)
, δ là khoảng cách từ đáy răng đến đường trung bình chịu tải => da1= da2= m. z1 - 2δ= 48-2.0,6=46.8mm
- Số răng đồng thời ăn khớp trên bánh đai: z0 = z1α1/3600
Trong đó góc ơm trên bánh đai α1 = 1800 − [m(z2−z1)] . 57,30
a
=1800 − [2(28238−28)] . 57,30 = 1800
Đồ án thiết kế hệ thống cơ khí – cơ điện tử thơng minh TS. Nguyễn Kiên Trung
z0 = z1α1/3600 = 16. 1800/ 3600 = 8 (răng) > 6 => số răng ăn khớp đạt chuẩn
3. Kiểm nghiệm đai về lực vòng riêng
Lực vòng trên đai phải thỏa mãn điều kiện:
q= Ft. Kđ/b +qm. v2 ≤[q] với :
Ft = 1000. Pv = 1000. 0,10.5 = 200 N ( Lực vịng cơng thức 4.9)
Kđ= 1: hệ số tải trọng động
b=20 mm
qm= 0,004: Khối lượng 1 mét đai Suy ra q= 200.
Mặt khác [q] = [q0]. Cz. Cu do số răng ăn khớp > 6 nên Cz=1
[q0]= 10 N/mm: Lực vòng riêng cho phép
Tỉ số truyền u =1 nên =1
Đồ án thiết kế hệ thống cơ khí – cơ điện tử thơng minh TS. Nguyễn Kiên Trung
⇨ [q]= 10.1.1 = 10 N/mm
⇨ Từ (1) và (2) đai thỏa mãn bền khi kiểm theo lực vòng riêng
4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục Lực căng ban đầu:
F0= (1,1÷1,3). Fv = (1,1÷1,3). qm. v2.b ( cơng thức 4.35)
⇨ F0= (1,1÷1,3)*0,004* 0.25* 20 =0,022÷0,026( N
Do vận tốc bánh đai v=0.5 (m/s) nhỏ hơn 20m/s nên Fr= (1,0÷1,2). Ft = (1,0÷1,2). 200 = 200÷240 (N)
Bảng thông số bánh đai răng :
Đồ án thiết kế hệ thống cơ khí – cơ điện tử thơng minh TS. Nguyễn Kiên Trung
Thông số
● Moodun ăn khớp, mm
● Số răng
● Đường kính đỉnh răng,mm ● Đường kính đáy răng, mm
● Chiều cao răng,mm
● Đường kính vịng chia,mm
● Chiều dài răng,mm
Kích thước của profin rãnh ● Chiều rộng nhỏ nhất của
rãnh,mm
● Chiều sâu rãnh,mm
● Góc rãnh profin,độ
Đồ án thiết kế hệ thống cơ khí – cơ điện tử thông minh TS. Nguyễn Kiên Trung
CHƯƠNG 3: THỐNG SỐ ĐỘNG CƠ, ĐAI RĂNG, PULLY, THANH DẪN HƯỚNG VÀ CON TRƯỢT ĐƯỢC CHỌN SAU KHI TÍNH TỐN.