Tài liệu hướng dẫn

ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG TÍNH TỐN CHI TIẾT MÁY Tính chọn truyền đai a Các thơng số đầu vào : Các thông số đầu vào truyền đai:  Công suất trục bánh đai dẫn P (kW)  Tỷ số truyền u  Số vòng quay trục dẫn n (vg/ph)  Thời gian làm việc Lh (giờ)  Các thông tin khác : vận tốc vịng, chế độ làm việc, … Sau tra hình 4.1 – tr 59 [1], xác định tiết diện đai thang Tra bảng 4.14 – tr.60 [1], xác định tỷ lệ a/d2 Xác định d1, d2, a theo dm & u b Nhập thông số & lựa chọn đai : Tạo file Assembly (mm) Inventor, vào tag Design  V-Belts : Cửa sổ thiết kế : • Tab Design : thiết lập thơng số hình học bánh đai • Tab Calculation : thiết lập thông số công suất, vận tốc quay, hệ số làm việc,… Tab Design có khu vực : Khung chọn loại đai Lựa chọn giá trị số dây đai, chiều dài đai L Tùy chỉnh thông số bánh đai thay đổi khoảng cách trục a Khu vực hiển trị kết thơng số hình học Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa KDTT - BM Thiết kế máy Chúng ta click vào biểu tượng kế bên khu vực để chọn loại đai : Ở đây, kí hiệu chữ B phía sau 17/ loại đai thang B, ta chọn chuyển sang bước Để tạo truyền đai, cần chọn trước mặt phẳng chứa truyền đai, thực sau: Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa KDTT - BM Thiết kế máy Khi truyền đai xuất hiện, sau định sơ khoảng cách trục a, ý khu vực 3: Khi click vào biểu tượng có lựa chọn: • Fixed position by coordinates : cố định vị trí đĩa xích • Free sliding position : tự di chuyển vị trí đĩa xích Khi để định khoảng cách trục a cho truyền ta phải thiết lập cố định vị trí cho bánh để thay đổi trị số khoảng cách cho hai Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa KDTT - BM Thiết kế máy Sau click vào biểu tượng hướng tâm bánh để xác lập vị trí cho bánh : Ở ta thiết lập giá trị X Coordinate cho bánh = & bánh = 640 mm khoảng cách trục a a = 640 Tuy nhiên khoảng cách trục a = 640 chiều dài đai L sau tính tốn không theo tiêu chuẩn, sau ta thiết lập lại “Free sliding position” cho bánh để tính tốn, phần mềm tự động thay đổi khoảng cách trục a thích hợp : Sau ta tiếp tục chuyển sang tab Calculation, có vùng cần quan tâm: Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa KDTT - BM Thiết kế máy Type of Calculation : tiêu tính tốn, thiết kế • Strength Check : kiểm tra sức bền dựa vào thơng số hình học & lực nhập • Design Number of Belts : tính chọn số dây đai dựa vào thông số công suất nhập để tính số dây đai cần thiết Lưu ý: thông thường, trước số dây đai cần thiết nên chọn kiểu thiết kế thứ hai Sau tính thơng số hình học, ta thay đổi thơng số hình học chút đỉnh, kiểm tra lại phương pháp Strength Check Load : chứa ô trống để nhập giá trị công suất P, số vòng quay n, hệ số ca làm việc (Service factor) c2 Các hệ số làm việc : thông thường không cần thay đổi trị số ô này, giá trị tra nhờ thông số khác Thông số bánh đai : Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa KDTT - BM Thiết kế máy • Base power rating : PRB Đây [P0] cho phép, bỏ click ta thông số PRB theo tiêu chuẩn phần mềm, không muốn ta click chọn thay đổi Thơng số tra bảng 4.19/62 (Trịnh Chất) • Length correction factor : hệ số ảnh hưởng đến chiều dài đai L Tùy theo tiết diện ta có l0 khác nhau, cịn thông số chiều dài đai L sau click “Calculate” có, ta tính lại hệ số thay đổi sau, sau lại click “Calculate” thơng số lực,… xác • Tension factor : hệ số tải động Kđ (có thể tra bảng 4.7/55 (Trịnh Chất) ) Hiệu suất & hệ số ma sát c Tính tốn & lấy kết quả: Sau nhập xong giá trị cơng suất, số vịng quay,… ta click chọn nút “Calculate” phía cuối bên phải : Sau kiểm tra lại chiều dài đai L tiêu chuẩn chưa, chọn lại cho tiêu chuẩn chưa được, tiếp đến tính lại hệ số chiều dài đai (Length correction factor), chọn lại Type of Calculation: Strength Check nhấn lại nút “Calculate” bên dưới, Kết thơng số hình học xuất tag Design, Kết lực xuất tag Calculation, Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa KDTT - BM Thiết kế máy Tính tốn truyền xích a Bước đầu tính tốn : Các thơng số đầu vào truyền xích :  Cơng suất trục dẫn P (kW)  Tỷ số truyền u  Số vòng quay trục dẫn n (vg/ph)  Thời gian làm việc Lh (giờ) Các thông tin khác : vận tốc vịng, chế độ làm việc, Sau sử dụng cơng thức tính : z1 , z2 (răng) b Nhập thơng số & lựa chọn xích : Bạn tạo file Assembly (mm) Inventor, vào Tab Design -> Roller Chains : Cửa sổ : Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa KDTT - BM Thiết kế máy • Tab Design : thiết lập thơng số hình học bánh xích • Tab Calculation : thiết lập thông số công suất, vận tốc quay, hệ số làm việc,… Trong Tab Design có khu vực: o : chọn loại xích & bước xích pc o : chọn mặt phẳng chứa truyền xích, số dãy xích,… o : lựa chọn số đĩa xích, tùy chỉnh thơng số đĩa xích o : thiết lập số mắt xích số chẳn (Even Only) hay có số lẻ (Old & Even) số mắt xích thơng số bạn nhập vào Custom Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa KDTT - BM Thiết kế máy Khu vực – chọn loại xích & bước xích : click vào biểu tượng cửa số xuất bên phải khung, ta thấy Ta lựa chọn loại xích, thơng thường dùng loại xích lăn chuẩn ISO – EU: Trong mục Method, có tùy chọn • Browse for a chain by size : ta chọn bước xích pc theo ý • Browse for a solution with fixed number of sprocket teeth : lựa chọn bước xích pc với số đĩa xích cố định • Browse for a solution with closest sprocket diameters : lựa chọn bước xích pc với đường kính đĩa xích gần Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa KDTT - BM Thiết kế máy Với tùy chọn sau, bạn thấy thông số bước xích pc bị khóa số dịng : Ta lựa chọn phương án “Browse for a chain by size” để thiết kế : Thơng thường muốn chọn bước xích pc , ta phải tính Pt chọn [P], nhiên bạn dùng phần mềm ta nâng từ từ bước xích pc lên đến thỏa bền nên khơng thiết bạn phải tính Pt Như nên chọn bước xích pc = 25,4 & số dãy xích x = trước Nếu dư bền ta hạ pc xuống Ngược lại không đủ bền ta nâng số dãy xích lên trước x = 3, không thỏa ta tăng pc lên Cứ lập lại chọn pc hợp lý Khu vực – chọn thơng số xích Khu vực – tùy chỉnh thơng số đĩa xích : Sau bạn chọn loại xích bạn chọn mặt phẳng để chứa truyền xích: Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa 10 KDTT - BM Thiết kế máy Sau chọn mặt phẳng cho truyền, chỉnh số cho đĩa xích, bạn chọn biểu tượng “…” : Khi xuất cửa sổ, bạn nhập số z nhập thơng số khác đĩa xích đây: Bạn thêm 1,2 đĩa xích khác cách chọn : Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa 11 KDTT - BM Thiết kế máy Sau bạn chuyển sang Tab Calculation để nhập thông số công suất,… Để nhập thông số lực, ta mở sang Tab Calculation : Trong Tab Calculation có khu vực ta cần ý : • – Working conditions : điều kiện làm việc ô nhập số liệu công suất P, mômen xoắn T, tốc độ quay n, hiệu xuất η , thời gian làm việc Lh , độ giãn tối đa dây xích (Maximum chain elongation : thường 0.02 ul) Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa 12 KDTT - BM Thiết kế máy o Ngồi lưu ý bạn có Application (chế độ làm việc), Environment (môi trường) & Lubrication (bôi trơn) Khi ô bên khu vực (Power Correction Factors) bỏ kích hoạt, bạn chọn theo tùy chọn để hệ số làm việc thích hợp • – Chain properties : chỉnh thơng số xích, lưu ý có “Chain power rating” Đây PR = [P].Kx o Thông thường [P] ứng với bước xích pc có giá trị xác định Tuy nhiên chuẩn pc khác với ta, ta lấy [P] tra ứng với pc nhân với hệ số xích Kx để giá trị Chain power rating Lưu ý : ta nhập thông số công xuất P, tốc độ quay n, đầy đủ & bấm nút Calculation giá trị PD (ở khu vực 5), giá trị P tính tốn Giá trị PR nhập bên cần lớn giá trị PD • – Power Correction Factor : hệ số làm việc o Shock Factor : hệ số va đập Tùy theo điều kiện mà ta có giá trị khác nhau, bạn tra hệ số dựa vào loại máy, bạn click chọn biểu tượng “>” bên phải ơ, chọn Factor : Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa 13 KDTT - BM Thiết kế máy Tùy theo loại máy, ta có hệ số va đập khác o Service Factor : hệ số chế độ làm việc truyền o Lubrication Factor : hệ số bôi trơn truyền o Center distance Factor : hệ số ảnh hưởng đến khoảng cách trục & chiều dài xích : Để nhập hệ số an toàn tĩnh (Static) & hệ số an toàn động (Dynamic) – để mở rộng thêm, ta phải click biểu tượng “>>” phía cửa sổ tính tốn, Sau nhập thông số lực & hệ số làm việc, ta click chọn nút Calculate để tính tốn, kết tính tốn hiển thị khu vực Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa 14 KDTT - BM Thiết kế máy c Lựa chọn bước xích pc thích hợp & khoảng cách trục a Giả sử bạn nhập thông số ô Chain power rating PR = 10, bạn thấy báo lỗi PD > PR Khi bạn điều chỉnh lại bước xích pc nhập lại giá trị PR Ví dụ : bạn chọn pc = 38,1 mm & số dãy xích x = (Kx = 1) Như [P] = 10,5 => PR = [P].Kx = 10.5 kW < PD Như ta tăng số dãy xích lên x = (Kx = 1,7) => PR = 10,5.1,7 = 17,85 kW < PD Ta tiếp tục tăng x = (Kx = 2.5) => PR = 10,5.2,5 = 26,25 kW > PD Như ta quay lại chọn loại xích 24B – : số dãy xích Hoặc bạn thay đổi số dãy xích x : Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa 15 KDTT - BM Thiết kế máy Sau chọn xong pc thích hợp ta kiểm tra lại khoảng cách trục a (mà Inventor ký hiệu C) bên khu vực – Tab Calculation : Bây bạn thấy a = C = 1704.772 mm phù hợp tỷ lệ a = (30 ÷ 50) pc Như ổn, bạn muốn thay đổi khoảng cách trục a làm theo cách sau : Ở khu vực – Tab Design, bạn click vào biểu tượng Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa 16 bạn thấy có tùy chọn : KDTT - BM Thiết kế máy • Fixed position by coordinates : cố định vị trí đĩa xích • Free sliding position : tự di chuyển vị trí đĩa xích Lưu ý: để chỉnh khoảng cách trục, ta thiết lập Fixed position by coordinates cho đĩa xích, sau bạn thấy biểu tượng mũi lên phương tâm đĩa xích, double click vào để nhập thông số:  Lưu ý : thiết lập vị trí cho bánh to = & bánh nhỏ = a ta có khoảng cách trục ý Tuy nhiên, click chọn OK gặp báo lỗi, thay đổi khoảng cách trục nên vài thơng số bị thay đổi, ta thiết lập lại đĩa xích Free sliding position, chuyển Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa 17 KDTT - BM Thiết kế máy sang Tab Calculation, bấm Calculate để tính tốn lại Sau đó, khoảng cách trục a giảm tăng đoạn nhỏ, khơng xác khoảng cách trục a ta muốn gần đạt giá trị Tính tốn chọn ổ lăn: a Một số từ khóa : - Ball Bearing : ổ bi o Angular Contact Ball Bearing : ổ bi đỡ chặn o Double Row Angular Contact Ball Bearing : ổ bi đỡ chặn dãy o Deep Groove Ball Bearing : ổ đỡ o Thrust : chặn o Thrust Ball Bearing : ổ bi chặn o Double Direction Thrust Ball Bearing : ổ bi chặn dãy o Self-aligning Ball Bearing : ổ bi đỡ lòng cầu dãy : dùng khoảng cách trục lớn, sai lệch góc cho phép 1,5 ~ 40 - Roller Bearing : ổ đũa o Cylindrical Roller Bearing : ổ đũa trụ ngắn đỡ dãy Xanh : khơng tùy động Đỏ : tùy động vịng Vàng : tùy động vịng ngồi Lá : Tùy động vịng có chặn phía o Cylindrical Thrust Roller Bearing : ổ đũa trụ ngắn chặn dãy o Double Row Cylindrical Roller Bearing : ổ đũa trụ ngắn đỡ dãy o Tapered Roller Bearing : ổ đũa côn dãy o Double Row Tapered Roller Bearing : ổ đũa dãy (khơng có tiêu chuẩn DIN) o Needle Roller Bearing : ổ kim đỡ o Needle Thrust Roller Bearing : ổ kim chặn o Spherical Roller Bearing : ổ đũa lịng cầu dãy b Cách lựa chọn ổ lăn theo khả tải : Ổ bi đỡ : Khi lực Fa/Fr < 0,3 Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa 18 KDTT - BM Thiết kế máy Hoặc bố trí trục vít dài, đầu bố trí cặp ổ đũa Để trục di chuyển dọc trục Ổ đũa trụ ngắn : Chịu lực hướng tâm lớn ổ bi đỡ & chịu tải trọng va đập không chịu lực dọc trục Ổ bi & ổ đũa lòng cầu dãy : Chịu tải trọng hướng tâm & lực hướng tâm nhỏ, sử dụng trục dài, cho phép sai lệch góc 1,5 ~ 40 Trường hợp tải trọng hướng tâm lớn & tải trọng va đập, chọn ổ đũa lòng cầu dãy Ổ bi đỡ chặn : Khi 0,3 < Fa/Fr < 1,5 Trường hợp 0,7 < Fa/Fr 1,5 Trường hợp 0,7 < Fa/Fr 400, sử dụng ổ đũa dạng chữ O đầu, đầu cịn lại sử dụng ổ bi đỡ ổ đũa tùy động vịng HGT bánh : Trên trục lắp bánh côn công xôn, sử dụng ổ đũa côn dạng chữ O d Chọn ổ lăn phần mềm Inventor : Trong môi trường Assemble -> Design -> Bearing Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa 19 KDTT - BM Thiết kế máy Click vào khung để chọn kiểu ổ muốn thiết kế • Cylindrical Face : mặt trụ lắp ổ lăn • Start Place : mặt bắt đầu ổ lăn • Flip Over : ổ bi đỡ chặn & ổ đũa sau chọn ổ, thấy hướng ổ, muốn thay đổi hướng ổ hướng vào hay click vào hộp thoại sau: - Chú ý bên phải hình mặt cắt ổ lăn thấy hàng From – To - Hàng : kích thước đường kính ngồi giới hạn từ đâu đến đâu - Hàng : kích thước đường kính trong, xác định Cylindrical Face thơng số tự động có - Hàng : giới hạn chiều dày ổ lăn Nếu chọn ổ lăn theo kích thước tới click chọn biểu tượng sấm sét bên trên, hiển thị loại ổ lăn thích hợp với yêu cầu Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa 20 KDTT - BM Thiết kế máy Lưu ý: bảng thơng số cột Designation ký hiệu ổ, số bên phải ký hiệu kích thước đường kính, cịn số thứ ba ký hiệu cỡ ổ (đặc biệt nhẹ, nhẹ, trung, nặng),… e Tính tốn thiết kế ổ lăn : Chuyển sang tag Calculation: Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa 21 KDTT - BM Thiết kế máy Kiểu thiết kế : a Bearing Design : tự chọn ổ lăn dựa theo thông số đưa vào b Check Calculation : kiểm tra ổ lăn mà ta tự chọn trước có thỏa bền không 10 Nhập thông số lực & số vòng gối tựa 11 Thời gian làm việc yêu cầu : bố trí ổ lăn phía thời gian làm việc ổ ½ thời gian làm việc trục 12 Đây khung kiểu ổ lăn sau tính tốn 13 Có thể thay đổi cách tính tốn theo số làm việc theo số vòng quay ổ Một số hệ số khác khung : - Required Relability : hệ số tin cậy ; - Special Bearing Properties factor : hệ số xét xác xuất làm việc không hỏng ổ lăn ; - Operating Conditions Factor : hệ số xét đến điều kiện làm việc ; - Working Template : nhiệt độ làm việc; - Factor of Additional Forces : hệ số lực phát sinh Sau nhập xong hệ số, ta click nút Calculate để tính tốn & cho kết ổ lăn chọn, dựa theo chiều dài đoạn trục b0 ta chọn trước để chọn ổ lăn phù hợp f Trình tự chọn ổ 14 Xác định theo trường hợp đặc biệt cho phù hợp HGT 15 Tính tốn sơ tỷ lệ Fa/Fr để chọn loại ổ lăn ổ bi đỡ / ổ bi đỡ chặn / ổ đũa côn Nếu lực va đập chọn ổ đũa / ổ đũa Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa 22 KDTT - BM Thiết kế máy 16 Thay đổi kiểu để chọn loại phù hợp thiết kế khơng có • Nếu ban đầu ổ bi đỡ -> o Nếu có lực hướng tâm : ổ bi đỡ lịng cầu dãy o Nếu khơng có lực hướng tâm : ổ đũa trụ ngắn • Nếu ban đầu ổ bi đỡ chặn -> ổ bi đỡ chặn dãy • Nếu ban đầu ổ đũa trụ ngắn/ ổ đũa côn - > chọn lại ổ đũa trụ/côn dãy Lưu ý : muốn chọn ổ thích hợp phương diện lực chọn kiểu ổ ta chọn ký hiệu ổ, phần mềm tính tốn chọn ổ lăn tất kiểu có Category Tuy nhiên có ý đồ thiết kế theo kiểu ổ lăn, khơng nên chọn theo cách này, khơng biết kiểu ổ lăn chọn, sau chọn ổ phải kiểm tra lại kiểu ổ lăn có ý đồ thiết kế không g Các thông số kết tính tốn : Equivalent Dynamic Load: tải trọng động tương đương Equivalent Static Load : tải trọng tĩnh tương đương Static Safety Factor : hệ số an toàn tĩnh Power Load by Friction: công suất bị hao hụt ma sát Necessary Minimum Load : tải trọng cần thiết tối thiểu Calculated Bearing Lift : tuổi thọ tính ổ Factor of Over – Revolving: hệ số vòng quay mức TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn hệ thống dẫn động khí, tập – 2, Nhà xuất Giáo dục, 2003 [2] Curtis Waguespack, Mastering Autodesk Inventor 2015 and Autodesk Inventor LT 2015, Autodesk Official Press-Sybex (2014) [3] Autodesk, Engineer's Handbook – Autodesk Inventor, http://help.autodesk.com/view/INVNTOR/2016/ENU/?guid=GUID-C2452393-D245-49DAAFBC-9E67830ECEEF Khoa Cơ khí – Trường ĐH Bách Khoa 23 KDTT - BM Thiết kế máy