(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu thiết kế tự động hộp giảm tốc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN THÁI THUẬN VƯƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HỘP GIẢM TỐC NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 S K C0 4 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN THÁI THUẬN VƯƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HỘP GIẢM TỐC NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN THÁI THUẬN VƯƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG HỘP GIẢM TỐC NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐẶNG THIỆN NGƠN Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 09 năm 2014 (Ký tên ghi rõ họ tên) i CẢM TẠ Từ môn học bổ sung kiến thức chuyên môn việc thực chuyên đề 1, chuyên đề chuỗi q trình tích lũy kiến thức nhằm mục đích hồn thành đề tài tốt nghiệp Luận văn tốt nghiệp học phần quan trọng trước kết thúc chương trình đào tạo sau đại học trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, việc thực luận văn địi hỏi học viên phải tìm hiểu nghiên cứu vấn đề mà đề tài tốt nghiệp đặt Xin cảm ơn thầy PGS TS.Đặng Thiện Ngôn, dẫn giúp đỡ nhiệt tình để em thực luận tốt nghiệp này, cảm ơn q thầy có nhiều ý kiến đóng góp cho em kiến thức chuyên ngành thêm nhiều kiến thức khác, từ giúp em có thêm nhiều hành trang vững bước khỏi trường ứng dụng vào thực tiễn ii MỤC LỤC TRANG Lời cam đoan i Cảm tạ ii Tóm tắt iii Mục lục iv Danh sách hình vii Danh sách bảng x Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài 1.4 Phạm vi nội dung nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu .2 1.6 Kết cấu luận văn .2 Chương TỔNG QUAN 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 2.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 Hộp giảm tốc Định nghĩa .4 Phân loại Ứng dụng .6 Các thành phần hộp giảm tốc Bánh Trục .6 Then .7 Ổ lăn Vỏ hộp Các chi tiết phụ Các yêu cầu thiết kế Vấn đề thiết kế .8 Thiết kế tay Thiết kế với hỗ trợ phần mềm Thiết kế tự động iv 2.4 Các nghiên cứu nước 2.4.1 Các nghiên cứu nước 2.4.2 Các nghiên cứu nước 2.4.3 Các hạn chế tồn Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 3.1 Trình tự tính toán .10 3.1.1 Bộ truyền bánh trụ .10 3.1.2 Tính tốn truyền bánh côn 18 3.1.3 Tính tốn truyền trục vít – bánh vít 25 3.1.4 Tính toán trục 29 3.2 Lập trình AutoLisp 30 3.2.1 Căn AutoLisp 30 3.2.2 File chương trình AutoLisp 33 Chương THIẾT KẾ CHI TIẾT SỬ DỤNG PHẦN MỀM INVENTOR 36 4.1 Phần mềm Autodesk Inventor .36 4.1.1 Giới thiệu .36 4.1.2 Các bước thiết kế sử dụng Module Design Accelerator .36 4.1.3 Thiết kế truyền bánh trụ - spur gear .37 4.1.3 Thiết kế truyền bánh côn - bevel gear 39 4.1.4 Thiết kế truyền trục vít bánh vít – worm gear 41 4.1.5 Thiết kế trục – shaft .43 4.1.6 Thiết kế ổ lăn – bearing .44 4.2 Trình tự lắp ráp hộp giảm tốc 45 4.2.1 Tạo đơn vị lắp .45 4.2.2 Lắp ghép cụm chi tiết 46 4.2.3 Mô lắp ráp hộp giảm tốc 46 Chương XÂY DỰNG QUY TRÌNH THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG 54 5.1 Quy trình thiết kế tự động 54 5.2 Quy trình tính tốn thiết kế 55 5.2.1 Giao diện chương trình 55 5.2.2 Quy trình tính tốn thiết kế truyền bánh 55 5.2.3 Quy trình tính tốn thiết kế trục 57 5.3 Quy trình vẽ tự động 59 5.3.1 Lưu đồ giải thuật 59 5.3.2 Giao diện chương trình 60 5.3.2 Vẽ tự động 60 Chương KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 62 6.1 6.1.1 6.1.2 6.2 Tính tốn thiết kế tay 62 Thông số thiết kế 62 Tính tốn thiết kế tay 62 Tính tốn thiết kế tự động 65 v 6.3 So sánh đánh giá kết .69 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .70 7.1 7.2 Kết luận .70 Kiến nghị .70 Tài liệu tham khảo………………………………………………………………….77 Phụ luc 1: Hướng dẫn cài đặt sử dụng phần mềm tính tốn 73 Phụ luc 2: Hướng dẫn cài đặt sử dụng phần mềm vẽ tự động 77 Phụ luc 3: Code thêm Menubar AutoCad 80 Phụ luc 4: Code tạo thư mục cho Menubar AutoCad .80 Phụ luc 5: Code AutoLisp vẽ bánh trụ 84 Phụ luc 6: Code Visual Basic tính tốn truyền bánh 90 Phụ luc 7: Code Visual Basic kiểm nghiệm truyền bánh 101 vi Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Tự động hóa tất lĩnh vực xã hội quan tâm đặc biệt nhờ suất lao động nâng cao, chất lượng sản phẩm ổn định tốt hơn, nhiều ý tưởng có hội trở thành thực Tự động hóa thiết kế máy, chi tiết máy khơng nằm ngồi quy luật chung đó, Khi xuất hiện, tin học khơng có nhiều ứng dụng sống mà chủ yếu phục vụ cho ngành khoa học nhằm giải toán lớn, nhiều thời gian tính tốn hay tốn địi hỏi xác gần tuyệt đối Trước kia, để thiết kế chế tạo chi tiết máy mới, kỹ sư phải tốn nhiều thời gian để thiết kế tính tốn thơng số kỹ thuật cho xác Trong q trình thiết kế vẽ tay họ phải lặp lặp lại số chi tiết hay vẽ sai phải thực vẽ lại từ đầu Điều khiến cho người thiết kế nhiều thời gian làm giảm chất lượng vẽ Từ thực tế đó, nhiều kỹ sư thiết kế mong muốn có cơng cụ hỗ trợ cơng việc thiết kế nhằm nâng cao chất lượng vẽ Nắm bắt nhu cầu này, công ty phần mềm cho đời loạt phần mềm hỗ trợ AutoCad, Inventor, Solidworks, ProE, Catia,… Tuy nhiên, chất công việc thiết kế với AutoCad phần mềm tương đương công việc thiết kế thủ công Kỹ sư thiết kế phải vẽ chọn chi tiết, cụm chi tiết hoàn thiện thiết kế sở dựa vào yêu cầu kỹ thuật 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu thiết kế tự động hộp giảm tốc nhằm giảm thời gian tính tốn thiết kế, vẽ hộp giảm tốc phương pháp thủ công 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài Đề xuất phương pháp thiết kế tự động hộp giảm tốc 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Giảm thời gian tính tốn thiết kế, cho phép tự động hóa cơng việc tính tốn thiết kế số mẫu hộp giảm tốc Không yêu cầu người sử dụng, có kiến thức trình độ cao thiết kế 1.4 Phạm vi nội dung nghiên cứu Trong khuôn khổ luận văn, việc nghiên cứu giới hạn phạm vi nghiên cứu thiết kế tự động hộp giảm tốc Các nội dung kết nối với hộp giảm tốc không thuộc phạm vi nghiên cứu Đề tài thực với nội dung chủ yếu sau:  Nghiên cứu tổng quan nguyên lý hoạt động hộp giảm tốc  Nghiên cứu lý thuyết tính tốn thiết kế hộp giảm tốc  Đề xuất cách thức, phương pháp thiết kế tự động hộp giảm tốc bánh trụ thẳng cấp, tảng sử dụng ngơn ngữ lập trình AutoLisp phần mềm AutoCad 1.5 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu phân tích lý thuyết phân tích nguồn tài liệu, sách, tạp chí có liên quan đến đề tài Phương pháp thực nghiệm kiểm tra kết tính tốn thiết kế phần mềm với kết tính toán thiết kế tay 1.6 Kết cấu luận văn Nội dung thuyết minh luận văn bao gồm:  Chương 1: Mở đầu Ybd = 0.8 ElseIf 0.8 < Ybd And Ybd