Trên thực tế, khi hộp số hoạt động ở số 1, ly hợp C1 đóng thì nhờ vào ma sát. Khi đó, chuyển động sẽ đƣợc truyền qua trục trung gian. Tuy nhiên, trong SolidWorks, do các chi tiết đƣợc xem là lý tƣởng dẫn đến khơng có ma sát giữa chúng. Vì vậy, ta cần đặt thêm một Motor mô phỏng dẫn động bánh răng bao của cụm hành tinh phía trƣớc. Motor này sẽ quay với tốc độ bằng tốc độ trục sơ cấp là 30 RPM.
99
Hình 3.85 Thiết lập Motor cho bánh răng bao trước
Tƣơng tự cụm ly hợp C0, khi hoạt động thực tế, bánh răng mặt trời OD sẽ đƣợc nối với cần dẫn. Tuy nhiên, do khơng có ma sát giữa các chi tiết nên ta cũng cần đặt thêm một Motor dẫn động C0 Drum để mơ phỏng q trình hoạt động của C0.
Ta có : r 1s 1 1 . 30RPM. 10.676 2.81 o C D um input t v v RPM i
100
Hình 3.86 Thiết lập Motor cho C0 Drum
ể thiết lập cho Motor dẫn động trục sơ cấp hoạt động từ đầu, hai Motor còn lại hoạt động khi C0 và C1 đóng, tức từ giây thứ 4, chọn biểu tƣợng ” Event – Based otion View”, cài đặt các điều kiện hoạt động cho Motor 2 và Motor 3.
101 Ngồi việc mơ phỏng chuyển động quay, Motor cịn có chức năng mô phỏng chuyển động tịnh tiến của các piston trong q trình đóng ly hợp C1 và C0.
102
Hình 3.87 Thiết lập Motor cho piston ly hợp C1
103
Hình 3.88 Thiết lập Motor cho piston ly hợp C0
Bƣớc 5 : Tắt các ràng buộc cố định chi tiết chuyển động ( MATE ).
Khi mơ phỏng, để các chi tiết có thể chuyển động đƣợc, nhất thiết phải tắt một số ràng buộc lắp ghép cố định. Nếu khơng, khi tính tốn sẽ dẫn đến việc máy tính báo lỗi và khơng thể thực hiện việc tính tốn.
Các lệnh Mate cần phải tắt hoạt động ở tay số này là: Concident 54; Distance 19 21 23 24 25 ( Mô phỏng C0). Coincident 143; Distance 36 đến 43 (Mô phỏng C1)
Parallel 2 3 4 ( Ràng buộc cố định cần dẫn ba bộ bánh răng hành tinh )
Thời gian mô phỏng đƣợc điều chỉnh bằng cách nhấp chọn vào biểu tƣợng trên thanh thời gian, nhập thời gian cần mô phỏng vào và nhấn .
104 Cần lƣu ý rằng, thời gian mô phỏng trong SolidWorks không nên quá lớn do việc tính tốn sẽ diễn ra trong thời gian rất lâu. Thời gian mô phỏng nên khoảng từ 5s đến 15s. rong trƣờng hợp mơ phỏng này, máy tính mất 2h để hồn thành việc tính tốn.
Bƣớc 6: Tính tốn.
Nhấp chuột vào biểu tƣợng ” Calculate “ để bắt đầu việc tính tốn. Bƣớc 7 : ánh giá kết quả.
Nhấp chuột vào một trong hai biểu tƣợng “ lay to tart or lay “ để xem video mô phỏng.
Dựa vào lý thuyết, đánh giá xem chiều quay của của các cụm chi tiết đã đúng chƣa ếu sai thì tìm ngun nhân và tiến hành mơ phỏng lại từ đầu.
Bƣớc 8: Chọn góc nhìn đã thiết lập.
Nhấp chuột vào biểu tƣợng ” View Orientation”, sau đó chọn góc nhìn thứ 4 để xuất video hộp số sử dụng mặt cắt.
Bƣớc 9 : Xuất video.
Click chuột vào ” layback peed”, chọn 0 5x để video xuất ra có tốc độ chậm hơn 2 lần so với video mô phỏng.
Chọn lệnh “ View etting”, chọn để chi tiết đƣợc đẹp hơn và nhìn thực tế hơn Lƣu ý chế độ này chỉ có trên các laptop có Card đồ họa rời.
ể tăng độ phân giải của hình ảnh, chọn “ Options”, chọn thẻ “Document roperties”, chọn mục Image Quality.
105 éo con trƣợt phía trên tới mức gần màu đỏ, tuy nhiên, không nên kéo vào phần màu đỏ vì điều đó sẽ dẫn đến máy tính khi xuất video sẽ bị quá tải có khả năng bị lỗi. Sau khi thực hiện xong, nhấn .
Dùng lệnh “ ave Animation” để xuất video . Chọn tỉ lệ xuất video là 1334:685 ặt tên File và nhấn vào nút Save.
106
3.4.4. Mơ phỏng hoạt động của các tay số cịn lại trong môi trường Motion Study
ƣơng tự nhƣ mô phỏng tay số “ D or 2 osition 1st
Gear “ ở mục 3.4.3, ở các tay số còn lại, chỉ cần đổi thay đổi các mô phỏng va chạm, đặt motor và tắt các ràng buộc phù hợp với từng tay số. Bắt đầu có sự khác biệt ở bƣớc 3.
Bƣớc 3: Thiết lập tƣơng tác va chạm giữa các chi tiết bằng lệnh “ Contact “ ối với các tay số cịn lại thì cịn một số mơ phỏng va chạm nhƣ sau:
Mô phỏng va chạm giữa piston , đĩa ép, đĩa ma sát và phe hãm trong ly hợp C2.
107
Mô phỏng va chạm giữa piston, đĩa ép, đĩa ma sát và phe hãm trong phanh B2.
Hình 3.90 Lệnh Contact trong cụm phanh B2
Mô phỏng va chạm giữa piston, đĩa ép, đĩa ma sát và phe hãm trong phanh B3.
108
Mô phỏng va chạm giữa piston, đĩa ép, đĩa ma sát và OD Case trong phanh B0.
Hình 3.92 Lệnh Contact trong cụm phanh B0
Mô phỏng va chạm giữa cần dẫn bộ bánh răng hành tinh sau với đĩa ma sát cụm phanh B3.
109 Bƣớc 4 : ặt Motor và thiết lập thời gian mô phỏng.
Piston ly hợp C2 di chuyển một khoảng 2.1 mm trong khoảng thời gian 2s.
110 Piston phanh B0 di chuyển một khoảng 3 mm trong khoảng thời gian 2s.
111 Piston phanh B2 di chuyển một khoảng 2.6 mm trong khoảng thời gian 2s.
112 Piston phanh B3 di chuyển một khoảng 2.6 mm trong khoảng thời gian 2s.
113 Bƣớc 5 : Tắt các ràng buộc cố định chi tiết chuyển động ( MATE). Tùy vào việc mô phỏng từng tay số mà ta tắt các ràng buộc khác nhau.
Mô phỏng C2: Coincident 157; Distance 44 đến 49.
Mô phỏng B2: Coincident 36; Distance 12 14 15 16 17 18. Mô phỏng B3: Coincident 3; Distance 1 đến 10.
Mô phỏng B0: Coincident 76; Distance 26 đến 31.
3.5. Chỉnh sửa và hoàn thiện video.
Sau khi xuất tất cả các video thì cần tiến hành chỉnh sửa trong phần mềm chuyên dùng Camtasia. Khi chỉnh sửa, cần thêm vào chú thích các chi tiết lúc tiến hành phân rã cũng nhƣ làm một video intro ngắn,…
Hình 3.98 Chỉnh sửa video trong Camtasia
114
Hình 3.99 Xuất video với độ phân giải 1080p
115
Chƣơng 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1. Kết luận
Mô phỏng cấu tạo và hoạt động của bộ truyền bánh răng hành tinh trong hộp số tự động A140E bằng phần mềm SolidWorks là một cách để chúng ta dễ dàng tiếp cận và hiểu rõ hơn về hộp số này.
ề tài đã trình bày cụ thể các nội dung cơ bản của hộp số A140E: cấu tạo, nguyên lý hoạt động bộ truyền bánh răng hành tinh và mô phỏng chúng trong phần mềm SolidWorks. Kết quả mà chúng em đạt đƣợc đó là một video bao gồm vị trí, cấu tạo các chi tiết của bộ truyền bánh răng hành tinh trong hộp số A140E và hoạt động cụ thể của nó ở tất cả các tay số và dãy số. Bên cạnh đó, chúng em đã xuất các khối 3D thành các tệp có định dạng PDF 3D. Các tệp này sẽ đƣợc mở bằng phần mềm Adobe Acrobat và hiển thị các khối 3D với các góc nhìn và vị trí khác nhau tùy theo mong muốn của ngƣời đọc.
Chúng em hi vọng với video và các tệp PDF 3D này sẽ góp phần nâng cao chất lƣợng giảng dạy trong mơn thực tập hệ thống truyền lực và cũng là tài liệu nghiên cứu sau này cho những sinh viên có đam mê với các phần mềm mô phỏng chuyển động nhƣ SolidWorks.
Link video kết quả: https://youtu.be/irhjCHAbc0A
4.2. Kiến nghị
Qua thời gian thực hiện nghiên cứu với đề tài: “ Nghiên cứu, mô phỏng hoạt động bộ truyền bánh răng hành tinh (PGU) trong hộp số tự động A140E bằng SolidWorks”, nhóm có những kiến nghị đối với những hƣớng nghiên cứu tiếp theo nhƣ
sau:
Do thời gian có hạn nên nhóm chỉ tiến hành mơ phỏng bộ truyền bánh răng hành tinh, vì vậy chúng em mong rằng những nhóm thực hiện tiếp tục đề tài này có thể tiến hành mơ phỏng hoạt động của quá trình điều khiển thủy lực của mạch dầu bằng SolidWorks Flow.
Hƣớng đi thứ hai là việc ứng dụng công nghệ thực tế ảo tăng cƣờng cho các chi tiết của hộp số
116 Các những nhóm sau có thể d ng mơ hình của chúng em để tiến hành mơ phỏng
điều khiển q trình sang số phụ thuộc vào tốc độ động cơ, tải
Việc sử dụng các phần mềm mô phỏng nhƣ SolidWorks, Catia,… vào học tập, công việc là một phần không thể thiếu trong thời kỳ phát triển cơng nghệ hiện nay ó mở ra một cánh của cơ hội việc làm mới cho sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô của trƣờng ta ó là các cơng việc thiết kế, chế tạo ở các tập đồn, cơng ty sản xuất ơ tơ Vì thế, chúng em mong rằng những khóa tiếp theo khoa Cơ hí ộng Lực sẽ đƣa thêm những môn học về mơ phỏng này vào chƣơng trình giảng dạy của khoa
117
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1 ài liệu đào tạo Toyota : Tập 9, Giai đoạn 2 - Hộp số tự động, Trang 26-69.
[2] Tài liệu chuyên ngành Toyota: A140E Automatic Transmisstion Service and Repair Manual.
[3] Matt Lombard, Mastering SolidWorks, Sybex , 2018.
[4] Veniamin Goldfarb, Evgenii Trubachev, Natalya Barmina, Advanced Gear Engineering, Springer International Publishing AG, 2018.
118
PHỤ LỤC 1. Giới thiệu phần mềm mô phỏng SolidWorks
SolidWorks là phần mềm thiết kế ba chiều đƣợc sử dụng rất nhiều không chỉ trong lĩnh vực cơ khí mà nó cịn đƣợc mở rộng ra các lĩnh vực khác nhƣ: iện, khoa học ứng dụng, cơ mô phỏng, xây dựng, kiến trúc, … với các công nghệ mới nhất về lĩnh vực đồ họa máy tính. Phần mềm SolidWorks do công ty SolidWorks phát triển, là một trong những phần mềm thiết kế uy tín nhất trên thế giới.
Hình PL 1 Phần mềm SolidWorks
Phần mềm SolidWorks cũng cho phép nhiều phần mềm ứng dụng nổi tiếng khác chạy trực tiếp trên mơi trƣờng của nó. SolidWorks có thể xuất ra các file dữ liệu định dạng chuẩn để ngƣời sử dụng có thể khai thác mơ hình trong mơi trƣờng các phần mềm phân tích khác nhƣ Ansys, Adams, Pro-Casting… rƣớc sự phát triển lớn mạnh của phần mềm CAD SolidWorks, hiện nay nhiều phần mềm CAD/CA đã viết thêm các modul nhận dạng trực tiếp file dữ liệu SolidWorks…
119
2. Một số chức năng cơ bản của SolidWorks
Thiết kế mơ hình 3D: ây là một trong những tính năng khá nổi bật của phần mềm SolidWorks. Thông qua việc thiết kế các các biên dạng 2D, phần mềm sẽ dựng các khối 3D theo yêu cầu ính năng này khá là dễ học thông qua các tài liệu thiết kế trên SolidWorks.
Hình PL 2 Tính năng thiết kế mơ hình 3D
Lắp ghép các chi tiết: ây là một tính năng mà hầu nhƣ các phần mềm CAD/CAM nào cũng có Các chi tiết 3D sau khi thiết kế xong có thể lắp ghép lại với nhau tạo thành một bộ phận máy hoặc một máy hoàn chỉnh. Xây dựng các đƣờng dẫn thể hiện quy trình lắp ghép.
120
Hình PL 3 Tính năng lắp ghép các chi tiết
Xuất bản vẽ: Phần mềm SolidWorks cho phép ta tạo các hình chiếu vng góc các chi tiết hoặc các bản lắp với tỉ lệ và vị trí do ngƣời sử dụng quy định mà khơng ảnh hƣởng đến kích thƣớc. Cơng cụ tạo kích thƣớc tự động và kích thƣớc theo quy định của ngƣời sử dụng. Tạo các chú thích cho các lỗ một cách nhanh chóng. Chức năng ghi độ nhám bề mặt, dung sai kích thƣớc và hình học đƣợc sử dụng dễ dàng.
121 Gia công: ể d ng đƣợc chức năng này, chúng ta phải sử dụng một modul nữa của SolidWorks là olidCam ây là modul Cam của olid, nó đƣợc tách ra để bán riêng. Việc sử dụng của SolidCam vô cùng thân thiện và dễ sử dụng.
Hình PL 5 Tính năng gia cơng mơ hình 3D
hân tích động lực học: SolidWorks Simulation cung cấp các công cụ mô phỏng để kiểm tra và cải thiện chất lƣợng bản thiết kế của bạn. Các thuộc tính vật liệu, mối ghép, quan hệ hình học đƣợc định nghĩa trong suốt quá trình thiết kế đƣợc cập nhật đầy đủ trong mô phỏng. Các sản phẩm đƣợc kiểm tra về độ bền, về hệ số an tồn và đƣợc phân tích động học đầy đủ Hơn thế nữa, tất cả các dạng hình học đều đƣợc hỗ trợ để mơ phỏng tính tốn nhƣ thật với các tính năng về kết cấu, thành mỏng và khối solid.
122
Hình PL 6 Tính năng mơ phỏng động lực học
3. Các sản phẩm của SolidWorks
SOLIDWORKS 3D CAD: bao gồm 3 loại tandard, rofessional, remium đáp
ứng các nhu cầu thiết kế khác nhau.
SOLIDWORKS Standard cung cấp khả năng thiết kế 3D mạnh mẽ, hiệu suất và
tính dễ sử dụng. Nó có thể tạo các chi tiết, các lắp ghép và các bản vẽ sản xuất, nhƣng cũng có thể sử dụng tất cả các cơng cụ cần thiết để tạo ra bề mặt phức tạp, trải phẳng tấm, và thiết kế kết cấu hàn. SolidWorks tandard cũng bao gồm các cơng cụ để tự động hóa thiết kế, thực hiện phân tích ứng suất, và xác định tác động môi trƣờng từ các thành phần.
SOLIDWORKS Professional có tất cả các công cụ sẵn có trong SolidWorks
Standard, ngồi ra cịn có thêm tính năng nhằm tăng tính hiệu suất, đảm bảo độ chính
123
SolidWorks Professional bao gồm các thƣ viện chi tiết tiêu chuẩn, các công cụ kẹp
nhanh, các công cụ giúp tự động tính tốn giá thành sản phẩm gia công và truy nhập chuyển đổi các dữ liệu hình học, có các cơng cụ phụ trợ giúp tự động tìm kiếm lỗi trong các thiết kế. Thực tế hóa các thiết kế với phần mềm hotoView 360 sau đó chia sẻ chúng với các phần mềm khác nhƣ eDrawings Professional. SolidWorks Professional cũng cung cấp cơng cụ tích hợp quản lý giữ liệu sản phẩm đảm bảo bảo mật các thơng tin dự án và theo dõi tồn bộ q trình thay đổi khi thiết kế ơn giản hóa quy trình thiết kế và tăng tính hiệu quả với SolidWorks Professional.
SOLIDWORKS Premium là một giải pháp thiết kế 3D toàn diện mà thêm vào
khả năng của SolidWorks Professional là khả năng mô phỏng, chuyển động, và các công cụ kiểm nghiệm thiết kế, có khả năng thiết kế hệ thống đi dây và chức năng định tuyến đƣờng ống, kỹ thuật thiết kế ngƣợc …vv gƣời dùng có thể kiểm tra lại hiệu suất sản phẩm thông qua việc mô phỏng chuyển động, các lực tác động thực tế với sự mơ phỏng phong phú sẵn có ảm bảo khả năng có thể sản xuất và giải quyết các vấn đề về lắp ghép phức tạp trong q trình thiết kế với cơng cụ phân tích dung sai. Nhanh chóng truy nhập các dữ liệu trong thiết kế bảng mạch in trong thiết kế mơ hình 3D, tạo các sơ đồ đi dây, định tuyến đƣờng ống, hệ thống ống với bộ công cụ mở rộng trong SolidWorks.
SOLIDWORKS Visualize cung cấp khả năng tạo các hình ảnh chất lƣợng, hình
ảnh động và nội dung 3D khác chỉ trong vài phút đôi khi chỉ trong vài giây.
SOLIDWORKS Electrical giúp tích hợp thiết kế điện và thiết kế cơ khí Có
SOLIDWORKS Electrical 2D và SOLIDWORKS Electrical 3D để bạn lựa chọn cho từng nhu cầu công việc.
SOLIDWORKS PCB hỗ trợ thiết kế bản vẽ mạch điện tử Altium.
SOLIDWORKS Composer một trong những giải pháp phần mềm
SOLIDWORKS giúp bạn trong việc tạo hình ảnh, video một cách hoàn toàn tự động