Thiết kế hệ thống cơ điện tử

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

Mục lục

1
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
Chương I. Tổng quan về thiết kế hệ thống dẫn động
I

Sơ lược về quá trình thiết kế hệ thống dẫn động bàn máy X và Y
1

Tính chọn trục vít me

Tính chọn trục vít me

Chọn kiểu trục vít me chính xác(Precision Ballscrew). Quá trình tính toán như hình
vẽ sau:
1

Hình 1.1. Sơ đồ tính chọn vít me bi
2
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

Các thông số đầu vào:
- Loại- Loại máy CNC : Phay
- Chế độ cắt thử nghiệm tối đa SVT :
+ Phay mặt đầu
+ Dao có 6 lưỡi (z=6), đường kính D= 80mm
+ Tiêu chuẩn quốc gia : JIS
+ Vật liệu S45C
+ Grade 4040
+ Vận tốc : v= 100m/ph
+ Chiều sâu cắt : t= 1,2mm
+ Lượng chạy dao phút : F = 900mm/ph












Trọng lượng bàn gá trục x:

Gx = 200kg , G y = 140kg

Trọng lượng chi tiết gia công lơn nhất:
Lực cản theo phương z:
Vận tốc cắt có tải :

Px = 700kg , Py = 700 kg

Pz = 1000kg

Vc = 10m / ph

Vận tốc cắt không tải:

Vck = 20m / ph

Gia tốc hoạt động lớn nhất của hệ thống:

a = 0.6 g = 6( m / s 2 )

3
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học


Thời gian hoạt động:

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

Lt = 25000h
N max = 2000rpm



Tốc độ vòng động cơ:



Hệ số ma sát trơn bề mặt:



Độ chính xác vị trí không tải : ±0,03/1000mm



Độ chính xác lặp : ±0,005mm



Độ lệch truyền động : ±0,02mm

µ = 0.1

Chọn kiểu lắp đặt: 1 đầu cố định 1 đầu tự lựa (fixed- supported)
Điều kiện làm việc:
Lực dọc trục lớn nhất:
2
3

khi gia công

F1x max = max( Fa1 ; Fa 2 ; Fa3 ; Fa 4 ; Fa 5 ; Fa 6 ) = 312,52kgf

Khi không gia công:
4

F2 x max = 720kgf

Tính toán tải trọng
1
Tải trọng tĩnh

C0 = f s .Fa max

Trong đó
Chọn

fs

fs

: hệ số bền tĩnh:1,5-3.

=1.5 ta được:

C0 x = f s .Fx max = 1,5.720 = 1080kgf

tải trọng động:

Cax =

9485,44(kgf)
4

Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

tải trọng động:
chọn kiểu bi:

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh
Cax =

2

5

9485,44(kgf)

Độ cứng cần được ưu tiên, hao phí chuyển động không quá quan trọng thì ta chọn
thông số sau cho bi

6



ổ bi loại lưu chuyển bi bên ngoài



kiểu : FDWC



số mạch bi B=2

chọn bán kính trục vít.
n =α ×

60λ 2
2π L2

⇒ dr ≥

n × L2
× 10−7
f

EIg
dr
= f 2 × 107
γA
L

L=tổng chiều dài di chuyển max + bán kính bi + chiều dài vùng thoát
Lx = 550 + 100 + 200 = 850( mm)

Ly = 400 + 100 + 200 = 700( mm)

Kiểu lắp đặt là fixed-supported nên f=15,1
Chiều dài thanh dẫn là
⇒ drx ≥

l = 10(mm)

2000 × 8502

× 10−7 = 9,57 mm
15,1

2000 × 7002
dry ≥
×10−7 = 6, 49mm
15,1

Từ các tính toán chọn series sau:

Loại trục vít me:32-10B2-FDWC
Đường kính trục: 32mm
Thanh dẫn: 10mm
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671

5


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

Hình.1.2.Các thông số vít me.

kiểm tra sơ bộ.
- Tuổi thọ:

7

3

 Ca 
1
6
Lt = 
÷ .10 .
60.N m
 Fmx . f w 
3

1
 9485, 44 
=
.106.
÷
60.2000
 548, 07.1, 2 
= 25000h
•

n= f.

tốc độ quay cho phép:
dr 7
32
.10 = 15,1.
.107 = 6687,89(vg / ph) > 2000 ⇒

2
2
L
850

thỏa mãn
6

Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

2

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

chọn động cơ.

- Tốc độ vòng lớn nhất 1500(vòng/phút)
- Thời gian cần thiết để đạt tốc độ lớn nhất là 0,15s
2.1 Momen quán tính khối
• Trục vít me:
GDs 2 =

πρ

π × 7,8 ×10 −3
× D4 × L =
× 4 × 130 = 101,9(kgf .cm 2 )
8
8
•

Phần dịch chuyển:
2

GDw

2

2

 1 
 1 
2
=W 
÷ = (700 + 200) × 
÷ = 22,8( kgf .cm )
 2π 
 2π 
•

Phần ghép nối:

GDJ 2 = 40( kgf .cm 2 )
•

Tổng momen quán tính :

GDL 2 = GDs 2 + GDw 2 + GDJ 2 = 164, 7(kgf .cm 2 )

2.2. Momen phát động.
• Momen đặt trước:
Fa 0 = Fmax / 3 = 408,91/ 3 = 136,3(kgf )
k = 0,3
TP = k ×

Fa 0 × l
136,3 × 1, 0
= 0,3 ×
= 6,5( kgf .cm)
2π
2π

7
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học
•
•

Tb =

•

Tc =

Momen do lực ma sát:

Phay cao tốc:
Ta =

•

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

Fa × l
90 ×1
=
= 15,9(kgf .cm)
2π ×η 2π × 0,9

Phay tinh:
690 × 1, 0
= 122,1( kgf .cm)
2π × 0,9

Phay thô:
1140 ×1, 0
= 201, 7(kgf .cm)
2π × 0,9

Momen phát động cần thiết bằng tổng momen đặt trước và momen cần thiết khi
phay thô:
TL = TP + Tc = 201, 7 + 6,5 = 208, 2( kgf .cm)

2.3 Chọn động cơ.
Các thông số yêu cầu:
•

•

•

Tốc độ quay lớn nhất:
Momen ước lượng :

N max ≥ 1500(rpm)

TM > TL

Momen khối lượng của roto:

JM ≥ JL / 3

Ta chọn động cơ có thông số như sau:
Model 1160E của hãng ANILAM
8
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

AM 1160E
Rated Voltage

UN =287 V

Rated Power Output
Rated Speed

PN =2,42 kW

N =3000 rpm

Rated Torque

MN =7,7 Nm

Rated Current

IN =5,35 A

Stall Torque

MO =10 Nm

Stall Current

IO =6,8 A

Maximum Torque
Maximum speed
Weight

Mmax =41 Nm
5400 rpm

m =12 kg

Rotor Inertia

J =15,00 kgcm2 .

2.4. Kiểm tra thời gian cần thiết để đạt vận tốc cực đại:
ta =
=

J
2π N
×
×f
TM '− TL
60

(274,3 + 750)
2π × 1400
×
×1, 4 = 0,122( s ) < 0,15s
4 × 980 × (2 × 230 − (6,5 + 15,9))
60

2.5 Tính toán ứng suất tác dụng lên trục vít:
σ=

Fmax
F
1140 × 9,8 × 4
=
=
= 19, 44( N / mm 2 )
2
2
A π dr / 4
π × 27, 05

π dr 4 π .27, 054
J=
=
= 52562, 65( mm 4 )
32
32
Tmax = TL = 208, 2(kgf .cm) = 20403, 22( N .mm)
9
Nguyễn Đức Long

MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học
τ=

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

T × r 20403, 22 × 20
=
= 7, 76( N / mm 2 ) = 7, 76 × 106 ( N / m 2 )
J
52561, 65

σ max = σ 2 + τ 2 = 20,93 ×106 ( N / m 2 )

3

Tính chọn ray dẫn hướng

10
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí

Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

3.1 Quy trình tính toán.

Hình 1.3 Quy trình tính toán ray dẫn hướng
3.2.Hệ số tải tĩnh C0.

Tải trọng tĩnh định mức C0 được đặt theo giới hạn tải trọng tĩnh cho phép. Sự biến
dạng tập trung không đổi sẽ tăng giữa kênh dẫn và bi lăn khi ray dẫn hướng nhận
tải trọng thừa hay chịu va đập diện rộng. Nếu độ lớn của biến dạng vượt quá giới
hạn cho phép, nó sẽ cản trở sự di trượt của ray dẫn hướng.
3.3.Momen tĩnh cho phép M0.

11
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

Mômen tĩnh cho phép M0 được đặt theo giới hạn của mômen tĩnh. Khi 1 mômen
tác dụng vào ray dẫn hướng, các vị trí bi lăn cuối cùng sẽ chịu áp lực lớn nhất giữa

các áp lực phân bố trên toàn bộ bi lăn của hệ thống .
3.4.Hệ số an toàn tĩnh

Công thức tính:

C
fs = 0
P

fs

.

hoặc
fs =

M0
M

Trong đó:
-

-

-

C0

: tải trọng tĩnh định mức (N)

P : tải trọng làm việc tính toán (N)
M0

: momen tĩnh cho phép(Nm)

M: momen đã tính toán (Nm)

Các giá trị tham khỏa của

fs

cho các máy công nghiệp và máy công cụ thông

thường cho trong bảng dưới:

Hình 1.4. Hệ số fs.
12
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

3.5.Hệ số tải động định mức C.
Thậm chí khi các ray dẫn hướng như nhau được sản xuất theo cùng một cách và

chịu tác dụng dưới điều kiện như nhau, tuổi bền dịch vụ cũng khác nhau. Vậy nên,
tuổi bền dịch vụ được sử dụng như một chỉ tiêu xác định tuổi bền của hệ thống ray
dẫn hướng. Tải trọng định mức động C được sử dụng để tính toán tuổi bền dịch vụ
khi hệ thống ray dẫn hướng chịu tải. Tải trọng định mức động C được xác định như
một tải trọng có hướng và độ lớn khi nhóm các ray dẫn hướng làm việc cùng điều
kiện, tuổi bền trung bình cuả ray dẫn hướng là 50 km( nếu bộ phận lăn là bi )
3.6.Tính toán tuổi bền danh nghĩa L.
Tuổi bền danh nghĩa của ray dẫn hướng chịu ảnh hưởng của tải trọng làm việc thực
tế . Tuổi bền danh nghĩa có thể được tính toán dựa trên tải trọng động định mức và
tải trọng làm việc thực tế . Tuổi bền của hệ thống ray chịu ảnh hưởng lớn của hệ số
môi trường như độ cứng vững của đường ray , nhiệt độ môi trường , điều kiện
chuyển động .Vì vậy,những thông số này có trong tính toán tuổi bền danh nghĩa .
Công thức tính ứng với
3

-

Loại xích bi:

 f × f C
L =  H T × ÷ × 50
P
 fw
10

-

Loại xích cuộn:

 f × f C 3

L =  H T × ÷ ×100
P
 fw

Trong đó:
fH
-

fT
-

: Hệ số cứng vững
: Hệ số nhiệt động
13

Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học
fw
-

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

: hệ số tải trọng

-

C: hệ số tải trọng động (N)

-

P: tải trọng làm việc (N)

Để đảm bảo khả năng tải tối ưu của hệ thống ray, độ cứng vững của đường ray phải
trong khoảng HRC58-64. Nếu độ cứng dưới khoảng nói trên, tải cho phép và tuổi
bền danh nghĩa sẽ giảm. Vì lí do này, tải trọng động định mức và tải trọng tĩnh định
mức sẽ được nhân với hệ số cững vững trong tính toán. Bảng dưới đây là đồ thị độ
cứng vững đảm bảo HRC lớn hơn 58, do đó fH =1.0
 Với hệ số nhiệt fT : Khi nhiệt độ điều khiển lớn hơn 100 độ C, tuổi bền danh
nghĩa sẽ giảm bớt. Do đó tải trọng động và tĩnh định mức sẽ được nhân với hệ số
nhiệt độ trong tính toán. Xem hình bên dưới. Nhiều phần của ray được làm từ nhựa
và cao su, nên nhiệt độ phải dưới 100 độ C là tốt nhất. Các yêu cầu đặc biệt phải
liên hệ với nhà sản xuất .

Hình 1.5. Hệ số nhiệt theo vận tốc.
14
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

 Hệ số tải trọng fw : Mặc dù tải trọng làm việc của ray đã đước xét trong tính
toán, nhưng tải trọng thực tế hầu hết đều cao hơn khi tính toán. Đó là do rung động
và va đập khi máy chuyển động. Rung động xảy ra khi điều khiển tốc độ cao, va
đập xảy ra khi máy khởi động lại và dừng máy. Do đó, xét đến tốc độ chuyển động
và rung động, tải trọng động định mức phải được chia cho hệ số tải trọng theo bảng
bên cạnh

Hình 1.6. Hệ số fw.
3.7. Tính toán tuổi bền dịch vụ theo thời gian.
Khi tuổi bền danh nghĩa đã được xét đến , tuổi bền dịch vụ dược tính toán theo
những thông số có được khi chiều dài hành trình và vòng quay là không đổi.
Lh =

L ×103
2 × ls × n1 × 60

Trong đó:
- L: tuổi bền danh nghĩa
-

ls
n1

: chiều dài hành trình
: tốc độ vòng

(min −1 )

3.8. Hệ số ma sát.

15
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

Ray dẫn hướng được điều khiển nhờ chuyển động của những viên bi lăn giữa ray
và phần di trượt. Lực cản ma sát được tính toán dựa trên tải trọng làm việc và lực
cản chốt. Nói chung, hệ số ma sát sẽ khác nhau giữa các sê ri khác nhau. Hệ số ma
sát của sêri MSA và MSB trong khoảng 0.002 tới 0.003.
F = µ×P+ f

Trong đó
- µ : hệ số ma sát động
- P : tải trọng làm
- f : sức chịu vòng đệm

Hình1.7. Hệ số ma sát.
3.9.Tính toán tải trọng tương đương.
Hệ thống ray dẫn hướng có thể chịu tải và mô men theo cả 4 hướng của tải
trọng hướng tâm, tải trọng đảo chiều hướng tâm, tải trọng mặt bên đồng thời. Khi
hơn một tải trọng tác dụng lên hệ thống ray đồng thời, mọi tải trọng khác sẽ hướng

16
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

vào tâm hoặc mặt bên tương đương, cho việc tính toán tuổi bền dịch vụ và hệ số an
toàn tĩnh. Công thức tính toán được chỉ ra dưới đây :
PE = PR + PT

Trong đó:
-PE : tải trọng tương đương
-PR : tải trọng hướng tâm tác dụng mặt trên
-P T : tải trọng tác dụng lên mặt bên
Momen tác dụng được tính theo công thức:
PE = PR + PT + C0

Trong đó
-

C0

M
MR

:

:tải trọng tĩnh định mức

- M: momen tính toán
-

MR

: momen tĩnh cho phép

17
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

Hình.1.8. Biểu đồ momen và tải trọng tác dụng lên ray dẫn.
3.10.Tính toán tải trọng trung bình.
Công thức:
Pm =

3

1 n
× ∑ ( Pn3 .Ln )
L n=1

Trong đó:
-

Pn
Ln

:tải trọng biến thiên.
:khoảng dịch chuyển dưới tác dụng của

Pn

- L: tổng chiều dài dịch chuyển
3.11 . chọn ray dẫn hướng với thông số và điều kiện làm việc như sau
Sử dụng ray dẫn hướng có series: Modle MSA35LA2SSFC+R2520-20/20 P II
Hệ số tải động: C=63,6kN
Hệ số tải tĩnh:

C0 = 100, 6kN

18
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

19
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

Hình 1.9 sơ đồ đặt lực

HÌnh 1.10. chế độ chuyển động
Các thông số đầu vào:
•

Khối lượng phôi: Pmax=340kg.
Px max = 200kg

•

Khối lượng cụm bàn X:

•

Vận tốc chạy lớn nhất khi không gia công: v=20m/ph=0,33m/s

•

Gia tốc :a=a1=a3=0,6g=

.

6m / s 2
20

Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học
•

Hành trình dịch chuyển:

•

Các giai đoạn:

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

Lx = 550mm

v
= 0, 055s
a
v2
X1 = X 3 =
= 9, 26mm
2a
X 2 = Lx − 2 X 1 = 531, 48mm

t1 = t3 =

→ t2 =

•

X2
= 1, 6 s
v

Các đoạn di chuyển (Coi phôi đặt chính giữa bàn máy, tâm phôi trùng với
tâm bàn máy)
-

Khoảng cách giữa hai con chạ cùng ray

=450mm

l2

-

Khoảng cách giữa hai con chạy khác ray

-

Khoảng cách từ tâm phôi tới tâm bàn máy theo phương vuông góc với
ray dẫn

-

-

-

l3

=234mm

=135mm

Khoảng cách từ tâm phôi tới tâm bàn máy theo phương song song với
ray dẫn

I.

l1

l4

=60mm

Độ cao từ tâm trục vít me tới mặt bàn máy
Độ cao từ tâm trục vít me tới phôi

l6

l5

=85mm

=100mm

Chương II: Điều khiển bàn máy CNC bằng bộ điều khiển PID
Thiết kế bộ điều khiển PID cho bàn X.
21

Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học
1.

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

Xây dựng mô hình toán cho bàn X .

m

Hình 2.1. mô hình toán bàn x.
a.

Thông số đầu vào.

Khối lượng phôi: m = 340 kg, hệ số ma sát f = 0.1, bước vít me l = 10 mm, chiều
dài vít me L = 850 mm.
b.

Phương trình toán học .
22

Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

&

&
Mx
(t ) + Cx&
(t ) + Kx = ∑ F
Trong đó:
M: khối lượng bàn
K: hệ số độ cứng
C: hệ số giảm chấn

∑ F = Fdc − Fms


Tổng lực tác dụng

Lực động cơ:

Fdc = Kx (t ) = K .θ (t )

l
2π

Với:
θ (t )

-

là góc quay cần thiết của động cơ để bàn dịch chuyển một đoạn x(t).
l: bước vít me, l=10mm.

Lực ma sát:

Fms = fmgx&
Trong đó f là hệ số ma sát.


Hệ số cứng

1 1 1
1
1
1
= + +
+
+
K kc kb k g + k s kch kn
Trong đó:
kc

:độ cứng nối trục.
23

Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí
Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

Chọn kiểu nối trục SINGLE FLEXING COUPLING với kích thước đường kính
trong 32 mm. Độ cứng của nó là
kb
kg

ks

205,9.104

.

: độ cứng ổ bi.
: độ cứng ray dẫn hướng.
: độ cứng trục vít me.

A× E
π dr 2 × E
π × 322 × 2.1×10 4
−3
−3
ks =
×10 =
× 10 =
x
4x
4 × 850
≈ 20kgf / µ m
Ở đây:

ks

:độ cứng của trục, phụ thuộc vào phương pháp lắp đặt

A: Diện tích mặt cắt ngang của vitme.
E: Hệ số module Young,

kn

A = π dr 2 / 4mm

E = 2,1× 104 kgf / mm 2

x: Khoảng cách gá đặt mm,
kch

kgf / µ m

x = Lx = 850mm

: độ cứng càng cua.
: độ cứng của bi trong trục vitme.

24
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Cơ Khí

Bộ môn Máy và ma sát học

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử
GVHD: TS.Bùi Tuấn Anh

1/3

 Fa 
7
kn = 0.8 × k 
=
69
×
10
( N / m)
÷
 0.3Ca 
Từ đó ta có kết quả các độ cứng ở bảng sau:
kc

kb

kg

ks

kch

kn

205,9 ×10 4

222 ×106

3 × 109

20 × 107

2 ×105

69 ×107

K = 2 ×105 ( N / m)


Hệ số giảm chấn

C = 2ξ K .M = 2.0,35 2.105.340 = 5, 77.103

2.

Tìm hàm truyền đạt G(s).

&
&
Mx
(t ) + Cx&(t ) + Kx = Kθ (t )

l
− fmgx&(t )

2π

Sử dụng toán tử Laplace 2 vế của phương trình ta được:

25
Nguyễn Đức Long
MSSV:20142671