- Ngoài những tính năng mô hình hóa, mô phỏng, trình diễn… Autodesk Inventor còn cung cấp cho chúng ta một số công cụ tính toán bulông, then, mối hàn… và thiết kế các bộ truyền động điển hình không thể thiếu trong lĩnh vực thiết kế cơ khí.
- Autodesk Inventor có các công cụ tính toán hết sức phong phú như: tính toán các mối ghép bằng bulông, hàn, thiết kế bánh răng, then, ổ lăn, lò xo, các bộ truyền, dung sai, dầm, trục … Việc thực hiện tính toán cũng hết sức trực quan bởi vì Autodesk Inventor biễu diễn hình vẽ với các ký hiệu lực, kích thước rất rõ ràng chúng ta chỉ cần điền thông số vào các ô dữ liệu để tính toán.
- Bên cạnh đưa các công cụ tính toán Autodesk Inventor còn cung cấp thêm một cuốn E ngineer’s Handbok, đây là sổ tay trình bày các công thức mà Autodesk Inventor đã dùng tính toán để cho chúng ta có thể đối chiếu, tham khảo nếu có nhu cầu.
- Do thời gian thực hiện đề tài có hạn cộng với sự hiểu biết còn ít, nên tôi chỉ trình bày một số công cụ tính mà tôi đã được học và nghiên cứu.
Hình 3.65
3.6.2.1 Tính dung sai :
- Để minh họa khả năng tính toán của phần mềm Autodesk Inventor tôi sẽ tính bằng tay và so sánh với kết quả của Autodesk Inventor, tôi có một ví dụ như sau : Xác định kích thước, sai lệch giới hạn và dung sai của khâu khép kín trong chuỗi kích thước như sau biết :
Mối ghép bằng hàn Mối ghép đinh tán
Thiết kế bộ truyền xích
Tính các loại then
Hình 3.66
- Đây là một bài toán thuận, tôi sẽ giải chuỗi này như sau : Như sơ đồ thì : A1 là khâu tăng.
A2,A3 là khâu giảm Kích thước danh nghĩa của khâu khép kín
[6] Sai lệnh giới hạn của khâu khép kín :
[6] [6] Dung sai khâu khép kín :
[6] - Bây giờ tôi sẽ thử tính bằng Autodesk Inventor :
+ Tôi chọn Tolera nce trong menu Design Accelerator.
+ Tôi tiến hành ad d dimension trong hộp thoại Tolerance Calculator như hình sau :
Hình 3.67
+ Hộp thoại Tolerance xuất hiện để điền thông số cho chuỗi kích thước Hình 3.68 Nhấn và o đâ y đ ể thê m c ác c h uỗi k íc h t hư ớc Đ ặt tên Kích thước Giới hạn trê n và giới hạn dư ới
+ Add xong tôi bấm nút calculate để cho phần mềm tính toán, kết quả tính trên màn hình hoàn toàn trùng với kết quả mà tôi đã tính bằng tay.
- Autodesk Inventor còn thể tính được bài toán nghịch, ví dụ: Xác định kích thước, sai lệch giới hạn và dung sai của khâu khép kín trong
chuỗi kích thước như sau biết :
.
Để giải được bài toán này, trước tiên tôi cần tính được cấp chính xác bằng tay vì Autodesk Inventor không hỗ trợ việc này.
Dựa vào sơ đồ ta xác dịnh được: A1,A2 là khâu tăng. A3,A4,A5 là khâu giảm. Hệ số cấp chính xác được tính :
[6]
Tra bảng thấy gần =100(ứng cấp chính xác IT11) nên tôi chọn cấp chính xác chung cho các khâu thành phần là 11. Từ đó ta gán sai lệnh và dung sai cho các khâu : khâu A3 là khâu giảm nên chọn h11 các khâu còn lại cũng làm tương tự.
Hình 3.69
Sau khi gán các kích thước đầy đủ, tôi bấm Calculate và được kết quả như sau :
Hình 3.70 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mặc dù việc tính dung sai rất đơn giản như thế nhưng việc hỗ trợ thêm chức năng này và cung cấp một bảng tra dung sai giúp cho việc thiết kế sẽ nhanh chóng hơn, không phải mất nhiều thời gian để tìm sách tra cứu.
3.6.2.2 Thiết kế bánh răng :
- Ở các bảng vẽ chế tạo chi tiết bánh răng, việc thể hiện bánh răng là khá đơn giản. Tuy nhiên để mô hình hóa 3D bánh răng bằng các công cụ vẽ thông thường thì rất phức tạp không chính xác, do đó Autodesk Inventor đã tích hợp công cụ thiết kế bánh răng mà từ đó tôi chỉ có
việc là chọn các thông số theo yêu cầu là có được một cặp bánh răng như ý.
Hình 3.71
- Việc chọn thông số cho cặp bánh răng trụ rất đơn giản, được dựa theo các tiêu chí như : số môđun, số răng, khoảng cách trục.
- Hình 3.71 là chọn thiết kế cặp bánh răng trụ dựa vào yếu tố: khoảng cách trục và tỷ số truyền để tính môđun và số răng.
+ Ô design guide : dùng để chọn thông số cần thiết kế, ở đây là Môđun và số răng.
+ Ô Desired Gear Ratio : tỷ số truyền. + Ô Module : mô đun
+ Ô Center Distance: khoảng cách giữa 2 trục. + Ô Facewidth : độ dày bánh răng cần thiết kế.
+ Ngoài ra còn có một số thông số khác như :góc prôfin20 độ… Autodesk Inventor cho phép tôi có thể gắn luôn cặp bánh răng vào 2 trục có sẵn hoặc chỉ tạo ra cặp bánh răng rồi sau đó tôi sẽ lắp sau. Sau khi chọn thông số xong và nhấn Ok, trên Desktop sẽ xuất
hiện cặp bánh răng(hình 3.72), tôi sẽ sử dụng các lệnh vẽ để vát mép, tạo lỗ…cho phù hợp với yêu cầu.
Hình 3.72
- Ngoài bánh răng trụ Autodesk Inventor còn có thể thiết kế bánh răng côn và bánh vít trục vít. (Hình 3.73)
Hình 3.73
3.6.2.3 Thiết kế trục :
- Để tiết kiệm thời gian vẽ trục và tính toán, Autodesk Inventor cung cấp một chức năng là S haft để thiết kế trục có đường kính và chiều dài theo yêu cầu. Bên cạnh đó Autodesk Inventor còn cho phép tính toán phản lực tại gối đỡ, mômem và vẽ biểu đồ một cách nhanh chóng.
- Tôi gọi lệnh Shaft, hộp thoại Shaft Compo nent Gener ator xuất hiện như sau :
Hình 3.74
Trong hộp thoại này tôi sẽ chọn từng phần của trục, ngoài việc xác định chiều dài và bán kính tôi còn có thêm nhiều lựa chọn sau : + Chọn các góc vát ở đầu trục, góc bo tròn, góc thoát dao giữa các phần trục.
+ Chọn tiết diện trục : tiết diện tròn, côn, đa giác.
+ Chọn vị trí tạo rãnh then, lỗ..để lắp ghép với các chi tiết khác.
Hình 3.75
Để tính nội lực, mômem và vẽ biểu đồ của trục tôi nhấn vào trang
Hình 3.76
Tại đây tôi sẽ xác định vị trí các gối đỡ của trục và thêm vào các lực lực tác dụng lên trục, lực phân bố, mômem xoắn, mômem uốn. Để đơn giản và dễ hình dung Hình 3.76 là tôi chọn một trục có chiều dài 300m, lực P=100N/m nằm ở giữa trục, hai gối đỡ cách 2 đầu trục 50m. Sau đó tôi nhấn nút Ca lculate để phần mềm tính toán, tính xong tôi chuyển qua trang G raphs để xem phản lực tại 2 gối đỡ, biểu đồ phân bố nội lực và mômem :
Các loại lực, mômem tác dụng lên trục
Hình 3.77 Phản lực tại 2 gối đỡ: 50N
Hình 3.78 Biểu đồ nội lực và mômem
3.6.2.4 Thiết kế then bằng: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Ghép bằng then thuộc loại tháo được , được dùng rộng rãi vì cấu tạo đơn giản và chắn chắn, dễ tháo lắp, giá thành rẻ.
- Ví dụ để ghép bánh răng với trục tôi phải sử dụng then, tôi có 2 cách để thực hiện điều này :
+ Cách 1: Không như bánh răng phức tạp, then là một chi tiết đơn giản tôi sẽ vẽ chi tiết then, rãnh then trên trục và bánh răng theo tiêu chuẩn và lắp ghép chúng lại với nhau.
+ Cách 2: tôi dùng chức năng thiết kế then của Autodesk Inventor để thiết kế then.
- Tôi thực hiện như sau : tôi chèn 2 chi tiết bánh răng và trục vào mội trường lắp ráp As sembly sau đó tôi chọn trong menu
Design Accelerator , bảng chọn then xuất hiện (hình 3.79). Tôi chọn trục cần lắp then, lúc đó Autodesk Inventor sẽ dựa vào đường kính trục mà chọn then cho tôi theo tiêu chuẩn ISO, công việc còn lại của tôi là xác định chiều dài và vị trí lắp then trên trục và bánh răng là Autodesk Inventor sẽ tự tạo rãnh và ràng buộc lắp ghép then trên trục, bánh răng một cách nhanh chóng dễ dàng (Hình 3.80). Nhờ có chức năng này mà tôi sẽ tiết kiệm được thời gian tra cứu số liệu để vẽ then, rãnh then trên trục và bánh răng, ngoài then bằng Autodesk Inventor còn tạo được các loại then hoa.
Hình 3.79
Hình 3.80
Chương 4 : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
4.1 KẾT LUẬN :
Mặc dù thời gian thực hiện đề tài là có hạn, nhưng bằng những nỗ lực của bản thân cùng với sự hướng dẫn của thầy Th.S Trần Ngọc Nhuần, các thầy trong bộ môn và các bạn sinh viên tôi đã thực hiện xong đề tài tốt nghiệp của mình. Qua thời gian thực hiện đề tài tôi đã nghiên cứu những tính năng phần mềm Autodesk Inventor và có những nhận xét sau :
- Phần mềm Autodesk Inventor là một phần mềm khá mới đối với ngành cơ khí nói chung và bản thân tôi nói riêng, việc tìm tài liệu còn gặp rất nhiều khó khăn do đó trên tinh thần học hỏi nghiên cứu sáng tạo tôi cũng đã hết sức cố gắng tìm hiểu về phần mềm và cũng đã khám phá ra nhiều chức năng hay của phần mềm Autodesk Inventor. Phần mềm này là một công cụ hỗ trợ đắc lực cho việc nghiên cứu thiết kế chi tiết máy.
- Những chức năng hay của Autodesk Inventor như mô phỏng và lắp ráp giúp cho tôi hiểu rõ hơn về cấu tạo và cách lắp ráp trong thực tế. - Bên cạnh nhưng tính năng hay thì vẫn còn những mặt hạn chế của Autodesk Inventor như về phần vẽ 2D, có thể do hãng phần mềm đã có AutoCad nên họ không làm mạnh về mặt này. Phần mềm chạy rất nặng và lâu lâu hay bị lỗi, chưa ổn định.
Sau khi đã trình bày hết những vấn đề mà tôi đã nghiên cứu về phần mềm Autodesk Inventor, mặc dù là phần mềm còn rất nhiều chức năng mà tôi chưa kịp nghiên cứu nhưng bản thân tôi cũng rút ra được nhiều kinh nghiệm cho bản thân tôi. Đó là luôn tìm tòi học hỏi, sáng tạo và kiên nhẫn đối với những điều còn mới mẻ.
4.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN :
Qua quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp trên, bản thân tôi đã thật sự nắm bắt thêm nhiều kiến thức chuyên ngành quan trọng mà đặc biệt là sự phối hợp giữa hai ngành; cơ khí và công nghệ thông tin. Trong thời đại mới, việc áp dụng tin học hóa cơ khí là một vấn đề thật sự mang tính chất khoa học trong phương pháp học tập và làm việc. Song, với thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp này còn hạn chế, khả năng của phần mềm Autodesk Inventor còn rất nhiều mà tôi không đủ thời gian để nghiên cứu hết, nên việc ứng dụng tin học vào cơ khí trong đồ án tốt nghiệp này chỉ thực hiện ở cấp độ cơ bản. Vì vậy, tôi mong rằng thời gian thực hiện chuyên đề sẽ kéo dài hơn để chuyên sâu hơn và tôi cũng mong rằng sẽ có nhiều hơn những chuyên đề như thế này để sinh viên ngành chế tạo nói riêng và khoa cơ khí nói chung có nhiều cơ hội để tiếp cận nhiều hơn với tin học, với việc cơ khí hóa cũng như sự ứng dụng tin học vào cơ khí. Điều mà không thể thiếu với một xã hội phát triển như ngày nay.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Quang Huy-Tường Thụy-Hoàng Dũng (2005), NXB Giao thông vận tải, Thiết kế cơ khí với A utodesk Inventor 10 Cima tro n 6.0 2. PGS.TS. An Hiệp-TS.Trần Vĩnh Hưng-KS.Nguyễn Văn Thiệp
(2004), NXB Khoa học và kỹ thuật, Autod esk Inventor Phần mềm
thiết kế công nghiệp.
3. Nguyễn Trọng Hiệp (2001), Chi tiết máy, NXB Giáo dục, tập 1 và tập 2.
4. TS. Nguyễn Hữu Lộc (chủ biên)-Nguyễn Trọng Hữu (2006),NXB Tổng hợp Tp.Hồ Chí Minh, Thiết kế sản phẩm với Autodesk Inventor.
5. PGS-TS. Phạm Hùng Thắng (1995), Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học Chi tiết máy, NXB Nông nghiệp.
6. Th.S. Nguyễn Văn Tường (2002), Dung sai lắp ghép và Kỹ thuật đo.