ứng dụng đồ họa máy tính, xây dựng mô hình và khảo sát sự ăn khớp các bộ truyền bánh răng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG ỨNG DỤNG ĐỒ HỌA MÁY TÍNH, XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ KHẢO SÁT SỰ ĂN KHỚP CÁC BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG S K C 0 9 MÃ SỐ: T2011- 70 S KC 0 3 Tp Hồ Chí Minh, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG ỨNG DỤNG ĐỒ HỌA MÁY TÍNH, XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ KHẢO SÁT SỰ ĂN KHỚP CÁC BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG Mã số: T2011-70 Chủ nhiệm đề tài: Thạc sĩ NGUYỄN ĐỨC TÔN TP HCM, 11 / 2011 MỤC LỤC Mở đầu: - Tổng quan tình hình nghiên cứu - Tóm tắt mục tiêu đề tài & kết nghiên cứu trang 2 Chương 1: Khảo sát lý thuyết ăn khớp truyền bánh trang Chương 2: Xây dựng mô hình 3D mô trình ăn khớp trang 28 Kết luận kiến nghị trang 39 Tài liệu tham khảo trang 40 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Việc nghiên cứu đề tài “ Ứng dụng đồ họa máy tính xây dựng mô hình khảo sát ăn khớp truyền bánh răng” mang lại kết sau: - Giúp hiểu rõ nội dung lý thuyết ăn khớp truyền bánh thông dụng - Xây dựng mô hình 2D / 3D truyền bánh thông dụng - Ứng dụng mô hình khảo sát ăn khớp bánh 2D 3D MỞ ĐẦU Đề tài: Ứng dụng đồ họa máy tính xây dựng mô hình khảo sát ăn khớp truyền bánh Bộ truyền bánh sử dụng phổ biến nhiều máy móc - Do kết cấu phức tạp nên mô hình 2D, 3D thường phần mềm Inventor, SolidEdge biểu diễn dạng đơn giản, không phản ánh đầy đủ sở lý thuyết hình học răng, ăn khớp bánh - Các tài liệu ứng dụng khả đồ họa máy tính để tạo hình bánh thường trình bày sơ sài không đầy đủ - Môn học Nguyên lý máy – Chi tiết máy đánh giá môn học khó, cộng với việc rút gọn chương trình đào tạo dẫn tới việc cần thiết phải có mô hình 2D, 3D trực quan để hỗ trợ phục vụ cho việc giảng dạy, học tập, nghiên cứu, giảm thiểu thời lượng lớp mà đảm bảo nội dung truyền đạt - Dựa tảng kiến thức Nguyên lý – Chi tiết máy, kết hợp khả xử lý đồ họa máy tính, đề tài nhằm xây dựng đắn mô hình 2D, 3D truyền bánh thông dụng Các mô hình 2D, 3D nhận giúp: - hiểu rõ hình học bánh răng, cấu tạo sử dụng tính toán, mô phỏng, khảo sát ăn khớp truyền bánh THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Việc nghiên cứu đề tài “ Ứng dụng đồ họa máy tính xây dựng mô hình khảo sát ăn khớp truyền bánh răng” mang lại kết sau: - Giúp hiểu rõ nội dung lý thuyết ăn khớp truyền bánh thông dụng - Xây dựng mô hình 2D / 3D truyền bánh thông dụng - Ứng dụng mô hình khảo sát ăn khớp bánh 2D 3D MỞ ĐẦU Đề tài: Ứng dụng đồ họa máy tính xây dựng mô hình khảo sát ăn khớp truyền bánh Bộ truyền bánh sử dụng phổ biến nhiều máy móc - Do kết cấu phức tạp nên mô hình 2D, 3D thường phần mềm Inventor, SolidEdge biểu diễn dạng đơn giản, không phản ánh đầy đủ sở lý thuyết hình học răng, ăn khớp bánh - Các tài liệu ứng dụng khả đồ họa máy tính để tạo hình bánh thường trình bày sơ sài không đầy đủ - Môn học Nguyên lý máy – Chi tiết máy đánh giá môn học khó, cộng với việc rút gọn chương trình đào tạo dẫn tới việc cần thiết phải có mô hình 2D, 3D trực quan để hỗ trợ phục vụ cho việc giảng dạy, học tập, nghiên cứu, giảm thiểu thời lượng lớp mà đảm bảo nội dung truyền đạt - Dựa tảng kiến thức Nguyên lý – Chi tiết máy, kết hợp khả xử lý đồ họa máy tính, đề tài nhằm xây dựng đắn mô hình 2D, 3D truyền bánh thông dụng Các mô hình 2D, 3D nhận giúp: - hiểu rõ hình học bánh răng, cấu tạo sử dụng tính toán, mô phỏng, khảo sát ăn khớp truyền bánh MỤC LỤC Mở đầu: - Tổng quan tình hình nghiên cứu - Tóm tắt mục tiêu đề tài & kết nghiên cứu trang 2 Chương 1: Khảo sát lý thuyết ăn khớp truyền bánh trang Chương 2: Xây dựng mô hình 3D mô trình ăn khớp trang 28 Kết luận kiến nghị trang 36 Tài liệu tham khảo trang 37 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Việc nghiên cứu đề tài “ Ứng dụng đồ họa máy tính xây dựng mô hình khảo sát ăn khớp truyền bánh răng” mang lại kết sau: - Giúp hiểu rõ nội dung lý thuyết ăn khớp truyền bánh thông dụng - Xây dựng mô hình 2D / 3D truyền bánh thông dụng - Ứng dụng mô hình khảo sát ăn khớp bánh 2D 3D MỞ ĐẦU Đề tài: Ứng dụng đồ họa máy tính xây dựng mô hình khảo sát ăn khớp truyền bánh Bộ truyền bánh sử dụng phổ biến nhiều máy móc - Do kết cấu phức tạp nên mô hình 2D, 3D thường phần mềm Inventor, SolidEdge biểu diễn dạng đơn giản, không phản ánh đầy đủ sở lý thuyết hình học răng, ăn khớp bánh - Các tài liệu ứng dụng khả đồ họa máy tính để tạo hình bánh thường trình bày sơ sài không đầy đủ - Môn học Nguyên lý máy – Chi tiết máy đánh giá môn học khó, cộng với việc rút gọn chương trình đào tạo dẫn tới việc cần thiết phải có mô hình 2D, 3D trực quan để hỗ trợ phục vụ cho việc giảng dạy, học tập, nghiên cứu, giảm thiểu thời lượng lớp mà đảm bảo nội dung truyền đạt - Dựa tảng kiến thức Nguyên lý – Chi tiết máy, kết hợp khả xử lý đồ họa máy tính, đề tài nhằm xây dựng đắn mô hình 2D, 3D truyền bánh thông dụng Các mô hình 2D, 3D nhận giúp: - hiểu rõ hình học bánh răng, cấu tạo sử dụng tính toán, mô phỏng, khảo sát ăn khớp truyền bánh 17  z 17 Vì hai vế âm nên viết:  17  z 17 tức trị số tuyệt đối  không lớn giới hạn  27 Chương II: XÂY DỰNG MÔ HÌNH 3D VÀ MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĂN KHỚP Trong chương vận dụng kiến thức ăn khớp bánh thân khai trình bày phần trước để : - Tạo mô hình 3D bánh - Tính toán, mô khảo sát ăn khớp I- Viết chương trình vẽ đường thân khai với bán kính vòng tròn sở xác định   xc = r * cos (ang) x = xc + ( s * sin (ang)) yc = r * sin (ang) y = yc – ( s * cos (ang))     ang = t * 90 s = (PI * r * t ) / xc = r * cos(ang) yc = r * sin(ang) 28    x = xc + ( s * sin(ang)) y = yc – ( s * cos(ang)) z=0 t, tham số thí dụ với [...]... hợp ăn khớp không đúng ở 2 bánh răng tròn, có thể xảy ra hiện tượng ăn khớp không đúng: khi đường đỉnh răng của thanh răng cắt đường ăn khớp ở ngoài đoạn PN Do cạnh thanh răng thẳng, nên sẽ cản trở chuyển động lăn của bánh răng và làm cho thanh răng cắt lõm vào chân răng Như vậy điều kiện để không xảy ra hiện tượng cắt chân răng của bánh răng là đường đỉnh của thanh răng không được cắt đường ăn khớp. .. biên dạng răng nằm giữa vòng tròn chân răng và vòng 23 tròn cơ sở bánh nhỏ của bánh nhỏ Để tránh hiện tượng ăn khớp không đúng có thể cắt ngắn một phần đầu cạnh răng nằm trong phạm vi xảy ra ăn khớp không đúng của bánh răng lớn Theo hình vẽ đoạn đầu răng A’B’ của cạnh răng bánh lớn ăn khớp với đoạn chân răng không thân khai của bánh nhỏ Nếu cắt bỏ đoạn AA’BB’ của răng bánh lớn, hiện tượng ăn khớp không... song Trên hình 1.1a là một cơ cấu bánh răng phẳng gồm hai bánh răng, cơ cấu này là cơ cấu bánh răng ngoại tiếp, vì răng của cả hai bánh đều ở vành ngoài Nếu một trong hai bánh có răng ở vành trong, sẽ gọi là cơ cấu bánh răng nội tiếp (H.1.1b) Trong cơ cấu bánh răng ngoại tiếp, vận tốc góc của các trục ngược  chiều nhau và tỉ số truyền i12  1 có trị số âm Ngược lại, trong cơ cấu bánh 2 răng nội tiếp,... chân răng không thân khai của bánh nhỏ Tuy nhiên sẽ dẫn tới hệ quả: (a) Đường kính của vòng lăn sẽ tăng theo, dẫn tới làm giảm các chiều cao đầu răng và chiều dài cung tiếp xúc (b) Làm xuất hiện sự sai biệt giữa chiều rộng rãnh răng và chiều rộng răng, dẫn tới điều kiện ăn khớp khít không còn thỏa 3.5 Hiện tượng cắt chân răng của bánh răng và số răng tối thiểu H1.15 24 Cắt bánh răng bằng thanh răng, ... trên đoạn ăn khớp B’1B’2 giữa các cạnh răng đối hợp có một khe hở cạnh răng: M’M” Hãy xét cặp bánh răng ăn khớp khít trên hình 5-14a Khi cho bánh răng dẫn quay theo chiều kim đồng hồ tới một lúc nào đó điểm tiếp xúc sẽ tới vị trí P trên đường ăn khớp Các điểm trên hai cạnh răng 16 đối hợp sẽ trùng nhau ở P là các điểm m1, m2 nằm trên các vòng lăn Vì trong quá trình ăn khớp các vòng lăn lăn không trượt... vào khớp  Chiều dài của đoạn ra khớp Trường hợp bánh răng tiêu chuẩn, chiều cao đầu răng của hai bánh bằng nhau Tăng dần chiều cao đầu răng, vòng đỉnh của bánh lớn sẽ đạt tới vị trí giới hạn xuất hiện ăn khớp không đúng Rõ ràng khi đó sự ăn khớp không đúng sẽ bắt đầu giữa đỉnh răng bánh lớn và đoạn cạnh chân răng của bánh nhỏ Thiết lập điều kiện số răng tối thiểu của bánh nhỏ để tránh hiện tượng ăn. .. bánh răng 2 Chỉ tiêu ăn khớp êm Để đảm bảo ăn khớp êm, các cạnh răng phải liên tục nối tiếp nhau làm việc Muốn vậy phải thỏa mãn các điều kiện sau đây: 2.1 Điều kiện ăn khớp chính xác H1.8 Hãy xét một cặp bánh răng ăn khớp, các cạnh răng nối tiếp nhau làm việc, rõ ràng là bước răng đo trên đường ăn khớp của hai bánh răng phải bằng nhau (H1.8) nếu không sẽ bị hẫng Trong trường hợp thứ hai khi cặp răng. .. này lăn không trượt trên nhau, tỷ số truyền giữa các trục 1 và trục 2 vẫn như cũ Cho nên, thực chất sự ăn khớp giữa hai bánh răng là: nhờ sự ăn khớp giữa các cạnh răng mà đảm bảo cho các vòng lăn lăn không trượt trên nhau, do đó đạt được tỉ số truyền cố định Các cạnh răng trong khi đó vừa lăn vừa trượt trên nhau (vận tốc trượt tương đối biểu thị bằng đoạn vM1vM2 trên H.1.2) và các đường cong cạnh răng. .. nếu khoảng cách trục không chính xác lắm, tỷ số truyền vẫn bảo đảm chính xác II- BÁNH RĂNG THÂN KHAI VÀ CÁC CHỈ TIÊU ĂN KHỚP 1 Khái niệm cơ bản H1.7 1.1 Trên hình H1.7 là một bánh răng thân khai, có các răng bố trí cách đều nhau trên vành bánh Các cạnh răng là những đoạn thân khai Các đường đỉnh răng là những cung của một vòng tròn gọi là vòng đỉnh có bán kính ký hiệu là re Giữa các chân răng cũng là...Chương 1: KHẢO SÁT LÝ THUYẾT ĂN KHỚP CỦA BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG I- Đại cương Cơ cấu bánh răng là một loại cơ cấu có khớp cao cấp dùng để truyền chuyển động quay giữa các trục với một tỷ số truyền xác định Có hai loại cơ cấu bánh răng chính: - Cơ cấu bánh răng phẳng dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trục song song - Cơ cấu bánh răng không gian dùng để truyền chuyển động quay giữa