Phương pháp tính và ứng dụng Matlab trong kỹ thuật - Thiết kế hệ thống điều khiển trong truyền động bánh răng

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG

TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG

I. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG

Hẹ thống truyền động được thiết kế bao gồm các bánh răng chủ động và bánh

răng bị động. Trục mang tải quay có moment quán tính J, khi các bánh răng chuyển

động quay thì tại các bề mặt tiếp xúc nhau (ổ đỡ, phanh hãm, ) sẽ xuất hiện

Moment ma sát Mms ngược chiều chuyển động và tỉ lệ với vận tốc góc ω

Với B hệ số ma sát nhớt [Nm/s]

Trục quay cũng chịu biến dạng đàn hồi tương tự như một lò xo xoắn. Moment

đàn hồi xoắn Mx ngược chiều chuyển động và tỉ lệ với góc quay θ (rad) của trục.

x θ = ∫çω M = k (t) k dt

Với k: độ cứng lò xo xoắn [Nm/rad]

Trong thực tế ảnh hưởng của đàn hồi xoắn trên trục động cơ và các tải quay là

rất nhỏ, thường được bỏ qua. Ap dụng định luật II Newton cho chuyển động quay, ta

có phương trình cân bằng Moment:

M: moment tác động [Nm]

J: moment quán tính của vật quay [kg.m2]

ω : vận tốc góc [rad/s] hoặc [s-1]

B: hệ số ma sát nhớt [Nm/s]

Xét M là tín hiệu vào, ω là tín hiệu ra, ta có phương trình :

II. SƠ ĐỒ CỦA HỆ THỐNG VÀ MÔ TẢ VẬT LÝ TRONG HỆ

THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG

1. Sơ đồ của hệ thống

Sơ đồ truyền động như sau: