(Luận văn thạc sĩ hcmute) nghiên cứu thiết kế tự động hộp giảm tốc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN THÁI THUẬN VƯƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HỘP GIẢM TỐC NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 S K C0 4 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN THÁI THUẬN VƯƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HỘP GIẢM TỐC NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN THÁI THUẬN VƯƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HỘP GIẢM TỐC NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐẶNG THIỆN NGÔN Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 Luan van LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 09 năm 2014 (Ký tên ghi rõ họ tên) i Luan van CẢM TẠ Từ môn học bổ sung kiến thức chuyên môn việc thực chuyên đề 1, chuyên đề chuỗi q trình tích lũy kiến thức nhằm mục đích hồn thành đề tài tốt nghiệp Luận văn tốt nghiệp học phần quan trọng trước kết thúc chương trình đào tạo sau đại học trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, việc thực luận văn đòi hỏi học viên phải tìm hiểu nghiên cứu vấn đề mà đề tài tốt nghiệp đặt Xin cảm ơn thầy PGS TS.Đặng Thiện Ngơn, dẫn giúp đỡ nhiệt tình để em thực luận tốt nghiệp này, cảm ơn quý thầy có nhiều ý kiến đóng góp cho em kiến thức chuyên ngành thêm nhiều kiến thức khác, từ giúp em có thêm nhiều hành trang vững bước khỏi trường ứng dụng vào thực tiễn ii Luan van TÓM TẮT “NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HỘP GIẢM TỐC” Hiện nay, việc thiết kế hộp giảm tốc thực tay nên tốn nhiều thời gian công sức Do đó, cần tiến hành nghiên cứu thiết kế tự động hộp giảm tốc Phần mềm có khả tính tốn, thiết kế ngơn ngữ lập trình Visual Basic vẽ tự động ngơn ngữ lập trình AutoLisp ABSTRACT “A PROPOSAL FOR AUTOMATIC DESIGN OF GEARBOX” Today, the design of the gearbox is done by hand so much time and effort Therefore, it is necessary to research designed automatic gearbox The software is able to calculating and designing Visual Basic programming language and automatic drawing AutoLisp programming language iii Luan van MỤC LỤC TRANG Lời cam đoan i Cảm tạ ii Tóm tắt iii Mục lục iv Danh sách hình vii Danh sách bảng x Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài 1.4 Phạm vi nội dung nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu .2 1.6 Kết cấu luận văn .2 Chương TỔNG QUAN 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 2.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 Hộp giảm tốc Định nghĩa .4 Phân loại Ứng dụng .6 Các thành phần hộp giảm tốc Bánh Trục .6 Then .7 Ổ lăn Vỏ hộp Các chi tiết phụ Các yêu cầu thiết kế Vấn đề thiết kế .8 Thiết kế tay Thiết kế với hỗ trợ phần mềm Thiết kế tự động iv Luan van 2.4 Các nghiên cứu nước 2.4.1 Các nghiên cứu nước 2.4.2 Các nghiên cứu nước 2.4.3 Các hạn chế tồn Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 3.1 Trình tự tính tốn .10 3.1.1 Bộ truyền bánh trụ .10 3.1.2 Tính tốn truyền bánh 18 3.1.3 Tính tốn truyền trục vít – bánh vít 25 3.1.4 Tính tốn trục 29 3.2 Lập trình AutoLisp 30 3.2.1 Căn AutoLisp 30 3.2.2 File chương trình AutoLisp 33 Chương THIẾT KẾ CHI TIẾT SỬ DỤNG PHẦN MỀM INVENTOR 36 4.1 Phần mềm Autodesk Inventor .36 4.1.1 Giới thiệu .36 4.1.2 Các bước thiết kế sử dụng Module Design Accelerator .36 4.1.3 Thiết kế truyền bánh trụ - spur gear .37 4.1.3 Thiết kế truyền bánh côn - bevel gear 39 4.1.4 Thiết kế truyền trục vít bánh vít – worm gear 41 4.1.5 Thiết kế trục – shaft .43 4.1.6 Thiết kế ổ lăn – bearing .44 4.2 Trình tự lắp ráp hộp giảm tốc 45 4.2.1 Tạo đơn vị lắp .45 4.2.2 Lắp ghép cụm chi tiết 46 4.2.3 Mô lắp ráp hộp giảm tốc 46 Chương XÂY DỰNG QUY TRÌNH THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG 54 5.1 Quy trình thiết kế tự động 54 5.2 Quy trình tính tốn thiết kế 55 5.2.1 Giao diện chương trình 55 5.2.2 Quy trình tính tốn thiết kế truyền bánh 55 5.2.3 Quy trình tính tốn thiết kế trục 57 5.3 Quy trình vẽ tự động 59 5.3.1 Lưu đồ giải thuật 59 5.3.2 Giao diện chương trình 60 5.3.2 Vẽ tự động 60 Chương KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 62 6.1 6.1.1 6.1.2 6.2 Tính tốn thiết kế tay 62 Thông số thiết kế 62 Tính tốn thiết kế tay 62 Tính tốn thiết kế tự động 65 v Luan van 6.3 So sánh đánh giá kết .69 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .70 7.1 7.2 Kết luận .70 Kiến nghị .70 Tài liệu tham khảo………………………………………………………………….77 Phụ luc 1: Hướng dẫn cài đặt sử dụng phần mềm tính tốn 73 Phụ luc 2: Hướng dẫn cài đặt sử dụng phần mềm vẽ tự động 77 Phụ luc 3: Code thêm Menubar AutoCad 80 Phụ luc 4: Code tạo thư mục cho Menubar AutoCad .80 Phụ luc 5: Code AutoLisp vẽ bánh trụ 84 Phụ luc 6: Code Visual Basic tính tốn truyền bánh 90 Phụ luc 7: Code Visual Basic kiểm nghiệm truyền bánh 101 vi Luan van DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Các loại hộp giảm tốc thơng dụng thực tế Hình 2.2: Phân loại theo truyền động Hình 2.3: Phân loại theo số cấp Hình 2.4: Phân loại theo vị trí trục .6 Hình 2.5: Các truyền bánh .6 Hình 2.6: Vỏ hộp giảm tốc Hinh 3.1: Biểu thức AutoLisp 31 Hình 4.1: Thẻ thiết kế truyền bánh trụ 37 Hình 4.2: Thẻ tính tốn truyền bánh trụ 38 Hình 4.3: Thẻ thiết kế truyền bánh 39 Hình 4.4: Thẻ tính tốn bánh .40 Hình 4.5: Thẻ thiết kế truyền trục vít – bánh vít 41 Hình 4.6: Thẻ tính tốn trục vít – bánh vít 42 Hình 4.7: Thẻ thiết kế trục 43 Hình 4.8: Thẻ tính tốn trục 44 Hình 4.9: Thẻ biểu đồ trục 44 Hình 4.10: Thẻ thiết kế ổ lăn 45 Hình 4.11: Thẻ tính tốn ổ lăn 45 Hình 4.12: Thư viện mơ hình chi tiết máy hộp giảm tốc bánh trụ 49 Hình 4.13: Các cụm lắp ráp thân hộp giảm tốc bánh trụ 49 vii Luan van Ybd = 0.8 ElseIf 0.8 < Ybd And Ybd