Xây dựng mô đun tính toán thiết kế ly hợp xe tải nhỏ trong 3d

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ VĂN THẮNG XÂY DỰNG MƠ ĐUN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP XE TẢI NHỎ TRONG 3D CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN TS HỒNG THĂNG BÌNH Hà Nội – Năm 2012 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự – Hạnh Phúc LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đề tài nghiên cứu riêng tôi, hướng dẫn TS Hồng Thăng Bình Đề tài thực Bộ mơn Ơ tơ xe chun dụng, Viện khí động lực, Đại học Bách Khoa Hà Nội Các số liệu, kết trình bày luận văn hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả Lê Văn Thắng LỜI NĨI ĐẦU Ngành cơng nghiệp tơ ngành quan trọng phát triển kinh tế quốc gia đặc biệt quốc gia phát triển Việt nam Ở Việt nam trước chủ yếu nhập ô tô, năm gần nhà nước trọng vào nội địa hóa sản xuất cụm chi tiết ô tô, tiến tới bước làm chủ công nghệ sản xuất ô tơ Trong q trình học tập nghiên cứu tác giả chọn đề tài “Xây dựng mơ đun tính tốn thiết kế ly hợp xe tải nhỏ 3D” làm luận văn tốt nghiệp Trong trình làm luận văn tác giả sử dụng kiến thức học trường kiến thức tích lũy thực tế giúp đỡ tận tình Thầy giáo hướng dẫn: TS Hồng Thăng Bình Thầy giáo môn ô tô Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn trình bày bốn chương - Chương I: Tổng quan đề tài - Chương II Tính tốn thiết kế ly hợp theo phương pháp truyền thống - Chương III Lập trình tự động tính tốn Visua Basic - Chương IV Xây dựng liên kết Macro tạo mô đun thiết kế tự động 3D Trong thời gian cho phép, với hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, cụ thể thầy giáo TS Hồng Thăng Bình thầy giáo mơn Ơtơ, tác giả hồn thành đồ án Mặc dù thân có cố gắng quan tâm giúp đỡ thầy giáo kiến thức, kinh nghiệm thời gian hạn chế nên luận văn tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận bảo, phê bình thầy đồng nghiệp Tác giả xin trân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS Hồng Thăng Bình thầy giáo mơn Ơtơ, Viện Cơ khí động lực, Trường ĐHBK Hà Nội giúp đỡ, tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành tốt luận văn Hà Nội, ngày … tháng năm 2012 Sinh viên thực Lê Văn Thắng MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3  MỤC LỤC 4  DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHŨ VIẾT TẮT .6  DANH MỤC CÁC BẢNG 9  DANH MỤC CÁC HÌNH .10  CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 11  1.1 Sự phát triển ngành công nghiệp ô tô sử dụng ô tô Việt nam .11  1.2 Lý chọn đề tài .11  1.3 Một số phần mềm sử dụng để thiết kế máy chi tiết máy 12  1.4 Mục đích xây dựng mơđun luận văn, đối tượng, phạm vi phương pháp 13  CHƯƠNG II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ LY HỢP Ơ TƠ THEO PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG 15  2.1 TỔNG QUAN VỀ LY HỢP Ô TÔ 15  2.1.1 Công dụng, phân loại yêu cầu ly hợp .15  2.1.2 Ly hợp ma sát khô: 18  2.1.3 Các phận ly hợp ma sát 22  2.1.4 Các kiểu dẫn động 26  2.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 30  2.2.1 Lựa chọn kết cấu ly hợp 30  2.2.2 Lựa chọn kết cấu dẫn động 30  2.3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP 30  2.3.1 Xác định mô men ma sát ly hợp 30  2.3.2 Xác định thơng số kích thước ly hợp 31  2.3.3 Tính cơng trượt sinh q trình đóng ly hợp 35  2.3.4 Tính tốn sức bền số chi tiết chủ yếu ly hợp 40  2.3.5 Tính tốn dẫn động điều khiển ly hợp 53  CHƯƠNG III: LẬP TRÌNH TỰ ĐỘNG TÍNH TỐN TRONG VISUA BASIC 58  3.1 Giới thiệu Microsoft Visul basic 58  3.1.1 Cơ sở lí thuyết để sử dụng phần mềm Visual basic .58  3.1.2 Visual Basic 58  3.1.3 Tính 58  3.2 Mơ đun tự động tính toán đĩa ma sát 59  3.3 Mơ đun tự động tính tốn đĩa ép .61  3.4 Mơ đun tự động tính tốn lị xo ép 64  CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG VÀ LIÊN KẾT MACORO TẠO MÔ DUN THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG TRONG 3D 67  4.1 Giới thiệu solidwork .67  4.2 Phương pháp xây dựng Macro SolidWorks 68  4.3 Macro thiết kế đĩa ma sát 69  4.3.1 Mã code đĩa ma sát 74  4.3.2 Giao diện mơ đun tính tốn thiết kế đĩa ma sát 76  4.3.3 Kết mơ đun tính tốn thiết kế đĩa ma sát .76  4.4 Macro thiết kế đĩa mâm ép .77  4.4.1 Mã code mâm ép 84  4.4.2 Giao diện mơ dun tính tốn thiết kế mâm ép 87  4.4.3 Kết mơ đun tính tốn thiết kế mâm ép 87  4.5 Macro thiết kế lò xo ép 88  4.5.1 Mã code lò xo ép .93  4.5.2 Giao diện mơ đun tính tốn thiết kế lò xo ép .95  4.5.3 Kết mơ đun tính tốn thiết kế lị xo ép 95  4.6 Tổng hợp Mơ đun tính tốn thiết kế ly hợp ô tô cho xe tải nhỏ .96  KẾT LUẬN 100  TÀI LIỆU THAM KHẢO 102  DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHŨ VIẾT TẮT TT Ký hiệu Đơn vị Memax β Mc Nm Mô men cản chuyển động Mk Nm Mô men kéo cầu chủ động Mφ Nm Mô men bám bánh xe φ Gbx ih1 Tỉ số truyền tay số thứ i0 Tỉ số truyền truyền lực 10 rbx Bán kính bánh xe chủ động 11 Mms1 12 μ 13 P 14 Rtb 15 Zms 16 q kN/m2 Áp suất sinh bề mặt ma sát 17 [q] kN/m2 Áp suất cho phép bề mặt ma sát 18 R2 mm Bán kính ngồi ma sát 19 R1 mm Bán kính ma sát 20 S m2 Diện tích hình vành khăn ma sát 21 ωbx rad/s Vận tốc góc bánh xe 22 v m/s Vận tốc chuyển động tịnh tiến xe 23 Ga N 24 g m/ss Gia tốc trọng trường 25 K Ns2/m4 Hệ số cản khí động 26 F m2 Nm Ý nghĩa ký hiệu Mô men xoắn lớn động Hệ số dự trữ ly hợp Hệ số bám N Nm Trọng lượng tác động lên bx chủ động Mô men ma sát ly hợp Hệ số ma sát ly hợp N mm Lực ép tổng cộng gây lò xo ép Bán kính trung bình đĩa ma sát Số cặp đĩa ma sát Trọng lượng tồn tơ Diện tích cản diện xe xe chuyển đơng 27 Ψ Hệ số cản tổng cộng mặt đường 28 L0 kJ/m2 29 L J 30 C J/kg.K 31 Δt 32 Z1 Số lượng moay riêng biệt 33 Z2 Số then hoa moay 34 Zd Số dãy đinh tán 35 ri mm 36 b m 37 C1 mm Chu vi đường trịn bố trí dãy đinh tán 38 C2 mm Chu vi đường tròn bố trí dãy đinh tán ngồi 39 n1 Số đinh tán bố trí dãy 40 n2 Số đinh tán bố trí dãy ngồi 41 Plx N 42 Rlx mm 43 zlx 44 Mg Nm 45 Da m Đường kính phần xẽ rảnh 46 De m Đường kính lị xo 47 Dc m Đường kính vành tỳ lị xo 48 d m Độ dày lò xo đĩa 49 Di m Đường kính đỉnh đĩa 50 idđ Tỉ số truyền dẫn động ly hợp 51 ibđ Tỉ số truyền bàn đạp ly hợp 52 itg Tỉ số truyền dẫn động thủy lực 53 inm Tỉ số truyền nạng mở 54 iđm Tỉ số truyền địn mở K Cơng trượt riêng Cơng trượt toàn ly hợp Nhiệt dung riêng chi tiết bị nung nóng Độ tăng nhiệt độ chi tiết bị nung nóng Bán kính lắp dãy đinh tán Bề rộng ma sát Lực sinh lị xo giảm chấn Bán kính đặt lực lị xo Số lượng lị xo giảm chấn Mơ men giảm chấn 55 Sbd mm Hành trình bàn đạp 56 Δf mm Khe hở đôi bề mặt ma sát mở ly hợp 57  mm Khe hở cần thiết để ly hợp làm việc bề mặt 58 ’ 59 Pbđ N Lực bàn đạp 60 dđ N Hiệu suất dẫn động 61 Ptl N Lực cấu trợ lực 62 tl N Hiệu suất cấu trợ lực 63 P MN/m2 Áp suất khí nén bình chứa 64 D m Đường kính xy lanh trợ lực 65 d1 m Đường kính xy lanh 66 pd MN/m2 ma sát bị mòn mm Khe hở tác dụng dẫn động cần bàn đạp piston xylanh Áp suất dòng dầu dẫn động DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Thông số đĩa ma sát……………………………………………….…….35 Bảng 2.2: Tỷ số D/d………………………………………………………… ……46 Bảng 2.3: Bảng thông số đặc tính làm việc lị xo giảm chấn……………….46 Bảng 2.4: Bảng mối quan hệ λ Flx…………………………………………51 Bảng 2.5: Bảng thơng số lị xo đĩa nón cụt…………………………………….52 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khô đĩa……………………………… 18 Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khơ đĩa……………………………… 19 Hình 1.3 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát khơ hai đĩa……………………………….…20 Hình 1.4 ly hợp ma sát đĩa……………………………………………………….21 Hình 1.5 Đồ thị biểu diễn lực ép lò xo theo độ biến dạng lị xo………… 22 Hình 1.6 Cấu tạo truyền mơ men động tới đĩa ép…………………… ….23 Hình 1.7, 1.8 Sơ đồ đĩa bị động…………………………………………… …24, 25 Hình 1.9 Sơ đồ giảm chân………………………………………………………25 Hình 1.10 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp khí……………………… …26 Hình 1.11 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp thủy lực…………………………27 Hình 1.12 Sơ đồ cấu tạo xilanh dẫn động ly hợp thủy lực…… …27 Hình 1.13 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp khí có cường hóa khí nén… 28 Hình 1.14 Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp thủy lực có cường hóa khí nén…29 Hình 2.1 Mơ hình động truyền lực đồ thị vận tốc góc………………………36 Hình 2.2 Kích thước may đĩa bị động……………………………………40 Hình 2.3 Mặt cắt đĩa bị động…………………………………………………….…42 Hình 2.4 Đĩa ép………………………………………………………………….…47 Hình 2.5 Sơ đồ tính tốn lị xo đĩa cơn………………………………………….…48 Hình 2.6 Sơ đồ dẫn động tính tốn dẫn động ly hợp……………………………53 Hình 2.7 Sơ đồ tính tốn dẫn động thủy lực trợ lực khí nén…………… ….55 10 4.5 Macro thiết kế lò xo ép  Bước 1: Tạo chi tiết đơn giản môi trường part Chọn vào Record\Pause Macro công cụ macro để bắt đầu:  Bước 2: Chọn mặt phẳng top plane vẽ đường thẳng sau nhập kích thước 88  Bước 3: Chọn Revolve có hình vẽ sau  Bước 4: Tạo rãnh lị xo ép 89  Bước 5: Nhân rãnh lò xo ép  Bước : Vào Tools chọn ->Macro ->chọn Record 90  Bước 7: Chọn vào hình vẽ để lấy thông số  Bước 9: Chọn Stop Macro 91 Nó xuất hộp thoại yêu cầu địa cần lưu  Bước 10: Chọn Tools -> Macro -> Edit 92 Sau xuất hộp thoại, ta mở file vừa lưu  Bước 11 : Kích open để mở file “TT Lo xo con.swp” có giao diện Code 4.5.1 Mã code lò xo ép Code khai biến Option Explicit Dim X, Y, Z Dim TT, TT1, TT2, TT3, TT4, TT5, TT6, TT7, GN Dim Ftt As Boolean Dim swApp As Object 93 Dim Dim Dim Dim n, l Part As Object boolstatus As Boolean longstatus As Long, longwarnings As Long Code lệnh “VẼ” Set swApp = Application.SldWorks Set Part = swApp.ActiveDoc boolstatus = Part.Extension.SelectByID2("D1@Sketch1@L xo.SLDPRT", "DIMENSION", -0.04994966922207, 0.1079005367176, 0.02983885938011, False, 0, Nothing, 0) Dim myDimension As Object Set myDimension = Part.Parameter("D1@Sketch1") myDimension.SystemValue = 0.136 “ code bán kính ngồi txtbankinhngoailoxo.Value / 1000” lị xo cơn, tác giả thay = boolstatus = Part.Extension.SelectByID2("D2@Sketch1@L xo.SLDPRT", "DIMENSION", 0.02800695284236, -0.01622998186906, 0.08674403043756, False, 0, Nothing, 0) Set myDimension = Part.Parameter("D2@Sketch1") myDimension.SystemValue = 0.041 “ code bán kính đỉnh cơn, tác giả thay = txtbankinhdinhcon.Value / 1000” boolstatus = Part.Extension.SelectByID2("D4@Sketch1@L xo.SLDPRT", "DIMENSION", -0.1409245306005, 0.08316254799627, -0.1064216152909, False, 0, Nothing, 0) Set myDimension = Part.Parameter("D4@Sketch1") myDimension.SystemValue = 0.003 “ code bề dày lò xo, tác giả thay = txtbedayloxo.Value / 1000” boolstatus = Part.Extension.SelectByID2("D3@Sketch1@L xo.SLDPRT", "DIMENSION", -0.007369261105325, 0.01362112588511, 0.08324535326434, False, 0, Nothing, 0) Set myDimension = Part.Parameter("D3@Sketch1") myDimension.SystemValue = 1.378810109076 “ code góc nghiêng, tác giả thay = txtgocnghieng.Value * 3.14 / 180” boolstatus = Part.Extension.SelectByID2("D1@Sketch2@L xo.SLDPRT", "DIMENSION", -0.1148279926245, 0.07977319735979, 0.09329407433378, False, 0, Nothing, 0) Set myDimension = Part.Parameter("D1@Sketch2") myDimension.SystemValue = 0.123 “ code bán kính phần txtbankinhphanxeranh.Value / 1000” xẻ rãnh, tác giả thay = boolstatus = Part.Extension.SelectByID2("D1@CirPattern1@L xo.SLDPRT", "DIMENSION", 0.0024762763993, 0.06259629355668, 0.01823476295684, False, 0, Nothing, 0) Set myDimension = Part.Parameter("D1@CirPattern1") myDimension.SystemValue = 19 “ code số lượng rãnh, tác giả thay = txtchonsoluongranh.Value ” Part.ClearSelection2 True boolstatus = Part.EditRebuild3() End Sub 94 4.5.2 Giao diện mô đun tính tốn thiết kế lị xo ép Đây mơ đun tính tốn thiết kế lị xo ép Nhập thông số đầu vào chọn nút “OK”, nhập thơng số tự chọn cần thiết sau chọn nút “TÍNH” chương trình tự động tính sau chọn nút “VẼ” chương trình vẽ lị xo ép theo yêu cầu Tiếp tục muốn vẽ lò xo ép khác làm tương tự, thuận tiện cho việc tính tốn thiết kế, giảm thời gian thiết kế 4.5.3 Kết mơ đun tính tốn thiết kế lị xo ép Kết Mơ đun 95 4.6 Tổng hợp Mơ đun tính tốn thiết kế ly hợp ô tô cho xe tải nhỏ Sau xây dựng mơ đun tính tốn thiết kế chi tiết tác giả đưa lên (Add –ins) thành công cụ SolidWorks sau: Bước 1: Mở chương trình SolidWorks Bước 2: Vào Tools chọn Customize tác giả có 96 Bước 3: Chọn commands -> chọn Macro -> New macro button tác giả có Bước 4: Nhấn chuột New macro button đưa lên cơng cụ cần thiết, tác giả có bảng sau - Vị trí choose Image: Tác giả chọn hình ảnh tương ứng mơ đun - Vị trí Tooltip: Tác giả đặt tên cho mơ đun - Vị trí Macro: Tác giả chọn File hình vẽ mơ đun Sau chọn OK tác giả có nút cơng cụ SolidWorks, tương tự tác giả làm mơ đun tính tốn thiết kế ly hợp tơ xe tải nhỏ 97 Các mô đun đưa lên cơng cụ Khi muốn mở mơ đun tính tốn chi tiết cần kích chuột vào nút mở cho ta mơ đun cần tính tốn, khơng cần thời gian cho thao tác này, sau mở chương trình tính tốn chi tiết mơ đun đó, chương trình tự động tính tốn thiết kế chi tiết 98 Tiếp tục xây dựng tất mơ đun tính toán thiết kế chi tiết ly hợp sau ta cho lắp ghép với tác giả ly hợp cần thiết 99 KẾT LUẬN Mô đun hỗ trợ tính tốn thiết kế 3D xu hướng cho việc phát triển ngành ô tô Trước đây, từ xây dựng ý tưởng sản xuất ô tô hàng loạt phải thời gian từ đến năm có cịn lâu Ngày nay, nhờ có máy tính, nhờ có phần mềm hỗ trợ, cơng việc tính tốn thiết kế chi tiết cụm chi tiết tự động hóa phần lớn, thời gian cho việc phát triển ý tưởng chuẩn bị cho sản xuất hàng loạt giảm nhiều Trong thời gian nghiên cứu “xây dựng mơ đun tính tốn thiết kế ly hợp xe tải nhỏ”, tác giả hoàn thành luận văn với nội dung sau: - Tìm hiểu tổng quan ly hợp tơ - Tính tốn thiết kế ly hợp theo phương pháp truyền thống - Lập trình tự động tính tốn Visua Basic - Xây dựng liên kết Macro tạo mô đun thiết kế tự động 3D Với mô đun xây dựng, cần nhập thông số đầu vào cần thiết thông số tự chọn, mô đun tự động tính tốn, thiết kế vẽ chi tiết ly hợp xe tải nhỏ môi trường 3D Chuyển sang bước kiểm nghiệm, chưa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật ta chọn lại số thơng số đầu vào mơ đun nhanh chóng tính tốn cho mơ hình 3D để kiểm nghiệm tiếp tục Như tiết kiệm nhiều thời gian tính tốn lại vẽ lại Hướng phát triển đề tài Áp dụng phương pháp tiếp cận xây dựng mô đun luận văn, xây dựng mơ đun tính tốn thiết kế tự động cho hệ thống ly hợp loại xe tải khác xây dựng mô đun hỗ trợ thiết kế 3D cho hệ thống khác ô tô tô hộp số, vi sai, cầu… Các mô đun sau xây dựng cần đóng góp độc giả chuyên gia chuyên nghành, chuyên gia công nghệ thông tin để hồn thiện 100 hơn, đóng gói thành phần mềm cài đặt trở thành thư viện công cụ hỗ trợ thiết kế ô tô 3D Mặc dù thân có cố gắng quan tâm giúp đỡ thầy giáo kiến thức, kinh nghiệm, kiến thức công nghệ thông tin thời gian hạn chế nên luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận bảo, phê bình thầy đồng nghiệp Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS Hoàng Thăng Bình đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành tốt luận văn “Xin chân thành cảm ơn!” 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Cẩn, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Dư Quốc Thịnh, Lê Thị Vàng, Lý thuyết ô tô, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật (2000) [2] Trương Minh Chấp, Dương Đình Khuyến, Nguyễn Khắc Trai, Thiết kế tính tốn tơ, Bộ mơn tơ Trường ĐHBK Hà Nội (1998) [3] Nguyễn Hữu Hường, Phạm Xuân Mai, Ngô Xuân Ngát, Hướng dẫn đồ án môn học thiết kế tính tốn ơtơ-máy kéo (tập 1) [4] Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy(tập 1-2), Nhà xuất giáo dục (2001) [5] PGS.TS.Trịnh Chất-TS.Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí (tập1-2).Nhà xuất khoa học (2002) [6] Phương Lan,Nguyễn Đức Hải, Visual Basic Net kỹ xảo lập trình, Nhà xuất thống kê (2004) [7] Nguyễn Tiến, Kỹ lập trình Visual Basic, Nhà xuất giáo dục (2007) [ 8] Nguyễn Hồng Thái, Ứng dụng SolidWorks thiết kế khí, Nhà xuất khoa học kỹ thuật (2006) 102 ... đích xây dựng mơ đun: Đề tài đặtt vấn đề xây dựng mơ đun tính toán thiết kế ly hợp xe tải nhỏ 3D, từ ta thay đổi giá trị phạm vi cho phép, mô đun tự động tính tốn, thiết kế vẽ chi tiết ly hợp. .. tài: Ly hợp xe tải nhỏ, khảo sát lắp ráp Công ty khí tơ Nghệ An, Phạm vi xây dựng: Xây dựng mơ đun tính tốn thiết kế chi tiết ly hợp xe tải nhỏ 13 Phương pháp xây dựng Mô đun: Sử dụng cơng thức tính. .. diện mơ đun tính tốn thiết kế lò xo ép .95  4.5.3 Kết mơ đun tính tốn thiết kế lò xo ép 95  4.6 Tổng hợp Mơ đun tính tốn thiết kế ly hợp ô tô cho xe tải nhỏ .96  KẾT LUẬN