i NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ, tên SV: Võ Ngọc Hà Lớp: 49CTM Ngành : Chế tạo máy Mã ngành: Tên đề tài: “Mô hình hóa và mô phỏng chuyển động cơ cấu cam globoid cần lắc”. Số trang: 79 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 06 Hiện vật: 2 quyển đồ án và 1 đĩa CD NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Kết luận: Nha Trang, tháng 06 năm 2011. Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Tường ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ ii PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ, tên SV: Võ Ngọc Hà Lớp: 49CTM Ngành : Chế tạo máy Mã đề tài: Tên đề tài: : “Mô hình hóa và mô phỏng chuyển động cơ cấu cam globoid cần lắc”. Số trang: 79 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 6 Hiện vật: 2 quyển đồ án và 1 đĩa CD NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Điểm phản biện Nha Trang, tháng 06 năm 2011. Cán bộ phản biện Nha Trang, tháng 06 năm 2011. CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này là do chính bản thân tôi làm dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Văn Tường. Các nội dung nghiên cứu và kết quả tính toán trong đề tài là trung thực, không sao chép và chưa từng công bố trong các công trình nghiên cứu trước đây, những số liệu, công thức được lấy ra từ những tài liệu uy tín và hoàn toàn có thật. Nếu có bất kì sự gian lận nào tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước Hội Đồng cũng như kết quả bài đồ án của mình. Nha Trang, tháng 06 năm 2011 Sinh viên Võ Ngọc Hà iv LỜI CẢM ƠN Sau bốn năm học tập tại trường Đại học Nha Trang, bằng sự cố gắng và nỗ lực của bản thân cùng với sự chỉ bảo tận tình của thầy cô, tôi đã hoàn thành được đồ án tốt nghiệp của mình. Đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm khoa Cơ khí đã tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất để tôi có thể hoàn tất đề tài tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Văn Tường người đã trực tiếp hướng dẫn và động viên trong suốt thời gian qua để tôi có thể hoàn thiện kiến thức đã học đồng thời thiết kế xong đồ án này. Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô đã ngày đêm vất vả nghiên cứu để truyền đạt cho tôi những bổ kiến thức vô cùng quý giá. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và những người thân đã tạo điều kiện giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian học tập cũng như hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Nha Trang, tháng 6 năm 2011 Sinh viên thực hiện Võ Ngọc Hà v LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp cơ khí nói chung và ngành chế tạo máy nói riêng đã tạo ra nhiều cơ cấu, chi tiết máy với độ chính xác rất cao. Đặc biệt như cơ cấu cam globoid với những ưu điểm vượt trội về độ chính xác truyền động, khả năng mang tải, tuổi thọ cao…so với những cơ cấu cam thông thường. Do vậy cam globoid ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các cơ cấu máy hiện đại. Vấn đề thực tế đặt ra ở đây là cam globoid có hình dáng tương đối phức tạp nên công việc tạo hình, kiểm tra độ chính xác rất khó khăn. Xuất phát từ những thực tế đó cho thấy việc nghiên cứu phương pháp tạo mô hình, kiểm tra độ chí xác cơ cấu cam globoidal là rất cần thiết. Để giải quyết vấn đề nêu trên tôi đã tìm hiểu thực tế và sử dụng kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của TS. Nguyễn Văn Tường để thực hiện đề tài: “Mô hình hóa và mô phỏng chuyển động cơ cấu cam globoid cần lắc”. Nội dung của đề tài gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan về cơ cấu cam globoid cần lắc. Chương 2: Mô hình hóa cơ cấu cam. Chương 3: Mô phỏng chuyển động. Chương 4: Kết luận và đề xuất Do kiến thức và thời gian thực hiện đề tài có không tránh hạn nên khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý của các thầy và các bạn để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn và có thể đưa vào áp dụng trong thực tế một cách tốt nhất. Nha Trang, tháng 6 năm 2011. Sinh viên thực hiện Võ Ngọc Hà vi MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i LỜI NÓI ĐẦU v MỤC LỤC vi DANH MỤC HÌNH viiiiii DANH MỤC BẢNG xii DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT xiii CHƯƠNG I TỔNG QUAN CƠ CẤU CAM GLOBOID 1 1.1.Đặc điểm 1 1.2 .Phân loại 1 1.3 . Các thông số hình học của cam globoid 2 1.4. Ứng dụng 3 CHƯƠNG II MÔ HÌNH HÓA CƠ CẤU CAM GLOBOID 6 2.1. Các phương pháp xây dựng bề mặt làm việc của cam globoid 6 2.2. Phương pháp tạo bề mặt làm việc của cam globoid dựa vào mặt pitch và phương pháp “giả gia công”. 7 2.2.1 Phương pháp tạo hình dựa vào mặt pitch 7 2.2.2 Phương pháp “giả gia công” (phương pháp 3) 8 2.3. Mô hình hóa cam globoid bằng phần mềm Pro/ENGINEER 9 2.3.1 Mô hình hóa cơ cấu cam theo phương pháp 1 . 9 2.3.1.1 Các thông số đầu vào và những tính toán ban đầu 9 2.3.1.2 Quá trình mô hình hóa 10 2.3.2 Mô hình hóa theo phương pháp 2 22 2.3.2.1 Các thông số đầu vào và những tính toán ban đầu 22 2.3.2.2 Quá trình mô hình hóa 23 2.3.3 Phương pháp 3: Phương pháp ‘giả gia công’ 32 2.3.3.1 Các thông số đầu vào và những tính toán ban đầu 32 2.3.3.2 Quá trình mô hình hóa 33 vii 2.4 Tạo cần và con lăn 37 2.4.1 Tạo cần. 37 2.4.2 Tạo con lă. 38 CHƯƠNG III MÔ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG 40 3.1. Tạo mô hình lắp ráp bao gồm cam và cần 40 3.1.1. Lắp ráp cần và con lăn 40 3.1.2 . Lắp ráp cam và cần 41 3.2. Mô phỏng chuyển động. 43 3.3. Kiểm tra. 46 3.3.1. Kiểm tra giao thoa 46 3.3.2 . Kiểm tra khoảng cách từ mặt cam đến mặt con lăn. 46 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN. 48 4.1. Kết luận 48 4.2. Đề xuất ý kiến 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 viii DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1 Cam globoid loại có rãnh. 1 Hình 1.2 Cam globoid loại có gân. 2 Hình 1.3: Quan hệ hình học giữa cam globoid và cần lắc. 2 Hình 1.4: Hệ thống thay dao tự động tốc độ cao dùng cam globoid. 4 Hình 1.5: Cơ cấu phân độ dùng cam goboid trong hệ thống rô bốt hàn 5 Hình 1.6: Cơ cấu phân độ dùng cam goboid trong hệ thống lắp ráp. 5 Hình 1.7 Hình dạng bên ngoài của thiết bị phân độ dùng cơ cấu cam. 5 Hình 2.1: Mặt pitch và mặt làm việc của cam globoid. 6 Hình 2.2: Nguyên lý tạo mặt pitch 7 Hình 2.3: Mặt pitch dược tạo từ hai đường cong 3D 8 Hình 2.4: Tạo mặt làm việc theo phương pháp giả gia công. 9 Hình 2.5: Thông số của cam. Error! Bookmark not defined. Hình 2.6: Thông số của mặt tròn xoay 10 Hình 2.7: Mặt tròn xoay được tạo từ lệnh Revolve 10 Hình 2.8: File chứa các giá trị góc quay của cam (x) và 11 góc giữa trục con lăn so với mặt phẳng chuẩn (Y) 11 Hình 2.9: File chứa các giá trị góc quay của cam (x) và khoảng cách từ điểm pitch đến trục của cam (Y) 11 Hình 2.10: File chứa các giá trị góc quay của cam (x) và cách từ điểm pitch mặt phẳng chuẩn (Y) 11 Hình 2.11: Hiệu chỉnh đường cong 12 Hình 2.12: Đồ thị thể hiện góc (β 1 ) giữa trục con lăn so với mặt phẳng chuẩn khi cam quay 360 ° 12 Hình 2.13: Đồ thị thể hiện khoảng cách (R) từ điểm picth đến trục của cam 13 Hình 2.14: Đồ thị thể hiện khoảng cách (h) từ điểm picth mặt phẳng chuẩn khi cam quay 360 ° 13 ix Hình 2.15: Đường tròn tiếp tuyến với tâm cần lắc 13 Hình 2.16 : Thông số khi vẽ đoạn thẳng quét 14 Hình 2.17: Mặt pitch trên 14 Hình 2.18: Đồ thị thể hiện góc (β 2 ) giữa trục con 15 Hình 2.19: Đồ thị thể hiện khoảng cách (R 2 ) từ điểm picth 15 đến trục của cam khi cam quay 360 ° 15 Hình 2.20: Đồ thị thể hiện khoảng cách (h 2 ) từ điểm picth mặt phẳng chuẩn khi cam quay 360 ° 15 Hình 2.21: Thông số để vẽ mặt pitch phía dưới 16 Hình 2.22: Kết quả khi tạo hai mặt pitch 16 Hình 4.22: Offset mặt làm việc thứ nhất 17 Hình 2.23: Offset mặt làm việc thứ nhất 17 Hình 2.24: Thông số mặt ngoài 18 Hình 2.25: Tạo mặt ngoài cho đỉnh cam 18 Hình 2.26: Quá trình trim để tạo hình dáng cam 19 Hình 4.26: Quá trình ghép các mặt lại với nhau 20 Hình 4.27: Quá trình tạo khối đặc cho cam 20 Hình 2.28: Mặt sketch của khối tròn xoay làm thân cam 21 Hình 2.29: Cam sau khi tạo khối bên trong. 21 Hình 2.30: Cam sau khi tạo rãnh then và bo góc. 22 Hình 2.31: Qui luật chuyển động của cần ứng với 23 Hình 2.32: Thông số khối tròn xoay 23 Hình 2.33: mặt tròn xoay được tạo từ lệnh Revolve 24 Hình 2.34: Phương trình trong hệ tọa độ trụ 24 Hình 2.34: Đường 3D 25 Hình 2.35: Phương trình trong hệ tọa độ trụ của đường 3D trong vùng I,III 25 Hình 2.36: Kết quả cho đường cong 3d thứ nhất 26 Hình 2.37: Phương trình trong hệ tọa độ trụ của đường 3d 26 x Hình 2.38: Đường 3d thứ 2 27 Hình 2.39: Phương trình trong hệ tọa độ trụ của đường 3D thứ 2 27 Hình 2.39: Đường 3D thứ 2 28 Hình 2.40: Đường thẳng quét 28 Hình 2.41: Mặt phẳng pitch trên. 29 Hình 2.42: Đường thẳng quét 29 Hình 2.43: Kết quả sau khi tạo hai mặt phẳng picth 30 Hình 2.44: Tạo mặt làm việc cho cam. 30 Hình 2.45 : Quá trình cắt để tạo hình dáng cam hoàn chỉnh 31 Hình 2.46: Cam sau khi tạo rãnh then và bo các góc 32 Hình 2.47: Thông số của khối tròn xoay 33 Hình 2.48 : Khối tròn xoay 33 Hình 2.49: Kết quả khi tạo hai đường cong 3d 34 Hình 2.50: Thông số của tiết diện quét thứ nhất 34 Hình 2.51: Kết quả sau khi cắt 35 Hình 2.52: Kết quả sau khi cắt 35 Hình 2.53: Cam sau khi chỉnh sửa 36 Hình 2.54: Cam sau khi tạo rãnh then và bo các góc 36 Hình 2.55: Thông số của thân cần 37 Hình 2.56: thông số của trụ chứa con lăn 37 Hình 2.57: Cần 38 Hình 2.58: Thông số của con lăn. 38 Hình 2.59: Con lăn. 39 Hình 3.1 : Kết quả sau khi đưa cần vào ASM 40 Hình 3.2: File can.prt 41 Hình 3.3: Lắp cam 41 Hình 3.4: Tạo trục để lắp cần lắc. 42 Hình 3.5: Tạo các điểm trong quá trình lắp ráp. 42 Hình 3.6: Quá trình lắp ráp cơ cấu cam globoid cần lắc 43 [...]... COLOMBO FILIPPETTI SPA, Ý 5 Hình 1.5: Cơ c u phân Hình 1.6: Cơ c u phân dùng cam goboid trong h th ng rô b t hàn dùng cam goboid trong h th ng l p ráp Hình 1.7 Hình d ng bên ngoài c a thi t b phân dùng cơ c u cam 6 CHƯƠNG II MÔ HÌNH HÓA CƠ C U CAM GLOBOID 2.1 Các phương pháp xây d ng b m t làm vi c c a cơ c u cam globoid Có nhi u các ti p c n khác nhau t o mô hình cơ c u cam globoid mà công vi c quan... nhi u cách là mô hình t o ra ph i mô hình hóa cơ c u cam goloboid nhưng quan tr ng mb o chính xác v kích thư c hình h c, mb o yêu c u trong quá trình ki m tra giao thoa và khe h gi a hai m t làm vi c Sau ây là ba phương pháp mô hình hóa t i ưu nh t 2.3.1 Mô hình hóa cơ c u cam theo phương pháp 1 (t o m t pitch b ng quét m t o n th ng v i các ràng bu c toán h c) 2.3.1.1 Các thông s u vào và nh ng tính... tr c cam Kho ng cách t i m pitch 2 n n tr c cam Kho ng cách t tr c c n l c n u mút c a con lăn Phương trình chuy n ng c a c n ư ng cong ba chi u 1 CHƯƠNG I T NG QUAN CƠ C U CAM GLOBOID 1.1 c i m Các cơ c u cam globoid là nh ng cơ c u cam không gian v i hình dáng tương i ph c t p Cam globoid quay quanh tr c c a nó và d n chuy n ng theo Lo i cơ c u cam này có ng c n c i m sau: - C u trúc v ng ch c và kh... c a cam globoid Hình 1.3: Quan h hình h c gi a cam globoid và c n l c Trên hình 1.3 bi u di n các m i quan h hình h c gi a cam globoid lo i có gân v i c n l c Trên hình này, m t chu n là m t ph ng ch a tr c c n l c và vuông góc v i tr c cam, còn m t khai tri n là m t ph ng b t kỳ vuông góc v i 3 tr c con lăn i m pitch là giao i m c a tr c con lăn và m t ph ng khai tri n Các thông s hình h c c a cơ c... m t cam lõm (hình 1.1b) v i chuy n - ng c a c n là chuy n ng l c Lo i có m t ho c nhi u gân trên b m t cam v i hai d ng cơ c u b d n l c (c n l c) như hình 1.2a ho c cơ c u b d n quay (c n quay) như hình 1.2b Lo i này có rung, ít n khi làm vi c C n t c Cam a) chính xác truy n ng, tu i th cao, ít cao Cam C n b) Hình 1.1 Cam globoid lo i có rãnh 2 Hình 1.2 Cam globoid lo i có gân 1.3 Các thông s hình. .. n ng, máy óng gói và trong nhi u thi t b t Trên hình 1.4 trình bày h th ng thay dao t công c CNC dùng cơ c u cam globoid [6] ng khác ng t c cao trên máy 4 a) b) c) Hình 1.4: H th ng thay dao t d) ng t c cao dùng cam globoid a Cam globoid, b Con lăn, d H th ng thay dao, d C n thay dao Trên các hình 1.5, 1.6 và 1.7 là m t s ng d ng c a cơ c u cam globoid dùng trong h th ng rô b t hàn và dây chuy n l p... g T o kh i thân cam + Dùng l nh Revolve v i thi t di n v phác bao g m các o n 1-2, 2-3, 3- 4, 4-1 như trên hình 2.30 Hình 2.30: M t sketch c a kh i tròn xoay làm thân cam K t qu như hình 2.31 Hình 2.31: Cam sau khi t o kh i thân cam 22 h T o rãnh then cho cam - Dùng l nh Extrude t o rãnh then và l nh Edge Chamfer vát mép Hình 2.32: Cam sau khi t o rãnh then và bo góc 2.3.2 Mô hình hóa theo phương... trên hình 2.27: + Trim m t làm vi c v i m t + Trim m t c cho cam nh cam (hình 2.27a, b) nh cam v i m t làm vi c (hình 2.27c, d) +Trim m t thân cam v i v i m t làm vi c (hình 2.27e, g) Hình 2.27: Quá trình trim t o hình dáng cam 20 - Dùng l nh Merge ghép các m t v i nhau Hình 2.28: K t qu ghép các m t l i v i nhau - Dùng l nh Solidify chuy n các m t ã ghép sang v t th Hình 4.29: K t qu t o kh i c cho cam. .. vi c c a cam globoid Hình 2.1: M t pitch và m t làm vi c c a cam globoid 7 c Phương pháp “gi gia công” Theo quan i m gia công, các b m t làm vi c c a cam globoid có th xác ư c nh khi bi t s d ch chuy n tương ng c a các góc quay c a cam và góc quay c a khâu b d n [2] án này s trình bày các phương pháp t o m t làm vi c c a cam globoid c n l c thông qua m t pitch và phương pháp “gi gia công” Cơ s lý thuy...xi Hình 3.7: T o ng cơ quay cho cam 44 Hình 3.8: T o ng cơ cho con lăn trên c n 44 Hình 3.9: Ch nh th i gian và kho ng cách 45 Hình 3.10: Mô ph ng 45 Hình 3.11: Vùng giao thoa 46 xii DANH M C B NG Trang B ng 1: Các giá tr d ch chuy n góc quay c a cam và c n…… ….51 : B ng 2 Các thông s tính toán c a cam …………………….….54 B ng 3: Giá . tài: Mô hình hóa và mô phỏng chuyển động cơ cấu cam globoid cần lắc . Nội dung của đề tài gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan về cơ cấu cam globoid cần lắc. Chương 2: Mô hình hóa cơ cấu cam. . Đặc điểm Các cơ cấu cam globoid là những cơ cấu cam không gian với hình dáng tương đối phức tạp. Cam globoid quay quanh trục của nó và dẫn động cần chuyển động theo. Loại cơ cấu cam này có đặc. ráp. 42 Hình 3.6: Quá trình lắp ráp cơ cấu cam globoid cần lắc 43 xi Hình 3.7: Tạo động cơ quay cho cam. 44 Hình 3.8: Tạo động cơ cho con lăn trên cần. 44 Hình 3.9: Chỉnh thời gian và khoảng