Nghiên cứu thiết kế tự động hộp giảm tốc

iv MC LC TRANG δiăcamăđoană i ωmătă ii Tómătắt iii εcălcă iv Danh sách các hình vii Danhăsáchăcácăbngă x ωhngă1. M ĐU 1 1.1 Đặt vnăđ 1 1.2 Mc tiêu nghiên cuăđ tài 1 1.3 ụănghƿaăkhoaăhc và thc tin caăđ tài 2 1.3.1 ụănghƿaăkhoaăhc caăđ tài 2 1.3.2 ụănghƿaăthc tin caăđ tài 2 1.4 Phm vi và ni dung nghiên cu 2 1.5 Phngăphápănghiênăcu 2 1.6 Kt cu ca lunăvĕn 2 ωhngă2. TNG QUAN 4 2.1 Hp gim tc 4 2.1.1 Đnhănghƿa 4 2.1.2 Phân loi 5 2.1.3 ng dng 6 2.2 Các thành phn ca hp gim tc 6 2.2.1 ψánhărĕng 6 2.2.2 Trc 6 2.2.3 Then 7 2.2.4  lĕn 7 2.2.5 V hp 7 2.2.6 Các chi tit ph 7 2.3 Các yêu cu thit k 7 2.4 Vnăđ thit k 8 2.4.1 Thit k tay 8 2.4.2 Thit k vi s h tr ca phn mm 8 2.4.3 Thit k t đng 8 v 2.4 Các nghiên cuătrongăvƠăngoƠiănc 8 2.4.1 Các nghiên cuăngoƠiănc 8 2.4.2 Các nghiên cuătrongănc 9 2.4.3 Các hn ch tn ti 9 ωhngă3.ăωăS LÝ THUYT 10 3.1 Trình t tính toán 10 3.1.1 B truynăbánhărĕngătr 10 3.1.2 Tính toán b truyn bánh côn 18 3.1.3 Tính toán b truyn trc vít ậ bánh vít 25 3.1.4 Tính toán trc 29 3.2 Lp trình AutoLisp 30 3.2.1 ωĕnăbn v AutoLisp 30 3.2.2 File chng trình AutoLisp 33 ωhngă4. THIT K CHI TIT S DNG PHN MM INVENTOR 36 4.1 Phn mm Autodesk Inventor 36 4.1.1 Gii thiu 36 4.1.2 ωácăbc thit k s dng Module Design Accelerator 36 4.1.3 Thit k b truynăbánhărĕngătr - spur gear 37 4.1.3 Thit k b truynăbánhărĕngăcônă- bevel gear 39 4.1.4 Thit k b truyn trc vít bánh vít ậ worm gear 41 4.1.5 Thit k trc ậ shaft 43 4.1.6 Thit k  lĕnăậ bearing 44 4.2 Trình t lắp ráp hp gim tc 45 4.2.1 Toăcácăđnăv lắp 45 4.2.2 Lắp ghép các cm chi tit 46 4.2.3 Mô phng lắp ráp hp gim tc 46 ωhngă5. XÂY DNG QUY TRÌNH THIT K T ĐNG 54 5.1 Quy trình thit k t đng 54 5.2 Quy trình tính toán thit k 55 5.2.1 Giao din chngătrình 55 5.2.2 Quy trình tính toán thit k b truynăbánhărĕng 55 5.2.3 Quy trình tính toán thit k trc 57 5.3 Quy trình v t đng 59 5.3.1 δuăđ gii thut 59 5.3.2 Giao dinăchngătrình 60 5.3.2 V t đng 60 ωhngă6. KIM NGHIεăVĨăĐÁσHăGIÁ 62 6.1 Tính toán thit k tay 62 6.1.1 Thông s thit k 62 6.1.2 Tính toán thit k tay 62 6.2 Tính toán thit k t đng 65 vi 6.3 Soăsánhăđánhăgiáăkt qu 69 ωhngă7. KT LUN VÀ KIN NGH 70 7.1 Kt lun 70 7.2 Kin ngh 70 Tài liu tham khoầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ.77 Ph lucă1:ăHng dnăcƠiăđặt và s dng phn mm tính toán 73 Ph lucă2:ăHng dnăcƠiăđặt và s dng phn mm v t đng 77 Ph luc 3: Code thêm Menubar trong AutoCad 80 Ph luc 4: Code toăcơyăthămc cho Menubar trong AutoCad 80 Ph luc 5: Code AutoLisp v bánhărĕngătr 84 Ph luc 6: Code Visual Basic tính toán b truynăbánhărĕng 90 Ph luc 7: Code Visual Basic kim nghim b truynăbánhărĕng 101 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Các loi hp gim tc thông dng trong thc t 4 Hình 2.2: Phân loi theo truynăđng 5 Hình 2.3: Phân loi theo s cp 5 Hình 2.4: Phân loi theo v trí gia các trc 6 Hình 2.5: Các b truynăbánhărĕng 6 Hình 2.6: V hp gim tc 7 Hinh 3.1: Biu thc trong AutoLisp 31 Hình 4.1: Thẻ thit k ca b truynăbánhărĕngătr 37 Hình 4.2: Thẻ tính toán ca b truynăbánhărĕngătr 38 Hình 4.3: Thẻ thit k ca b truynăbánhărĕngăcôn 39 Hình 4.4: Thẻ tính toán caăbánhărĕngăcôn 40 Hình 4.5: Thẻ thit k ca b truyn trc vít ậ bánh vít 41 Hình 4.6: Thẻ tính toán ca trc vít ậ bánh vít 42 Hình 4.7: Thẻ thit k ca trc 43 Hình 4.8: Thẻ tính toán ca trc 44 Hình 4.9: Thẻ biuăđ ca trc 44 Hình 4.10: Thẻ thit k ca  lĕn 45 Hình 4.11: Thẻ tính toán ca  lĕn 45 Hìnhă4.12:ăThăvin mô hình chi tit máy hp gim tcăbánhărĕngătr 49 Hình 4.13: Các cm lắp ráp trên thân hp gim tcăbánhărĕngătr 49 viii Hình 4.14: Mô hình hp gim tc bánhărĕngătr 49 Hìnhă4.15:ăThăvin mô hình chi tit máy hp gim tcăbánhărĕngăcôn 50 Hình 4.16: Các cm lắp ráp trên thân hp gim tcăbánhărĕngăcôn 51 Hình 4.17: Mô hình hp gim tc bánhărĕngăcôn 51 Hìnhă4.18:ăThăvin mô hình chi tit máy hp gim tc trc vít ậ bánh vít 52 Hình 4.19: Các cm lắp ráp trên thân hp gim tc trc vít ậ bánh vít 53 Hình 4.20: Mô hình hp gim tc trc vít ậ bánh vít 53 Hìnhă5.1:ăSăđ quy trình thit k t đng hp tcăđ 54 Hình 5.2: Giao dinăchngătrìnhătínhătoánăthit k 55 Hìnhă5.3:ăδuăđ gii thut quy trình tính toán thit k 56 Hìnhă5.4:ăδuăđ gii thut quy trình tính toán thit k 58 Hìnhă5.5:ăSăđ quy trình v t đng 59 Hình 5.6: Giao dinăchngătrìnhăv t đng 60 Hình 5.7: Giao din nhp giá tr 60 Hình 5.8: Giao dinăthăvin 61 Hình 6.1: Khiăđngăchngătrìnhătínhătoánăthit k 65 Hình 6.2: Biuătngăchngătrìnhătínhătoánăthit k 65 Hình 6.3: Giao dinăchngătrìnhătínhătoánăthit k 66 Hình 6.4: Giao din nhp d liu tính toán thit k 66 Hình 6.5: Kt qu caăchngătrìnhătínhătoánăthit k 66 Hình 6.6: Các thông s căbn ca b truyn 67 Hình 6.7: Chn chcănĕngătínhătoánăkim nghim 67 Hình 6.8: Giao din kim nghim ca phn mm thit k b truynăbánhărĕng 67 ix Hình 6.9: Giao din phnăluăkt qu ca phn mm 68 Hình 6.10: Giao din phnăluăkt qu 68 Hình 6.11: Giao dinăluăkt qu thành công 69 x DANHăSÁCHăCÁCăBNG BNGă TRANG Bng 3.1: H s tp trung ti trng 11 Bng 3.2: H s ti trngăđngăbánhărĕngătr rĕngăthẳng 14 Bng 3.3: H s ti trngăđngăbánhărĕngătr rĕngănghiêng 15 Bng 3.4: Bng chn giá tr z 1p 20 Bng 3.5: Bng h s ti trng tính b truynăbánhărĕngăcôn 22 Bng 3.6: Bng h s ti trngăđng b truyn trc vít 27 Bng 6.1: Kt qu thit k th công b truynăbánhărĕng 65 Bng 6.2: Kt qu caăchngătrìnhăthit k b truynăbánhărĕng 69 Bng 6.3: Kt qu so sánh ca giá tr tính toán tay và tính toán bằng phn mm 69 1 Chngă1 MăĐU 1.1 Đt vnăđ Tăđngăhóaătrongăttăcălƿnhăvcăhinăđangăđcăxưăhiăquanătơmăđặcăbită biănhănóănĕngăsutălaoăđngăđcănơngăcao,ăchtălngăsnăphmănăđnhăvƠăttă hn,ănhiuăỦătngămiăcóăcăhiătrăthƠnhăhinăthc.ăTăđngăhóaătrongăthităkă máy,ăchiătitămáyăcũngăkhôngănằmăngoƠiăquyălutăchungăđó,ăKhiămiăxutăhin,ătină hcăkhôngăcóănhiuăngădngătrongăcucăsngămƠăchăyuăphcăvăchoăngƠnhăkhoaă hcăcăbnănhằmăgiiăquytăcácăbƠiătoánăln,ămtănhiuăthiăgianătínhătoánăhayănhngă bƠiătoánăđòiăhiăsăchínhăxácăgnănhătuytăđi. Trcăkia,ăđăthităkăchătoăraăchiătitămáyămi,ăcácăkỹăsăphiătnărtănhiuă thiăgianăđăthităkăvƠătínhătoánăcácăthôngăsăkỹăthutăsaoăchoăchínhăxác.ăTrongăquáă trìnhăthităkăcácăbnăvăbằngătayăhăphiălặpăđiălặp liămtăsăchiătităhayăkhiăvăsaiă phiăthcăhinăbnăvăđóăliătăđu.ăĐiuănƠyăkhinăchoăngiăthităkămtărtănhiuă thiăgianăvƠălƠmăgimăchtălngăbnăv.ăTăthcătăđó,ărtănhiuăkỹăsăthităkămongă munăcóăđcăcôngăcăhătrămìnhătrongăcôngăvicăthităkănhằmănơngăcaoăchtălngă bnăv.ăσắmăbắtănhuăcuănƠy,ăcácăcôngătyăphnămmăđưăchoăraăđiămtălotăcácăphnă mmăhătrănhăAutoCad,ăInventor,ăSolidworks,ăProE,ăωatia,ầ Tuyănhiên,ăbnăchtăcôngăvicăthităkăviăAutoCad hoặcăcácăphnămmăcùngă tngăđng vnălƠăcôngăvicăthităkăthăcông.ăKỹăsăthităkăphiăvăhoặcăchnăcácă chiătit,ăcmăchiătităvƠăhoƠnăthinăbnăthităkătrênăcăsădaăvƠoăcácăyêuăcuăkỹă thut. 1.2 Mc tiêu nghiên cuăđ tài σghiênăcu thităkătăđngăhpăgimătcănhằm gimăthi gianătínhătoánăthită k,ăvăhpăgimătcăbằngăphngăphápăthăcông. 2 1.3 ụănghƿaăkhoa hc và thc tin caăđ tài 1.3.1 ụănghƿaăkhoa hc caăđ tài Đăxutăphngăphápăthităkătăđngăhpăgimătc. 1.3.2 ụănghƿaăthc tin caăđ tài Gimăthiăgianătínhătoánăthităk,ăchoăphépătăđngăhóaăcôngăvicătínhătoánă thităkămtăsămuăhpăgimătc. Khôngăyêuăcuăngiăsădng,ăcóăkinăthcăvƠătrìnhăđăcaoăvăthităk. 1.4 Phm vi và ni dung nghiên cu Trongăkhuônăkhăcaălunăvĕn, vicănghiênăcuăđcăgiiăhnătrongăphmăviă nghiênăcuăthităkătăđngăhpăgimătc.ăωácăniădungăktăniăviăhpăgimătc khôngăthucăphmăviănghiênăcu. ĐătƠiăthc hinăviăcácăniădungăchăyuăsau:  σghiênăcuătngăquanăvănguyênălỦăhotăđngăcaăhpăgimătc.  σghiênăcuălỦăthuytăvƠătínhătoánăthităkăhpăgimătc.  Đăxutăcáchăthc,ăphngăphápăthităkătăđngăhpăgimătcăbánh rĕngătrărĕngăthẳngămtăcp, trênănnătngăsădngăngônăngălpătrìnhă AutoLisp caăphnămmăAutoCad. 1.5 Phngăphápănghiên cu PhngăphápănghiênăcuăphơnătíchălỦăthuytănhăphơnătíchăcácăngunătƠiăliu,ă sách,ătpăchíăcóăliênăquanăđnăđătƠi. Phngăphápăthcănghimăkimătraăktăquătínhătoánăthităkăcaăphnămmă viăktăquătínhătoánăthităkătay. 1.6 Kt cu ca lunăvĕn σiădungăthuyt minhăcaălunăvĕnăbaoăgm:  ωhng 1:ăεăđu 3 GiiăthiuălỦădoăchnăđătƠiăvƠăỦănghƿaăcaăđătƠi.  ωhng 2:ăTngăquan Giiăthiuăchungăvălƿnhăvcănghiênăcu,ăcácăcôngătrìnhănghiênăcuă trongăvƠăngoƠiănc,ătăđóăđaăraăphngăhngăgiiăquyt cácătnătiă săthcăhinătrongăđătƠi.  ωhng:ăωăsălỦăthuyt Trình bày căsălỦăthuytăphcăvăchoăquáătrìnhătínhătoánăthităk.  ωhng 4: ThităkăchiătităsădngăphnămmăAutodeskăInventor Toăcácăbnăvă3Dăchiătit,ălắpărápăthƠnhăhpăgimătcăăhoƠnăchnh.  ωhngă5: Xơyădngăquyătrìnhăthităk tăđng XơyădngăcăsădăliuăliênăquanăđătngăbcăhìnhăthƠnhăphnămmă tínhătoánăthităk.  ωhng 6:ăKimănghimăvƠăđánhăgiá TínhătoánătayăvƠăđemăsoăsánhăktăquăviăphnămm.  ωhng 7:ăKtălunăvƠăkinăngh. KhănĕngăđtăđcvƠăhngămărngăcaăđătƠi.  TƠiăliuăthamăkho  Phălc [...]... ănh pă ngătrìnhăs ăt ăđ ngătínhătoánăvƠăv ăt ăđ ng 2.4 Các nghiên c uătrongăvƠăngoƠiăn 2.4.1 Các nghiên c uăngoƠiăn c c TrênătrangăwebăωADăTipsăcóă2ăbƠiăđĕngăc aătácăgi ăTonyăHotchkiss:ăSpură Gear 01/09/2004,ăψeveledăGeară01/09/2006ăs ăd ngăAutoLisp đ ăv ăt ăđ ngăbánhă rĕngătr ăvƠăbánhărĕngăcônănh ngăch ădùngăchoăAutoCad Release 14 8 2.4.2 Các nghiên c uătrongăn c ngăd ngăngônăng ăAutoLisp trongăvi căl... iăcácăsinhăviênăđangătheoăh căchuyênăngƠnhă xơyăd ng [8] ωácăđ ătƠi nghiên c u t iă uăhóaătínhătoán,ăthi tăk ăh păgi măt cănh :ăT ă đ ngăhóaăthi tăk ăh păgi măt căbánhărĕngătr ărĕngănghiêngăhaiăc p [9], tínhătoánăt iă uăh păgi măt cătr căvítăhaiăc p [10], k tăc uăvƠătínhătoánăt iă uăđ ngăc ăậ h păgi mă t c [11] 2.4.3 Các h n ch t n t i ωácăđ ătƠi nghiên c uăt iă uăhóaătínhătoán,ăthi tăk ăh păgi măt călƠăcácăđ... uăhóaătínhătoán,ăthi tăk ăh păgi măt călƠăcácăđ ătƠiă c păb đưăđ căth c hi nătr c u,ăbài báo, bƠiăvi tăđ căđơyăkháălơu nênăkhóăcóăđi uăki năti păc n.ăCác nghiên căđĕngătrênănhi u di năđƠnăv ăAutoLisp ch ăy uăph căv ă choădơnăxơyăd ng,ăki nătrúc.ăωh aătìmăth yăđ ătƠiăhoƠnăch nhăv nghiên c uăthi tăk ă t ăđ ngăh păgi măt c 9 Ch ngă3 C ăS ăLụăTHUY T 3.1 Trình t tính toán 3.1.1 B truy năbánhărĕngătr ωh nălo iăv tăli uăch... iăquáăt iăvƠătínhăkhôngăđ ngănh tăv tăli u Xácăđ nhăt ngăs ărĕngătheoăcôngăth c:  + = + ψánhărĕngătr ărĕngăthẳng Sauăđóăxácăđ nhăs ărĕngă = = và 12 = (3-6) (3-7), (3-8)  ψánhărĕngătr ărĕngănghiêng ωh năthêmăgócănghiêngărĕngăβătheoăđi uăki n:ă20o ≥ăβă≥ă8o ± Suy ra: ± (3-9) ± (3-10) Ch n z1 là s nguyênăvƠătínhăgócăβ,ăsauăđóătínhăcácăthôngăs khác c a b truy năbánhărĕng S rĕngăt i thi u bằngă17ăđ tránh... 350 HB 9 H1 hoặcă H2 ≤ă350ă HB B ng 3.3: H s t i tr ngăđ ngăbánhărĕngătr rĕngănghiêng Xácăđ nhă ngăsu tătínhătoánăŃH trênăvùngăĕnăkh pătheoăcôngăth c: Trongăđó: �� = � � √ � ± [�� ] H ăs ăxétăđ năt ngăchi uădƠiăti păxúc:ă =√ H ăs ăxétăđ năhìnhăd ngăc aăb ămặtăti păxúc:ă 15 (3-11) ψánhărĕngătr ărĕngăthẳng:ă � ψánhărĕngătr ărĕngănghiêng:ă =√ � = � =√ αt lƠăgócăĕnăkh pătrongămặtăren S rĕngăc aăbánhărĕngăt... tr ng � = � � đ [� ] c g i là h s chi u r ngăvƠnhărĕng � rĕngăthẳng ta có th ch năs ăb √ �  [� ] ψánhărĕngătr ărĕngănghiêng: Trongăđó: =√ � [� ] = , ×√ =√ H s t i tr ng � = � � � � = , dđ i v i b truy năbánhărĕngătr Suy ra công th căxácăđ nhămôđun:ă = , ×√ (3-14) � [� ] � [� ] rĕngănghiêngătaăcóăth ch năs ăb √ � � � (3-16) = , đ i v i b truy năbánhărĕngătr Suy ra công th căxácăđ nhămôđunămăcóăth vi... 1,05 1,4 1,15 1,07 1,6 1,20 1,08 B ng 3.1: H s t p trung t i tr ng Tínhătoánăkho ngăcáchătr căaw theoăcôngăth c:  ψánhărĕngătr ărĕngăthẳng = ± √ � [�� ] = 11 ± √ � [�� ] (3-5) �  ψánhărĕngătr ărĕngănghiêng = ± Trongăđó: √ � [�� ] = ± √ � [�� ] (3-6) T1 ậ momenăxoắnătrênăbánhăd n = T2= T1u ậ momenăxoắnătrênăbánhăb ăd năσmm ậ h s chi u r ngăvƠnhărĕng Đ iăv iăh păgi măt cătaăch năkho ngăcáchătr cătheoătiêuăchu... th păh n � = [� ] Tính toán ti n hành [� ] Tính toán ki m nghi măđ b n u n theo công th c: Trongăđó: � (3-13) KF ậ h s t i tr ng tính =√ = − ậ h s xétăđ n nhăh ậh s nhăh ng c a trùng kh p ngang ng gócănghiêngărĕngăđ năđ b n u n YF ậ h s d ngărĕngătheoăs rĕngăt ngăđ ngăzυ N u giá tr tính toán nh h nănhi u so v iă[ŃF]ăthìăbìnhăth ng, vì khi thi t k theoăđ b n ti păxúcăthìătheoăđ b n u năd ăb n r t nhi... ngătrìnhălƠăcóăkh ngătrìnhăvƠăng iăs ăd ngă cănh ngăsaiăsótăkhiănh păs ăli uăđ ă iădùngăđi uăch nhăl i [6] ωh ngătrìnhăAutoLisp tích h p vào AutoCad bi u di n t ng quát hình cắt d căbánhărĕngăcôn.ăψƠiăbáo nghiên c u xây d ngăch ngătrìnhăAutoLisp tích h p vào AutoCad nhằm bi u di n hình cắt d c c a k t c uăbánhărĕngăcônăth ngăđ c dùng r ng rãi trong các b n v thi t k máyăcũngănh ăthi t k h p gi m t c c a . dung nghiên cu Trongăkhuônăkhăcaălunăvĕn, vic nghiên cuăđcăgiiăhnătrongăphmăviă nghiên cuăthităkătăđngăhpăgimătc.ăωácăniădungăktăniăviăhpăgimătc khôngăthucăphmăvi nghiên cu tr ca phn mm 8 2.4.3 Thit k t đng 8 v 2.4 Các nghiên cuătrongăvƠăngoƠiănc 8 2.4.1 Các nghiên cuăngoƠiănc 8 2.4.2 Các nghiên cuătrongănc 9 2.4.3 Các hn ch tn ti 9 ωhngă3.ăωăS. 1.2 Mc tiêu nghiên cuăđ tài 1 1.3 ụănghƿaăkhoaăhc và thc tin caăđ tài 2 1.3.1 ụănghƿaăkhoaăhc caăđ tài 2 1.3.2 ụănghƿaăthc tin caăđ tài 2 1.4 Phm vi và ni dung nghiên cu 2