Nghiên cứu các thông số hình học trong quá trình thiết kế của bộ giảm tốc cycloid nhằm giảm sai số động học

I H C QU C GIA TP.HCM TR NG I H C BÁCH KHOA LÊ V N NHÂN NGHIÊN C U CÁC THÔNG S HINH H C TRONG QUÁ TRINH THI T K C A B GI M T C CYCLOID NH M GI M SAI S NG H C Chuyên ngành : K Thu t C Khí Mã s : 8520103 LU N V N TH C S TP.H CHÍ MINH, tháng 07 n m 2022 TR Cánăb ăh CỌNGăTRÌNHă CăHỒNăTHÀNHăT I NGă IăH CăBÁCHăKHOA – HQGă-HCM ngăd năkhoaăh că: TS.ăTR NGăQU CăTHANH Cánăb ăch mănh năxétă1ă: PGS TS BÙIăTR NGăHI U Cánăb ăch mănh năxétăβă: PGS TS TR NGăNGUY NăLUÂNăV Lu năv năth căs ăđ c b oăv ăt iăTr ng i h c Bách Khoa, HQG Tp HCM ngày 0βăăthángă07ăăn măβ0ββ Thành ph n H i đ ng đánh giá lu n v n th c s g m: (Ghi rõăh ,ătên,ăh căhàm,ăh căv ăc a H i đ ng ch m b o v lu n v n th c s ) Ch ăt chăh iăđ ng:ăăăăPGS TS NGUY NăH UăL C Th ăký:ăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăTS.ăPH MăQUANGăTRUNG Ph năbi nă1:ăăăăăăăăăăăăăăPGS TS BÙIăTR NGăHI U Ph năbi năβ:ăăăăăăăăăăăăăăPGS TS TR NGăNGUY NăLUÂNăV yăviên:ăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăTS PH MăH UăL C Xác nh n c a Ch t ch H i đ ng đánh giá LV Tr ngăKhoa qu n lý chuyên ngành sau lu n v n đ c s a ch a (n u có) CH ăT CHăH Iă NGă PGS TS NGUY NăH UăL C TR NGăKHOA C ăKHÍ PGS TS NGUY NăH UăL C TR IăH CăQU CăGIAăTP.HCMă NGă IăH CăBÁCHăKHOAă C NGăHÒAăXÃăH IăCH ăNGH AăVI TăNAMăă căl pă- T ădoă- H nhăphúc NHI MăV ăLU NăV NăTH CăS ă H ătênăh căviên: LêăV năNhơn MSHV: 1970230 Ngày,ătháng,ăn măsinh:ă01/11/1994 N iăsinh:ăBìnhăD Chuyên ngành: K ăThu tăC ăKhí Mưăs ă:ă8520103 I TÊNă ng ăTÀI:ă Nghiên c u cácăthơngăs ăhình h c trình thi t k c aăb ăgi măt căcycloidănh măgi mă saiăs ăđ ngăh c Analysis of the geometry and design parameters of a cycloidal speed reducer to reduce kinematic error II NHI MăV ăVÀăN IăDUNG:  Nghiênăc uăc ăs ălýăthuy tăb ătruy năcycloidal  Nghiênăc uăcácăthôngăs ă nhăh ngăđ năsaiăs ăđ ngăh căc aăb ătruy năcycloidal  Tínhăsaiăs ăđ ngăh căc aăb ătruy năcycloidalăkhi có cácăthơngăs ăthi tăk ăthayăđ iănh ă s ăl ngăr ngăzc,ăbánăkínhăconăl năRrp,ăv ătríăconăl năRp,ăđ l chătâmăe  Phânătíchăcácăs ăđ ăm iăquanăh ăc aăthơngăs thi tăk ăđ năsaiăs ăđ ngăh c,ăt ăđóăl aă ch năthơngăs ăthi tăk ăphùăh păđ ăgi măsaiăs ăđ ngăh căchoăb ătruy năcycloidal.ă III NGÀYăGIAOăNHI MăV ă: 14/02/2022 IV NGÀYăHOÀNăTHÀNHăNHI MăV : 13/06/2022 V CÁNăB ăH NGăD N: TS.ăTR NGăQU CăTHANH Tp ảCM, ngày tháng n m β0 CÁNăB ăH NGăD Nă CH ăNHI MăB ăMÔNă ÀOăT Oă (H ătênăvàăch ăký)ă (H ătênăvàăch ăký)ă TR NGăKHOA C ăKHÍ (H ătênăvàăch ăký)ăă i L IăCÁMă N L iăđ u tiên em xin chân thành c mă năđ năQ th y/cơăKhoaăC ăkhíătr ngă iăh că BáchăkhoaăTp.HCMăđưăh ngăd n vàăd yăemăcác ki năth c mônăh cătrongăth iăgianăh că choăđ năgiaiăđo năemăhoànăthi nălu năv năth căs Em xinăcámă năđ iăv ăvàăconăgáiăyêuăquýăđưăđ ngăhành,ăt oăđ ngăl căvàăđi uăki nă thu năl iăđ ăem hoànăthànhălu năv nănày căbi t,ăemăxin chânăthànhăcámă năđ năth yă Tr ng Qu căThanhăvì đưăgiúpăđ ,ăh ng d năvàăt oăđi uăki năthu năl iăchoătôiăth căhi nă lu năv nănày.ăTh yăđưăt nătìnhăh ătr ăt ăvi căhồnăthànhăđ ăc ngăđ năvi căhoànăthànhălu nă v n,ăcho em nh ngăl iăđ ngăviênăvàănh ng ki năth căb ăíchăđ ăem có h ngănghiênăc u phùăh păkhiăth căhi năđ ătài Em c ngăxinăcámă năđ năcác thành viên nhóm nghiên c uăkhoaăh căc aăTh y đưăđ aăraănh ngăl iăđ ngăviênăvàănh ngăl iăkhuyênăb ăích,ăc ngă nh ăchiaăs ăki năth căthêmăv ăph ngăphápănghiênăc uăkhoaăh căgiúpăem d ădàngăti păc nă đ ătài Em xinăcámă năđ n th yăVõăTùngăLinh,ăPhóăTr ngăKhoaăC ăKhí, Tr ngăCaoă ngă K ăThu tăCaoăTh ng,ăn iăem đangăcơngătácăvàăgi ngăd y,ăth yăđưăh ătr ăvàăb ătríăth iăgiană c ngănh ăt oăđi uăki năthu năl i đ ăgiúpăem hoànăthànhălu năv n Em xinăcámă năđ năcácăthànhăviênăl păcaoăh căngànhăK ăThu tăC ăKhíă– Khốăβ019ăđã cùngăchiaăs ăgiúpăđ ăem hồn thànhălu năv nănày Kínhămongănh năđ căs ănh năxétăvàăgópăýăt ăQăth y/cơ v ăn i dung đ ăb năthânăem cóăth ăhồnăthi năh năki năth căc aămìnhăvàăgiúpăíchăchoăcácănghiênăc u v sau Trânătr ng Thànhăph ăH ăChíăMinh,ăngàyă13 tháng 06 n măβ0β2 H căviênăth căhi n LÊ V NăNHÂN ii TÓMăT TăLU NăV N B ăgi măt căcycloidalăđưăđ căs ăd ngăthànhăcôngăđ ătruy năchuy năđ ng mơ-men xo nătrongă máyămócăđịiăh iăđ ăchính xác cao,ăch ngăh nănh ăthi tăb ărô-b tăvàăh ăth ngăđi uăkhi n t ăđ ng.ă Soăv iăb ătruy năđ ngăbánhăr ngăthânăkhai,ăb ăgi măt căcycloidalăcóă uăđi mălàăhi u su tăcaoăh n,ă t ăs ătruy năcaoăh năvàăkíchăth cănh ăg năh n.ăChúngăc ngăchi m uăth ăh năb ătruy năharmonică v ăkh ăn ngăch uăt i,ăvìăcácăph năt ătruy nămơ-menăxo năch uăl cănénămàăkhơngăch uăl căc t.ăDoă đó,ăchúngăđ căápăd ngăph ăbi nătrongăcácăthi tăb ăcóăyêuăc uăđ uăra chínhăxácăvàătr ngăt iăl n,ă ch ngăh nănh ărơ-b tăh ngăn ng.ă Tuyă nhiên,ă soă v iă b ă truy nă đ ngă bánhă r ngă thână khai,ă vi că s nă xu tă b ă gi mă t că bánhă r ngă cycloidal địiăh iăcácăquyătrìnhăchunăd ngăh n,ădoăcácăđ cătínhăkhơngătiêuăchu năc aăthi tăb ăH nă n a,ăcácăcôngăc ăđ c ăđ căs ăd ngăđ ăs năxu tăbánhăr ngăcycloidalăkhôngăchuyênăd ngănh ăcácăcôngă căs ăd ngăđ ăs năxu tăbánhăr ngăthân khai.ăNh ngătínhăn ngănàyălàmăchoăvi căki măsốtăđ ă chínhăxácăvàăgi măchiăphíăs năxu tăb ăgi măt căcycloidalătr ăthànhăm tănhi măv ăđ yătháchăth c Doăđó,ăvi căhi uăcácăm iăquanăh c aăcácăthơngăs ăthi tăk ăđ iăv i saiăs ăđ ngăh c,ăhi uăsu tăc aă b ăgi măt căbánhăr ngăcycloidal làăth căs ăc năthi t.ăLu năv nănàyănghiênăc uăc ăs ălýăthuy tă,ăsauă đóăxâyăd ngăh ăph ngătrìnhătốnăđ ătínhăsaiăs ăđ ngăh c khiăthayăđ iăcácăthơngăs ăthi tăk b ătruy năcycloidalăcóăt ăs ătruy năkhácănhau.ăCu iăcùngărútăraăm iăquanăh ăđ nhăl ănh ngă ngăvàăph ngă trìnhăh iăquyăgi aăcácăthơngăs ăthi tăk ăv iăsaiăs ăđ ngăh c,ăt ăđóăcóăth ăl aăch năthơngăs ăthi tăk ă phùăh păđ ăgi măsaiăs ăđ ng h căchoăb ătruy năcycloidal T ăkhóaă:ăB gi măt căcycloidal,ăsaiăs ăđ ngăh c, phânătíchăti păxúcăr ng iii ABSTRACT Cycloidal gear reducers have been successfully used for motion and torque transmission in precision machinery, such as robotic devices and automated machines Compared with involute gear drives, cycloidal gear reducers have the advantages of higher efficiency, higher speed reduction ratio, and more compact size They also prevail over harmonic drives in terms of payload capacity, because the torquetransmitting elements are subject to compression without shear Thus, they are pop- ularly applied in equipment where precise output and large payload are involved, such as heavy-duty robots Nonetheless, compared to involute gear drives, the manufacturing of cycloidal gear reducers requires more dedicated processes, owing to the non-standard characteristics of the devices Furthermore, the tools used for manufacturing cycloidal gears are not as specialized as those used for manufacturing involute gears These features make accuracy control and cost reduction of manufacturing cycloidal gear reducers a challenging task Therefore, in light of the necessity of understanding the quantitative relations between the tolerances of design parameters and the accuracy performance of cycloidal gear reducers This thesis studies the theoretical basis, then builds a system of mathematical equations to calculate the kinematic error in different cycloidal gear reducers Finally, the quantitative relationship and regression equation between the design parameters and the kinematic error, from which the appropriate design parameters can be selected to reduce the kinematic error for the cycloidal gear reducers Keywords : Cycloidal gear reducers, kinematic error, tooth contact analysic iv L IăCAMă OAN Tôiătên:ăLêăV năNhân MSHV: 1970230 Theoăquy tăđ nhăgiaoăđ ătàiălu năv năcaoăh căc aăphòngă àoăt oăSauăđ i h c,ă iăh căBáchăKhoaă Tp.HCM,ătôiăđưăth căhi nălu năv năcaoăh căv iăđ ătài “Nghiên c u cácăthơngăs ăhình h c q trình thi t k c aăb ăgi măt căcycloidănh măgi măsaiăs ăđ ngăh c”ăd Tr iăs ăh ngăd năc aăTh yăTS.ă ngăQu căThanh Tôiăxinăcamăk tăđâyălàălu năv năt tănghi păcaoăh căc aătôi,ăs ăli uătrongălu năv nălàăth c,ăth că hiênălu năv năđúngătheoăquyăđ nhăc aăphòngă àoăt oăsauăđ iăh căvàătheoăh Tr ngăd năc aăTh yăTS.ă ngăQu căThanh Tơiăxinăch uătráchănhi măv ănghiênăc uălu năv năc aămình Tp.ăH ăChíăMinh,ăngàyă13 thángă06ăn măβ0ββ H căviên LêăV năNhân v M CL C      NHI M V LU NăV NăTH CăS i L IăCÁMă N ii TÓM T T LU NăV N iii L IăCAMă OAN v M C L C vi DANH SÁCH KÝ HI U x DANH SÁCH HÌNH NH xii DANH SÁCH B NG BI U xv CH NGă1.ăM U 1.1 Lý ch năđ tài 1.2 M căđíchănghiênăc u 1.γ.ă 1.4.ăPh CH iăt ng ph m vi nghiên c u ngăphápănghiênăc u NGăβ.ăT NG QUAN CÁC B TRUY N CÓ T S TRUY N L N 2.1 B truy n Epycyclic 2.1.1 L ch s phát tri n 2.1.2 C u t o nguyên lý ho tăđ ng 2.1.3 ng d ng c a b truy n Epycyclic 2.1.4 uănh căđi m c a b truy n Epycyclic 2.2 B truy n harmonic 2.2.1 L ch s phát tri n 2.2.2 C u t o nguyên lý ho tăđ ng vi 2.2.3 ng d ng c a b truy n harmonic 2.2.4 uănh căđi m c a b truy n harmonic 2.3 B truy n cycloidal 10 2.3.1 L ch s phát tri n 10 2.3.2 C u t o nguyên lý ho tăđ ng 10 CH 2.3.3 ng d ng c a b truy n cycloidal 13 2.3.4 uănh căđi m c a b truy n cycloidal 14 NGăγ C ăS LÝ THUY T B TRUY N CYCLOIDAL 18 3.1 Tình hình nghiên c u s n xu t 18 3.1.1 Tình hình s n xu t th gi i 18 3.1.2 T ng quan tình hình nghiên c u 20 3.1.2.1 Tình hình nghiên c uătrongăn c 20 3.1.2.2 Tình hình nghiên c uăngồiăn c 22 γ.β.ăC ăs lý thuy t b truy n cycloidal 24 3.2.1 T s truy n c a b truy n cycloidal 24 γ.β.β.ă c tính hình h c thi t k đ aăcycloid 26 γ.β.β.1.ăPhânătíchăxácăđ nh d ng hình h c c aăđ aăcycloid 26 γ.β.β.β.ăBánăkínhăđ ng cong lý thuy t làm vi c c a biên d ng cycloid 34 γ.β.γ.ăCácăgócă năkh p 37 3.2.4 Phân tích thông s trênăđ aăcycloidal 39 γ.γ.ăPhânătíchăđ ng h căvàăđ ng l c h c 42 3.4 S phân b l c 50 3.5 Phân ph i mô-men xo n 53 3.6 T iă uăhóaăcácăthơngăs c a h p gi m t c cycloidal 55 vii 3.6.1 Các v năđ rungăđ ng c a h p gi m t c cycloidal 55 3.6.2 nhăh ng c a h s hi u ch nhăr ng 56 3.6.3 nh h ng c aăbánăkínhăconăl n 57 3.6.4 nhăh ng c a s l 3.6.5 nhăh ng c a s conăl năđ u 59 3.6.6 nhăh ng c a h s ma sát 60 ngăr ng 58 3.6.7 T iă uăhóaăhi u su t c a h p gi m t c 61 CH NGă4.ăPH NGăPHÁPăTệNHăSAIăS NG H C CHO B TRUY N CYCLOIDAL 65 4.1.ăPh ngăphápătínhăsaiăs đ ng h c 65 4.1.1.ăPh ngăphápăphânătíchăti păxúcăr ngăTCA (tooth contact analysis) 65 4.1.1.1 S hình thành biên d ngăđ aăcycloidal 65 4.1.1.2 Hi u ch nh biên d ngăr ng 66 4.1.1.3 Phân tích s 4.1.β.ăPh 4.2 Gi iăcácăph năkh păr ng 67 ngăphápăs d ngăđi m r i r c (Monte Carlo) 69 ngătrìnhătốnăd aătrênăph ngăphápăTCAăđ tính sai s đ ng h c c a b truy n cycloidal 74 4.2.1 X lý xây d ng h ph 4.β.β.ăPh ngăphápăgi i h ph ngătrìnhăphiătuy n tính 74 ngătrìnhăphiătuy n Newton-Raphson 77 4.2.3 S d ng ph n m măMatlabăđ tính sai s đ ng h c 78 CH SAI S NGă5.ăPHÂNăTệCHăK T QU VÀ L A CH N THÔNG S GI M NG H C 80 5.1 Xem xét nhăh ng c a s r ngăđ aăcycloidalăđ n sai s đ ng h c 80 5.2 Xem xét nhăh ngăbánăkínhăconăl năđ n sai s đ ng h c 83 viii Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr ngăQu c Thanh syms x % gan x la bien symbolic hh=[2.5:0.1:3]; % tao mot mang gia tri tu den 360, cach deu don vi for dem=1:length(hh) % vong lap for-end Rrp=hh(dem); fun = @(x)root2d1(x,Rrp); % tao ham phi1=pi/3; x0 = [phi1/10,phi1/11,1]; %% chon nghiem xap xi ban dau x = fsolve(fun,x0); % giai he phuong trinh phi tuyen bang phuong phap lap Newton-Rahpson phi2(dem)=x(2); % lay nghiem phi2 end % ket thuc vong lap for-end zc=10; zp=11; z=zc/(zp-zc); dphi=(phi2*180/pi-hh/z); % tinh goc dphi xx=hh; y=dphi; m=length(xx); Sx=sum(xx); Sy=sum(y); Sxy=sum(xx.*y); Sxx=sum(xx.^2); d=Sx^2-m*Sxx; a=(Sx*Sy-m*Sxy)/d; b=(Sx*Sxy-Sxx*Sy)/d; func=sprintf('y = %10.4f*x + %10.4f',a,b); disp('ham noi suy') disp(func) figure(1) 102 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr ngăQu c Thanh plot(hh,dphi*pi/180,'-r','LineWidth',1); % ve goc dphi theo goc phi1 xlabel('Ban kinh lan(mm)') % gan tieu de cho truc x ylabel('Sai so dong hoc(Deg.)') % gan tieu de cho truc y xlim([2.5 3]) % gioi han ve truc hoanh text(2.6,0.11154,num2str(func), 'verticalalignment',"bottom",'FontSize',10);%% ham bieu thi cac phuong trinh phi tuyen %% ham bieu thi cac phuong trinh phi tuyen function F = root2d1(x,Rrp) zc=10; zp=11; Rp=30; phi1=pi/3; e=1.1; alpha=atan((sin(x(3)*zc)/(cos(x(3)*zc)-(Rp/zp*e)))); F(3)=x(1)-x(2)+alpha+x(3); % phuong trinh F(2)=Rp*sin(2*pi/zp)-Rp*sin(x(3)-x(2))+2*Rrp*sin(x(1))e*sin(x(2)-zp*x(3))-e*sin(phi1); % phuong trinh F(1)=Rp*cos(2*pi/zp)-Rp*cos(x(2)-x(3))+e*cos(x(2)zp*x(3))-e*cos(phi1); % phuong trinh end %% tim ham noi suy A.2.4 Code Matlab m i liên h gi aăđ l chătơmăeăđ n sai s đ ng h c d2 %Liên h gi aăđ l chătâmăeăđ n sai s đ ng h c d2 clc %% xoa man hinh clear all %% xoa toan bo cac bien syms x % gan x la bien symbolic hh=[1:0.01:1.1]; % tao mot mang gia tri tu den 360, cach deu don vi for dem=1:length(hh) % vong lap for-end 103 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr ngăQu c Thanh e=hh(dem); fun = @(x)root2d1(x,e); % tao ham phi1=pi/3; x0 = [phi1/11,phi1/11,1]; %% chon nghiem xap xi ban dau x = fsolve(fun,x0); % giai he phuong trinh phi tuyen bang phuong phap lap Newton-Rahpson phi2(dem)=x(2); % lay nghiem phi2 end % ket thuc vong lap for-end zc=10; zp=11; z=zc/(zp-zc); dphi=(phi2*180/pi-hh/z); % tinh goc dphi % end xx=hh; y=dphi; m=length(xx); Sx=sum(xx); Sy=sum(y); Sxy=sum(xx.*y); Sxx=sum(xx.^2); d=Sx^2-m*Sxx; a=(Sx*Sy-m*Sxy)/d; b=(Sx*Sxy-Sxx*Sy)/d; func=sprintf('y = %10.4f*x + %10.4f',a,b); disp('ham noi suy') disp(func) %% figure(1) plot(hh,dphi*pi/180,'-r','LineWidth',1); % ve goc dphi theo goc phi1 xlabel('Eccentricity(mm)') % gan tieu de cho truc x ylabel('Max Kinematic erros (Deg.)') % gan tieu de cho truc y xlim([1 1.1]) % gioi han ve truc hoanh text(1.06,0.117,num2str(func), 'verticalalignment',"bottom",'FontSize',10); %% ham bieu thi cac phuong trinh phi tuyen function F = root2d1(x,e) zc=10; zp=11; Rrp=3; phi1=pi/3; Rp=30; alpha=atan((sin(x(3)*zc)/(cos(x(3)*zc)-(Rp/zp*e)))); 104 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr ngăQu c Thanh F(3)=x(1)-x(2)+alpha+x(3); % phuong trinh F(2)=Rp*sin(2*pi/zp)-Rp*sin(x(3)-x(2))+2*Rrp*sin(x(1))e*sin(x(2)-zp*x(3))-e*sin(phi1); % phuong trinh F(1)=Rp*cos(2*pi/zp)-Rp*cos(x(2)-x(3))+e*cos(x(2)zp*x(3))-e*cos(phi1); % phuong trinh end A.2.5.Code Matlab liên h gi a v tríăconăl năRp đ n sai s đ ng h c d2 %Liên h gi a v tríăconăl năRp eăđ n sai s đ ng h c d2 clc %% xoa man hinh clear all %% xoa toan bo cac bien syms x % gan x la bien symbolic hh=[27.5:0.5:32.5]; % tao mot mang gia tri tu den 360, cach deu don vi for dem=1:length(hh) % vong lap for-end Rp=hh(dem); % tao ham fun = @(x)root2d1(x,Rp); phi1=pi/3; x0 = [phi1/10,phi1/11,1]; %% chon nghiem xap xi ban dau x = fsolve(fun,x0); % giai he phuong trinh phi tuyen bang phuong phap lap Newton-Rahpson phi2(dem)=x(2); % lay nghiem phi2 end % ket thuc vong lap for-end zc=10; zp=11; z=zc/(zc-zp); dphi=(phi2*180/pi-hh/z); % tinh goc dphi % end xx=hh; y=dphi; m=length(xx); Sx=sum(xx); Sy=sum(y); Sxy=sum(xx.*y); Sxx=sum(xx.^2); d=Sx^2-m*Sxx; a=(Sx*Sy-m*Sxy)/d; b=(Sx*Sxy-Sxx*Sy)/d; func=sprintf('y = %10.4f*x + %10.4f',a,b); disp('ham noi suy') disp(func) %% 105 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr ngăQu c Thanh figure(1) plot(hh,dphi*pi/180,'-r','LineWidth',1); % ve goc dphi theo goc phi1 xlabel('Pin position(mm)') % gan tieu de cho truc x ylabel('Max Kinematic erros (Deg.)') % gan tieu de cho truc y xlim([27.5 32.5]) % gioi han ve truc hoanh text(30.01,0.16915,num2str(func), 'verticalalignment',"bottom",'FontSize',10);%% ham bieu thi cac phuong trinh phi tuyen function F = root2d1(x,Rp) zc=10; zp=11; Rrp=3; phi1=pi/3; e=1.1; alpha=atan((sin(x(3)*zc)/(cos(x(3)*zc)-(Rp/zp*e)))); F(3)=x(1)-x(2)+alpha+x(3); % phuong trinh F(2)=Rp*sin(2*pi/zp)-Rp*sin(x(3)-x(2))+2*Rrp*sin(x(1))e*sin(x(2)-zp*x(3))-e*sin(phi1); % phuong trinh F(1)=Rp*cos(2*pi/zp)-Rp*cos(x(2)-x(3))+e*cos(x(2)zp*x(3))-e*cos(phi1); % phuong trinh end A.2.6 Code Matlab v surface biên d ng m i liên h gi aăbánăkínhăconăl năRrp vƠăđ l ch tâm e v i sai s đ ng h c d2 % M i liên h gi a bánăkínhăconăl năRrp vàăđ l ch tâm e v i sai s đ ng h c d2 clc %% xoa man hinh clear all %% xoa toan bo cac bien syms x % gan x la bien symbolic hh=[1:0.005:1.1]; % tao mot mang gia tri tu den 360, cach deu don vi nn=[2.5:0.05:3]; % tao mot mang gia tri tu den 360, cach deu don vi for dem1=1:length(nn) for dem=1:length(hh) % vong lap for-end e=hh(dem); % gia tri thay doi cua goc phi Rrp=nn(dem1); % tao ham fun = @(x)root2d1(x,e,Rrp); phi1=pi/3; x0 = [phi1/10,phi1/11,1]; %% chon nghiem xap xi ban dau 106 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr ngăQu c Thanh x = fsolve(fun,x0); % giai he phuong trinh phi tuyen bang phuong phap lap Newton-Rahpson phi2(dem1,dem)=x(2); % lay nghiem phi2 end % ket thuc vong lap for-end end zc=10; zp=11; zz=zc/(zp-zc); dphi = zeros(length(nn),length(hh)); for II=1:length(nn) for JJ=1:length(hh) dphi(II,JJ)=phi2(II,JJ)*180/pi-60/zz; end end figure(1) [x z]=meshgrid(nn,hh); hold on s1=surf(x,z,dphi'*pi/180) set(gca, 'Units','normalized', 'Position',[0.15 0.12 75 85], 'FontUnits','points', 'FontWeight','normal', 'FontSize',16, 'FontName','Times'); grid on ylabel('Eccentricity(mm)') % gan tieu de cho truc x xlabel('Pin radius(mm)') % gan tieu de cho truc x zlabel('Kinematic erros (Deg.)') % gan tieu de cho truc y % xlim([30.0 30.05]) % gioi han ve truc hoanh % ylim([0 360]); % end %% ham bieu thi cac phuong trinh phi tuyen function F = root2d1(x,e,Rrp) zc=10; zp=11; Rp=30; phi1=pi/3; alpha=atan((sin(x(3)*zc)/(cos(x(3)*zc)-(Rp/zp*e)))); F(3)=x(1)-x(2)+alpha+x(3); % phuong trinh 107 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr ngăQu c Thanh F(2)=Rp*sin(2*pi/zp)-Rp*sin(x(3)-x(2))+2*Rrp*sin(x(1))e*sin(x(2)-zp*x(3))-e*sin(phi1); % phuong trinh F(1)=Rp*cos(2*pi/zp)-Rp*cos(x(2)-x(3))+e*cos(x(2)zp*x(3))-e*cos(phi1); % phuong trinh end A.2.7 Code Matlab v surface biên d ng m i liên h gi a v trí conăl năRp đ l ch tâm e v i sai s đ ng h c d2 % M i liên h gi a v tríăăconăl năRpăvàăđ l ch tâm e v i sai s đ ng h c d2 clc %% xoa man hinh clear all %% xoa toan bo cac bien syms x % gan x la bien symbolic hh=[1:0.005:1.1]; % tao mot mang gia tri tu den 360, cach deu don vi nn=[27.5:0.5:32.5]; % tao mot mang gia tri tu den 360, cach deu don vi for dem1=1:length(nn) for dem=1:length(hh) % vong lap for-end e=hh(dem); % gia tri thay doi cua goc phi Rp=nn(dem1); fun = @(x)root2d1(x,e,Rp); % tao ham phi1=pi/3; x0 = [phi1/10,phi1/11,1]; %% chon nghiem xap xi ban dau x = fsolve(fun,x0); % giai he phuong trinh phi tuyen bang phuong phap lap Newton-Rahpson phi2(dem1,dem)=x(2); % lay nghiem phi2 end % ket thuc vong lap for-end end zc=10; zp=11; zz=zc/(zp-zc); dphi = zeros(length(nn),length(hh)); %% TAO MA TRAN C? (MxN) for II=1:length(nn) %% cac vong lap for end for JJ=1:length(hh) dphi(II,JJ)=phi2(II,JJ)*180/pi-60/zz; end end figure(1) [x z]=meshgrid(nn,hh); % tao luoi 108 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr ngăQu c Thanh hold on s1=surf(x,z,dphi'*pi/180) % lenh ve mat surface set(gca, 'Units','normalized', 'Position',[0.15 0.12 75 85], 'FontUnits','points', 'FontWeight','normal', 'FontSize',16, 'FontName','Times'); %% dieu chinh cac thuoc tinh cua hinh ve grid on ylabel('Eccentricity(mm)') % gan tieu de cho truc y xlabel('Pin position(mm)') % gan tieu de cho truc x zlabel('Kinematic erros (Deg.)') % gan tieu de cho truc z xlim([27.5 32.5]) % gioi han ve truc hoanh % ylim([0 360]); % end %% ham bieu thi cac phuong trinh phi tuyen function F = root2d1(x,e,Rp) zc=10; zp=11; Rrp=3; e=1.1; phi1=pi/3; alpha=atan((sin(x(3)*zc)/(cos(x(3)*zc)-(Rp/zp*e)))); F(3)=x(1)-x(2)+alpha+x(3); % phuong trinh F(2)=Rp*sin(2*pi/zp)-Rp*sin(x(3)-x(2))+2*Rrp*sin(x(1))e*sin(x(2)-zp*x(3))-e*sin(phi1); % phuong trinh F(1)=Rp*cos(2*pi/zp)-Rp*cos(x(2)-x(3))+e*cos(x(2)zp*x(3))-e*cos(phi1); % phuong trinh end A.2.8 Code Matlab v surface biên d ng m i liên h gi a v trí conăl năRp bánăkínhăconăl năRrp v i sai s đ ng h c d2 % M i liên h gi a v tríăconăl năRp vàăbánăkínhăconăl năRrpăv i sai s đ ng h c d 2 clc %% xoa man hinh clear all %% xoa toan bo cac bien syms x % gan x la bien symbolic hh=[2.5:0.05:3]; % tao mot mang gia tri tu den 360, cach deu don vi 109 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr ngăQu c Thanh nn=[27.5:0.5:32.5]; % tao mot mang gia tri tu den 360, cach deu don vi for dem1=1:length(nn) for dem=1:length(hh) % vong lap for-end Rrp=hh(dem); % gia tri thay doi cua goc phi Rp=nn(dem1); fun = @(x)root2d1(x,Rrp,Rp); % tao ham phi1=pi/3; x0 = [phi1/10,phi1/11,1]; %% chon nghiem xap xi ban dau x = fsolve(fun,x0); % giai he phuong trinh phi tuyen bang phuong phap lap Newton-Rahpson phi2(dem1,dem)=x(2); % lay nghiem phi2 end % ket thuc vong lap for-end end zc=10; zp=11; zz=zc/(zp-zc); dphi = zeros(length(nn),length(hh)); for II=1:length(nn) for JJ=1:length(hh) dphi(II,JJ)=phi2(II,JJ)*180/pi-60/zz; end end figure(1) [x z]=meshgrid(nn,hh); hold on s1=surf(x,z,dphi'*pi/180) set(gca, 'Units','normalized', 'Position',[0.15 0.12 75 85], 'FontUnits','points', 'FontWeight','normal', 'FontSize',16, 'FontName','Times'); grid on ylabel('Pin radius(mm)') % gan tieu de cho truc x xlabel('Pin position(mm)') % gan tieu de cho truc x zlabel('Kinematic erros (Deg.)') % gan tieu de cho truc y xlim([27.5 32.5]) % gioi han ve truc hoanh % ylim([0 360]); % end %% ham bieu thi cac phuong trinh phi tuyen 110 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr ngăQu c Thanh function F = root2d1(x,Rrp,Rp) zc=10; zp=11; e=1.1; phi1=pi/3; alpha=atan((sin(x(3)*zc)/(cos(x(3)*zc)-(Rp/zp*e)))); F(3)=x(1)-x(2)+alpha+x(3); % phuong trinh F(2)=Rp*sin(2*pi/zp)-Rp*sin(x(3)-x(2))+2*Rrp*sin(x(1))e*sin(x(2)-zp*x(3))-e*sin(phi1); % phuong trinh F(1)=Rp*cos(2*pi/zp)-Rp*cos(x(2)-x(3))+e*cos(x(2)zp*x(3))-e*cos(phi1); % phuong trinh end 111 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr ngăQu c Thanh PH L C B Cácăph ngăánăch t o biên d ngăđ aăcycloidal Vì m căđíchăs n xu tăđ năchi c yêu c uăđ chínhăxácăcaoănênăph t o phù h p nh t cho mơ hình thí nghi mălàăph ngăphápăch ngăphápăs d ng máyăphayăđ ng CNC ho c s d ng gia công máy c t biên d ng tr c ti p CNC B.1 Giaăcôngătrênămáyăphayăđ ng CNC V i th h máy CNC hi n nay, vi căgiaăcôngăprofinăr ngăđ aăCycloidăđưătr nên d dàng nh kh n ngăđi u n d ng c c tăđiătheoăqu đ oăchoătr c Trên Hình B.1 mô t s ăđ gia công biên d ngăđ aăCycloidătrênămáyăphayăđ ng CNC D ng c c t có th dao phay m tăđ u ho c dao phay ngón có bán kính c a dao rc bán kính c aăconăl năs v y ch c n ch y dao theo qu đ oălàăđ năkh p v iăđ aăCycloidăc n ch t o.ăNh ngăEpicycloidăkéoădàiăđ căxácăđ nh : Hình B.1.Ảia cơng profin r ng đ a Cyloid máy phay đ ng CNC 112 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr ngăQu c Thanh B.2.Gia công máy c t biên d ng tr c ti p CNC V i lo i máy th c hi n di chuy n d ng c c tăđiătheoăqu đ o biên d ng c aăđ aăCycloidăc n ch t o Do v y vi căgiaăcôngăprofinăr ngăđ aăCycloidă r tăđ năgi n, vi c ch y u ph iătínhăđ chínhăxácăđ ng biên d ng c a s n ph m đ làm qu đ o chuy năđ ng c a d ng c c t (Hình B 2) D ng c c t đâyăcóăth : - Dây (trong máy c t dây) - Tia laser (trong máy c t laser) - Tiaăn c áp su t cao (trong máy c t b ngăn c áp su t cao) - Tia plasma (trong máy c t b ng tia plasa) Hình B.2 Mơ t trình c t biên d ng đ a Cyloid tr c ti p Tuyănhiênăđ i v iăcácăph ngăphápănàyăch thích h p v i gia cơng thơ b m t biên d ngăđ aăCycloidal,ăđ gia công tinh c n s d ngăph ngăphápăgiaăcơngăkhácăđ đ t đ bóng b m t yêu c u A.3 Xác đ nhăph ngătrìnhăbiênăd ngăr ngăt thông s thi t k ph n s gi i thi u ph ngăphápăxácăđ nh biên d ngăđ aăcylcoidalăt ph n m m trang [http://www.otvinta.com/cycloid.html] 113 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr ngăQu c Thanh uătiênăchúngătaăxácăđ nh thông s sau: - D: ng kính c aăvịngăđ măđ nh v tâm c aăcácăconăl n; - d : ng kính conăl n (màu xanh lam); - N : S conăl n; - e : l ch tâm, ho c s d ch chuy n c aătâmăđ aăcycloidal so v i tâm c a vịng conăl n Cácăph ngătrìnhăthamăs đ c t o b iămáyătínhănàyăxácăđ nh m tăđ bi u mơ mà t đóăd dàngăthuăđ c biên d ng th c c aăđ aăcycloidă(đ ng cong c hi n th b ngămàuăđ ) b ng cách s d ng công c Inset c a Blender Các thông s đ c th hi n Hình B.3 Hình B.3.Các thơng s xác đ nh biên d ng đ a cycloidal [http://www.otvinta.com/cycloid.html] 114 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr đâyăchúngătaăch n thơng s nh ăB ng B.1ăđ tìmăraăph ngăQu c Thanh ngătrìnhăbiênăd ng c aăđ aăcycloidal B ng B.1 B ng thơng s xây d ng ph ng trình biên d ng r ng cyloidal Thơng s Giá tr ngăkínhăvịngăconăl năD 180 mm ngăkínhăconăl năd 14,4 mm S conăl năN 16 l ch tâm e 4.5 Nh p thông s B ng B.1ăvàoăch biên d ngăđ aăđ ngătrìnhăchúngătaăđ căph ngătrìnhă c th hi nănh ăHìnhăB.4 Hình B.4 Ph ng trình biên d ng đ a cycloidal đ c xây d ng t ch ng trình c a Blender [http://www.otvinta.com/cycloid.html] 115 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 Lu năv năTh căs ăăăăăăăăăă GVHD:ăTS.Tr ngăQu c Thanh PH N LÝ L CH TRÍCH NGANG H tên: LÊăV NăNHÂN Ngày,ătháng,ăn măsinh: 01/11/199 N iăsinh: BìnhăD ng a ch liên l c: Khu Ph Bàu H t, Th Tr n Lai Uyên, Huy n Bàu Bàng , T nh BìnhăD ng QUÁăTRỊNHă ÀOăT O 09/2012 – 04/2018 : H căđ i h c ngành K Thu tăC ăKhíăt iă i H c Bách Khoa TP.HCM 09/2019 – Nay : H c cao h c ngành K Thu tăC ăKhíăt iă i H c Bách Khoa TP.HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC : 04/2018 – 09/2018 : K s ăb o trì t i Công ty Polytex Far Eastern Vi t Nam 09/2018 – Nay : Gi ngăviênăKhoaăC ăKhíăt iăTr Th ng ngăcaoăđ ng k thu t Cao 116 H căviênă:ăLêăV năNhână MSHV: 1970230 ... IăDUNG:  Nghiên? ?c uăc ăs ălýăthuy tăb ătruy năcycloidal  Nghiên? ?c u? ?các? ?thông? ?s ă nhăh ngăđ n? ?sai? ?s ăđ ngăh căc aăb ătruy năcycloidal  Tính? ?sai? ?s ăđ ngăh căc aăb ătruy năcycloidalăkhi có các? ?thơngăs... iăthíchăcáchăthuăđ c y u t hình h c c a đ a cycloidal b ng cách t o các? ?ph ng? ?trình? ?tốnăh c v biên d ngăr ng.ă ng? ?trình? ?choăbiênăd ngăr ng,ăph ng? ?trình? ?cho? ?các? ?đ u tiên, ngăkínhăc ăb n đ cătr ng? ?hình. .. conăl năbên trong: conăl n ( tr ng thái c đ nh) ti p xúc l iv i các? ?r ngăc aăđ aăcycloidală Tr căđ u v i? ?các? ?conăl n:? ?các? ?conăl năđ c k t h p v i? ?các? ?đ aăcycloidal thơng qua? ?các? ?thùyăbên? ?trong? ?đ