L ỜI CAM Đ OAN
4.1. Kết quả tính toán các thông số bánh răng, dao cắt
- Các thông sốđầu vào: TT Số liệu đầu vào Kí hiệu Giá trị 1 Số răng bánh nhỏ Z1 18 2 Số răng bánh lớn Z2 48 3 Tỉ số truyền m 2,66667 4 Góc giữa hai trục ∑ 90ο 5 Chiều rộng vành răng F 30,48 6 Góc ăn khớp α 20ο 7 Góc xoắn bánh nhỏ ψP 47,3ο 8 Hướng xoắn bánh răng nhỏ LH/RH Trái 9 Hướng xoắn bánh răng lớn LH/RH Phải 10 Bán kính dao cắt rC 95,25 11 Lượng dịch hypoit E 30 12 Đường kính vòng chia bánh răng lớn D 192
- Các thông số hình học bánh răng :
TT Các thông số tính toán Bánh nhỏ Bánh lớn
1 Đường kính chia trung bình 79,95659 164,20463
2 Chiều cao răng ăn khớp trung bình 6,02654 --- 3 Chiều cao đầu răng trung bình 4,38349 1,64304 4 Chiều cao chân răng trung bình 2,39636 13681
5 Chiều cao răng trung bình 6,77958 6,77958
6 Chiều cao đầu răng ngoài --- 2,06843
7 Chiều cao chân răng ngoài --- 6,27082
8 Chiều cao răng ngoài --- 8,33924
9 Góc côn chân 22,19390o 60,86125o
10 Góc côn chia 22,99664o 65,86674o
11 Góc côn đỉnh 27,8384o 66,69834o
12 Góc xoắn 47,3o 28,24416o
13 Khoảng cách từ đỉnh côn của mặt côn chân đến điểm giao O1, O2
13,33829 0,34631 14 Khoảng cách từđỉnh côn của mặt côn đỉnh 6,7568 -2,39057
đến điểm giao O , O1 2 15 Khoảng cách từ mặt đầu lớn đến điểm giao O2 91,81833 --- 16 mặt đầu nhỏ đến điểm 2 3139 Khoảng cách từ giao O 61,5 ---
- Các thông số dụng cụ cắt
TT C Ph
(cắt
P (cắ ác thông số tính toán ía lõm
ngoài) hía lồi t trong) 1 Số hiệu dao N 1 2 7 2 Bán kính đầu dao danh nghĩa 95,25 3 Bán kính đầu dao 93,84 95,35 4 Góc profin 12,79123o 27,20877o 5 Lượng mởđầu dao 1,9 1,9 6 Số lưỡi dao 6 6 7 Góc ăn khớp tổng 38o 38o
Bả hô trong phương trình bề mặt răng
TT Thông sô Ký hi trị
ng t ng số sử dụng
ệu Giá
1 Hai tham số xác định tọa độ lưỡi cắt S, θ ẩn số
2 Góc profin lưỡi cắt mặt lồi bánh lớn, mặt lõm bánh nhỏ α1 21,13873o 3 Góc profin lưỡi cắt mặt lõm bánh lớn, mặt lồi bánh nhỏ α2 -16,86127o
4 Bán kính dụng cụ cắt r 95,25
5 Số răng bánh nhỏ Z1 18
6 Số răng bánh lớn Z2 48
7 Góc nghiêng trục dụng cụ khi cắt tương ứng với α1
Góc nghiêng trục dụng cụ khi cắt tương ứng với α2
i -27,65841o 26,38186o
8 Góc quay trục j 0
9 Vị trí trục dụng cụ ban đầu theo phương ngang V
10 Vị trí trục dụng cụ ban đầu theo phương đứng H 11 Góc quay ban đầu của bánh dẹt sinh θc
TT Thông sô Ký hi
Giá trị ệu
13 Khoảng cách từđỉnh côn của mặt côn đỉnh i
điểm giao O
bánh nhỏ tớ 2
∆A -24,98757 14 Kho ừđỉnh côn của mặt côn đỉnh bánh nhỏ t
m B 18,05809 ảng cách t ới ∆ ặt đầu nhỏ của bánh lớn 1 G nhỏ so với phương vuông góc trục b γ 5 óc lệch trục bánh ánh lớn 0 16 óc G quay tức thời của bánh dẹt sinh q q(s, θ) 17 óc G quay tức thời của bánh răng gia công φ φ(s, θ)
hay các thông số trên vào các phương trình (3.5), (3.11) và (3.12) ta được phương
4 ng dụng phần mềm Ma ô phỏng bề mặt răng 4 athcad M rất n th W , c đồ họ Ngo thể p là ngôn ngữ lập trình bậc cao. 4 ủa phần mềm - Thanh tiêu + V ng trình đang làm + àn hình : nằm bên phải màn hình . T trình của bề mặt răng .2. Ứ thcad vẽ m .2.1 Giới thiệu sơ lược phần mềm M
athcad là một phần mềm tính toán mạnh, giao diện tha iện với ord ó những bảng tính và hàm giống như Excel, và có phần a. ài ra có
lậ trình trên Mathcad như
.2.1.1. Giao diện c
đề (Title bar) (hình 4-1)
ị trí : nằm trên đỉnh màn hình, cho biết tên chươ việc Nút điều khiển m
Hình 4-1: Giao diện phần mềm Mathcad -Thanh t
Trên thanh th
WORD, EXCEL, còn có các lệnh giao tiếp với người dùng Mathcadkhác trên thế giới thông qua mạng Internet (hình 4-2).
Edit : điểm nổi bật trong này là xuất hiện các mục Links, Object giúp người sử dụn
hực đơn Menu (hình 4-1)
ực đơn (menu bar) có nhiều trình đơn, khi một trình đơn được chọn, thì ngay lập tức một thực đơn thả (Full Down menu) (hình 4-2)xuất hiện cho phép chọn lệnh kế tiếp.
File : ngoài các lệnh tương tự như
Hình 4-2: Chọn trình File trên thanh menu
Hình 4-4: Trình Insert, Format, Math
Insert
Mathcad cho phép chèn các mục sau:
Graph : chèn vào các loại đồ thị.
Matrix… : chèn vào một Véctơ hoặc Ma trận.
Function… : chèn vào những hàm số đã được lập sẵn chẵn hạn như: sin, cos… Unit… : chèn đơn vị. Picture : chèn vào một hình vẽ. Math Region : chèn một vùng trống để nhập công thức toán. Text Region : chèn một vùng trống để nhập văn bản.
Page Break : chèn đường phân trang.
Reference… : tạo một liên kết với một tập tin
Excel,
ết với một tập tin
Excel, Ma cad…
Oject : chèn ảnh.
Format : Định dạng Text, Equation, đồ thị
Equation… : định dạng các dạng thức toán học về kiểu chữ, kích thước, màu sắc,…
Text : định dạng cho văn bản về kiểu chữ, kích cỡ, chỉ số trên, chỉ số dưới,…
Result : định dạng kết quả
Math
Calculate : tính một biểu thức khi đã được chọn. Chức năng này chỉ sử dụng khi không đánh dấu vào Automatic calculate trên thanh Math.
Calculate Worksheet : cập nhật hoá tất cả các kết quả tính toán hay vẽ khi thay đổi biến cho toàn bộWorksheet.
Automatic Calculate : tự động cập nhất hoá tất cả các kết quả khi thay đổi biến.
Optimization : đánh giá ước lượng, phân tích
Mathcad khác.
Component : tạo một liên k
th
-Thanh công cụMath (Math Toolbar) - Số học(Calculator T - Bảng lựa chọn các d - Véc tơ và Ma trận (V - Bảng các toán tử qu - Bảng các hép toán ollbar).
- Bảng các từ khoá để ng trình (Programming Tollbar). - Bảng các mẫu ký tự
- Bảng các từ khoá Sy ord Tollbar). ollbar).
ạng đồ thị(Graph Tollbar). ector and Matrix Tollbar).
an hệ (Evaluation Tollbar and Boolean Tollbar). p vềđạo hàm, tích phân, giới hạn,…(CaculusT
lập chươ
Hy Lạp (Greek Symbol Tollbar). mbolic (Symbolic keyw
Hình 4-5: Bảng tính để thực hiện các phép toán từ thanh Math
- Lựa chọn thuộc tính cho ký tự: Trên thanh menu : chọn Format/Style - Tạo vùng ký tự: Muốn tạo vùng ký tự, thực hiện theo các bước sau:
ố đặt ký tự.
Text Region hoặc từ bàn phím : nhấn “””
- Sao c p chép theo các cách sau:
- Cắt ký tự ch sau:
+ Từ bàn phím : nhấn tổ hợp Ctrl+X.
- Dán ký tự: Sau khi chọn vị trí cần dán đối tượng, thực hiện theo các cách sau: + Trên thanh menu : chọn Edit/Pase.
+ Trên thanh công cụ : nhắp vào biểu tượng . + Từ bàn phím : nhấn tổ hợp Ctrl+V.
- Xoá chuỗi ký tự: Kích chọn khung ký tự cần xoá:
+ Xoá ký tự nằm bên trái điểm chèn : nhấn Bksp ( ). + Xoá ký tự nằm bên phải điểm chèn : nhấn Delete.
+ Xoá tất cả các khung ký tự: chọn Edit/Select All (nhấn trl+A).
- Muốn ghi chồng ký tự: Kích trỏ chuột ngay bên trái của ký tựđầu tiên muốn gh chồng:
+ Nhấn phím Insert để bắt đầu nhập nội dung mới. + Kích con trỏ chuột tại vị trí mu n
+ Trên thanh menu : nhấn Insert/
hé ký tự: Sau khi đã chọn đối tượng, thực hiện sao + Trên thanh menu : chọn Edit/Copy.
+ Trên thanh công cụ chuẩn : nhắp vào biểu tượng . + Từ bàn phím : nhấn tổ hợp Ctrl+C.
: Sau khi đã chọn đối tượng, thực hiện việc cắt ký tự theo các cá + Trên thanh menu :chọn Edit/Cut.
+ Trên thanh công cụ : nhắp vào biểu tượng .
+ Nhấn lại phím Insert để trở lại chếđộ mặc định ban đầu.
- Chèn công thức vào chuỗi ký tự: Kích trỏ chuột tại nơi muốn chèn công thức, sau đó
- Kết n c hiện theo các bước sau:
rlink (hoặc nhấn Ctrl+K), xuất hiện hộp thoại Insert Hyperlink.
có thể thực hiện theo các cách sau:
+ Trên thanh menu : chọn Insert/Math Region. + Từ bàn phím : nhấn tổ hợp Ctrl+Shift+A.
ối: Muốn kết nối một tập tin bất kỳ, thự
+ Chọn đối tượng muốn kết nối.
+ Trên thanh menu : chọn Insert/Hype
+ Chọn để tìm file cần kết nối.
play as pop-up document.
Use relative path for hyperlink.
- Tìm
- Thay
Chọn ký tự muốn kiểm tra lỗi.
+ Muốn file kết nối ở dạng Pop-up thì kích Dis
+ Muốn sử dụng địa chỉ tương đối, kích
+ Muốn thể hiện chú thích ở thanh trạng thái, kich Message that appears…
+ Cuối cùng chọn OK.
ký tự: Thực hiện theo các cách sau: + Trên thanh menu : chọn Edit/Find… + Từ bàn phím : nhấn tổ hợp Ctrl+F thế ký tự: Thực hiện theo các cách sau: + Trên thanh menu : chọn Edit/Replace… + Từ bàn phím : nhấn tổ hợp Ctrl+F
- Kiểm tra lỗi chính tả: Thực hiện theo cách sau: +
- Nhập c, sau đó từ bàn ), th - Vẽđ Graph/X-Y Plot @ Để hiệ ồ thịcó th sau: - Vẽđ ẽ, Ma trận phải có ít nhất hai dòng và hai cột. aph/Contour Plot - Vẽđ các cách sau: ph/Surface Plot
- Vẽđồ thị hình thanh: Tạo vùng để vẽ thực hiện theo các cách sau:
công thức: Đặt con trỏ chuột tại chỗ bắt đầu gõ công thứ
phím có thể gõ các ký tự, con số hoặc các toán tử như cộng (+), trừ (-), nhân (* chia (/),… hoặc có thể dùng thanh công cụMa
4.2.1.3.Vẽđồ thị
ồ thị X-Y
+ Để tạo vùng vẽ có thể thực hiện theo các cách sau: + Từ thanh công cụ : chọn Insert/
+ Từ thanh Math : nhắp vào biểu tượng + Từbàn phím : nhấn
u chỉnh đ ể thực hiện theo các cách
+ Từ thanh công cụ :chọn Format/Graph/X-Y Plot
+ Nhắp đúp vào đồ thị muốn hiệu chỉnh.
ồ thị Contour: Tạo vùng để vẽ thực hiện theo các cách sau: + Xác định Ma trận để v
+ Từ thanh công cụ : chọn Insert/Gr
+ Từ thanh Math : nhắp vào biểu tượng + Từ bàn phím : nhấn tổ hợp Ctrl+5
+ Đặt tên Ma trậntrong khung trống.
ồ thị Surface:Tạo vùng để vẽ thực hiện theo + Từ thanh công cụ : chọn Insert/Gra
+ Từ thanh Math : nhắp vào biểu tượng + Từ bàn phím : nhấn tổ hợp Ctrl+2
+ Từ thanh công cụ: chọn Insert/Graph/3D Bar Plot
+ Từ thanh Math : nhắp vào biểu tượng + Đặt tên Ma trậntrong khung trống.
4.2.2. Ứng dụng Mathcad vẽ mô phỏng bề mặt răng
- Nhập các biến, các thông số của phương trình, gán giá trị cho các biến, các
(3.5)
tính toán, từ phương trình bề mặt răng v ta sử dụng công cụ trong Mathcad vẽđược bề mặt
thông số
- Nhập các hệ số aij của phương trình theo công thức - Nhập phương trình (3.12) vào màn hình
à các thông số, hệ sốđã có biên dạng răng của bánh răng.
Hình 4-7: Các hệ số aijđược nhập vào trong màn hình tính toán
Hình 4-8: Nhập phương trình bề mặt và vẽ mô phỏng
u lớn, mặt côn chứa đỉnh răng và mặt côn chứa chân răng.
4.3. Kiểm nghiệm kết quả
4.3.1 Mục đích và phương pháp
- Kiểm nghiệm phương trình bề mặt răng:
Mục đích: kiểm tra xem phương trình bề mặt răng xây dựng được có đúng là phương trình bề mặt cần tìm không.
Phương pháp kiểm nghiệm: so sánh kết quả giữa bề mặt xây dựng được với bề mặt chi tiết thực đã được gia công với cùng thông sốđầu vào và đã được kiểm tra bằng các phương pháp khác
- Kiểm nghiệm bề mặt bánh răng gia công:
Mục đích: sử dụng bề mặt lý thuyết đã xây dựng để kiểm tra bề mặt bánh ră g gia
công t công để đạt
được bề mặt răng chính xác nhất
Phương pháp kiểm nghiệm: so sánh kết quả giữa bề mặt chi tiết thực đã được cắt thử với bề mặt xây dựng được từ phương trình với cùng thông số đầu vào để đưa ra các giá trị sai số cần phải hiệu chỉnh.
4.3.2. Cách thực hiện
- Xây dựng bề mặt lý thuyết từ phương trình: Từ phương trình bề mặt đã xây dựng
được là hàm số của hai tham số f(s,θ) ta xác định tập hợp lưới điểm thuộc bề mặt bằng cách gán cho s và θ các giá trị khác nhau. Khi đã có được tập hợp các điểm thuộc bề mặt ta tiến hành xây dựng bằng cách vẽ lại bề mặt này trong phần mềm Solid Work. Như vậy với phương trình đã có ta có thể vẽđược bề mặt tương ứng. - Xây dựng bề mặt răng bánh răng: Bề mặt bánh răng thực đã gia công đượ ây
dựng bằng phươ được kết
nối với máy tính và phần mềm xử lý và thu được bản vẽ bề mặt răng thực.
ồng hai bề mặt trong môi trường của phần mềm kiểm tra. Bằng các phương pháp chồng khít lên nhau ta sẽ thu
n
ừ đó có thể đưa ra các thông số điều chỉnh trong quá trình gia
c x ng pháp quét ảnh bằng máy quét ánh sáng trắng. Máy quét
được các giá trị sai lệch tại các vị trí khác nhau của bề mặt từđó có thể phân tích và
đưa ra
quét và xử lý GOM ATOS V7.2.
côn răng cong trước khi được scan các giá trị điều chỉnh phù hợp.
4.3.3. Áp dụng vào kiểm tra thực tế
Quá trình kiểm tra được thực hiện tại trung tâm 3Dtech, Ngõ 95 Chùa Bộc,
Đống Đa, Hà Nội. Sử dụng hệ thống
- Xây dựng bề mặt răng bánh răng: Sử dụng máy scan 3D để tạo hình dạng bề mặt răng.
Hình 4-9 : Cặp bánh răng
Hình 4-11: Bề mặt bánh răng nhỏ nhận được bằng phương pháp scan 3D - Xây dựng bề mặt lý thuyết: Từ phương trình đã xây dựng được với hai tham số là s và θ, thay các giá trị khác nhau của hai tham số này vào phương trình ta thu được các tọa độ điểm tương ứng thuộc bề mặt. Ta xác định tọa độ của 90 vị trí trên bề
mặt để làm dữ liệu cho việc xây dựng bề mặt trên phần mềm SolidWorks.
Hình 4-12: Bề mặt răng xây dựng trên phần mềm từ phương trình
Nếu hai bề mặt được tạo ra trong cùng một giao diện của phần mềm kiểm tra thì phần mềm có thể xác định giá trị sai lệch giữa hai bề mặt tại vị trí bất kỳ trên bề
mặt kiểm tra. Ở đây bề mặt thực và bề mặt lý thuyết không được tạo ra trong một giao diện thống nhất trên phần mềm kiểm tra nên quá trình kiểm tra bị hạn chế. Do
đó cần tiếp tục nghiên cứu để có sự tương thích giữa hai bề mặt tạo thuận lợi cho quá trình kiểm tra.
Hình 4-13: Minh họa quá trình so sánh hai bề mặt
Việc xây dựng phương trình bề mặt răng có ý nghĩa rất quan trong trong quá trình gia công và kiểm tra sản phẩm từ đó có thể tối ưu hóa quá trình điều chỉnh máy để đạt chất lượng, giảm thiểu thời gian kiểm tra và giảm giá thành sản phẩm.