Ứng dụng phần mềm adams view để phân tích rung động trong bộ truyền bánh răng cycloid

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ADAMS/VIEW ĐỂ PHÂN TÍCH RUNG ĐỘNG TRONG BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CYCLOID Mã số: T2017-06-48 Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Thái Dương Đà Nẵng, 12/2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ADAMS/VIEW ĐỂ PHÂN TÍCH RUNG ĐỘNG TRONG BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CYCLOID Mã số: T2017-06-48 Xác nhận quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) (ký, họ tên) MỤC LỤC ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG I TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT I ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG II TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT II MỤC LỤC III DANH MỤC BẢNG BIỂU IV CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CYCLOID 1.1 Giới thiệu truyền bánh Cycloid 1.2 Bối cảnh nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu .7 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CYCLOID 2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 2.2 Thông số kích thước hình học truyền cycloid 10 2.3 Mơ hình 3D truyền bánh cycloid .13 2.4 Kết luận 17 CHƯƠNG PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC BỘ TRUYỀN 19 3.1 Giới thiệu ADAMS/VIEW .19 3.2 Ứng dụng ADAMS/View để phân tích động lực học 19 3.3 Kết luận 27 CHƯƠNG TỐI ƯU KHẢ NĂNG RUNG ĐỘNG CỦA BỘ TRUYỀN 28 4.1 Khái niệm cặp ăn khớp cycloid bao kép 28 4.2 Khái niệm cặp ăn khớp cycloid bao kép khơng hồn tồn .33 4.3 Phân tích so sánh đặc tính rung động truyền 39 4.4 Cải tiến mơ hình 3D truyền bánh cycloid 42 4.5 Kết luận 43 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 5.1 Kết luận 45 5.2 Kiến nghị .45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 DANH MỤC BẢNG BIỂU Hình 1.1- Một số loại hộp giảm tốc Cycloid Hình 1.2- Ứng dụng truyền bánh Cycloid kỹ thuật Robot Hình 2.1 - Nguyên lý hoạt động truyền bánh cycloid Hình 2.2 – Kết cấu hộp giảm tốc bánh Cycloid Hình 2.3 – Mơ hình bánh Cycloid Hình 2.4- Mơ hình hộp truyền Hình 2.5 – Mơ hình trục Hình 2.6 – Mơ hình khai triển Hình 2.7 – Mơ hình hồn chỉnh Hình 3.1 – Mơ hình phần tử hữu hạn trục vào Hình 3.2- Các Mode shape trục vào Bảng 3.1- tần số dao động riêng kiểu hình tương ứng ban đầu trục vào Hình 3.3 - Mơ hình phần tử hữu hạn bánh cycloid Hình 3.4 - Các mode shape bánh cycloid Bảng 3.2- tần số dao động riêng kiểu hình tương ứng ban đầu bánh cycloid Hình 3.5 – Mơ hình phần tử hữu hạn chi tiết chủ yếu truyền Hình 3.6 - Thiết lập mơ Hình 3.7 - Ứng suất phân bố truyền Hình 3.8 – Sự thay đổi ứng suất lớn theo thời gian Hình 3.9 - Ứng suất phân bố dọc theo bề rộng vành Hình 3.10 – Phản lực tác dụng lăn chốt lên bánh Cycloid Hình 4.1 - Cặp ăn khớp Cycloid thơng thường Hình 4.2 - Cặp ăn khớp Cycloid bao kép Hình 4.3 - Phương pháp bao kép Hình 4.4 - Hệ tọa độ Hình 4.5 - Biên dạng bánh cycloid Hình 4.6 - So sánh hai biên dạng Hình 4.7 - Hệ tọa độ Hình 4.8 – Kết cấu phận chủ yếu truyền bánh Cycloid Hình 4.9 – Biên dạng cặp ăn khớp liên hợp Hình 4.10 – Phân bố ứng suất truyền bánh Cycloid thông thường Hình 4.11 – Phân bố ứng suất truyền bánh Cycloid bao kép Hình 4.12 – Phân bố ứng suất truyền bánh Cycloid bao kép khơng hồn tồn Hình 4.13 – So sánh ứng suất lớn truyền bánh Cycloid Bảng 4.1 – Biên độ ứng suất lớn ứng suất trung bình truyền Hình 4.14 - Ảnh hưởng độ lệch tâm đến ứng suất lớn Bảng 4.2 – Biên độ ứng suất lớn ứng suất trung bình truyền Hình 4.15 - Ảnh hưởng bán kính lăn đến ứng suất lớn Bảng 4.3 – Biên độ ứng suất lớn ứng suất trung bình truyền Hình 4.16 - Ảnh hưởng số lỗ chốt đến ứng suất lớn Bảng 4.4 – Biên độ ứng suất lớn ứng suất trung bình truyền Hình 4.17 - Ảnh hưởng số lỗ chốt đến ứng suất lớn Bảng 4.5 – Biên độ ứng suất lớn ứng suất trung bình truyền Hình 4.18 – Mơ hình khai triển truyền bánh cycloid ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập - Tự - Hạnh phúc THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thơng tin chung: - T ê n đ ề t iỨ: N G D Ụ N G P H Ầ N M Ề M A D A M S / V I E W Đ Ể P H Â N T Í C H R U N G ĐỘNG TRONG BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CYCLOID - Mã số: T2017-06-48 - Chủ nhiệm: ThS Nguyễn Thái Dương - Thành viên tham gia: - Cơ quan chủ trì: Trường Cao đẳng Cơng nghệ - Thời gian thực hiện: 01/01/2017 – 15/12/2017 Mục tiêu: Nghiên c đ ứlu h ộbngt Cực ọtc h ộ c truyềtn r yđcloid,c iến truyền, từ giảm tiếng ồn va đập truyền Tính sáng tạo: Thiết kế mơ hình 3D truyền bánh cycloid loại tối ưu khả rung động, bên cạnh tiến hành phân tích động lực học truyền này, mang lại giá trị tham khảo định cho việc phân tích động lực học truyền khác Tóm tắt kết nghiên cứu: Dựa t brênt rruyềcn t ánh t ănbg c đyclđoid r p hôtng hường, ăn khớp phương trình biên dạng truyền bánh cycloid bao kép bao k kép h hơnt g m h ồn3 c ocàn; b t đ ìnth t pD m P ác ộ 4.0; s đaud t ó, k qựa m prên đ ếtl h uả t mô t hỏngA ộng ực ọ truyền cho thấy truyền bánh cycloid bao kép khơng hồn tồn có đặc tính rung động tối ưu Tên sản phẩm: Mơ hình 3D truyền bánh cycloid tối ưu rung động Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: Có thể ứng dụng lĩnh vực Robot công nghiệp lĩnh vực cần truyền động xác, kết cấu nhỏ gọn lĩnh vực hàng không vũ trụ, máy CNC… Có t phể v ht ục c ụt h rontg l m ôhng đ s ác v ọtc q ập, t àc ình lý thuyết Hình ảnh, sơ đồ minh họa Ngày tháng năm Chủ nhiệm đề tài Hội đồng KH&ĐT đơn vị (ký, họ tên) (ký, họ tên) XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project t V itle: AIBRATION O C GNALYTSIS F YCLO BASED ON ADAMS/VIEW Code number: T2017-06-48 Coordinator: MSc NGUYEN THAI DUONG Implementing institution: DA NANG COLLEGE OF TECHNOLOGY Duration: from 01/01/2017 to 15/12/2017 Objective(s): Optimal design research of cycloid gear transmission, improvement to vibration of transmission to reduce noise and damp Creativeness and innovativeness: The s D m olido n t odel mf ewvibrationraonmission ptiims ibzatiuoinltt; eeting he analysis of working condition in full-loaddonise to obtain the dynamic performance of new tranmission There araelso certain reference values for the study of designing other similar mechanical cycloid tranmission Research results: T h e d o u b l e - e n v e l o p i n g caonndj ut gh ae t ei dn c toomo pt lh e ea i dr e n v e l o p i n g c o n j u g a t e d t o o tahr epaaniar l y z e, dt h ef o r m a t i o n m e t haondd t h e c u r v e equation of tooth profailreesdes cribedt,he nfeatures obfoth conjugate d tooth pairs isdiscussed; the 3D solid models of tranmissions are built in Pro/E s analysis of working condition in full-loaddonise to obtain the dynamic performance o f t h r ecey c l o i d t r a n m i s sAi of tnesr t h a t , t h r e e k i nt rdasn omfi s s iaorne c o m p a r e d , it is indicated that the incomplete double-enveloping conjugated tooth pair is the best Products: The 3D solid model of incomplete double-enveloping tranmission Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability: Can be applied in the field of industrial robots or in the field of accurately drive, compact structure as the field of aerospace, CNC machine, etc Can be served in the academic work, a model for students to visit and approach new theory CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CYCLOID CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CYCLOID 1.1 Giới thiệu truyền bánh Cycloid Bộ truyền bánh Cycloid phát triển dựa truyền bánh chốt với bánh có biên dạng Cycloid (còn gọi đĩa Cycloid) Biên dạng Cycloid kỹ sư người Đức, ông Lorenz Braren, phát minh vào năm 1931 nghiên cứu phát triển tận ngày Nga tiến hành nghiên cứu loại truyền từ năm 1948 Đây loại truyền cho tỉ số truyền cao, từ đến 65, kích thước nhỏ gọn Tuy nhiên việc ứng dụng loại truyền bánh chốt vào thực tế lúc nhiều hạn chế phức tạp trình xây dựng biên dạng Cycloid hiệu suất truyền chưa cao chưa khắc phục ma sát trượt hình thành truyền làm việc a) Bản vẽ lắp b) Hộp giảm tốc FA c) Hộp giảm tốc Dojen d) Hộp giảm tốc RV e) Hộp giảm tốc Twinspin f) Động – Hộp giảm tốc Hình 1.1- Một số loại hộp giảm tốc Cycloid Đến năm 80 với phát triển khoa học kỹ thuật, xu hướng thay dần ma sát trượt ma sát lăn nhờ bổ xung lăn chốt trợ giúp máy tính nghiên cứu biên dạng Cycloid thực hoàn thiện loạt hộp giảm tốc đời áp dụng ngày nhiều thực tiễn, hộp giảm tốc FA, hộp giảm tốc Dojen, hộp giảm tốc RV, hộp giảm tốc Twinspin, Thuyết minh Đề tài NCKH Cấp sở v.v…(Hình 1.1) Bộ truyền với ăn khớp Cycloid có ý nghĩa lớn lao việc giải toán đặt cho hệ dẫn động có kích thước nhỏ máy chế tạo có tham gia trực tiếp động điện lắp với truyền (hình 1.2) Các động cơ-hộp giảm tốc sử dụng ngành cơng nghiệp hố học, cao su thực phẩm, thí dụ dùng máy nén máy bơm, máy xay bột máy nghiền, dạng khác máy khuấy loại thiết bị khác Vùng công suất truyền hợp lý động cơ-hộp giảm tốc nằm phạm vi 0,5 đến 10 kW Trong kiểu giảm tốc này, trục trục vào đồng trục Các hộp giảm tốc cho phép sử dụng với tỉ số truyền lớn, cấp từ đến 65 Để nhận tỉ số truyền từ 65 đến 3600 cần sử dụng truyền hai cấp Do đặc điểm ăn khớp loại truyền khơng có khe hở cạnh nên làm việc êm, không gây va chạm đổi chiều quay Cùng với khối lượng kích thước nhỏ gọn nên ứng dụng ngày nhiều máy đại, đặc biệt thích hợp để ứng dụng công nghệ rôbốt a) Cánh tay Robot b) Modun quay Robot Hình 1.2- Ứng dụng truyền bánh Cycloid kỹ thuật Robot 1.2 Bối cảnh nghiên cứu Bộ truyền bánh Cycloid ứng dụng rộng rãi ngồi nước, có khơng tác giả truyền tiến hành nghiên cứu thực cải