60 ối với các chi tiết bánh răng, phần mềm GearTrax sẽ hỗ trợ việc dựng các khối 3D này.
Phần mềm GearTrax chứa một bảng các thông số để tạo một cặp bánh răng ăn khớp với nhau bao gồm bánh răng dẫn động và bánh răng truyền động. Các thông số yêu cầu nhƣ: module bánh răng, góc nghiêng răng (nếu là bánh răng nghiêng), đơn vị đo (inches hoặc metric), số răng, loại bánh răng (ăn khớp trong hoặc ăn khớp ngoài), hƣớng nghiêng răng ( nghiêng trái hoặc nghiêng phải), đƣờng kính vịng chia, chiều dài bánh răng, …
Sau khi nhập các thông số yêu cầu, chúng ta sẽ xuất dữ liệu và dựng khối 3D. Tùy vào mục đích, chúng ta có thể dựng các bánh răng với các lựa chọn: dựng bản lắp ghép, chỉ xuất bánh dẫn động hoặc chỉ xuất bánh truyền động rong đồ án tốt nghiệp này, chúng ta chỉ dựng các bánh răng riêng lẻ để dễ dàng cho việc lắp ghép sau này.
Dƣới đây là các bƣớc để dựng chi tiết bánh răng bao và bánh răng hành tinh của cụm bánh răng hành tinh trƣớc.
Bƣớc 1: Mở phần mềm GearTrax.
Bƣớc 2: Nhập các thông số yêu cầu chung ( module = 1 285, góc nghiêng răng = 30o, đơn vị metric).
Bƣớc 3: Nhập các thông số riêng cho từng bánh răng với thông số cột Pinion là của bánh răng hành tinh, cột Gear là của bánh răng bao
Bánh răng hành tinh: số răng – 16, loại bánh răng – External, hƣớng nghiêng răng – Right Hand, chiều dài – 17.14 mm.
Bánh răng bao: số răng – 71, loại bánh răng – Internal, hƣớng nghiêng răng – Right Hand, chiều dài – 39.46.
61
Hình 3.33 Bảng cài đặt thông số GearTrax
Bƣớc 4: Chọn kiểu xuất dữ liệu và dựng khối 3D.
Chọn thẻ CAD , trong mục Create in CAD, chọn xuất hai chi tiết riêng lẻ (Both model only), nhấn nút để chuyển dữ liệu sang SolidWorks.
62 Bƣớc 5: Mở biểu tƣợng phần mềm SolidWorks, màn hình sẽ hiển thị hai chi tiết bánh răng
Hình 3.35 Khối 3D chi tiết bánh răng hành tinh và bánh răng bao tạo bởi GearTrax
Ở phần này chỉ giới thiệu cách sử dụng phần mềm GearTrax, vì vậy, các bánh răng này chƣa hoàn thiện, cần phải chỉnh sửa thêm.
63
64
3.2. Quy trình lắp ghép cụm bánh răng hành tinh trƣớc ( Front Planetary Gear )
Bƣớc 1: Khởi động SolidWorks, mở môi trƣờng Assembly Bƣớc 2: Chèn các chi tiết cần lắp ghép.
Click vào ô để chèn các chi tiết của cụm bánh răng hành tinh. Chi tiết đầu tiên đƣợc chèn vào là Ring Gear. Cần lƣu ý rằng, do đƣợc chèn vào đầu tiên nên nó sẽ đƣợc phần mềm cố định lại ( Fix ).
Hình 3.37 Chèn các chi tiết thuộc bộ bánh răng hành tinh trước
hi đã thực hiện xong, nếu cần thêm một chi tiết bất kì, chọn vào biểu tƣợng
để chèn bổ sung thêm chi tiết bị thiếu.
Bƣớc 3: Ràng buộc đồng tâm cho bánh răng hành tinh và trục lắp bánh răng hành
tinh trên cần dẫn. Click chuột vào trên màn hình để mở bảng Mate. Chọn hai mặt nhƣ hình 3.38.
65
Hình 3.38 Lệnh Mate Concentric giữa cần dẫn và bánh răng hành tinh
Thực hiện tƣơng tự với các bánh răng hành tinh còn lại.
Bƣớc 4: Ràng buộc bánh răng hành tinh vào đúng vị trí với cần dẫn.
Sau khi hộp thoại Mate xuất hiện, nhấp chuột vào phần , chọn lệnh Width . Chọn bốn mặt nhƣ hình 3.39.
66 Thực hiện tƣơng tự đối với các bánh răng hành tinh còn lại.
Bƣớc 5 : Ràng buộc đồng tâm giữa bánh răng bao với mặt bích bánh răng bao Mở lệnh Mate và chọn hai đƣờng trịn trên hai chi tiết nhƣ hình 3.40.
Hình 3.40 Lệnh Mate Concentric giữa bánh răng bao và mặt bích bánh răng bao
Thực hiện tƣơng tự ràng buộc đồng tâm giữa bánh răng bao với phe hãm.
67 Bƣớc 6: Ràng buộc tiếp xúc giữa bánh răng bao với mặt bích bánh răng bao Mở lệnh Mate và chọn hai mặt nhƣ hình 3.42.
Hình 3.42 Lệnh Mate Coincident giữa bánh răng bao với mặt bích bánh răng bao
ƣơng tự tiếp tục ràng buộc tiếp xúc giữa phe hãm và bánh răng bao
68 Bƣớc 7: Ràng buộc đồng tâm cần dẫn bánh răng hành tinh với bánh răng bao
Hình 3.44 Lệnh Mate Concentric giữa bánh răng bao với cần dẫn
Bƣớc 8: Ràng buộc tiếp xúc giữa cần dẫn bánh răng hành tinh và mặt bích bánh răng bao
69 Bƣớc 9: Hiển thị ketch trên bánh răng bao và các bánh răng hành tinh để tiến hành lắp ghép bánh răng
Click chuột vào , lúc này phần mềm sẽ xuất hiện phần mở rộng của quá trình xây dựng chi tiết éo đến , click chuột phải, chọn vào biểu tƣợng để hiện Sketch 15 lên.
Làm tƣơng tự với để hiện lên Sketch 1.
Hình 3.46 Bản vẽ phác để ràng buộc vị trí các bánh răng
Bƣớc 10: Ràng buộc ăn khớp bánh răng giữa bánh răng bao và bánh răng hành tinh.
Quay cần dẫn đến vị trí đã tính tốn trƣớc. Vị trí này đƣợc xác định từ thứ tự ăn khớp của cụm bánh răng hành tinh thực tế.
70
Hình 3.47 Lệnh Mate Coincident vị trí giữa bánh răng bao với bánh răng hành tinh
Click chuột vào biểu tƣợng , chọn View Axes để hiển thị các trục bánh răng hành tinh và trục bánh răng bao
Chọn lệnh Mate, chọn vào mục , chọn lắp ghép để ràng buộc ăn khớp bánh răng hập các thơng số bánh răng nhƣ hình 3.48.
Hình 3.48 Lệnh Mate Gear giữa bánh răng bao với bánh răng hành tinh
Làm tƣơng tự với các bánh răng hành tinh cịn lại để hồn thành q trình lắp ghép ăn khớp của bốn bánh răng hành tinh với bánh răng bao
71 Bƣớc 11: Lắp ghép đồng tâm bánh răng mặt trời và bánh răng bao
Hình 3.49 Lệnh Mate Concentric giữa bánh răng mặt trời với các bánh răng hành tinh
Bƣớc 12: Lắp ghép tiếp xúc giữa mặt dƣới cùng của bánh răng mặt trời và mặt trên của cần dẫn.
72 Bƣớc 13: Quay bánh răng mặt trời đến vị trí thích hợp với bốn bánh răng hành tinh và tiến hành lắp ghép ăn khớp với một bánh răng bất kỳ.
Nhấp chuột phải vào cần dẫn, ẩn nó đi để thuận tiện cho ràng buộc ăn khớp.
Hình 3.51 Ẩn cần dẫn
Tiến hành ràng buộc ăn khớp tƣơng tự bƣớc 10. Click chuột phải vào và chọn để hiện chi tiết lên a đƣợc kết quả nhƣ hình 3.52.
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 thơng số của lệnh Exploded View nhƣ hình 3.53.
Hình 3.53 Các thơng số u 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 mơ phỏng là Explode.
79
Hình 3.59 Tab u 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 mơ 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