BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NGỌC CƯỜNG TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BIÊN DẠNG BÁNH RĂNG CON LĂN S K C 0 9 NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – 605204 S KC 0 8 Tp Hồ Chí Minh, 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NGỌC CƯỜNG TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BIÊN DẠNG BÁNH RĂNG CON LĂN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN NGỌC CƯỜNG TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BIÊN DẠNG BÁNH RĂNG CON LĂN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ HIẾU GIANG Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Nguyễn Ngọc Cường Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 02/6/1984 Nơi sinh: Phú Yên Quê quán: Phú Yên Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 14/6 Chu Mạnh Trinh – phường – Tuy Hòa – Phú yên Điện thoại quan: Fax: Nguyenngoccuongcdcn@yahoo.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Điện thoại nhà riêng: 01689519690 E-mail: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2002 đến 3/ 2007 Nơi học (trường, thành phố): Đại học Sư phạm Kỹ Thuật TP.HCM Ngành học: TKM Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Tính toán, thiết kế chế tạo máy tách hạt bắp Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: SPKT TP.HCM Người hướng dẫn: Th.S Lê Đăng Danh III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 3/2007 – 2/2008 4/2008 - Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Công ty TP.HCM Phòng thiết kế khí Trường Cao đẳng Công nghiệp Tuy hòa Giáo viên i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng năm 2013 (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Ngọc Cường ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh, bên cạnh nổ lực, cố gắng thân có hướng dẫn nhiệt tình quý Thầy Cô, động viên ủng hộ gia đình đồng nghiệp suốt thời gian học tập, nghiên cứu thực luận văn thạc sĩ Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin bày tỏ lời cảm ơn tới: PGS-TS Lê Hiếu Giang, người hết lòng giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho hoàn thành luận văn Xin gởi lời tri ân điều mà Thầy dành cho Các Thầy khoa Chế tạo máy hết lòng giúp đỡ để hoàn thiện luận văn Gia đình, đồng nghiệp người không ngừng động viên, hỗ trợ tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian học tập thực luận văn TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 Học viên thực Nguyễn Ngọc Cường iii TÓM TẮT Tên đề tài: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BIÊN DẠNG BÁNH RĂNG CON LĂN Thời gian: Từ 1/9/2012 đến 28/2/2013 Địa điểm: Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM  Kết chủ yếu đạt được: - Nghiên cứu khái quát CAD/CAM/CAE khả ứng dụng phần mềm thiết kế, phân tích thiết kế gia công khí - Nghiên cứu lý thuyết bánh biên dạng Cycloid, thiết lập phương trình biên dạng đĩa Cycloid - Xây dựng thêm phương pháp tính ứng suất tiếp xúc đĩa phần mềm ANSYS - Xây dựng chương trình thiết kế biên dạng đĩa Cycloid chương trình tính lực tác dụng lên biên dạng đĩa - Tiến hành gia công thử nghiệm bánh lăn máy phay CNC  The primary outcomes achieved: - esearch overview of CAD/CAM/CAE applications and software capabilities in the design, analysis and design for mechanical processing - Research theory Cycloid gear profiles, set the compiler Cycloid discs - Develop two programs designed Cycloid discs and programs of the forces on the disc boundary - Conduct testing processing in the roller gears on CNC milling machines iv MỤC LỤC TRANG TỰA Trang QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LÝ LỊCH KHOA HỌC………………………………………………………… i LỜI CAM ĐOAN …………………………………………………………………ii LỜI CẢM ƠN ………………………………………………………………… iii TÓM TẮT ……………………………………………………………………… iv MỤC LỤC …………………………………………………………………………v DANH MỤC CÁC BẢNG ………………………………………………………viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ……………………………………………………ix PHẦN I: MỞ ĐẦU ……………………………………………………………… 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: ……………………………………… MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI …………………………………………………3 ĐỀ XUẤT HƢỚNG NGHIÊN CƢ́U ………………………………………3 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu ……………………………………………… .3 3.2 Phạm vi nghiên cứu ………………………………………………… PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………………………………… NỘI DUNG THỰC HIỆN ……………… ……………………………… Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ……………… PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CƢ́U ………………………….……………….7 Chƣơng TỔNG QUAN VỀ LĨNH VƢ̣C NGHIÊN CƢ́U …………………7 Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT ………………………………….…………12 2.1 GIỚI THIỆU TÓM LƢỢC CAD/CAM/CAE VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM TRONG THIẾT KẾ VÀ GIA CÔNG CƠ KHÍ ….12 2.1.1 CAD (Computer Aided Design)…………………… …………….12 2.1.2 CAM (Computer Aided Manufacturing)…………… ………… 13 2.1.3 CAE (Computer Aided Engineering)……………………….…….16 2.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦ A BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CON LĂN ……………………………………………………… …18 v 2.2.1 Cấu tạo…………………………………………………………… 18 2.2.2 Nguyên lý làm việc……………………………………………… 18 2.3 THIẾT LẬP PHƢƠNG TRÌ NH BIÊN DẠNG ĐĨA CYCLOID … 20 2.3.1 Khái niệm………………………………………………………….20 2.3.2 Thiết lập phương trình biên dạng đĩa Cycloid………………… 23 2.4 NHẬN XÉT…………………………………………………………… 29 Chƣơng PHÂN TÍCH THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CON LĂN30 3.1 LỰC TÁC DỤNG TRONG BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CON LĂN 30 3.2 TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN TIẾP XÚC RĂNG ĐĨA CYCLOID… 32 3.2.1 Hằng số đàn hồi vật liệu vật thể tiếp xúc ZM………… 33 3.2.2 Tải trọng riêng tính toán độ bền tiếp xúc qH ……………… .33 3.2.3 Bán kính cong tương đương …………………………………… 43 3.2.4 Các công thức kiểm nghiệm cho đĩa Cycloid …………………… 46 3.2.5 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép  H  ……………………….48 3.3 TÍNH TOÁN CON LĂN ………………………………………… .52 3.4 TRÌNH TỰ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN …………………………… 54 Chƣơng CHƢƠNG TRÌ NH XÂY DƢ̣NG BIÊN DẠNG – TÍNH LỰC TÁC DỤNG LÊN BÁNH RĂNG CON LĂN ……………………… 57 4.1 CHƢƠNG TRÌNH XÂY DỰNG BIÊN DẠNG …………………… 57 4.1.1 Nội dung chương trình Visual Basic ……………………… 58 4.1.2 Nội dung chương trình AutoLISP ………………………… 63 4.2 CHƢƠNG TRÌNH TÍNH LỰC TÁC DỤNG LÊN BÁNH RĂNG CON LĂN ………………………………………………………………….68 4.2.1 Lưu đồ khối ……………………………………………………… 69 4.2.2 Nội dung chương trình ……………………………………… .72 4.2.3 Hướng dẫn sử dụng chương trình ………………………… 79 Chƣơng TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO BIÊN DẠNG BÁNH RĂNG CON LĂN 82 vi 5.1 CÁC THÔNG SỐ VÀ MÔ HÌNH BÀI TOÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO BÁNH RĂNG CON LĂN ……………………………………………… 82 5.2 THIẾT KẾ BIÊN DẠNG ĐĨA RĂNG CYCLOID ……………… 86 5.3 ỨNG DỤNG CAE TRONG PHÂN TÍCH THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CON LĂN ………………………………………………………………… 86 5.4 ỨNG DỤNG CAM TRONG GIA CÔNG BÁNH RĂNG CON LĂN 90 5.4.1 Lưu đồ trình thiết lập qui trình công nghệ gia công chi tiết Pro/ENGINEER ……………………………………………………… 90 5.4.2 Chi tiết sau gia công ………………………………………… 91 5.5 KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ………………………………… 92 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI …………………… 93 KẾT LUẬN …………………………………………………………… 93 HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI …………………………… ….94 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………… 95 PHỤ LỤC ……………………………………………………………………… 97 vii TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (2009), Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, Nhà xuất Giáo dục [2] Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình (2002), Chế độ cắt gia công khí, Nhà xuất Đà Nẵng [3] GS TS Trần Văn Địch (2003), Công Nghệ chế tạo máy, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [4] GS TS Trần Văn Địch (2003), Công nghệ chế tạo bánh răng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [5] Tăng Huy (2009), Giáo trình CAD/CAM-CNC, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội [6] Quang Huy, Hoàng Dũng, Tường Thụy (2005), Vẽ 3D gia công khuôn với INVENTOR PRO/ENGIEER, NXB Giao thông vận tải [7] Vũ Lê Huy (2006), Thiết kế tính toán truyền Bánh lăn, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường đại học bách khoa Hà Nội [8] GS.TS Nguyễn Văn Phái, TS Trương Tích Thiện (2003), Giải toán kỹ thuật chương trình Ansys, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [9] Trịnh Thành Nhân (2003), Hướng dẫn tự học & thực hành PRO/ENGINEER Căn & nâng cao, NXB Thống kê thành phố Hồ Chí Minh [10] GVC Nguyễn Thế Tranh (2007), Giáo trình Công nghệ CAD/CAM, Đại học Bách khoa Đà Nẵng [11] Đinh Bá Trụ (2000), Hướng dẫn sử dụng ANSYS phần 1,2 Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [12] Nguyễn Văn Yến, Nguyễn Khánh Linh (2007), “Sử dụng phần mềm ANSYS để tính ứng suất uốn chân bánh răng”, Tạp chí khoa học công nghệ, (20), Đại học Đà Nẵng 95 [13] Trần Xuân Tùy, Bùi Mạnh Tuấn (2010), “Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CAE để thiết kế, chế tạo bánh lăn”, Tạp chí khoa học công nghệ, (39), Đại học Đà Nẵng Tiếng Nƣớc ngoài: [14] L.M SUNG anh Y.C.TSAI (1996) “a study on the mathematical models and contact ratios of extended cycloid anh cycloid bevel gear sets” department of Mechanical Engineering, National Sun yat-Sen University, Kaohsiung, Taiwan, 80424, Republic of China [15] Yunhong Meng, Changlin Wu, Liping Ling (2006), “Mathematical modeling of the transmission performance of 2K-H pin cycloid planetary mechanism” ScienceDirect, Mechanism and Machine Theory, (42) 776-790 [16] S.K MALHOTRA anh M.A PARAMESWARAN (1983), “ Analysis of the cycloid speed reducer” Mechanism and Machine Theory Vol.18, No.6, pp.491499, 1983 [17] Faydor L Litvin and others (2002), “New version of Novikov-Wildhaber helical gears: computerized design, simulation of meshing and stress analysis”, Comput Methods Appl Mech Engrg 191, 2002, 5707-5740 [18] Kazuhiro Saltou, Kazuhlro, Shinji Nishiwaki, Panos Papalambros (2005), A survey of Strutural Optimization in Mechanical Product Development, ASME [19] A.A Seireg, Jorge Rodriguez (1997), Optimizing the shape of mechanical elements and structures, Marcel Dekker [20] D.C.H.YANG and J G.BLANCHE (1990), “Design and application guidelines for cycloid drivers with machining tolerances” Mechanism and Machine Theory Vol.25, No pp.487-501 96 PHỤ LỤC Bảng P.1: Tra hệ số K RAz Z1 0.971 1.019 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 0.887 0.696 0.632 0.539 0.512 0.464 0.439 0.403 0.380 0.352 0.333 0.314 0.301 0.286 0.274 0.261 0.251 0.239 0.230 0.222 0.215 0.207 0.200 0.194 0.188 0.181 0.176 0.171 0.167 0.162 0.158 0.154 0.150 0.146 0.932 0.726 0.658 0.579 0.549 0.496 0.468 0.428 0.404 0.373 0.356 0.336 0.322 0.305 0.292 0.278 0.266 0.255 0.247 0.237 0.229 0.221 0.213 0.206 0.200 0.194 0.189 0.183 0.178 0.173 0.168 0.164 0.160 0.156 RAz = R2/A(1+z1) 2.0 2.1 2.2 1.069 0.977 0.756 0.703 0.618 0.586 0.528 0.497 0.453 0.426 0.397 0.380 0.358 0.343 0.324 0.310 0.294 0.284 0.272 0.262 0.252 0.243 0.234 0.227 0.219 0.213 0.206 0.200 0.194 0.189 0.184 0.179 0.174 0.170 0.166 1.118 023 0.787 0.752 0.657 0.623 0.559 0.525 0.477 0.453 0.422 0.404 0.380 0.363 0.342 0.327 0.312 0.301 0.288 0.278 0.267 0.257 0.248 0.240 0.232 0.225 0.218 0.212 0.205 0.200 0.195 0.190 0.185 0.180 0.175 1.168 069 0.823 0.801 0.696 0.659 0.589 0.552 0.500 0.480 0.447 0.427 0.401 0.382 0.360 0.347 0.330 0.318 0.304 0.293 0.281 0.272 0.262 0.254 0.245 0.238 0.230 0.224 0.217 0.211 0.206 0.200 0.195 0.190 0.185 1.219 1.115 0.873 0.851 0.735 0.695 0.618 0.579 0.529 0.508 0.472 0.450 0.422 0.401 0.380 0.366 0.348 0.335 0.320 0.308 0.296 0.287 0.276 0.267 0.258 0.250 0.242 0.236 0.229 0.223 0.216 0.211 0.205 0.200 0.195 1.269 1.161 0.923 0.900 0.773 0.730 0.648 0.610 0.558 0.534 0.496 0.472 0.442 0.422 0.399 0.385 0.366 0.352 0.336 0.324 0.311 0.301 0.290 0.281 0.271 0.263 0.255 0.248 0.240 0.234 0.227 0.221 0.215 0.210 0.205 1.319 1.225 0.974 0.949 0.811 0.765 0.676 0.643 0.586 0.561 0.520 0.495 0.462 0.444 0.419 0.403 0.383 0.368 0.351 0.340 0.326 0.315 0.304 0.294 0.283 0.276 0.267 0.259 0.252 0.245 0.238 0.232 0.226 0.220 0.215 97 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 73 74 75 76 77 78 79 80 0.143 0.140 0.136 0.133 0.131 0.128 0.125 0.122 0.120 0.118 0.115 0.113 0.111 0.109 0.107 0.105 0.104 0.102 0.100 0.098 0.097 0.095 0.094 0.092 0.091 0.090 0.088 0.087 0.086 0.085 0.083 0.082 0.081 0.081 0.080 0.079 0.078 0.077 0.076 0.075 0.074 0.153 0.149 0.145 0.142 0.139 0.136 0.133 0.131 0.128 0.125 0.123 0.121 0.119 0.116 0.114 0.112 0.110 0.108 0.107 0.105 0.103 0.102 0.100 0.098 0.097 0.096 0.094 0.093 0.091 0.090 0.089 0.088 0.087 0.087 0.085 0.084 0.083 0.082 0.081 0.080 0.079 0.162 0.158 0.155 0.151 0.148 0.145 0.142 0.139 0.136 0.133 0.131 0.128 0.126 0.124 0.121 0.119 0.117 0.115 0.113 0.112 0.110 0.108 0.106 0.105 0.103 0.102 0.100 0.099 0.097 0.096 0.095 0.093 0.092 0.092 0.091 0.090 0.088 0.087 0.086 0.085 0.084 0.172 0.167 0.164 0.160 0.157 0.153 0.150 0.147 0.144 0.141 0.139 0.136 0.133 0.131 0.129 0.126 0.124 0.122 0.120 0.118 0.116 0.114 0.113 0.111 0.109 0.107 0.106 0.104 0.103 0.101 0.100 0.099 0.097 0.097 0.096 0.095 0.094 0.092 0.091 0.090 0.089 0.181 0.177 0.173 0.169 0.165 0.162 0.158 0.155 0.152 0.149 0.146 0.143 0.141 0.138 0.136 0.133 0.131 0.129 0.127 0.125 0.123 0.121 0.119 0.117 0.115 0.113 0.112 0.110 0.109 0.107 0.106 0.104 0.103 0.103 0.101 0.100 0.099 0.097 0.096 0.095 0.094 0.191 0.186 0.182 0.178 0.174 0.170 0.167 0.163 0.160 0.157 0.154 0.151 0.148 0.145 0.143 0.140 0.138 0.136 0.133 0.131 0.129 0.127 0.125 0.123 0.121 0.119 0.118 0.116 0.114 0.113 0.111 0.110 0.108 0.108 0.107 0.105 0.104 0.103 0.101 0.100 0.099 0.200 0.195 0.191 0.187 0.183 0.179 0.175 0.171 0.168 0.165 0.162 0.159 0.156 0.153 0.150 0.147 0.145 0.142 0.140 0.138 0.136 0.133 0.131 0.129 0.127 0.125 0.124 0.122 0.120 0.118 0.117 0.115 0.114 0.114 0.112 0.111 0.109 0.108 0.106 0.105 0.104 0.210 0.205 0.200 0.196 0.191 0.187 0.183 0.180 0.176 0.173 0.169 0.166 0.163 0.160 0.157 0.154 0.152 0.149 0.147 0.144 0.142 0.140 0.138 0.135 0.133 0.131 0.129 0.128 0.126 0.124 0.122 0.121 0.119 0.119 0.117 0.116 0.114 0.113 0.111 0.110 0.109 98 RAz Z1 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 2.3 1.370 1.308 1.024 0.998 0.849 0.705 0.675 0.614 0.587 0.543 0.516 0.482 0.465 0.439 0.421 0.401 0.385 0.367 0.356 0.341 0.330 0.317 0.307 0.297 0.288 0.279 0.271 0.263 0.256 0.249 0.243 0.236 0.230 0.224 0.219 0.214 0.209 0.205 2.4 2.5 1.420 1.391 1.075 1.046 0.886 0.733 0.707 0.642 0.613 0.567 0.539 0.504 0.485 0.458 0.440 0.418 0.402 0.384 0.371 0.356 0.344 0.331 0.321 0.310 0.301 0.291 0.283 0.274 0.267 260 0.253 0.246 0.240 0.234 0.229 0.223 0.218 02 1.470 1.474 1.125 1.094 0.923 0.763 0.739 0.669 0.639 0.590 0.563 0.526 0.506 0.477 0.458 0.435 0.419 0.400 0.387 0.371 0.358 0.34.4 0.335 0.323 0.313 0.303 0.295 0.286 0.278 0.270 0.264 0.256 0.250 0.244 0.238 0.233 228 0.222 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0 1.521 1.557 1.174 1.142 0.960 0.797 0.771 0.697 0.664 0.613 0.587 0.547 0.527 0.496 0.476 0.451 0.437 0.416 0.402 0.386 0.373 0.358 0.348 0.336 0.326 0.315 0.307 0.297 0.290 0.281 0.274 0.266 0.260 0.254 0.248 0.242 0.237 0.231 1.571 1.640 1.224 1.189 0.996 0.830 0.802 0.724 0.690 0.636 0.611 0.569 0.547 0.516 0.495 0.469 0.454 0.432 0.418 0.400 0.388 0.372 0.362 0.349 0.338 0.327 0.319 0.309 0.301 0.292 0.285 0.277 0.271 0.264 0.258 0.251 0.246 0.240 1.621 1.722 1.273 1.240 1.033 0.863 0.833 0.751 0.717 0.659 0.635 0.591 0.567 0.535 0.514 0.487 0.471 0.449 0.433 0.415 0.402 0.386 0.375 0.362 0.351 0.339 0.330 0.320 0.312 0.303 0.295 0.287 0.281 0.273 0.267 0.260 0.255 0.249 1.672 1.804 1.322 1.299 1.069 0.896 0.864 0.778 0.745 0.681 0.658 0.612 0.588 0.554 0.533 0.504 0.488 0.465 0.449 0.429 0.417 0.400 0.388 0.375 0.364 0.351 0.342 0.332 0.323 0.314 0.306 0.298 0.291 0.283 0.277 0.270 0.264 0.258 1.729 1.886 1.371 1.358 1.105 0.928 0.895 0.806 0.773 0.705 0.682 0.633 0.608 0.573 0.552 0.522 0.505 0.481 0.465 0.414 0.431 0.414 0.402 0.387 0.377 0.364 0.354 0.343 0.334 0.324 0.317 0.308 0.301 0.293 0.286 0.279 0.273 0.267 99 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 0.200 0.196 0.192 0.188 0.184 0.180 0.177 0.174 0.171 0.167 0.164 0.161 0.159 0.156 0.153 0.151 0.148 0.146 0.144 0.142 0.139 0.137 0.135 0.133 0.132 0.130 0.128 0.126 0.124 0.123 0.121 0.120 0.118 0.117 0.115 0.114 0.209 0.204 0.200 0.196 0.192 0.188 0.185 0.181 0.178 0.175 0.172 0.168 0.166 0.163 0.160 0.157 0.155 0.152 0.150 0.148 0.146 0.143 0.141 0.139 0.137 0.135 0.133 0.132 0.130 0.128 0.126 0.125 0.123 0.122 0.120 0.119 0.218 0.213 0.209 0.204 02(0 0.196 0.192 0.189 0.185 0.182 0.179 0.175 0.173 0.170 0.167 0.164 0.161 0.159 0.156 0.154 0.152 0.149 0.147 0.145 0.143 0.141 0.139 0.137 0.135 0.133 0.132 0.130 0.128 0.127 0.125 0.124 0.226 0.221 0.217 0.212 0.208 0.204 0.200 0.196 0.193 0.189 0.186 0.183 0.179 0.176 0.173 0.171 0.168 0.165 0.163 0.160 0.158 0.155 0.153 0.151 0.149 0.147 0.145 0.143 0.141 0.139 0.137 0.135 0.133 0.132 0.130 0.128 0.235 0.230 0.225 0.220 0.216 0.212 0.208 0.204 0.200 0.196 0.193 0.190 0.186 0.183 0.180 0.177 0.174 0.171 0.169 0.166 0.164 0.161 0.159 0.157 0.154 0.152 0.150 0.148 0.146 0.144 0.142 0.140 0.139 0.137 0.135 0.133 0.244 0.238 0.234 0.229 0.224 0.220 0.216 0.211 0.208 0.204 0.200 0.197 0.193 0.190 0.187 0.184 0.181 0.178 0.175 0.172 0.170 0.167 0.165 0.162 0.160 0.158 0.156 0.153 0.151 0.149 0.147 0.146 0.144 0.142 0.140 0.138 0.252 0.247 0.242 0.237 0.232 0.228 0.223 0.219 0.215 0.211 0.207 0.204 0.200 0.197 0.193 0.190 0.187 0.184 0.181 0.179 0.176 0.173 0.171 0.168 0.166 0.163 0.161 0.159 0.157 0.155 0.153 0.151 0.149 0.147 0.145 0.143 0.261 0.255 0.250 0.245 0.240 0.235 0.231 0.226 0.222 0.218 0.214 0.211 0.207 0.203 0.200 0.197 0.194 0.191 0.188 0.185 0.182 0.179 0.177 0.174 0.172 0.169 0.167 0.164 0.162 0.160 0.158 0.156 0.154 0.152 0.150 0.148 100 Bảng P.2: Tỉ lệ vết tiếp xúc RAz Z1 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 1.3 67.53 65.41 63.48 61.63 60.91 60.37 59.94 57.56 57.22 56.93 56.69 56.48 56.30 56.14 56.00 55.88 55.76 55.66 55.57 55.49 55.41 55.34 55.27 55.21 55.16 55.11 55.06 55.01 54.97 54.93 54.90 54.86 54.83 54.80 54.77 54.74 54.71 1.35 1.4 1.45 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 65.00 62.00 58.58 57.46 56.65 56.02 55.53 55.13 54.81 54.53 54.30 54.10 53.92 53.77 53.64 53.51 53.41 49.19 49.09 49.00 48.91 48.83 48.76 48.70 48.64 48.58 48.53 48.48 48.43 48.39 48.35 48.31 48.27 48.24 48.20 48.17 48.14 66.86 60.22 57.76 56.19 55.12 50.21 49.54 49.01 48.58 48.23 47.93 47.68 47.47 47.28 47.12 46.97 46.84 46.73 46.62 46.53 46.44 46.36 46.29 46.22 46.16 46.10 46.05 46.00 45.96 45.91 45.87 45.83 45.80 45.76 45.73 45.70 45.67 45.65 62.13 57.84 5128 49.63 48.49 47.67 47.04 46.54 46.14 45.81 45.54 45.30 45.10 44.93 44.78 44.64 44.52 44.41 44.32 4423 44.15 44.07 44.01 43.94 43.89 43.83 43.78 43.74 43.70 43.66 43.62 43.58 43.55 43.52 43.49 43.46 43.43 43.41 59.74 51.22 48.76 47.21 46.15 45.37 44.78 44.32 43.95 43.64 43.39 43.17 42.98 42.82 42.68 42.55 42.44 42.34 42.25 42.17 42.09 42.02 41.96 41.90 41.85 41.80 41.75 41.71 41.67 41.63 41.60 41.57 41.54 41.51 41.48 41.45 41.43 41.40 50.58 46.60 44.42 43.06 42.13 41.45 40.93 40.53 40.20 39.94 39.71 39.52 39.36 39.22 39.09 38.99 38.89 38.80 38.72 38.65 38.59 38.53 38.47 38.42 38.38 38.33 38.29 38.26 38.22 38.19 38.16 38.13 38.10 38.08 38.05 38.03 38.01 37.99 46.33 42.79 40.87 39.67 38.84 38.25 37.79 37.44 37.15 36.92 36.72 36.56 36.41 36.29 36.18 36.09 36.00 35.92 35.86 35.79 35.74 35.68 35.64 35.59 35.55 35.52 35.48 35.45 35.42 35.39 35.36 35.34 35.32 35.29 35.27 35.25 35.23 35.22 42.81 39.65 37.94 36.87 36.14 35.61 35.21 34.90 34.65 34.44 34.27 34.12 33.99 33.88 33.79 33.70 33.63 33.56 33.50 33.45 33.40 33.35 33.31 33.27 33.23 33.20 33.17 33.14 33.12 33.09 33.07 33.05 33.03 33.01 32.99 32.97 32.95 32.94 39.87 37.03 35.50 34.54 33.89 33.42 33.07 32.79 32.56 32.38 32.22 32.09 31.98 31.88 31.80 31.72 31.66 31.60 31.54 31.50 31.45 31.41 31.37 31.34 31.31 31.28 31.25 31.23 31.20 31.18 31.16 31.14 31.12 31.10 31.09 31.07 31.06 31.04 37.39 34.83 33.45 32.59 32.01 31.58 31.26 31.01 30.81 30.65 30.51 30.39 30.29 30.20 30.13 30.06 30.00 29.95 29.90 29.86 29.82 29.78 29.75 29.72 29.69 29.66 29.64 29.61 29.59 29.57 29.56 29.54 29.52 29.51 29.49 29.48 29.47 29.45 101 RAz Z1 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 2.2 2.4 33.49 31.36 30.22 29.51 29.03 28.68 28.42 28.22 28.05 27.92 27.80 27.71 27.63 27.55 27.49 27.44 27.39 27.34 27.31 27.27 27.24 27.21 27.18 27.16 27.13 27.11 27.09 27.07 27.06 27.04 27.02 27.01 27.00 26.98 26.97 26.96 26.95 26.94 30.58 28.78 27.82 27.22 26.81 26.52 26.30 26.13 25.99 25.88 25.78 25.70 25.63 25.57 25.52 25.48 25.44 25.40 25.37 25.34 25.31 25.28 25.26 25.24 25.22 25.20 25.19 25.17 25.16 25.14 25.13 25.12 25.11 25.10 25.09 25.08 25.07 25.06 2.6 28.35 26.80 25.97 25.46 25.11 24.86 24.67 24.52 24.40 24.31 24.23 24.16 24.10 24.05 24.00 23.96 23.93 23.90 23.87 23.85 23.82 23.80 23.78 23.76 23.75 23.73 23.72 23.71 23.69 23.68 23.67 23.66 23.65 23.64 23.63 23.63 23.62 23.61 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 26.60 25.24 24.51 24.07 23.76 23.55 23.38 23.25 23.15 23.07 23.00 22.94 22.89 22.84 22.80 22.77 22.74 22.71 22.69 22.67 22.65 22.63 22.61 22.59 22.58 22.57 22.56 22.54 22.53 22.52 22.51 22.51 22.50 22.49 22.48 22.48 22.47 22.46 25.19 23.98 23.34 22.95 22.68 22.49 22.34 22.23 22.14 22.06 22.00 21.95 21.91 21.87 21.83 21.80 21.78 21.75 21.73 21.71 21.69 21.68 21.66 21.65 21.64 21.63 21.62 21.61 21.60 21.59 21.58 21.57 21.56 21.56 21.55 21.54 21.54 21.53 24.13 23.04 22.46 22.11 21.86 21.69 21.56 21.46 21.38 21.31 21.25 21.21 21.17 21.13 21.10 21.07 21.05 21.03 21.01 20.99 20.98 20.96 20.95 20.94 20.93 20.92 20.91 20.90 20.89 20.88 20.87 20.87 20.86 20.86 20.85 20.84 20.84 20.83 23.07 22.09 21.58 21.26 21.04 20.89 20.77 20.68 20.61 20.55 20.50 20.46 20.42 20.39 20.37 20.34 20.32 20.30 20.29 20.27 20.26 20.24 20.23 20.22 20.21 20.20 20.19 20.19 20.18 20.17 20.16 20.16 20.15 20.15 20.14 20.14 20.13 20.13 22.32 21.42 20.95 20.66 20.46 20.32 20.21 20.13 20.07 20.01 19.97 19.93 19.89 19.87 19.85 19.82 19.80 19.78 19.77 19.76 19.75 19.73 19.72 19.71 19.70 19.69 19.68 19.68 19.67 19.67 19.66 19.66 19.65 19.65 19.64 19.64 19.63 19.63 21.57 20.75 20.32 20.06 19.88 19.75 19.65 19.58 19.52 19.47 19.43 19.39 19.36 19.34 19.32 19.30 19.28 19.26 19.25 19.24 19.23 19.22 19.21 19.20 19.19 19.18 19.17 19.17 19.16 19.16 19.15 19.15 19.14 19.14 19.13 19.13 19.12 19.12 20.97 20.22 19.82 19.58 19.41 19.30 19.21 19.14 19.08 19.04 19.00 18.97 18.94 18.92 18.90 18.88 18.86 18.85 18.84 18.82 18.81 18.80 18.80 18.79 18.78 18.77 18.77 18.76 18.75 18.75 18.74 18.74 18.74 18.73 18.73 18.72 18.72 18.72 102 Phụ lục Quá trình tính toán biên dạng bánh lăn Ansys theo trình tự sau đây: Bƣớc Xây dựng mô hình Từ mô hình thiết kế Pro/ENGINEER chuyển sang mô hình tính toán, phân tích thiết kế phần mềm ANSYS Hình Mô hình biên dạng đĩa Cycloid Bƣớc 2: Chọn kiểu phần tử Có thể chọn phần tử phẳng, phần tử khối, phần tử bậc thấp, phần tử bậc cao cho phù hợp với hình dạng, kích thước kiểu chịu tải vật thể cần xác định ứng suất Sau chọn kiểu phần tử, cần phải khai báo số thực phù hợp với kiểu phần tử chọn Các số thực chiều dày, chiều cao, diện tích mặt cắt, momen quán tính mặt cắt… Ta chọn Kiểu phần tử có nút, chương trình tự động chia vật thể thành số hữu hạn phần tử (lưới hóa) Tổng số phần tử là: 282 phần tử 103 Tổng số nút là: 1981 nút Hình Chia lưới Bƣớc 3: Khai báo vật liệu: Structural steel Cần khai báo tính chất vật liệu chế tạo vật thể, modun đàn hồi, hệ số poátxông, trọng lượng riêng… Vật liệu thép có modun đàn hồi E = 2.105MPa, hệ số Poisson ν = 0,3 104 Bƣớc 4: Đặt điều kiện biên - Các ràng buộc mặt lỗ Hình Đặt điều kiện biên - Đặt tải: lực phân bố suốt diện tích nhỏ dọc bề rộng đĩa cycloid: Diện tích đặt áp suất 41,96mm2 Hình Đặt tải trọng 105 Lực tác dụng đĩa Cycloid lăn đồng quy điểm cách tâm đĩa đoạn 84mm Bƣớc 5: Phân tích kết quả: Chạy ANSYS/Solve để giải phân tích thiết kế Chọn điều kiện giải toán, chọn số bước tính tính, tiêu hội tụ, cách xuất kết vào file liệu… Kết thể hình đây: Trường ứng suất: Hình Trường ứng suất von-Mises Trường chuyển vị tổng cộng: Hình Trường biến dạng 106 Kết tính toán sau chạy chương trình xuất dạng file, bảng Ứng suất biến dạng vật thể xuất dạng ảnh đồ phân bố trường, qua cho phép quan sát nhận biết trường phân bố giá trị Bƣớc 6: Khai thác, phân tích kết tính toán TABLE 12 Model > Static Structural > Solution > Results Object Name Equivalent Stress State Solved Total Deformation Scope Geometry Face All Bodies Definition Type Equivalent (von-Mises) Stress Total Deformation Display Time End Time Results Minimum 2.7374 MPa mm Maximum 313.29 MPa 7.4971e-002 mm Information Time s Load Step Substep Iteration Number - Trường ứng suất tương đương Von Mises đĩa mô tả hình 5: Giá trị lớn bằng: 313.29 MPa (N/mm2) Giá trị nhỏ bằng: 2.7374 MPa - Trường biến dạng đĩa mô tả hình 6: Giá trị lớn bằng: 0.07497 mm Giá trị nhỏ bằng: mm Qua kết thu nhận thấy ứng suất lớn đĩa Cycloid tập trung chủ yếu vị trí tiếp xúc lăn đĩa Cycloid Như tính độ bền đĩa Cycloid cần quan tâm đến độ bền ứng suất tiếp xúc 107 Kiểm tra độ bền tiếp xúc: - Ứng suất tiếp xúc cho phép []=509MPa - Ứng suất tiếp xúc lớn theo tính toán ANSYS = 313.29 MPa Vậy kết luận bánh thừa bền 108 [...]... trình BÁNH lực đã xây dựng, từ đó cho phép người thiết RĂNG kế nhanh chóng tính các lực tác dụng lên CON LĂN TÍNH Chƣơng 5 + Lâ ̣p trin ̀ h biên da ̣ng bánh răng con lăn bánh răng con lăn ở các vị trí khác nhau Trong chương này , đề tài tâ ̣p trung nghiên TOÁN VÀ cứu: CHẾ TẠO + Tính ứng suất và chuyển vị bánh răng BIÊN dựa vào phầ n mề m Ansys DẠNG + Chế ta ̣o bánh răng con lăn BÁNH RĂNG CON. .. con lăn Nghiên cứu kỹ thuật và khai thác các phần mềm ứng dụng CAD/CAM/CAE để thiết kế, phân tích thiết kế và gia công: - Xây dựng mô hình bài toán, thiết lập phương trình nhằm xây dựng biên dạng cho bánh răng con lăn - Phân tích thiết kế bộ truyền bánh răng con lăn - Nghiên cứu công nghệ gia công bánh răng con lăn trên máy phay CNC, nhằm ứng dụng vào thực tiễn sản xuất cũng như trong công tác đào tạo. .. Chọn thiết kế với sự trợ giúp của máy tính Mô phỏng Chế tạo sản phẩm Kiểm tra 2 Với mong muốn tìm hiểu sâu về lĩnh vực thiết kế và gia công, người nghiên cứu chọn đề tài: Tính toán – Thiết kế - Chế tạo biên dạng bánh răng con lăn làm đề tài cho luận văn Thạc Sĩ 2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Đề tài nhằm nghiên cứu hình dạng, thông số hình học, phương pháp tính toán thiết kế và công nghệ gia công bánh răng con. .. CNC - Phần mềm tính toán, thiế t kế , chế ta ̣o (CAD/CAM/CAE) - Chi tiết bánh răng con lăn 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Xây dựng biên dạng bánh răng con lăn - Nghiên cứu thiết kế, tính toán phân tích thiết kế bánh răng con lăn - Nghiên cứu công nghệ gia công bánh răng con lăn trên máy phay CNC 4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đề tài nghiên cứu được thực hiện dựa trên việc kết hợp lý thuyết và thực nghiệm:... Nghiên cứu kỹ thuật và khai thác các phần mềm ứng dụng CAD/CAM/CAE để thiết kế, phân tích thiết kế và gia công bánh răng con lăn - Nghiên cứu xây dựng, thiết lập phương trình biên dạng cho bánh răng con lăn 3 - Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn để nghiên cứu tính toán, phân tích thiết kế Công cụ là phần mềm ANSYS tích hợp SolidWorks - Ứng dụng công nghệ CAD/CAM để gia công bánh răng con lăn trên máy phay... 2.3: Cấu tạo bộ truyền bánh răng con lăn Về cấu tạo bộ truyền bánh răng con lăn gồm 4 nhóm thành phần cơ bản (hình 2.3, hình 2.4): - Trục đầu vào cùng với bạc lệch tâm và ổ lăn - Các con lăn bánh răng chốt lắp trên vành răng chốt - Bánh răng Cycloid hay đĩa Cycloid (trong một bộ truyền có thể có 1, 2 hoặc 3 đĩa Cycloid) - Trục đầu ra Hình 2.4: Khai triển của một hộp giảm tốc bánh răng con lăn 2.2.2... Khi trục đầu vào quay làm bạc lệch tâm gắn trên nó quay theo Bánh răng Cycloid do lắp trên bạc cũng có xu hướng quay theo nhưng bánh răng ăn khớp với 18 các con lăn răng chốt trên vành răng chốt nên bánh răng chỉ lăn hành tinh bên trong vành răng chốt đồng thời nó cũng tự quay quanh tâm của nó với tốc độ chậm và theo chiều ngược lại Do số răng bánh răng Cycloid ít hơn số răng chốt một răng nên sau... cứu công nghệ chế tạo bánh răng con lăn nhằm để chế tạo chi tiết thay thế khi hư hỏng bộ truyền là cần thiết Trong lĩnh vực cơ khí, máy tính được ứng dụng trong 3 giai đoạn chính của quá trình sản xuất - gia công gồm: Thiết kế, tính toán mô phỏng và điều khiển gia công 1 Vậy, trong nền công nghiệp hiện đại, máy tính hỗ trợ cho mọi công việc trong quá trình thiết kế, phân tích thiết kế và tổ chức sản... tố c bánh răng con lăn của hãng Hap Dong Mô ̣t số loa ̣i Đô ̣ng cơ – Hô ̣p giảm tố c bánh răng con lăn của hãng Sumitomo Mô ̣t số loa ̣i Đô ̣ng cơ – Hô ̣p giảm tố c bánh răng con lăn của hãng Centa Các môđun quay với bánh răng con lăn dùng cho Rôbốt 2.1 Mô phỏng gia công với phần mềm CATIA 15 2.2 Mô phỏng ứng suất và chuyển vị với CATIA 17 2.3 Cấu tạo bộ truyền bánh răng con lăn 18 2.4... CỦA ĐỀ TÀI Trong những năm gần đây, bộ truyền bánh răng con lăn có biên dạng răng là đường Cycloid được sử dụng ngày càng rộng rãi Đây là loại bộ truyền cho tỉ số truyền cao, kích thước nhỏ gọn Tuy nhiên việc ứng dụng loại bộ truyền bánh răng con lăn vào thực tế còn nhiều hạn chế do sự phức tạp trong quá trình xây dựng biên dạng và độ chính xác chế tạo răng đĩa Cycloid Bộ truyền với ăn khớp Cycloid