73 ể cụm bánh răng hành tinh có thể quay, ta cần tắt các ràng buộc cố định các bánh răng bao gồm các mate định vị bánh răng trƣớc khi lắp ghép ăn khớp ở bƣớc 10.
rên đây là các bƣớc lắp ghép cơ bản của một cụm chi tiết trong hộp số ƣơng tự tiến hành lắp ghép toàn bộ hộp số. Cần lƣu ý rằng, không nên lắp ghép từng cụm chi tiết rồi lắp ghép các cụm với nhau để hoàn thành lắp ghép hộp số. Việc lắp ghép nhƣ thế có thể thực hiện đƣợc nhƣng các cụm chi tiết sẽ chuyển động cùng nhau khi hoàn thành lắp ghép. Vì vậy, phải tiến hành lắp ghép từng chi tiết với vỏ hộp số để mỗi chi tiết có thể chuyển động độc lâp với nhau.
3.3. Mơ phỏng quy trình tháo lắp hộp số
Bƣớc 1: Lắp ghép các chi tiết lại thành một hộp số hoàn chỉnh.
Bƣớc 2: Dùng lệnh Exploded View . Màn hình sẽ hiển thị các thông số của lệnh Exploded View nhƣ hình 3.53.
Hình 3.53 Các thông số yêu cầu của Lệnh Exploded View
Các bƣớc lắp ghép
Chi tiết lắp ghép
Khoảng cách so với vị trí đầu Hƣớng lắp ghép
Trục lắp ghép (khơng sử dụng) Góc quay (khơng sử dụng)
74 Bƣớc 3: Phân rã các cụm chi tiết chính.
Chọn chi tiết một phần vỏ hộp số, một phần vỏ bộ OD, hƣớng theo trục Z, khoảng cách 2500mm.
Chọn các chi tiết thuộc cụm chi tiết Oil ump, hƣớng theo trục Z, khoảng cách 1450 mm.
Chọn các chi tiết thuộc cụm chi tiết Direct Clutch, hƣớng theo trục Z, khoảng cách 1150 mm. Tiếp tục các chi tiết này, hƣớng theo trục Y, khoảng cách 250mm.
Chọn các chi tiết thuộc cụm chi tiết Forward Clutch, hƣớng theo trục Z, khoảng cách 1150 mm.
Chọn các chi tiết thuộc cụm chi tiết Front lanetary Gear, hƣớng theo trục Z, khoảng cách 920 mm. Tiếp tục các chi tiết này, chọn trục Y, chọn biểu tƣợng để chọn hƣớng ngƣợc lại, khoảng cách 250 mm.
Chọn các chi tiết thuộc cụm chi tiết Second Brake, hƣớng theo trục Z, khoảng cách 850 mm.
Chọn các chi tiết thuộc cụm chi tiết ear lanetary Gear, hƣớng theo trục Z, khoảng cách 500 mm. Tiếp tục các chi tiết này, chọn trục Y, khoảng cách 250 mm.
Chọn các chi tiết thuộc cụm chi tiết First and Reverse Brake, hƣớng theo trục Z, khoảng cách 600 mm.
Chọn các chi tiết thuộc cụm chi tiết Overdrive nit, hƣớng theo trục Z, chọn biểu tƣợng để chọn hƣớng ngƣợc lại, khoảng cách 300 mm.
Chọn các chi tiết thuộc cụm chi tiết OD Brake B0, hƣớng theo trục Y, khoảng cách 250 mm.
Chọn các chi tiết thuộc cụm chi tiết OD Planetary Gear và cụm Counter Drive Gear, chọn trục Y, chọn biểu tƣợng để chọn hƣớng ngƣợc lại, khoảng cách 250 mm.
Sau khi thực hiện bƣớc này, hộp số đã đƣợc phân rã theo cụm chi tiết nhƣ hình 3.54.
75
Hình 3.54 Hộp số phân rã theo cụm chi tiết chính
Bƣớc 4: Tiếp tục phân rã các cụm chi tiết này thành từng chi tiết đơn lẻ.
Hình 3.55 Hộp số phân rã từng chi tiết
Sau khi tháo ráp hộp số thông qua lệnh Exploded View, chúng ta tiến hành dựng video mơ phỏng q trình tháo lắp đó
Bƣớc 5: Chọn thẻ Motion Study.
Bƣớc 6: Thiết lập các góc nhìn cho từng cụm chi tiết đã phân rã
ƣa góc nhìn đến cụm chi tiết Oil ump, điều chỉnh góc nhìn thích hợp, chọn View Orientation , chọn New View , đặt tên cho góc nhìn là 11 nhƣ hình 3.56.
76
Hình 3.56 Thiết lập góc nhìn cho từng cụm chi tiết chính
ặt góc nhìn cho tất cả các cụm chi tiết cịn lại nhƣ cách trên a có 10 góc nhìn Bƣớc 7: ặt góc nhìn xung quanh hộp số.
ƣơng tự cách đặt góc nhìn cho các cụm chi tiết, ở bƣớc này sẽ đặt góc nhìn ở bốn phía của hộp số (trái, phải, trƣớc và sau) ặt tên cho các góc nhìn là A,B, C và D.
77 Bƣớc 8: Tiến hành đặt các góc nhìn cho phần mơ phỏng.
Chọn góc nhìn A, chọn Key Point dịng thứ 2 tại dòng thời gian, nhấp chuột phải chọn Replace Key để đặt góc nhìn A là góc nhìn ban đầu.
Hình 3.58 Thiết lập góc nhìn ban đầu
Các thao tác tiếp theo sẽ đặt con trỏ tại dòng thứ 2 trên dòng thời gian để thiết lập các góc nhìn cho video mơ phỏng.
Tại giây thứ 2, nhấp chuột phải, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn A. Tại giây thứ 4, chọn View Orientation, chọn góc nhìn B, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn B.
Tại giây thứ 6, chọn View Orientation, chọn góc nhìn C, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn C.
Tại giây thứ 8, chọn View Orientation, chọn góc nhìn D, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn D.
78 Tại giây thứ 10, chọn View Orientation, chọn góc nhìn A, chọn Replace Key
để thiết lập góc nhìn A ban đầu.
Tại giây thứ 11, chọn View Orientation, chọn góc nhìn 1 (góc nhìn tổng thể), chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn 1.
Sau khi thiết lập các góc nhìn, dịng thời gian sẽ hiển thị nhƣ bên dƣới.
Bƣớc 9: Bắt đầu phần mô phỏng phân rã hộp số.
Chọn lệnh Amination Wizard , lệnh này sẽ có 2 tab yêu cầu.
ab đầu tiên sẽ yêu cầu chọn loại mô phỏng mong muốn bao gồm quay vật thể (Rotate Model ), phân rã ( Explode) và lắp ghép ( Collapse) một cụm chi tiết. Ở tab này, chúng ta lựa chọn loại mô phỏng là Explode.
79
Hình 3.59 Tab yêu cầu đầu tiên của Amination Wizard
au đó, Amination Wizard sẽ đƣa ra tab thứ 2 về các thông số của mô phỏng Explode cần xác định. Nó bao gồm thời gian q trình mơ phỏng và thời gian bắt đầu mô phỏng. Thiết lập thời gian mô phỏng là 40s, thời gian bắt đầu mô phỏng là giây thứ 11.
80
Hình 3.60 Tab yêu cầu tiếp theo của Amination Wizard
Bƣớc 10: Cài đặt các góc nhìn cho từng cụm chi tiết đã thiết lập trƣớc đó Các thao tác tiếp theo sẽ đặt con trỏ tại dòng thứ hai của dòng thời gian.
Tại giây thứ 52, nhấp chuột phải, chọn Replace Key để xác định từ giây này sẽ bắt đầu thay đổi góc nhìn.
Tại giây thứ 54, chọn View Orientation, chọn góc nhìn 11, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn 11.
Tại giây thứ 56, nhấp chuột phải, chọn Replace Key . Trong khoảng thời gian từ giây thứ 54 tới giây thứ 56. Góc nhìn sẽ khơng thay đổi.
Tại giây thứ 58, chọn View Orientation, chọn góc nhìn 12, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn 12.
81 Tại phút thứ 01: 02, chọn View Orientation, chọn góc nhìn 13, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn 13.
Tại phút thứ 01: 04, nhấp chuột phải, chọn Replace Key .
Tại phút thứ 01: 06, chọn View Orientation, chọn góc nhìn 14, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn 14.
Tại phút thứ 01: 08, nhấp chuột phải, chọn Replace Key .
Tại phút thứ 01: 10, chọn View Orientation, chọn góc nhìn 15, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn 15.
Tại phút thứ 01: 12, nhấp chuột phải, chọn Replace Key .
Tại phút thứ 01: 14, chọn View Orientation, chọn góc nhìn 16, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn 16.
Tại phút thứ 01: 16, nhấp chuột phải, chọn Replace Key .
Tại giây phút thứ 01: 18, chọn View Orientation, chọn góc nhìn 17, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn 17.
Tại phút thứ 01: 20, nhấp chuột phải, chọn Replace Key .
Tại phút thứ 01: 22, chọn View Orientation, chọn góc nhìn 18, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn 18.
Tại phút thứ 01: 24, nhấp chuột phải, chọn Replace Key .
Tại phút thứ 01: 26, chọn View Orientation, chọn góc nhìn 19, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn 19.
82 Tại phút thứ 01: 30, chọn View Orientation, chọn góc nhìn 20, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn 20.
Tại phút thứ 01: 32, nhấp chuột phải, chọn Replace Key .
Tại phút thứ 01: 34, chọn View Orientation, chọn góc nhìn 1, chọn Replace Key để thiết lập góc nhìn 1.
Tại phút thứ 01: 36, nhấp chuột phải, chọn Replace Key .
Bƣớc 11: Nhấn Calculate để phần mềm tính tốn lại tất cả q trình mơ phỏng. Bƣớc 12: Xuất video mô phỏng.
Nhấp vào công cụ Save Animation để xuất video mô phỏng này. Thao tác này sẽ xuất hiện hộp thoại Save Animation o File, đƣợc hiển thị trong hình 3.61.
83 Tại mục File name, đổi tên video theo mong muốn. Có các lựa chọn định dạng đầu ra cho video, chọn định dạng mặc định *.avi. Tùy chỉnh kích thƣớc khung hình video, chọn tỉ lệ 1334:685. Nhấn ave để lƣu video
Các cụm chi tiết chính của hộp số A140E
Hình 3.62 Cụm Oil Pump
84
Hình 3.64 Cụm Forward Clutch
85
Hình 3.66 Cụm Rear Planetary Gear
86
Hình 3.68 Cụm First and Reverse Brake
87
Hình 3.70 Cụm Overdrive Unit ( C0 )
88
3.4. Mô phỏng hoạt động của hộp số trong SolidWorks
3.4.1. Quy trình chung
Hình 3.72 Quy trình mơ phỏng hoạt động của hộp số trong SolidWorks 3.4.2. Chọn hướng nhìn khi xuất video cho hộp số 3.4.2. Chọn hướng nhìn khi xuất video cho hộp số
ể video xuất ra của các tay số là giống nhau về góc nhìn cũng nhƣ vị trí của hộp số, trƣớc tiên, cần tạo góc nhìn cố định cho hộp số.
Bƣớc 1: Mở File lắp ghép hoàn chỉnh hộp số tự động A140E.
Bƣớc 2: Dùng chuột điều chỉnh vị trí hộp số sau cho nhƣ mong muốn au đó
chọn “View Orientation “ trên thanh .
Chọn vào “ ew View “ thì phần mềm sẽ xuất hiện một hộp thoại nhỏ, đặt tên góc nhìn theo ý muốn.
89 Bƣớc 3: Chuyển sang thẻ Motion Study và chọn “ ave Animation “ au đó, xuất hiện bảng Save Animation to File.
rong ô “ Custom Aspect ratio ( width: height ) ”, đổi tỉ lệ thành 1334:685. Lúc này, không nhấn Save mà ấn chuột bất kỳ vào một vị trí trong bảng “ ave Animation to File “ Kéo bảng sang một bên để thấy màn hình SolidWorks rõ hơn và đánh giá xem khung của video khi xuất đã theo ý muốn hay chƣa ếu vị trí của hộp số khi xuất video chƣa nhƣ mong muốn thì tiến hành làm lại từ bƣớc 2 đến khi đƣợc vị trí mong muốn.
Sau khi tiến hành đặt góc nhìn nhiều lần. ta đƣợc hai góc nhìn 4 và 6 là phù hợp để xuất video nhất.
90
Hình 3.73 Thiết lập góc nhìn thứ 4
91
3.4.3. Mô phỏng hoạt động của “ D or 2 Position 1st Gear” trong môi trường Motion Study
Thời gian mô phỏng hoạt đông của hộp số đƣợc phân bố nhƣ sau :
Từ 0s đến 2s, trục sơ cấp quay. Từ 2s đến 4s, ly hợp C1 và Co đóng
Từ 4s đến 15s, hộp số hoạt động truyền động Couter Drive Gear.
Bƣớc 1: Mở File lắp ghép hoàn thiện của hộp số A140E, chuyển sang môi trƣờng “ otion tudy” ở thanh cơng cụ phía dƣới cùng bên trái .
Bƣớc 2: Click chuột vào mục “ ype of tudy “ để chọn loại mô phỏng. Chọn chế độ Motion Analysis.
Ở chế độ Motion Analysis, phần mềm sẽ mô phỏng gần giống thực tế nhất về va
chạm tƣơng tác giữa các chi tiết, điều mà Animation và Basic otion không làm đƣợc.
Click chuột phải vào biểu tƣợng “ Orientation and Camera Views”, chọn mục “ Disable layback of ey View ” để tắt chế độ tự động chọn góc nhìn của phần mềm. Mục đích chính của lệnh này là sau khi tính tốn xong, góc nhìn sẽ đƣợc chuyển sang góc 4 và 6 nhƣ đã thiết lập ở phần 3.4.2 và xuất video.
92 Lệnh Contact nhằm mục đích mơ phỏng va chạm giữa các chi tiết trong SolidWorks. Nếu không đặt điều kiện va chạm cho các chi tiết thì khi tính tốn, SolidWorks sẽ cho các chạy chồng vật liệu lên nhau nhƣ hình 3.75.
Hình 3.75 Hai chi tiết bị chồng lên nhau
Ta thấy, Drive Gear và Driven Gear đang bị chồng vật liệu lên nhau, do phần mềm SolidWorks không thể tự hiểu đƣợc các chi tiết riêng lẻ mà cần có sự thiết lập va chạm Contact giữa hai chi tiết.
Click vào biểu tƣợng “ ection View “ để cắt hộp số làm hai phần. Hộp thoại Section View xuất hiện, chọn mặt phằng “ ight lane” và nhấn .
93 Sau khi nhấp chọn , ta đƣợc kết quả nhƣ hình 3.77. Tiến hành cắt hộp số thành hai phần nhằm mục đích đặt điều kiện va chạm Contact trở nên dễ dàng hơn, do hộp số A140E có rất nhiều chi tiết, bộ phận nằm bên trong.
Hình 3.77 Hộp số sau khi dùng lệnh Section View
Mô phỏng va chạm giữa piston, đĩa ép, đĩa ma sát, phe trong cụm ly hợp C1.
94
Mô phỏng va chạm giữa piston, đĩa ép, đĩa ma sát, phe trong cụm ly hợp C0.
Hình 3.79 Lệnh Contact trong cụm ly hợp C0
Mô phỏng va chạm giữa Clutch Drum trong Forward Clutch với đĩa ép của ly hợp C1, đĩa ma sát của ly hợp C2.
95
Mô phỏng va chạm giữa bánh răng bao cụm hành tinh trƣớc với đĩa ma sát cụm ly hợp C1.
Hình 3.81 Lệnh Contact giữa bánh răng bao trước với cụm ly hợp C1
Mô phỏng va chạm giữa C0 Drum với đĩa ma sát cụm phanh B0, đĩa ép cụm ly hợp C0.
96
Mô phỏng va chạm cần dẫn cụm bánh răng hành tinh OD với đĩa ma sát C0.
Hình 3.83 Lệnh Contact giữa cần dẫn với cụm ly hợp C0
Mô phỏng hoạt động của khớp một chiều F2 .
Khớp một chiều F2 có chức năng ngăn khơng cho cần dẫn bộ hành tinh sau quay theo chiều ngƣợc chiều kim đồng hồ. Tức là khi mô phỏng “ D or 2 osition 1st Gear” thì cần dẫn bộ hành tinh sau đứng yên. Nhấp chuột phải vào cần dẫn bộ hành tinh sau và chọn “ Fix”. Lệnh này có chức năng cố định cần dẫn bộ hành tinh sau.
97 Bƣớc 4 : ặt Motor và thiết lập thời gian hoạt động
Chuyển động quay của trục sơ cấp và trục trung gian của hộp số A140E đƣợc thực hiện bằng Motor quay trong SolidWorks . Tốc độ quay của trục sơ cấp đƣợc mô phỏng là 30 RPM và quay theo chiều kim đồng hồ.
ể mô phỏng chuyển động quay của trục sơ cấp, chọn biểu tƣợng “ otor” trên màn hình. Thiết lập các thông số nhƣ hình và chiều quay theo chiều kim đồng hồ (Motor 1 ).
98
Hình 3.84 Thiết lập Motor cho trục sơ cấp
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 không 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.