(Luận văn thạc sĩ) tính toán, thiết kế và chế tạo biên dạng bánh răng con lăn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NGỌC CƯỜNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BIÊN DẠNG BÁNH RĂNG CON LĂN S K C 0 9 NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – 605204 S KC 0 8 Tp Hồ Chí Minh, 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NGỌC CƯỜNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BIÊN DẠNG BÁNH RĂNG CON LĂN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NGỌC CƯỜNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BIÊN DẠNG BÁNH RĂNG CON LĂN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ HIẾU GIANG Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 MỤC LỤC TRANG TỰA Trang QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LÝ LỊCH KHOA HỌC………………………………………………………… i LỜI CAM ĐOAN …………………………………………………………………ii LỜI CẢM ƠN ………………………………………………………………… iii TÓM TẮT ……………………………………………………………………… iv MỤC LỤC …………………………………………………………………………v DANH MỤC CÁC BẢNG ………………………………………………………viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ……………………………………………………ix PHẦN I: MỞ ĐẦU ……………………………………………………………… 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: ……………………………………… MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI …………………………………………………3 ĐỀ XUẤT HƢỚNG NGHIÊN CƢ́U ………………………………………3 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu ……………………………………………… .3 3.2 Phạm vi nghiên cứu ………………………………………………… PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………………………………… NỘI DUNG THỰC HIỆN ……………… ……………………………… Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ……………… PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CƢ́U ………………………….……………….7 Chƣơng TỔNG QUAN VỀ LĨNH VƢ̣C NGHIÊN CƢ́U …………………7 Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT ………………………………….…………12 2.1 GIỚI THIỆU TÓM LƢỢC CAD/CAM/CAE VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM TRONG THIẾT KẾ VÀ GIA CÔNG CƠ KHÍ ….12 2.1.1 CAD (Computer Aided Design)…………………… …………….12 2.1.2 CAM (Computer Aided Manufacturing)…………… ………… 13 2.1.3 CAE (Computer Aided Engineering)……………………….…….16 2.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦ A BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CON LĂN ……………………………………………………… …18 v 2.2.1 Cấu tạo…………………………………………………………… 18 2.2.2 Nguyên lý làm việc……………………………………………… 18 2.3 THIẾT LẬP PHƢƠNG TRÌ NH BIÊN DẠNG ĐĨA CYCLOID … 20 2.3.1 Khái niệm………………………………………………………….20 2.3.2 Thiết lập phương trình biên dạng đĩa Cycloid………………… 23 2.4 NHẬN XÉT…………………………………………………………… 29 Chƣơng PHÂN TÍCH THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CON LĂN30 3.1 LỰC TÁC DỤNG TRONG BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CON LĂN 30 3.2 TÍNH TỐN ĐỘ BỀN TIẾP XÚC RĂNG ĐĨA CYCLOID… 32 3.2.1 Hằng số đàn hồi vật liệu vật thể tiếp xúc ZM………… 33 3.2.2 Tải trọng riêng tính tốn độ bền tiếp xúc qH ……………… .33 3.2.3 Bán kính cong tương đương …………………………………… 43 3.2.4 Các công thức kiểm nghiệm cho đĩa Cycloid …………………… 46 3.2.5 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép  H  ……………………….48 3.3 TÍNH TỐN CON LĂN ………………………………………… .52 3.4 TRÌNH TỰ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN …………………………… 54 Chƣơng CHƢƠNG TRÌ NH XÂY DƢ̣NG BIÊN DẠNG – TÍNH LỰC TÁC DỤNG LÊN BÁNH RĂNG CON LĂN ……………………… 57 4.1 CHƢƠNG TRÌNH XÂY DỰNG BIÊN DẠNG …………………… 57 4.1.1 Nội dung chương trình Visual Basic ……………………… 58 4.1.2 Nội dung chương trình AutoLISP ………………………… 63 4.2 CHƢƠNG TRÌNH TÍNH LỰC TÁC DỤNG LÊN BÁNH RĂNG CON LĂN ………………………………………………………………….68 4.2.1 Lưu đồ khối ……………………………………………………… 69 4.2.2 Nội dung chương trình ……………………………………… .72 4.2.3 Hướng dẫn sử dụng chương trình ………………………… 79 Chƣơng TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO BIÊN DẠNG BÁNH RĂNG CON LĂN 82 vi 5.1 CÁC THƠNG SỐ VÀ MƠ HÌNH BÀI TOÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO BÁNH RĂNG CON LĂN ……………………………………………… 82 5.2 THIẾT KẾ BIÊN DẠNG ĐĨA RĂNG CYCLOID ……………… 86 5.3 ỨNG DỤNG CAE TRONG PHÂN TÍCH THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CON LĂN ………………………………………………………………… 86 5.4 ỨNG DỤNG CAM TRONG GIA CÔNG BÁNH RĂNG CON LĂN 90 5.4.1 Lưu đồ q trình thiết lập qui trình cơng nghệ gia công chi tiết Pro/ENGINEER ……………………………………………………… 90 5.4.2 Chi tiết sau gia công ………………………………………… 91 5.5 KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ………………………………… 92 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI …………………… 93 KẾT LUẬN …………………………………………………………… 93 HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI …………………………… ….94 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………… 95 PHỤ LỤC ……………………………………………………………………… 97 vii PHẦN I: MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong năm gần đây, truyền bánh lăn có biên dạng đường Cycloid sử dụng ngày rộng rãi Đây loại truyền cho tỉ số truyền cao, kích thước nhỏ gọn Tuy nhiên việc ứng dụng loại truyền bánh lăn vào thực tế nhiều hạn chế phức tạp trình xây dựng biên dạng độ xác chế tạo đĩa Cycloid Bộ truyền với ăn khớp Cycloid có ý nghĩa lớn lao việc giải toán đặt cho hệ dẫn động có kích thước nhỏ máy chế tạo có tham gia trực tiếp động điện lắp với truyền Các động - hộp giảm tốc sử dụng ngành cơng nghiệp hố học, cao su thực phẩm, thí dụ dùng máy nén máy bơm, máy xay bột máy nghiền, dạng khác máy khuấy loại thiết bị khác Sản xuất loại truyền theo phương pháp truyền thống cần có thiết bị chuyên dùng phức tạp đắt tiền, mà đầu tư thiết bị chuyên dùng sử dụng không hết công suất gây lãng phí lớn Vì vậy, tiến hành nghiên cứu công nghệ gia công bánh lăn máy phay CNC hay trung tâm gia công nhằm phát huy tối đa khả công nghệ máy phay CNC đạt độ xác suất yêu cầu vấn đề cần nghiên cứu Hơn nữa, Ở Việt Nam truyền chủ yếu nhập từ nước ngồi, máy có sẵn mua từ nước ngồi có sử dụng truyền này, việc nghiên cứu công nghệ chế tạo bánh lăn nhằm để chế tạo chi tiết thay hư hỏng truyền cần thiết Trong lĩnh vực khí, máy tính ứng dụng giai đoạn q trình sản xuất - gia cơng gồm: Thiết kế, tính tốn mơ điều khiển gia công Vậy, công nghiệp đại, máy tính hỗ trợ cho cơng việc q trình thiết kế, phân tích thiết kế tổ chức sản xuất, thực hồn chỉnh q trình thiết kế chế tạo Tại Việt Nam việc khí hóa tự động hóa có bước phát triển định việc mơ tính tốn, phân tích thiết kế trước gia cơng thường chưa khảo sát kỹ Để tính tốn thiết kế thường dùng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM-Finite Element Method) phương pháp ngày sử dụng rộng rãi với trợ giúp máy tính để mơ phân tích thiết kế, tiết kiệm thời gian tiền bạc, nâng cao chất lượng thuận tiện đổi trình phát triển sản phẩm Qui trình đề tài tiến hành theo sơ đồ sau: Nhiệm vụ thiết kế Mơ hình hình học số hồn chỉnh sản phẩm máy tính Thiết kế với trợ giúp máy tính (CAD) Tính tốn, phân tích thiết kế với trợ giúp máy tính (CAE) Điều khiển sản xuất với trợ giúp máy tính (CAM) Chọn thiết kế với trợ giúp máy tính Mơ Chế tạo sản phẩm Kiểm tra Với mong muốn tìm hiểu sâu lĩnh vực thiết kế gia công, người nghiên cứu chọn đề tài: “Tính tốn – Thiết kế - Chế tạo biên dạng bánh lăn” làm đề tài cho luận văn Thạc Sĩ MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Đề tài nhằm nghiên cứu hình dạng, thơng số hình học, phương pháp tính tốn thiết kế cơng nghệ gia công bánh lăn Nghiên cứu kỹ thuật khai thác phần mềm ứng dụng CAD/CAM/CAE để thiết kế, phân tích thiết kế gia cơng: - Xây dựng mơ hình tốn, thiết lập phương trình nhằm xây dựng biên dạng cho bánh lăn - Phân tích thiết kế truyền bánh lăn - Nghiên cứu công nghệ gia công bánh lăn máy phay CNC, nhằm ứng dụng vào thực tiễn sản xuất công tác đào tạo ĐỀ XUẤT HƢỚNG NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu - Máy phay CNC - Phần mềm tính toán, thiế t kế , chế ta ̣o (CAD/CAM/CAE) - Chi tiết bánh lăn 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Xây dựng biên dạng bánh lăn - Nghiên cứu thiết kế, tính tốn phân tích thiết kế bánh lăn - Nghiên cứu công nghệ gia công bánh lăn máy phay CNC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đề tài nghiên cứu thực dựa việc kết hợp lý thuyết thực nghiệm: - Nghiên cứu kỹ thuật khai thác phần mềm ứng dụng CAD/CAM/CAE để thiết kế, phân tích thiết kế gia cơng bánh lăn - Nghiên cứu xây dựng, thiết lập phương trình biên dạng cho bánh lăn - Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn để nghiên cứu tính tốn, phân tích thiết kế Cơng cụ phần mềm ANSYS tích hợp SolidWorks - Ứng dụng cơng nghệ CAD/CAM để gia công bánh lăn máy phay CNC NỘI DUNG THỰC HIỆN Trong đề tài , tiế n hành nghiên cứ u thực những chương sau đây: TT TÊN GHI NỘI DUNG CHƢƠNG CHÚ Trong phầ n này , đề tài tâ ̣p trung nghiên PHẦN I MỞ ĐẦU cứu: + Đối tượng nghiên cứu + Phạm vi nghiên cứu + Phương pháp nghiên cứu PHẦN II Trong chương này , đề tài tâ ̣p trung nghiên Chƣơng TỔNG cứu về : QUAN + Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu + Các kết nghiên cứu ngồi nước cơng bố Trong chương này , đề tài tâ ̣p trung nghiên Chƣơng CƠ SỞ LÝ cứu: THUYẾT + Cơ sở lý thuyế t về bánh lăn nói chung và bánh lăn Cycloid nói riêng + Cách thiết lập phương trình biên dạng đĩa Cycloid theo trường hợp ăn khớp Epicycloid theo đường trịn lăn ngồi TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (2009), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, Nhà xuất Giáo dục [2] Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình (2002), Chế độ cắt gia cơng khí, Nhà xuất Đà Nẵng [3] GS TS Trần Văn Địch (2003), Công Nghệ chế tạo máy, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [4] GS TS Trần Văn Địch (2003), Công nghệ chế tạo bánh răng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [5] Tăng Huy (2009), Giáo trình CAD/CAM-CNC, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội [6] Quang Huy, Hoàng Dũng, Tường Thụy (2005), Vẽ 3D gia công khuôn với INVENTOR PRO/ENGIEER, NXB Giao thông vận tải [7] Vũ Lê Huy (2006), Thiết kế tính tốn truyền Bánh lăn, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường đại học bách khoa Hà Nội [8] GS.TS Nguyễn Văn Phái, TS Trương Tích Thiện (2003), Giải tốn kỹ thuật chương trình Ansys, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [9] Trịnh Thành Nhân (2003), Hướng dẫn tự học & thực hành PRO/ENGINEER Căn & nâng cao, NXB Thống kê thành phố Hồ Chí Minh [10] GVC Nguyễn Thế Tranh (2007), Giáo trình Cơng nghệ CAD/CAM, Đại học Bách khoa Đà Nẵng [11] Đinh Bá Trụ (2000), Hướng dẫn sử dụng ANSYS phần 1,2 Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [12] Nguyễn Văn Yến, Nguyễn Khánh Linh (2007), “Sử dụng phần mềm ANSYS để tính ứng suất uốn chân bánh răng”, Tạp chí khoa học cơng nghệ, (20), Đại học Đà Nẵng 95 [13] Trần Xuân Tùy, Bùi Mạnh Tuấn (2010), “Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CAE để thiết kế, chế tạo bánh lăn”, Tạp chí khoa học công nghệ, (39), Đại học Đà Nẵng Tiếng Nƣớc ngoài: [14] L.M SUNG anh Y.C.TSAI (1996) “a study on the mathematical models and contact ratios of extended cycloid anh cycloid bevel gear sets” department of Mechanical Engineering, National Sun yat-Sen University, Kaohsiung, Taiwan, 80424, Republic of China [15] Yunhong Meng, Changlin Wu, Liping Ling (2006), “Mathematical modeling of the transmission performance of 2K-H pin cycloid planetary mechanism” ScienceDirect, Mechanism and Machine Theory, (42) 776-790 [16] S.K MALHOTRA anh M.A PARAMESWARAN (1983), “ Analysis of the cycloid speed reducer” Mechanism and Machine Theory Vol.18, No.6, pp.491499, 1983 [17] Faydor L Litvin and others (2002), “New version of Novikov-Wildhaber helical gears: computerized design, simulation of meshing and stress analysis”, Comput Methods Appl Mech Engrg 191, 2002, 5707-5740 [18] Kazuhiro Saltou, Kazuhlro, Shinji Nishiwaki, Panos Papalambros (2005), A survey of Strutural Optimization in Mechanical Product Development, ASME [19] A.A Seireg, Jorge Rodriguez (1997), Optimizing the shape of mechanical elements and structures, Marcel Dekker [20] D.C.H.YANG and J G.BLANCHE (1990), “Design and application guidelines for cycloid drivers with machining tolerances” Mechanism and Machine Theory Vol.25, No pp.487-501 96 PHỤ LỤC Bảng P.1: Tra hệ số K RAz Z1 0.971 1.019 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 0.887 0.696 0.632 0.539 0.512 0.464 0.439 0.403 0.380 0.352 0.333 0.314 0.301 0.286 0.274 0.261 0.251 0.239 0.230 0.222 0.215 0.207 0.200 0.194 0.188 0.181 0.176 0.171 0.167 0.162 0.158 0.154 0.150 0.146 0.932 0.726 0.658 0.579 0.549 0.496 0.468 0.428 0.404 0.373 0.356 0.336 0.322 0.305 0.292 0.278 0.266 0.255 0.247 0.237 0.229 0.221 0.213 0.206 0.200 0.194 0.189 0.183 0.178 0.173 0.168 0.164 0.160 0.156 RAz = R2/A(1+z1) 2.0 2.1 2.2 1.069 0.977 0.756 0.703 0.618 0.586 0.528 0.497 0.453 0.426 0.397 0.380 0.358 0.343 0.324 0.310 0.294 0.284 0.272 0.262 0.252 0.243 0.234 0.227 0.219 0.213 0.206 0.200 0.194 0.189 0.184 0.179 0.174 0.170 0.166 1.118 023 0.787 0.752 0.657 0.623 0.559 0.525 0.477 0.453 0.422 0.404 0.380 0.363 0.342 0.327 0.312 0.301 0.288 0.278 0.267 0.257 0.248 0.240 0.232 0.225 0.218 0.212 0.205 0.200 0.195 0.190 0.185 0.180 0.175 1.168 069 0.823 0.801 0.696 0.659 0.589 0.552 0.500 0.480 0.447 0.427 0.401 0.382 0.360 0.347 0.330 0.318 0.304 0.293 0.281 0.272 0.262 0.254 0.245 0.238 0.230 0.224 0.217 0.211 0.206 0.200 0.195 0.190 0.185 1.219 1.115 0.873 0.851 0.735 0.695 0.618 0.579 0.529 0.508 0.472 0.450 0.422 0.401 0.380 0.366 0.348 0.335 0.320 0.308 0.296 0.287 0.276 0.267 0.258 0.250 0.242 0.236 0.229 0.223 0.216 0.211 0.205 0.200 0.195 1.269 1.161 0.923 0.900 0.773 0.730 0.648 0.610 0.558 0.534 0.496 0.472 0.442 0.422 0.399 0.385 0.366 0.352 0.336 0.324 0.311 0.301 0.290 0.281 0.271 0.263 0.255 0.248 0.240 0.234 0.227 0.221 0.215 0.210 0.205 1.319 1.225 0.974 0.949 0.811 0.765 0.676 0.643 0.586 0.561 0.520 0.495 0.462 0.444 0.419 0.403 0.383 0.368 0.351 0.340 0.326 0.315 0.304 0.294 0.283 0.276 0.267 0.259 0.252 0.245 0.238 0.232 0.226 0.220 0.215 97 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 73 74 75 76 77 78 79 80 0.143 0.140 0.136 0.133 0.131 0.128 0.125 0.122 0.120 0.118 0.115 0.113 0.111 0.109 0.107 0.105 0.104 0.102 0.100 0.098 0.097 0.095 0.094 0.092 0.091 0.090 0.088 0.087 0.086 0.085 0.083 0.082 0.081 0.081 0.080 0.079 0.078 0.077 0.076 0.075 0.074 0.153 0.149 0.145 0.142 0.139 0.136 0.133 0.131 0.128 0.125 0.123 0.121 0.119 0.116 0.114 0.112 0.110 0.108 0.107 0.105 0.103 0.102 0.100 0.098 0.097 0.096 0.094 0.093 0.091 0.090 0.089 0.088 0.087 0.087 0.085 0.084 0.083 0.082 0.081 0.080 0.079 0.162 0.158 0.155 0.151 0.148 0.145 0.142 0.139 0.136 0.133 0.131 0.128 0.126 0.124 0.121 0.119 0.117 0.115 0.113 0.112 0.110 0.108 0.106 0.105 0.103 0.102 0.100 0.099 0.097 0.096 0.095 0.093 0.092 0.092 0.091 0.090 0.088 0.087 0.086 0.085 0.084 0.172 0.167 0.164 0.160 0.157 0.153 0.150 0.147 0.144 0.141 0.139 0.136 0.133 0.131 0.129 0.126 0.124 0.122 0.120 0.118 0.116 0.114 0.113 0.111 0.109 0.107 0.106 0.104 0.103 0.101 0.100 0.099 0.097 0.097 0.096 0.095 0.094 0.092 0.091 0.090 0.089 0.181 0.177 0.173 0.169 0.165 0.162 0.158 0.155 0.152 0.149 0.146 0.143 0.141 0.138 0.136 0.133 0.131 0.129 0.127 0.125 0.123 0.121 0.119 0.117 0.115 0.113 0.112 0.110 0.109 0.107 0.106 0.104 0.103 0.103 0.101 0.100 0.099 0.097 0.096 0.095 0.094 0.191 0.186 0.182 0.178 0.174 0.170 0.167 0.163 0.160 0.157 0.154 0.151 0.148 0.145 0.143 0.140 0.138 0.136 0.133 0.131 0.129 0.127 0.125 0.123 0.121 0.119 0.118 0.116 0.114 0.113 0.111 0.110 0.108 0.108 0.107 0.105 0.104 0.103 0.101 0.100 0.099 0.200 0.195 0.191 0.187 0.183 0.179 0.175 0.171 0.168 0.165 0.162 0.159 0.156 0.153 0.150 0.147 0.145 0.142 0.140 0.138 0.136 0.133 0.131 0.129 0.127 0.125 0.124 0.122 0.120 0.118 0.117 0.115 0.114 0.114 0.112 0.111 0.109 0.108 0.106 0.105 0.104 0.210 0.205 0.200 0.196 0.191 0.187 0.183 0.180 0.176 0.173 0.169 0.166 0.163 0.160 0.157 0.154 0.152 0.149 0.147 0.144 0.142 0.140 0.138 0.135 0.133 0.131 0.129 0.128 0.126 0.124 0.122 0.121 0.119 0.119 0.117 0.116 0.114 0.113 0.111 0.110 0.109 98 RAz Z1 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 2.3 1.370 1.308 1.024 0.998 0.849 0.705 0.675 0.614 0.587 0.543 0.516 0.482 0.465 0.439 0.421 0.401 0.385 0.367 0.356 0.341 0.330 0.317 0.307 0.297 0.288 0.279 0.271 0.263 0.256 0.249 0.243 0.236 0.230 0.224 0.219 0.214 0.209 0.205 2.4 2.5 1.420 1.391 1.075 1.046 0.886 0.733 0.707 0.642 0.613 0.567 0.539 0.504 0.485 0.458 0.440 0.418 0.402 0.384 0.371 0.356 0.344 0.331 0.321 0.310 0.301 0.291 0.283 0.274 0.267 260 0.253 0.246 0.240 0.234 0.229 0.223 0.218 02 1.470 1.474 1.125 1.094 0.923 0.763 0.739 0.669 0.639 0.590 0.563 0.526 0.506 0.477 0.458 0.435 0.419 0.400 0.387 0.371 0.358 0.34.4 0.335 0.323 0.313 0.303 0.295 0.286 0.278 0.270 0.264 0.256 0.250 0.244 0.238 0.233 228 0.222 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0 1.521 1.557 1.174 1.142 0.960 0.797 0.771 0.697 0.664 0.613 0.587 0.547 0.527 0.496 0.476 0.451 0.437 0.416 0.402 0.386 0.373 0.358 0.348 0.336 0.326 0.315 0.307 0.297 0.290 0.281 0.274 0.266 0.260 0.254 0.248 0.242 0.237 0.231 1.571 1.640 1.224 1.189 0.996 0.830 0.802 0.724 0.690 0.636 0.611 0.569 0.547 0.516 0.495 0.469 0.454 0.432 0.418 0.400 0.388 0.372 0.362 0.349 0.338 0.327 0.319 0.309 0.301 0.292 0.285 0.277 0.271 0.264 0.258 0.251 0.246 0.240 1.621 1.722 1.273 1.240 1.033 0.863 0.833 0.751 0.717 0.659 0.635 0.591 0.567 0.535 0.514 0.487 0.471 0.449 0.433 0.415 0.402 0.386 0.375 0.362 0.351 0.339 0.330 0.320 0.312 0.303 0.295 0.287 0.281 0.273 0.267 0.260 0.255 0.249 1.672 1.804 1.322 1.299 1.069 0.896 0.864 0.778 0.745 0.681 0.658 0.612 0.588 0.554 0.533 0.504 0.488 0.465 0.449 0.429 0.417 0.400 0.388 0.375 0.364 0.351 0.342 0.332 0.323 0.314 0.306 0.298 0.291 0.283 0.277 0.270 0.264 0.258 1.729 1.886 1.371 1.358 1.105 0.928 0.895 0.806 0.773 0.705 0.682 0.633 0.608 0.573 0.552 0.522 0.505 0.481 0.465 0.414 0.431 0.414 0.402 0.387 0.377 0.364 0.354 0.343 0.334 0.324 0.317 0.308 0.301 0.293 0.286 0.279 0.273 0.267 99 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 0.200 0.196 0.192 0.188 0.184 0.180 0.177 0.174 0.171 0.167 0.164 0.161 0.159 0.156 0.153 0.151 0.148 0.146 0.144 0.142 0.139 0.137 0.135 0.133 0.132 0.130 0.128 0.126 0.124 0.123 0.121 0.120 0.118 0.117 0.115 0.114 0.209 0.204 0.200 0.196 0.192 0.188 0.185 0.181 0.178 0.175 0.172 0.168 0.166 0.163 0.160 0.157 0.155 0.152 0.150 0.148 0.146 0.143 0.141 0.139 0.137 0.135 0.133 0.132 0.130 0.128 0.126 0.125 0.123 0.122 0.120 0.119 0.218 0.213 0.209 0.204 02(0 0.196 0.192 0.189 0.185 0.182 0.179 0.175 0.173 0.170 0.167 0.164 0.161 0.159 0.156 0.154 0.152 0.149 0.147 0.145 0.143 0.141 0.139 0.137 0.135 0.133 0.132 0.130 0.128 0.127 0.125 0.124 0.226 0.221 0.217 0.212 0.208 0.204 0.200 0.196 0.193 0.189 0.186 0.183 0.179 0.176 0.173 0.171 0.168 0.165 0.163 0.160 0.158 0.155 0.153 0.151 0.149 0.147 0.145 0.143 0.141 0.139 0.137 0.135 0.133 0.132 0.130 0.128 0.235 0.230 0.225 0.220 0.216 0.212 0.208 0.204 0.200 0.196 0.193 0.190 0.186 0.183 0.180 0.177 0.174 0.171 0.169 0.166 0.164 0.161 0.159 0.157 0.154 0.152 0.150 0.148 0.146 0.144 0.142 0.140 0.139 0.137 0.135 0.133 0.244 0.238 0.234 0.229 0.224 0.220 0.216 0.211 0.208 0.204 0.200 0.197 0.193 0.190 0.187 0.184 0.181 0.178 0.175 0.172 0.170 0.167 0.165 0.162 0.160 0.158 0.156 0.153 0.151 0.149 0.147 0.146 0.144 0.142 0.140 0.138 0.252 0.247 0.242 0.237 0.232 0.228 0.223 0.219 0.215 0.211 0.207 0.204 0.200 0.197 0.193 0.190 0.187 0.184 0.181 0.179 0.176 0.173 0.171 0.168 0.166 0.163 0.161 0.159 0.157 0.155 0.153 0.151 0.149 0.147 0.145 0.143 0.261 0.255 0.250 0.245 0.240 0.235 0.231 0.226 0.222 0.218 0.214 0.211 0.207 0.203 0.200 0.197 0.194 0.191 0.188 0.185 0.182 0.179 0.177 0.174 0.172 0.169 0.167 0.164 0.162 0.160 0.158 0.156 0.154 0.152 0.150 0.148 100 Bảng P.2: Tỉ lệ vết tiếp xúc RAz Z1 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 1.3 67.53 65.41 63.48 61.63 60.91 60.37 59.94 57.56 57.22 56.93 56.69 56.48 56.30 56.14 56.00 55.88 55.76 55.66 55.57 55.49 55.41 55.34 55.27 55.21 55.16 55.11 55.06 55.01 54.97 54.93 54.90 54.86 54.83 54.80 54.77 54.74 54.71 1.35 1.4 1.45 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 65.00 62.00 58.58 57.46 56.65 56.02 55.53 55.13 54.81 54.53 54.30 54.10 53.92 53.77 53.64 53.51 53.41 49.19 49.09 49.00 48.91 48.83 48.76 48.70 48.64 48.58 48.53 48.48 48.43 48.39 48.35 48.31 48.27 48.24 48.20 48.17 48.14 66.86 60.22 57.76 56.19 55.12 50.21 49.54 49.01 48.58 48.23 47.93 47.68 47.47 47.28 47.12 46.97 46.84 46.73 46.62 46.53 46.44 46.36 46.29 46.22 46.16 46.10 46.05 46.00 45.96 45.91 45.87 45.83 45.80 45.76 45.73 45.70 45.67 45.65 62.13 57.84 5128 49.63 48.49 47.67 47.04 46.54 46.14 45.81 45.54 45.30 45.10 44.93 44.78 44.64 44.52 44.41 44.32 4423 44.15 44.07 44.01 43.94 43.89 43.83 43.78 43.74 43.70 43.66 43.62 43.58 43.55 43.52 43.49 43.46 43.43 43.41 59.74 51.22 48.76 47.21 46.15 45.37 44.78 44.32 43.95 43.64 43.39 43.17 42.98 42.82 42.68 42.55 42.44 42.34 42.25 42.17 42.09 42.02 41.96 41.90 41.85 41.80 41.75 41.71 41.67 41.63 41.60 41.57 41.54 41.51 41.48 41.45 41.43 41.40 50.58 46.60 44.42 43.06 42.13 41.45 40.93 40.53 40.20 39.94 39.71 39.52 39.36 39.22 39.09 38.99 38.89 38.80 38.72 38.65 38.59 38.53 38.47 38.42 38.38 38.33 38.29 38.26 38.22 38.19 38.16 38.13 38.10 38.08 38.05 38.03 38.01 37.99 46.33 42.79 40.87 39.67 38.84 38.25 37.79 37.44 37.15 36.92 36.72 36.56 36.41 36.29 36.18 36.09 36.00 35.92 35.86 35.79 35.74 35.68 35.64 35.59 35.55 35.52 35.48 35.45 35.42 35.39 35.36 35.34 35.32 35.29 35.27 35.25 35.23 35.22 42.81 39.65 37.94 36.87 36.14 35.61 35.21 34.90 34.65 34.44 34.27 34.12 33.99 33.88 33.79 33.70 33.63 33.56 33.50 33.45 33.40 33.35 33.31 33.27 33.23 33.20 33.17 33.14 33.12 33.09 33.07 33.05 33.03 33.01 32.99 32.97 32.95 32.94 39.87 37.03 35.50 34.54 33.89 33.42 33.07 32.79 32.56 32.38 32.22 32.09 31.98 31.88 31.80 31.72 31.66 31.60 31.54 31.50 31.45 31.41 31.37 31.34 31.31 31.28 31.25 31.23 31.20 31.18 31.16 31.14 31.12 31.10 31.09 31.07 31.06 31.04 37.39 34.83 33.45 32.59 32.01 31.58 31.26 31.01 30.81 30.65 30.51 30.39 30.29 30.20 30.13 30.06 30.00 29.95 29.90 29.86 29.82 29.78 29.75 29.72 29.69 29.66 29.64 29.61 29.59 29.57 29.56 29.54 29.52 29.51 29.49 29.48 29.47 29.45 101 RAz Z1 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 2.2 2.4 33.49 31.36 30.22 29.51 29.03 28.68 28.42 28.22 28.05 27.92 27.80 27.71 27.63 27.55 27.49 27.44 27.39 27.34 27.31 27.27 27.24 27.21 27.18 27.16 27.13 27.11 27.09 27.07 27.06 27.04 27.02 27.01 27.00 26.98 26.97 26.96 26.95 26.94 30.58 28.78 27.82 27.22 26.81 26.52 26.30 26.13 25.99 25.88 25.78 25.70 25.63 25.57 25.52 25.48 25.44 25.40 25.37 25.34 25.31 25.28 25.26 25.24 25.22 25.20 25.19 25.17 25.16 25.14 25.13 25.12 25.11 25.10 25.09 25.08 25.07 25.06 2.6 28.35 26.80 25.97 25.46 25.11 24.86 24.67 24.52 24.40 24.31 24.23 24.16 24.10 24.05 24.00 23.96 23.93 23.90 23.87 23.85 23.82 23.80 23.78 23.76 23.75 23.73 23.72 23.71 23.69 23.68 23.67 23.66 23.65 23.64 23.63 23.63 23.62 23.61 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 26.60 25.24 24.51 24.07 23.76 23.55 23.38 23.25 23.15 23.07 23.00 22.94 22.89 22.84 22.80 22.77 22.74 22.71 22.69 22.67 22.65 22.63 22.61 22.59 22.58 22.57 22.56 22.54 22.53 22.52 22.51 22.51 22.50 22.49 22.48 22.48 22.47 22.46 25.19 23.98 23.34 22.95 22.68 22.49 22.34 22.23 22.14 22.06 22.00 21.95 21.91 21.87 21.83 21.80 21.78 21.75 21.73 21.71 21.69 21.68 21.66 21.65 21.64 21.63 21.62 21.61 21.60 21.59 21.58 21.57 21.56 21.56 21.55 21.54 21.54 21.53 24.13 23.04 22.46 22.11 21.86 21.69 21.56 21.46 21.38 21.31 21.25 21.21 21.17 21.13 21.10 21.07 21.05 21.03 21.01 20.99 20.98 20.96 20.95 20.94 20.93 20.92 20.91 20.90 20.89 20.88 20.87 20.87 20.86 20.86 20.85 20.84 20.84 20.83 23.07 22.09 21.58 21.26 21.04 20.89 20.77 20.68 20.61 20.55 20.50 20.46 20.42 20.39 20.37 20.34 20.32 20.30 20.29 20.27 20.26 20.24 20.23 20.22 20.21 20.20 20.19 20.19 20.18 20.17 20.16 20.16 20.15 20.15 20.14 20.14 20.13 20.13 22.32 21.42 20.95 20.66 20.46 20.32 20.21 20.13 20.07 20.01 19.97 19.93 19.89 19.87 19.85 19.82 19.80 19.78 19.77 19.76 19.75 19.73 19.72 19.71 19.70 19.69 19.68 19.68 19.67 19.67 19.66 19.66 19.65 19.65 19.64 19.64 19.63 19.63 21.57 20.75 20.32 20.06 19.88 19.75 19.65 19.58 19.52 19.47 19.43 19.39 19.36 19.34 19.32 19.30 19.28 19.26 19.25 19.24 19.23 19.22 19.21 19.20 19.19 19.18 19.17 19.17 19.16 19.16 19.15 19.15 19.14 19.14 19.13 19.13 19.12 19.12 20.97 20.22 19.82 19.58 19.41 19.30 19.21 19.14 19.08 19.04 19.00 18.97 18.94 18.92 18.90 18.88 18.86 18.85 18.84 18.82 18.81 18.80 18.80 18.79 18.78 18.77 18.77 18.76 18.75 18.75 18.74 18.74 18.74 18.73 18.73 18.72 18.72 18.72 102 Phụ lục Q trình tính tốn biên dạng bánh lăn Ansys theo trình tự sau đây: Bƣớc Xây dựng mơ hình Từ mơ hình thiết kế Pro/ENGINEER chuyển sang mơ hình tính tốn, phân tích thiết kế phần mềm ANSYS Hình Mơ hình biên dạng đĩa Cycloid Bƣớc 2: Chọn kiểu phần tử Có thể chọn phần tử phẳng, phần tử khối, phần tử bậc thấp, phần tử bậc cao cho phù hợp với hình dạng, kích thước kiểu chịu tải vật thể cần xác định ứng suất Sau chọn kiểu phần tử, cần phải khai báo số thực phù hợp với kiểu phần tử chọn Các số thực chiều dày, chiều cao, diện tích mặt cắt, momen quán tính mặt cắt… Ta chọn Kiểu phần tử có nút, chương trình tự động chia vật thể thành số hữu hạn phần tử (lưới hóa) Tổng số phần tử là: 282 phần tử 103 Tổng số nút là: 1981 nút Hình Chia lưới Bƣớc 3: Khai báo vật liệu: Structural steel Cần khai báo tính chất vật liệu chế tạo vật thể, modun đàn hồi, hệ số pốtxơng, trọng lượng riêng… Vật liệu thép có modun đàn hồi E = 2.105MPa, hệ số Poisson ν = 0,3 104 Bƣớc 4: Đặt điều kiện biên - Các ràng buộc mặt lỗ Hình Đặt điều kiện biên - Đặt tải: lực phân bố suốt diện tích nhỏ dọc bề rộng đĩa cycloid: Diện tích đặt áp suất 41,96mm2 Hình Đặt tải trọng 105 Lực tác dụng đĩa Cycloid lăn đồng quy điểm cách tâm đĩa đoạn 84mm Bƣớc 5: Phân tích kết quả: Chạy ANSYS/Solve để giải phân tích thiết kế Chọn điều kiện giải tốn, chọn số bước tính tính, tiêu hội tụ, cách xuất kết vào file liệu… Kết thể hình đây: Trường ứng suất: Hình Trường ứng suất von-Mises Trường chuyển vị tổng cộng: Hình Trường biến dạng 106 Kết tính tốn sau chạy chương trình xuất dạng file, bảng Ứng suất biến dạng vật thể xuất dạng ảnh đồ phân bố trường, qua cho phép quan sát nhận biết trường phân bố giá trị Bƣớc 6: Khai thác, phân tích kết tính tốn TABLE 12 Model > Static Structural > Solution > Results Object Name Equivalent Stress State Solved Total Deformation Scope Geometry Face All Bodies Definition Type Equivalent (von-Mises) Stress Total Deformation Display Time End Time Results Minimum 2.7374 MPa mm Maximum 313.29 MPa 7.4971e-002 mm Information Time s Load Step Substep Iteration Number - Trường ứng suất tương đương Von Mises đĩa mô tả hình 5: Giá trị lớn bằng: 313.29 MPa (N/mm2) Giá trị nhỏ bằng: 2.7374 MPa - Trường biến dạng đĩa mô tả hình 6: Giá trị lớn bằng: 0.07497 mm Giá trị nhỏ bằng: mm Qua kết thu nhận thấy ứng suất lớn đĩa Cycloid tập trung chủ yếu vị trí tiếp xúc lăn đĩa Cycloid Như tính độ bền đĩa Cycloid cần quan tâm đến độ bền ứng suất tiếp xúc 107 Kiểm tra độ bền tiếp xúc: - Ứng suất tiếp xúc cho phép []=509MPa - Ứng suất tiếp xúc lớn theo tính tốn ANSYS = 313.29 MPa Vậy kết luận bánh thừa bền 108 ... Chƣơng TÍNH TỐN VÀ CHẾ TẠO BIÊN DẠNG BÁNH RĂNG CON LĂN 82 vi 5.1 CÁC THÔNG SỐ VÀ MÔ HÌNH BÀI TỐN THIẾT KẾ CHẾ TẠO BÁNH RĂNG CON LĂN ……………………………………………… 82 5.2 THIẾT KẾ BIÊN DẠNG ĐĨA RĂNG CYCLOID... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NGỌC CƯỜNG TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BIÊN DẠNG BÁNH RĂNG CON LĂN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NGỌC CƯỜNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BIÊN DẠNG BÁNH RĂNG CON LĂN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY