Đồ án tốt nghiệp bộ môn cơ sở thiết kế máy

Tài liệu tham khảo Đồ án tốt nghiệp bộ môn cơ sở thiết kế máy

Phần 1 : Chọn động cơ – Phân phối tỷ số

truyền cho hộp hành tinh A011131 A021232 Show

Phần 2 : Tính toán thiết kế các bộ truyền

bánh răng Phần 3 : Thiết kế các chi tiết đỡ nối

Phần 4 : Thiết kế vỏ hộp và chọn chế độ

bôi trơn

Show

Show Show

Back

Home

- Khuôn khổ kích th ớc nhỏ gọn (chỉ bằng 1/3 hay 1/4 khối l ợng của hệ dẫn động bánh răng th ờng có cùng công suất truyền dẫn

- Truyền động hành tinh còn dùng để tổng hợp chuyển

động, sử dụng khá rộng trong máy cắt kim loại, trong

hệ dẫn động điều chỉnh vô cấp, trong các thiết bị đo l ờng

Ngoài ra hệ dẫn động hành tinh còn có một số công dụng đặc biệt nh :

- Truyền công suất lớn giữa hai trục đồng trục với

nhau

- Với hệ hành tinh cũng có thể thực hiện đ ợc truyền

động theo một chiều (tải không thuận nghịch bằng cách lợi dụng hiện t ợng tự hãm)

NEXT

Home

Phần 1 : Chọn động cơ – Phân phối tỷ số

truyền cho hộp hành tinh 021232

31

0111A A

-C«ng suÊt trªn trôc ra: P01= 7,2 (kw)

-Chän hiÖu suÊt s¬ bé cña hép, chän s¬ bé sè vßng

Phõn phối tỷ số truyền cho hệ hành tinh 2 cấp

Phân phối tỷ số truyền cho các cấp là một b ớc rất quan trọng trong việc tính toán thiết kế hộp giảm tốc nói chung và hộp giảm tốc hành tinh nói riêng Việc phân phối tỷ số truyền của hệ cho các cấp trong hệ có ảnh h ởng lớn đến kích th ớc, khối l ợng, giá thành và khả năng làm việc của hộp Hiện nay có một vài ph ơng pháp phân phối tỷ số truyền trên cơ sở giải bài toán tối u với hàm mục tiêu đ ợc lựa chọn thoả mãn các chỉ tiêu đề ra nh : khối l ợng và kích th ớc nhỏ gọn, hiệu suất làm việc cao

đồng thời phải thoả mãn các ràng buộc về điều kiện bền,

điều kiện động học và điều kiện kết cấu (điều kiện lắp,

điều kiện đồng trục, điều kiện kề)

32 0212

31

0111A A

Phân phối tỷ số truyền cho hệ hành tinh 2 cấp

32 0212

31

0111A A

Cơ sở phân phối tỷ số truyền:

- Xuất phát từ yêu cầu kích thước nhỏ gọn và độ bền

tiếp xúc đều của các cấp bánh răng

) (

1

1

3 1

01 1

1

3 31 1

K P

q d

) (

.

).

.(

.

1 2

1

3

02 2

2

3 32 2 12







P P

K P

q d

 

  12

11 12

11

T

T T

T



 

  ( )( )

) )(

(

1 1

1 1

2 1

3 1

2 1

3 2 3 12

P

P P

P c T

T



))(

11



 P T

T

) (

) )(

(

1

1 1

1

3 2

2 1

3 1 3

P P

P c

) )(

(

1

1 1

1

3 2

2 1

3 1 3

P P

P P

P c

Lưuưđồưthuậtưtoán:

Tớnh toỏn lựa chọn số răng cho hệ hành tinh 2

0212

31

0111A A

Số răng các bánh răng đ ợc chọn phải đảm bảo các yêu cầu vể tỷ số truyền, độ bền uốn của răng và các đặc điểm kết cấu của truyền động hành tinh, đó là các yêu cầu về:

điều kiện đồng trục, điều kiện lắp, điều kiện kề

1 r r r

r   

3 2

1 2 Z Z

 víi k lµ sè nguyªn

k q

Vµ

Z m d

a

1

2 12

) (

q Sin

mZ Z

q

Sin p

1 1

Víi b¸nh r¨ng dÞch chØnh, ®iÒu

kiÖn kÒ cã d¹ng:

tw

Cos Cos

q Sin

Z m

X i

14

3 10

Từ trị số của P xác định đ ợc khi phân tỷ số truyền và

số răng Z1 cho tr ớc hoăc bằng số răng tối thiểu Zmin hoặc

từ điều kiện bền uốn

Tính số răng bánh trung tâm Z3:

3 10

KiÓm tra ®iÒu kiÖn l¾p: k

NÕu k kh«ng ph¶i lµ sè nguyªn th× t¨ng hoÆc gi¶m Z3 ®i

1, 2, 3… r¨ng vµ kiÓm tra trÞ sè cña tû sè truyÒn : r¨ng vµ kiÓm tra trÞ sè cña tû sè truyÒn :

1

3 3

Lưuư đồư thuậtư toánư

1 3

1 3

2

Z

Z E

10 1

i Z

Z i

i

) ( 

Phần 2 : Tớnh toỏn thiết kế cỏc bộ

truyền bỏnh răng

Về cơ bản tính toán độ bền bánh răng trong truyền

động hành tinh cũng giống nh cách tính độ bền bánh răng trong truyền động th ờng Một số điểm khác nh sau:

Vì trong truyền động A lực tác dụng khi ăn khớp và môđun của các cặp bánh răng ăn khớp là nh nhau, trong khi đó cặp bánh răng ăn khớp trong có độ bền cao hơn nên khi dùng vật liệu nh nhau, chỉ cần tính độ bền của cặp bánh răng ăn khớp ngoài (1 - 2) Khi dùng vật liệu khác nhau, tính độ bền cặp bánh răng ăn khớp trong nhằm mục đích chọn vật liệu hoặc kiểm nghiệm

Th ờng chọn vật liệu có độ bền và độ rắn cao để chế tạo các cặp bánh răng nên dạng hỏng gãy vỡ rất nguy hiểm Do đó, sau khi thiết kế bánh răng theo độ bền tiếp xúc phải chú ý kiểm tra đảm bảo độ bền uốn của răng.

Vì có thể có các ph ơng án phối hợp các cặp bánh răng ăn khớp của truyền động hành tinh nh hình vẽ, nên khi tính

 

3

2 12

1

bd H

H n d

W

u

u K

T K

106

Phần 3 : Thiết kế các chi tiết đỡ nối

TÝnh chän æ TÝnh kiÓm nghiÖm trôc

TÝnh to¸n khíp nèi

Next

NEXT

Sau khi vÏ thiÕt kÕ trôc vµ tÝnh to¸n c¸c lùc t¸c dông lªn trôc ta tiÕn hµnh tÝnh kiÓm nghiÖm trôc b»ng phÇn mÒm Mechanical Desktop 6.0

Sơ đồ đặt lựcư

KiÓm nghiÖm ®iÒu kiÖn bÒn mßn:

tb

m

Z h l d

T



2

NEXT

Phần 4 : Thiết kế vỏ hộp và chọn chế

độ bôi trơn

1 Phân tích chi tiết gia công

2 Xác định dạng sản xuất

3 Quy trình công nghệ

Show

ShowShow

Back

Home

Phân tích chi tiết gia công

1 Điều kiện làm việc

2 Yờu cầu kỹ thuật

- Bề mặt làm việc của răng đ ợc tôi cải thiện đạt độ cứng bề mặt: HB = 230235

Nguyªn c«ng I : NhiÖt luyÖn

Nguyªn c«ng III : TiÖn th« mÆt trô

Nguyªn c«ng IV : TiÖn b¸n tinh mÆt

Nguyªn c«ng V : TiÖn tinh mÆt trô

Nguyªn c«ng VI : TiÖn tinh lç 188

Nguyªn c«ng VII : KiÓm tra trung

nguyªn c«ng X : Mµi mÆt trô ngoµi

Dông cô ®o: Chuyªn dïng

Nguyªn c«ng XII : Khoan 3 lç 8

Nguyên công XIII : Tổng kiểm tra

- Độ chính xác động học:

+ Sai số tích luỹ b ớc vòng + Độ đảo vòng chia

- Kiểm tra tiếp xúc:

+ Diện tích tiếp xúc + Sai lệch ph ơng của răng

- Khe hở mặt bên

Next

1.Xây dựng phần mềm tính toán phân phối tỷ

số truyền, lựa chọn số răng cho hệ hành tinh

2 cấp:

2.Ứng dụng phần mềm COSMODesignStar tính kiểm bền nghiệm chạc mang bánh vệ tinh cấp chậm O1

Show

Show

3.Mô phỏng nguyên lý hoạt động và lắp ráp

hệ dẫn động Môtơ- Hộp giảm tốc hành tinh 2

Xõy dựng phần mềm toỏn phõn phối tỷ số truyền

Phân phối tỷ số truyền cho các cấp là một b ớc rất quan trọng trong việc tính toán thiết kế hộp giảm tốc nói chung và hộp giảm tốc hành tinh nói riêng Việc phân phối tỷ số truyền của hệ cho các cấp trong hệ có ảnh h ởng lớn đến kích th ớc, khối l ợng, giá thành và khả năng làm việc của hộp Hiện nay có một vài ph ơng pháp phân phối tỷ số truyền trên cơ sở giải bài toán tối u với hàm mục tiêu đ ợc lựa chọn thoả mãn các chỉ tiêu đề ra nh : khối l ợng và kích th ớc nhỏ gọn, hiệu suất làm việc cao

đồng thời phải thoả mãn các ràng buộc về điều kiện bền,

điều kiện động học và điều kiện kết cấu (điều kiện lắp,

điều kiện đồng trục, điều kiện kề)

Cơ sở phân phối tỷ số

truyền đảm bảo yêu cầu

Việc xác định P2 theo đồ

thị độ chính xác không cao

và tốn thời gian

Để nâng cao độ chính xác

tính toán và tiết kiệm thời

gian, công sức thiết kế em

Đối với hệ bánh răng th ờng việc tính chọn số răng của các cặp bánh răng chủ yếu dựa vào các điều kiện về tỷ số truyền, sức bền và cấu tạo của bản thân bánh răng và đ ợc tiến hành dựa vào các thông số cơ bản của bộ truyền khi tính theo điều kiện bền nh : khoảng cách trục aw hoặc chiều dài côn ngoài Re Khác với truyền động bánh răng

th ờng, số răng của các bánh răng trong hệ hành tinh đ ợc chọn không những phụ thuộc vào điều kiện động học (tỷ

số truyền), điều kiện bền uốn của răng mà còn phải phù hợp với các đặc điểm về kết cấu của truyền động hành tinh, đó là: Điều kiện đồng trục, điều kiện lắp và điều

Xõy dựng phần mềm tớnh toỏn lựa chọn số răng

1 r r r

r   

3 2

1 2 Z Z

Vµ

Z m d

a

1

2 12

) (

q Sin

mZ Z

q

Sin p

1 1

Víi b¸nh r¨ng dÞch chØnh, ®iÒu

kiÖn kÒ cã d¹ng:

tw

Cos Cos

q Sin

Z m

X i

14

3 10

Phần mềm tớnh toỏn lựa chọn số răng

Cơ sở lựa chọn số răng

Từ trị số của P xác định đ ợc khi phân tỷ số truyền và số răng Z1 cho tr ớc hoăc bằng số răng tối thiểu Zmin hoặc từ

điều kiện bền uốn

Với E là phần nguyên của biểu thức

KiÓm tra ®iÒu kiÖn l¾p:

NÕu k kh«ng ph¶i lµ sè nguyªn th× t¨ng hoÆc gi¶m Z3 ®i

1, 2, 3… r¨ng vµ kiÓm tra trÞ sè cña tû sè truyÒn : r¨ng vµ kiÓm tra trÞ sè cña tû sè truyÒn :

sao cho chªnh lÖch gi÷a tû sè truyÒn tÝnh to¸n vµ tû sè truyÒn thùc tÕ

k q



% 4

1 3

1 3

2

Z

Z E

Z

Z C

3 10

1

3 3

10 1

i Z

Z i

i

) ( 

Ứng dụng phần mềm COSMODesignStar

Với chạc mang bánh vệ tính cấp chậm hình dạng kết cấu phụ thuộc vào kích th ớc, kết cấu của hộp nên việc sơ đồ hoá và đặt tải trọng tác dụng là khá phức tạp, nên

ta ứng dụng phần mềm COSMOSD giúp cho việc tính toán đơn giản và chính xác Tuy nhiên phần mềm cũng còn có những hạn chế nhất định về sơ đồ tải, và sơ đồ ràng buộc các bậc tự do cần khống chế

Ứng dụng phần mềm COSMODesignStar

Tr×nh­tù­tÝnh­to¸n­kiÓm­nghiÖm­ch¹c

Tr íc khi tÝnh to¸n ta ph¶i x©y dùng m« h×nh vËt thÓ cÇn tÝnh to¸n ë d¹ng 3D b»ng c¸c phÇn mÒm thiÕt kÕ c¬ khÝ nh : AutoCAD, Mechanical Desktop, SolidWorks, Inventor, Catia… r¨ng vµ kiÓm tra trÞ sè cña tû sè truyÒn :

Ứng dụng phần mềm COSMODesignStar

Ứng dụng phần mềm COSMODesignStar

Start/AllPrograms/COSMOSDApplications/

COSMOSDesignSTAR4.0

Trªn Visualizer tree ë bªn tr¸i mµn h×nh kÝch ph¶i chuét vµo biÓu

t îng Componemts­vµ chän Apply Material to all XuÊt hiÖn hép

tho¹i Material, chän vËt liÖu: Cast Carbon steel

Xácưđịnhưgốiưđỡ : trên Visualizer tree kích phải chuột

vào Loads/BC và chọn Restraint Xuất hiện hộp thoại

Restraint, chọn kiểu gối đỡ: No Translation

Xácưđịnhưtảiưtrọng : trên Visualizer tree kích phải chuột

vào biểu t ợng Load/BC và chọn Load Xuất hiện hộp thoại Loads, trong thẻ Load Type chọn Force và nhập giá trị

lực, chọn bề mặt đặt lực trong ô Load Entity

Tạoưlưới : trên Visualizer tree kích phải chuột vào biểu t ợng Meshưchọn Create.

Xuất hiện hộp thoại Mesh, tuỳ theo độ chính xác yêu cầu

mà ta điều chỉnh l ới, Chọn Ok để tạo l ới

Sau khi t¹o l íi xong tiÕn hµnh tÝnh to¸n søc bÒn:

Trªn thÎ Define chän Run, xuÊt hiÖn hép tho¹i tÝnh.

KÕt­qu¶­tÝnh­to¸n :

Stress: øng suÊt trªn ch¹c mang b¸nh vÖ tinh

Displacement: ChuyÓn vÞ cña ch¹c

Strain: BiÕn d¹ng cña ch¹c mang b¸nh vÖ tinh

HÖ­sè­an­toµn: ® îc kiÓm nghiÖm theo thuyÕt bÒn trong c¬

häc vËt liÖu nh :

øng suÊt lín nhÊt, øng suÊt tiÕp lín nhÊt, thuyÕt bÒn Mo… r¨ng vµ kiÓm tra trÞ sè cña tû sè truyÒn :

Next