Thiết bị truyền động quay | Báo cáo Cơ điện tử

lOMoAR cPSD| 46342576
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ----- -----
BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ CƠ ĐIỆN TỬ
ĐỀ TÀI: ROTARY ACTUATOR
( THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG QUAY )
Giáo viên hướng dẫn:Phan Nguyễn Duy Minh
Sinh viên thực hiện: Lê Văn Phương
Mã sinh viên: 2050441200223
Lớp học phần: 123CDCDT02
Đà Nẵng, 21 tháng 11 năm 2023 1 lOMoAR cPSD| 46342576 MỤC LỤC
I. THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG QUAY ................................... Error! Bookmark not defined.
Giới thiệu về thiết bị truyền động quay: ................................................................................ 3
1. Thiết bị truyền động quay là gì ? ....................................................................................... 3
1.1 Thiết bị truyền động quay được dẫn động bằng năng lượng khí nén: ......................... 4
1.2 Thiết bị truyền động quay được dẫn động bằng thủy lực: ........................................... 5
1.3 Thiết bị truyền động quay được dẫn động bằng năng lượng điện cơ: ......................... 6
2. Nguyên tắc kết hợp hệ thống truyền động cơ khí: ............................................................. 8
2.1 Chức năng của truyền động cơ khí: ............................................................................. 8
2.2 Các dạng truyền động cơ khí chính : Truyền động ma sát, truyền động ăn khớp ....... 8
3. Tổng hợp các dạng truyền động cơ khí: ............................................................................ 8
3.1 Truyền động ma sát ...................................................................................................... 8
3.1.2 Ưu điểm và nhược điểm của hai loại truyền động ma sát .......................................... 9
3.2 Truyền động ăn khớp ................................................................................................... 9
3.2.3 Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng của bộ truyền bánh răng ................................ 14
d. Thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng ............................................ 15
II. NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG QUAY..................................... 17
1. Sản phẩm tích hợp: .......................................................................................................... 17
2. Thiết kế đơn giản ............................................................................................................. 17
3. Tải trọng và độ cứng cao ................................................................................................. 18
4. Không cần sử dụng Pin .................................................................................................... 18
5. Không cần điều chỉnh ...................................................................................................... 18
6. Duy trì vị trí dừng ............................................................................................................ 18
III. ỨNG DỤNG CỦA THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG QUAY ................................................. 19
Sử dụng trong quy trình sản xuất chất bán dẫn ................................................................ 19
Sử dụng trong công nghiệp tự động hóa : Robot, băng tải, .............................................. 19
Xử lý laser một cách chính xác ......................................................................................... 19
In bảng mạch..................................................................................................................... 19
Chế tạo động cơ: xe máy, ô tô , máy bay, ......................................................................... 19
Thiết kế máy công nghiệp:xe múc, xe cần cẩu,IV. ỨNG DỤNG CỦA THIẾT BỊ TRUYỀN
ĐỘNG QUAY TRONG ROBOT VÀ BĂNG ..................................................................... 19
TẢI .......................................................................................................................................... 19
4.1 Trong lĩnh vực Robot ..................................................................................................... 19
4.2 Trong lĩnh vực băng tải .................................................................................................. 20 DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1 Hình ảnh mô tả về một thiết bị truyền động quay......................................................4
Hình 1. 2 Hình ảnh thiết bị truyền động quay bằng khí nén......................................................5
Hình 1. 3 Hình ảnh cấu tạo thiết bị truyền động thủy lực..........................................................6
Hình 1. 4 Hình ảnh cấu tạo thiết bị truyền động điện................................................................8
Hình 3. 1 Hình ảnh về truyền động má sát trực tiếp và ma sát gián tiếp...................................9 2 lOMoAR cPSD| 46342576
Hình 3. 2 Hình ảnh truyền động bánh ma sát (truyền động trực tiếp).......................................9
Hình 3. 3 Hình ảnh truyền động đai ma sát (truyền động gián tiếp)........................................10
Hình 3. 4 Hình ảnh truyền động bánh rang..............................................................................11
Hình 3. 5 Hình ảnh truyền động xích.......................................................................................11
Hình 3. 6 Hình ảnh truyền động trục vít bánh vít....................................................................11
Hình 3. 7 Hình ảnh bộ truyền phẳng........................................................................................13
Hình 3. 8 Hình ảnh bộ truyền không gian................................................................................13
Hình 3. 9 Hình ảnh bộ truyền không trụ..................................................................................13
Hình 3. 10 Hình ảnh bộ truyền răng nón..................................................................................14
Hình 3. 11 Hình ảnh bộ truyền răng chữ V..............................................................................14
Hình 3. 12 Hình ảnh bộ truyền thân khai.................................................................................14
Hình 3. 13 Bộ truyền Xicloit....................................................................................................15
Hình 3. 14 Hình ảnh bộ truyền Novicov..................................................................................15
Hình 4 1 Hình ảnh động cơ ghép trực tiếp với bàn quay.........................................................18
Hình 4 2 Hình ảnh thiết bị truyền động quay...........................................................................20
THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG QUAY
I. THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG QUAY
Giới thiệu về thiết bị truyền động quay:
Thiết bị truyền động quay là thiết bị truyền động. Các thiết bị truyền động mang trong mình
nhiều những tính năng nổi bật khác nhau. Có một số thiết bị truyền động tuyến tính, thiết bị
truyền tải bằng đường thẳng được dẫn động bằng trục vít, dây đai hoặc các thiết bị truyền lực
cơ học. Bên cạnh đó, vẫn còn tồn tại một loại thiết bị truyền động cung cấp chuyển động quay
để định vị tải trọng hướng tâm xung quanh 1 trục cố định đó là thiết bị truyền động quay.
1. Thiết bị truyền động quay là gì ?
Thiết bị truyền động quay là các thiết bị truyền động được dẫn động bằng năng lượng khí nén,
năng lượng thủy lực hoặc điện cơ, trong đó thiết bị truyền động khí nén với thiết bị truyền
động điện cơ là được sử dụng phổ biến nhất trên thị trường. Thiết bị này được thiết kế để di
chuyển tải theo góc tăng dần với mức độn chính xác cao cho dù tất cả các thiết bị truyền động
quay có khả năng quay 360 độ. 3 lOMoAR cPSD| 46342576
Hình 1. 1 Hình ảnh mô tả về một thiết bị truyền động quay
1.1 Thiết bị truyền động quay được dẫn động bằng năng lượng khí nén:
1.1.1 Định nghĩa và nguyên lý:
Thiết bị truyền động khí nén(cơ cấu chấp hành khí nén) là một thiết bị chuyển đổi năng lượng
thường ở dạng khí nén thành chuyển động cơ học. Trong ngành công nghiệp, thiết bị truyền
động khí nén được biết tới bằng những tên gọi khác như xi lanh khí nén.
Bộ truyền động khí nén: Piston, xi lanh và van hoặc cổng
Nguyên lý: Khi được cấp khí nén từ bên ngoài lập tức các cơ cấu chấp hành xy lanh sẽ có
nhiệm vụ chuyển đổi năng lượng áp suất thành chuyển động cơ học quay hoặc thẳng phụ thuộc
vào việc ứng dụng đang sử dụng của thiết bị truyền động quay khí nén hay thiết bị truyền động
tuyến tính. Thiết bị truyền động tuyến tính rất phù hợp để lắp với van điều khiển góc ngồi được
chế tạo cho các ứng dụng nhiệt độ cao và hơi nước. Trong khi thiết bị truyền động quay khí
nén thì phù hợp hơn để lắp với van một phần tư tùy theo đặc điểm kỹ thuật của ứng dụng.
Hình 1. 2 Hình ảnh thiết bị truyền động quay bằng khí nén
1.1.2 Cấu tạo của thiết bị truyền động quay bằng khí nén:
• Vỏ : Hay còn được gọi là thân của bộ điều khiển khí nén, được chế tạo từ hợp kim
nhôm nguyên khối hoăc thép không gỉ, bề ngoài còn có phủ thêm lớp sơn tính điện giúp
khả năng cách điện tốt, chịu được nhiệt độ cao, chống oxy hóa và tuổi thọ cao. 4 lOMoAR cPSD| 46342576
• Bánh răng và Piston : Là 2 bộ phận được kết nối lại với nhau để tạo chuyển động xoay
cho trục van khi cấp khí vào.
• Bulong : Có nhiệm vụ điều chỉnh góc độ đóng mở van sao cho hợp lý.
• Vòng bi : Có chức năng làm cho quá trình hoạt động của thiết bị được diễn ra một cách dễ dàng, trơn tru
• Trục bánh răng : Là bộ phận nhận momen xoắn từ piston và truyền lực quay đó đến
trục van, khi đó đĩa van sé tạo trạng thái đóng mở của van.
• Chốt định vị : Giúp cho các bộ phận bên trong thiết bị hoạt động theo đúng 1 quy trình,
1 định dạng nhất định.
• Lò xo đàn hồi : Chỉ được sử dụng dưới dạng tác động đơn, có chức năng làm đàn hồi
lại piston với cơ chế hoạt động nâng lên, hạ xuống nhờ lực đẩy của khí nén và sự chênh
lệch áp suất bên trong bộ khí nén.
• Vòng bi bảo vệ : Có chức năng bảo vệ trục bánh răng tránh khỏi các va đập mạnh.
• Bulong : Là bộ phận giúp cố vỏ ốp ngoài với lưng bộ điều khiển
• Nắp bộ điều khiển : Có 2 màu thể hiện 2 trạng thái đóng mở của van.
1.2 Thiết bị truyền động quay được dẫn động bằng thủy lực:
1.2.1 Định nghĩa và nguyên lý:
Thiết bị truyền động thủy lực( cơ cấu chấp hành thủy lực) là một xi lanh thủy lực hoặc piston
thủy lực có chức năng biến đổi công suất thủy lực thành công cơ học hữu ích. Chuyển động cơ
học được tạo ra có thể là chuyển động thẳng, quay hoặc dao động
Thành phần và nguyên lý hoạt động của thiết bị truyền động thủy lực:
Piston là một trong các thiết bị truyền động thuỷ lực điển hình. Nó bao gồm một xi lanh, piston,
lò xo, đường cung cấp và hồi lưu thủy lực, thân. Piston trượt theo phương thẳng đứng bên trong
xylanh và ngăn xylanh thành hai khoang. Khoang trên chứa lò xo và khoang dưới chứa dầu thủy lực. 5 lOMoAR cPSD| 46342576
Hình 1. 3 Hình ảnh cấu tạo thiết bị truyền động thủy lực 1.2.2 Nguyên lý:
Đường cung cấp và hồi lưu thủy lực được kết nối với khoang dưới và cho phép chất lỏng thủy
lực chảy đến và đi từ khoang dưới của cơ cấu chấp hành thuỷ lực. Thân truyền chuyển động
của piston đến một van.
Ban đầu, không có áp suất chất lỏng thủy lực, lực lò xo giữ van ở vị trí đóng. Khi chất lỏng đi
vào khoang dưới, áp suất trong khoang tăng lên. Áp suất này tạo ra một lực tác dụng lên đáy
piston ngược với lực do lò xo gây ra. Khi lực thủy lực lớn hơn lực lò xo, piston bắt đầu chuyển
động lên trên, lò xo nén và van bắt đầu mở.
Khi áp suất thủy lực tăng lên, van tiếp tục mở. Ngược lại, khi dầu thủy lực được xả ra khỏi xi
lanh, lực thủy lực trở nên nhỏ hơn lực lò xo, piston di chuyển xuống và van đóng lại. Bằng
cách điều chỉnh lượng dầu được cung cấp hoặc xả từ bộ truyền động, van có thể được định vị
giữa mở hoàn toàn và đóng hoàn toàn.
1.3 Thiết bị truyền động quay được dẫn động bằng năng lượng điện cơ: 1.3.1 Định nghĩa:
Thiết bị truyền động điện là một thiết bị cơ học được sử dụng để biến đổi điện năng thành động
năng trong một chuyển động thẳng hoặc quay. Nó điều khiển van một cách tự động để tăng
hiệu quả trong quá trình làm việc. Tuỳ vào nhiệm vụ chính trong mỗi hệ thống, bộ truyền động
điện sẽ có các thiết kế khác nhau sao cho phù hợp. Chính vì thế, chúng cũng có các kích thước khác nhau.
Động cơ của thiết bị truyền động điện có thể hoạt động trên mọi điện áp và được sử dụng trong
nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Các điện áp phổ biến nhất được sử dụng trong động cơ 6 lOMoAR cPSD| 46342576
một pha là 115 VAC, 24 VAC, 12 VDC, 24 VDC, 208 VAC, 230 VAC. Ngoài các mức điện áp
trên, động cơ ba pha cũng sử dụng điện áp 230VAC và 460 VAC.
1.3.2 Cấu tạo và nguyên lý:
Thiết bị truyền động điện, một động cơ điện sẽ tạo ra chuyển động quay khi trục quay, hoặc
rôto quay . Trục chính của động cơ được liên kết trực tiếp với một vít xoắn, thông qua trục
truyền động, trục này sẽ quay theo một đai ốc vitme bi. Khi trục quay quay, đai ốc bi được
truyền động về phía trước hoặc ngược lại dọc theo trục vít xoắn.
Một thanh piston rỗng được gắn vào đai ốc bi, khi khởi động thiết bị, nó sẽ tạo ra chuyển động
thẳng hoặc chuyển động quay theo cùng chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ.
Động cơ được điều khiển bằng bộ truyền động điện, cho phép thay đổi tốc độ quay một cách
nhanh chóng và dễ dàng. Nó có thể được lập trình để di chuyển đến một vị trí nhất định, dừng
lại và sau đó tiếp tục hoặc quay trở lại vị trí nghỉ của nó.
Và trong các trường hợp không có sẵn nguồn cung cấp khí nén thì thiết bị truyền động điện
được xem là một giải pháp thay thế phù hợp,
Hình 1. 4 Hình ảnh cấu tạo thiết bị truyền động điện
1.3.3 Nguyên tắc thiết kế bộ truyền động quay:
Bộ truyền động quay có 2 nguyên tắc chính đó là: Nguyên tắc kết hợp hệ thống truyền động
cơ khí và nguyên tắc có động cơ được ghép trực tiếp với bàn quay. Tuy nhiên, cả hai trường
hợp này đều có một mã hóa quay tuyệt đối hoặc tương đối tùy theo tiêu chuẩn chẳng hạn như
được tích hợp vào cụm cơ cấu chấp hành và phanh thường. Để giúp cho tải trọng quay đơn
giản, hầu hết các thiết kế đều sử dụng ổ bi quay tròn hoặc ổ lăn chéo hướng tâm.
Trong trường hợp truyền động bằng dây đai, có thể đạt được việc chuyển số thông qua các bộ
phận bánh răng khác hoặc có thể sử dụng bằng cách thông qua các đường kính khác nhau cho
động cơ và puli bàn. Khi đó bộ truyền động quay sẽ trực tiếp sử dụng các kiểu động cơ servo
có cấu tạo mặt phẳng hay còn được gọi là mô tơ mô men xoắn hoặc động cơ pancake. 7 lOMoAR cPSD| 46342576
Cơ cấu truyền động quay thường được sử dụng để làm trục quay cho các hệ thống nhiều trục
như xe đạp, xe máy, oto, robot,… đặc biệt là sử dụng các bộ truyền động trực tiếp. Do thiết bị
truyền động quay điện cung cấp khả năng kiểm soát chặt chẽ về tốc độ cũng như độ chính xác
của vị trí nên chúng thường được lựa chọn trong các ứng dụng in ấn, gia công, lắp ráp và kiểm
tra thay cho thiết bị khí nén và thủy lực.
Nguyên lý hoạt động: Với các truyền động cơ khí khác nhau sẽ tạo ra các dạng chuyển động và vận tốc khác nhau
2. Nguyên tắc kết hợp hệ thống truyền động cơ khí:
Kết hợp các truyền động lại với nhau thành một truyền động phức tạp gồm nhiều cơ cấu khác
nhau và chúng thường được truyền cơ năng từ động cơ đến các bộ phận của máy. Hệ thống
gồm nhiều chi tiết dùng để truyền hay thay đổi tính chất của truyền động ở dạng năng lượng
cơ học ( lực hay vận tốc ).
2.1 Chức năng của truyền động cơ khí:
Truyền động cơ khí có chức năng truyền công xuẩt, chuyển động từ nguồn ( từ động cơ ) đến
bộ phận khác. Chúng còn thay đổi dạng và quy luật chuyển động từ liên tục thành gián đoạn,
từ quay thành tịnh tiến và ngược lại, giúp thay đổi phương chiều chuyển động.
Bên cạnh thay đổi phương và chiều chuyển động, truyền động cơ khí còn giúp biến đổi tốc độ.
Cụ thể như chuyển động nhanh thành chậm (chậm dần), thay đổi tốc độ phân cấp (hộp tốc độ),
vô cấp (bộ biến tốc).
2.2 Các dạng truyền động cơ khí chính : Truyền động ma sát, truyền động ăn khớp
3. Tổng hợp các dạng truyền động cơ khí: 3.1 Truyền động ma sát
Truyền động ma sát là cơ cấu chuyển động quay dựa vào lực ma sát giữa các mặt tiếp xúc của
vật dẫn và vật bị dẫn. Dạng truyền động này có nhiệm vụ thực hiện truyền suất nhỏ hoặc trung
bình với vận tốc thấp.
Hình 3. 1 Hình ảnh về truyền động má sát trực tiếp và ma sát gián tiếp 3.1.1 Định nghĩa
a. Truyền động bánh ma sát: 8 lOMoAR cPSD| 46342576
Truyền động bánh mà sát (tiếp xúc trực tiếp) là truyền chuyển động và cơ năng nhờ ma sát sinh
ra tại chỗ tiếp xúc của các bánh ma sát. Để tạo ra ma sát cần phải tác dụng lực ép các bánh lại
với nhau. Chúng có hai loại là truyền tiếp xúc ngoài và bộ truyền tiếp xúc trong.
Hình 3. 2 Hình ảnh truyền động bánh ma sát (truyền động trực tiếp)
b. Truyền động đai ma sát:
Truyền động đai ma sát (truyền động gián tiếp) này được thực hiện bằng phương thức kéo dây
đai, dây curoa và có khả năng truyền momen xoắn và tốc độ giữa 2 trục với khoảng cách lớn
hơn bộ truyền bánh răng.
Hình 3. 3 Hình ảnh truyền động đai ma sát (truyền động gián tiếp)
3.1.2 Ưu điểm và nhược điểm của hai loại truyền động ma sát Ưu điểm: • Cấu tạo đơn giản
• Hoạt động êm ái và ít phát sinh tiếng ồn
• Có khả năng điều chỉnh tốc độ vô cấp
• Cung cấp khả năng truyền động giữa các trục xa nhau Nhược điểm:
• Trục và ổ chịu lực tác động lớn
• Có hiện tượng trượt giữa các bánh khi vận hành dẫn đến tỷ số truyền không ổn định
• Cung cấp khả năng tải thấp so với bánh răng
3.2 Truyền động ăn khớp
Truyền động ăn khớp là một cặp bánh răng hoặc đĩa – xích truyền động cho nhau. 9 lOMoAR cPSD| 46342576
3.2.1 Các dạng truyền động ăn khớp
a. Truyền động bánh răng ( bộ truyền bánh răng ) : bánh dẫn và bánh bị dẫn. Truyền độngbánh
răng là truyền chuyển động giữa hai trục song song, giao hoặc chéo nhau. Khi đưa vào sử
dụng, chuyển động quay sẽ chuyển thành chuyển động tịnh tiến và ngược lại. Nhờ vậy, quá
trình hoạt động của các chi tiết được liên kết với nhau.
Hình 3. 4 Hình ảnh truyền động bánh rang
b. Truyền động xích (tiếp xúc gián tiếp): đĩa dẫn, đĩa bị dẫn và xích
Hình 3. 5 Hình ảnh truyền động xích
c. Truyền động trục vít – bánh vít (tiếp xúc trực tiếp):
Hình 3. 6 Hình ảnh truyền động trục vít bánh vít
Đặc điểm của chuyển động trục vít bánh vít:
• Dạng chuyển động này có tính chất là bánh răng hoặc đĩa xích nào có răng ít hơn thì sẽ quay nhanh hơn.
• Để hai bánh răng ăn khớp được với nhau thì khoảng cách giữa hai răng kề nhau trên
bánh này phải bằng khoảng cách hai răng kề nhau trên bánh kia. 10 lOMoAR cPSD| 46342576
• Và để đĩa ăn khớp được với xích thì cỡ răng của đĩa và cỡ xích phải tương ứng.
Ưu và nhược điểm của truyền động ăn khớp: Ưu điểm:
• Có tỷ số truyền xác định và được dùng trong nhiều hệ thống truyền động của các loại máy thiết bị khác nhau
• Không xảy ra hiện tượng trượt như ứng dụng dây đai truyền động
• Phạm vi công suất truyền động lớn Đem lại hiệu suất làm việc cao.
• Cung cấp truyền chuyển động cùng lúc và truyền công suất cho nhiều trục Nhược điểm:
• Chế tạo phức tạp, quy trình lắp ghép đòi hỏi độ chính xác cao
• Gây tiếng ồn khi vận hành • Tuổi thọ ngắn
d. Phân loại bộ truyền bánh răng
Dựa vào vị trí giữa hai trục, gồm 2 loại: • Bộ truyền phẳng • Bộ truyền không gian
Dựa vào hình dạng của bánh răng, gồm 2 loại: • Bộ truyền trụ • Bộ truyền nón
Dựa vào cách bố trí của răng trên bánh răng, bằng cách so sánh phương răng so với đường sinh. Gồm 4 loại:
• Bộ truyền răng thẳng.
• Bộ truyền răng nghiêng. • Bộ truyền chữ V. • Bộ truyền răng cong.
Dựa vào biên dạng răng, gồm 3 loại: • Bộ truyền thân khai • Bộ truyền Xicloit • Bộ truyền Novicov
3.2.2 Danh mục hình ảnh các loại truyền động bánh răng 11 lOMoAR cPSD| 46342576
Hình 3. 7 Hình ảnh bộ truyền phẳng
Hình 3. 8 Hình ảnh bộ truyền không gian
Hình 3. 9 Hình ảnh bộ truyền không trụ 12 lOMoAR cPSD| 46342576
Hình 3. 10 Hình ảnh bộ truyền răng nón
Hình 3. 11 Hình ảnh bộ truyền răng chữ V
Hình 3. 12 Hình ảnh bộ truyền thân khai 13 lOMoAR cPSD| 46342576
Hình 3. 13 Bộ truyền Xicloit
Hình 3. 14 Hình ảnh bộ truyền Novicov
3.2.3 Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng của bộ truyền bánh răng a. Ưu điểm •
Chúng có kích thước nhỏ, sức tải lớn. •
Khi máy móc hoạt động, tỷ số truyền không đổi. •
Quá trình hoạt động đạt hiệu quả cao. •
Nó có thể hoạt động với tốc độ cao và công suất lớn. •
Tuổi thọ dài và độ tin cậy cao. b. Nhược điểm
Để vận hành máy móc được hiệu quả, cần hiểu rõ về nhược điểm của bộ truyền. Chúng có nhược điểm là: •
Quá trình chế tạo tương đối phức tạp và độ chính xác cao. Vì vậy, để gia công được
chúng đòi hỏi nhân công có kinh nghiệm và tay nghề cao. •
Khi hoạt động với vận tốc lớn, chúng tạo ra nhiều tiếng ồn. c. Phạm vi sử dụng 14 lOMoAR cPSD| 46342576 •
Với chức năng truyền chuyển động máy móc thiết bị, bộ truyền được sử dụng rộng rãi
trong sản xuất sản phẩm. Đặc biệt là ngành cơ khí và chế tạo máy móc. •
Tùy vào cấu tạo của từng loại máy sẽ lựa chọn loại bộ truyền phù hợp. Tuy nhiên, bộ
truyền thân khai được sử dụng phổ biến nhất.
d. Thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng Kí hiệu Ý nghĩa m Modun của răng bánh răng ha Hệ số chiều cao đỉnh C¿
Hệ số khe hở chân răng P¿
Hệ số bánh kính cung lượng đỉnh dao gia công bánh răng X1
Hệ số dịch dao của răng bánh răng dẩn X2
Hệ số dịch dao của răng bánh răng bị dẩn B1
Chiều rộng vành răng bánh răng dẩn B2
Chiều rộng vành răng bánh răng bị dẩn Z1 Số răng dẩn Z2 Số rang bị dẩn α
Góc áp lực trên vòng tròn chia αw Góc ăn khớp d1;d2
Đường kính vòng tròn chia dw1;dw2
Đường kính vòng tròn lăn db1;db2
Đường kính vòng tròn cơ sở da1;da2
Đường kính vòng tròn đỉnh răng h Chiều cao răng c aw Khoảng cách trụ Sf 1;Sf 2 Chiều dài chân răng Sa1;Sa2 Chiều dài đỉnh răng P
Bước ren trên vòng tròn chia Pb
Bước ren trên vòng tròn cơ sở Pk
Bước ren trên vòng tròn ăn khớp εa Hệ số trùng khớp y
Hệ số giảm khoảng cách trục 15 lOMoAR cPSD| 46342576
4. Nguyên tắc có động cơ được ghép trực tiếp với bàn quay
Nguyên tắc: Gồm thành phần truyền động cơ khí (truyền động đai, truyền động bánh răng,
truyền động xích, truyền động bánh vít trục vít,…) kết hợp với động cơ để tạo và ra chuyển
động và vận tốc khác nhau tùy vào dạng kết cấu cơ khí sử dụng.
Nguyên lý hoạt động: Dùng các loại động cơ để ghép trực tiếp với bàn quay. Bàn quay sẽ kết
hợp với các truyền động cơ khí (truyền động đai, xích, bánh rang, trục vít bánh vít,…) dể tạo
ra một cụm chuyển động biến thành các dạng chuyển động và vận tốc khác nhau phụ thuộc
vào mục đích sử dụng.
Hình 4 1 Hình ảnh động cơ ghép trực tiếp với bàn quay
5. Thông số cơ bản của một hệ truyền động cơ khí a. Công xuất
N (kw), N1: trên trục dẫn, N2: trên trục bị dẫn N = P.V/1000 P
(N): lực vòng ; V (m/s): vận tốc b. Hiệu xuất 𝜼 = N2/N1 = 1 – (Nm/N1)
Nm: Công suất tiêu hao Tốc độ vòng n (vòng /
phút) n1: tốc độ vòng quay của trục dẫn (trục chủ
động) n2: tốc độ vòng quay của trục bị dẫn (trục bị động) c. Tỉ số truyền i = n1/n2 16 lOMoAR cPSD| 46342576 i > 1: Giảm tốc i < 1: Tăng tốc d. Momen xoắn (N.mm) 9.55.106. N M= n Ta có M2= M1.i.𝜼
M1: momen xoắn trục chủ động
M2: momen xoắn trục bị động
Trường hợp có nhiều chi tiết truyền động nối tiếp : i = i1 .i2 .i3… và 𝜼 = 1.2.3…với i1, i2,
i3 và 1, 2, 3 là tỉ số truyền và hiệu suất của từng cặp chi tiết truyền động.
e. Phạm vi sử dụng của từng loại bộ truyền động trong cơ khí Loại truyền Tỷ số Vận tốc tiếp Công xuất Hiệu xuất động truyền tuyến (m/s) (kW) (%) Đai truyền ≤10 ≤30 ≤100 94 – 97 Bánh rang ≤7 ≤30 ≤50.000 94 – 98 Trục vít 8 – 80 ≤15 ≤50 50 – 90 Xích ≤8 ≤25 ≤100 90 – 97
II. NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG QUAY 1. Sản phẩm tích hợp:
Là sản phẩm tích hợp giữa bàn quay rỗng với động cơ. Khi đó bộ phận truyền động bên
trong đóng vai trò giống như một cơ cấu bánh răng giảm tốc, thậm chí có thể là một bộ
truyền động đầu ra cao. 2. Thiết kế đơn giản
Một thiết kế đơn giản với các tay đỡ và bàn được gắn trực tiếp vào bàn đầu ra. Điều này
tiết kiệm sự phức tạp và chi phí thiết kế cơ chế lắp đặt, sắp xếp các bộ phận kết cấu cần 17 lOMoAR cPSD| 46342576
thiết, điều chỉnh độ căng của đai, v.v. khi sử dụng các bộ phận cơ khí như dây đai và ròng rọc để lắp đặt.
Hình 4 2 Hình ảnh thiết bị truyền động quay
3. Tải trọng và độ cứng cao
Loại tiêu chuẩn được sử dụng cho ổ cứng con lăn chữ thập trên bánh xe đầu ra có tải trọng
và độ cứng rất cao, cụ thể như: •
Tải trọng của trục có thế lên đến 4000 N •
Moment tối đa có thể lên đạt 100 N/m
4. Không cần sử dụng Pin
Thiết bị này hoạt động không cần sử dụng pin bởi vì nó là loại cảm biến cơ học, thông tin
định vị của thiết bị vẫn được lưu trữ ngay cả khi không có nguồn điện hoặc bị ngắt kết nối
giữa cáp động cơ với trình điều khiển.
5. Không cần điều chỉnh
Thiết bị này thường được vận hành với điều khiển vòng hở, kể cả khi tải dao động, không
cần điều chỉnh vẫn có được chuyển động chính xác như đã đặt 6. Duy trì vị trí dừng
Bộ điều khiển tính toán các thay đổi về tải và tự động tạo xung đầu ra để duy trì vị trí. Nhờ
có điều khiển vòng lạp thường mở nên chuyển động trục phút vẫn được xảy ra trong quá
trình dừng đảm bảo được sự duy trì an toàn cho hệ thống. 18 lOMoAR cPSD| 46342576
III. ỨNG DỤNG CỦA THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG QUAY
Sử dụng trong quy trình sản xuất chất bán dẫn
Sử dụng trong công nghiệp tự động hóa : Robot, băng tải,…
Xử lý laser một cách chính xác In bảng mạch
Chế tạo động cơ: xe máy, ô tô , máy bay,…
Thiết kế máy công nghiệp:xe múc, xe cần cẩu,… IV. ỨNG DỤNG CỦA THIẾT BỊ
TRUYỀN ĐỘNG QUAY TRONG ROBOT VÀ BĂNG TẢI 4.1 Trong lĩnh vực Robot
1. Vận chuyển và Manipulation (Điều khiển và Vận chuyển)
Cánh tay robot: Thiết bị quay được sử dụng để tạo ra các chuyển động quay, nghiêng
hoặc xoay cần cẩu hoặc cánh tay robot để thực hiện nhiều nhiệm vụ, từ lắp ráp sản
phẩm đến vận chuyển vật phẩm trong quá trình sản xuất.
2. Tầm nhìn và Cảm biến
Camera quay: Trong robot di động, thiết bị quay có thể được sử dụng để cải thiện tầm
nhìn và khả năng quan sát của robot thông qua việc điều chỉnh hướng nhìn hoặc góc quay của camera.
3. Điều khiển Chuyển động
Gimbal trong robot di động: Thiết bị quay có thể được sử dụng trong robot di động để
giữ cho các thiết bị như camera hoặc cảm biến ổn định và cân bằng khi robot di chuyển,
cung cấp hình ảnh ổn định và dễ quan sát. 4. Robotics dược học
Các thiết bị quay nhỏ: Trong lĩnh vực y tế, các robot có thể được thiết kế với các thiết
bị quay nhỏ để thực hiện các thao tác chính xác trong phẫu thuật hoặc điều trị y tế.
5. Điều khiển UAV (Unmanned Aerial Vehicle - Phương tiện bay không người lái)
Quadcopters và drones: Trong lĩnh vực này, thiết bị quay được sử dụng để điều khiển
các UAV, cung cấp khả năng ổn định và thay đổi hướng bay của máy bay không người lái. 6. Trò chơi và Giải trí 19 lOMoAR cPSD| 46342576
Robot giải trí: Thiết bị quay có thể được sử dụng trong robot giải trí để tạo ra các chuyển
động mượt mà, linh hoạt và giúp robot thực hiện các động tác nghệ thuật hoặc giải trí.
7. Công nghiệp và Sản xuất
Robot hàn, cắt hoặc gia công: Thiết bị quay giúp điều chỉnh vị trí và hướng của công
cụ để thực hiện các công việc như hàn, cắt kim loại hoặc gia công.
4.2 Trong lĩnh vực băng tải
1. Điều chỉnh Hướng Chuyển động
Hướng dẫn và Điều hướng sản phẩm: Thiết bị quay có thể được sử dụng để thay đổi
hướng di chuyển của sản phẩm trên băng tải. Bằng cách điều chỉnh góc quay của thiết
bị, nó có thể chuyển hướng sản phẩm hoặc định hình chúng vào các vị trí cụ thể trên đường đi.
2. Kiểm tra và Kiểm soát Chất lượng
Quay để kiểm tra sản phẩm: Thiết bị quay có thể được sử dụng để quay sản phẩm trên
băng tải để kiểm tra chất lượng. Điều này cho phép hệ thống kiểm tra sản phẩm từ nhiều
góc độ, phát hiện các khuyết điểm hoặc lỗi sản xuất.
3. Định vị và Điều khiển Sản phẩm
Xác định vị trí sản phẩm: Thiết bị quay có thể được sử dụng để xác định vị trí cụ thể
của sản phẩm trên băng tải. Điều này có thể được sử dụng để định vị chính xác cho việc
đóng gói hoặc xử lý tiếp theo.
4. Tăng cường Kiểm soát Sản xuất
Điều chỉnh tốc độ và chuyển động: Thiết bị quay có thể được tích hợp để điều chỉnh
tốc độ di chuyển của băng tải hoặc kiểm soát chuyển động của sản phẩm, tạo ra một
quá trình sản xuất linh hoạt và hiệu quả hơn.
5. Hiển thị và Quảng cáo
Quay sản phẩm để quảng cáo: Trong một số trường hợp, thiết bị quay có thể được sử
dụng để quảng cáo sản phẩm trên băng tải bằng cách quay nó, thu hút sự chú ý của người tiêu dùng.
6. Sửa chữa và Bảo trì
Kiểm tra và bảo trì băng tải: Thiết bị quay có thể được sử dụng để kiểm tra và kiểm
định băng tải, giúp phát hiện sớm các vấn đề kỹ thuật và hỗ trợ quá trình bảo trì. 20