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 DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên Bảng Trang 3.1 Trị số hệ số KH cho bánh trụ thân khai 41 3.2 Trị số hệ số KH cho truyền bánh lăn 43 3.3 Giới hạn bền mỏi tiếp xúc  H0 lim mặt ứng với 48 số chu kỳ sở 3.4 Hệ số quy đổi KHE 51 3.5 Giá trị hệ số k 53 viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang 1.1 Bản vẽ hộp giảm tốc bánh lăn 1.2 Động - hộp giảm tốc bánh lăn 1.3 1.6 Mô ̣t số loa ̣i Đô ̣ng – Hô ̣p giảm tố c bánh lăn hãng Hap Dong Mô ̣t số loa ̣i Đô ̣ng – Hô ̣p giảm tố c bánh lăn hãng Sumitomo Mô ̣t số loa ̣i Đô ̣ng – Hô ̣p giảm tố c bánh lăn hãng Centa Các môđun quay với bánh lăn dùng cho Rôbốt 2.1 Mô gia công với phần mềm CATIA 15 2.2 Mô ứng suất chuyển vị với CATIA 17 2.3 Cấu tạo truyền bánh lăn 18 2.4 Khai triển hộp giảm tốc bánh lăn 18 2.5 Mô tả nguyên lý làm việc truyền bánh lăn 19 1.4 1.5 2.6 10 10 11 20 2.7 Sự tạo thành đường EpiCycloid Sự tạo thành đường HypoCycloid 2.8 Sự tạo thành đường EpiCycloid kéo dài 21 2.9 22 2.10 Sự tạo thành biện dạng ăn khớp EpiCyloid với lăn chốt Xây dựng đường Epicloid 2.11 Đường EpiCycloid kéo dài đầy đủ 25 2.12 Xây dựng biên dạng đĩa Cycloid 26 2.13 Đường bao đầy đủ họ vòng tròn bán kính rc 28 3.1 Lực tác dụng truyền bánh lăn 30 3.2 Xác định góc αi 3.3 Lực pháp tuyến qn 34 3.4 Thông số truyền bánh lăn 35 3.5 Xác định góc  35 i 20 23 32 ix 3.6 Lực lăn tác dụng lên đĩa đồng quy điểm 37 3.7 Lực lăn tác dụng lên đĩa đường nối tâm trục với 38 tâm đĩa Cycloid quay góc  3.8 Kích thước truyền bánh 41 3.9 Sơ đồ tải trọng thay đổi 50 4.1 Lưu đồ khối Visual Basic xuất bảng tọa độ 58 4.2 Chương trình tính to ̣a đô ̣ X, Y 62 4.3 Lưu đồ khối AutoLISP vẽ biên dạng bánh lăn 63 4.4 Đường bao đầy đủ họ vòng tròn bán kính rc 67 4.5 Lưu đồ khối tính phản lực từ lăn tác dụng lên đĩa 69 4.6 Lưu đồ khối tính phản lực từ chốt tác dụng lên đĩa 70 4.7 Lưu đồ khối tính phản lực từ trục tác dụng lên đĩa 71 4.8 Giao diện chương trình tính lực 79 4.9 Nhập thông số chung riêng 79 4.10 Chương trình yêu cầu nhập góc Anpha 80 4.11 Chương trình yêu cầu nhập góc Gamma 80 4.12 Kết lực tác dụng 81 5.1 82 5.2 Mô tả kích thước hình dáng truyền bánh lăn lấy làm ví dụ xác định giá trị lực Lắp ráp truyền bánh lăn 5.3 Trường ứng suất von-Mises 87 5.4 Trường biến dạng 87 5.5 Lưu đồ trình lập QTCN gia công chi tiết Pro/Engineer Sản phẩm hoàn chỉnh sau gia công 90 5.6 86 91 x PHẦN I: MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong năm gần đây, truyền bánh lăn có biên dạng đường Cycloid sử dụng ngày rộng rãi Đây loại truyền cho tỉ số truyền cao, kích thước nhỏ gọn Tuy nhiên việc ứng dụng loại truyền bánh lăn vào thực tế nhiều hạn chế phức tạp trình xây dựng biên dạng độ xác chế tạo đĩa Cycloid Bộ truyền với ăn khớp Cycloid có ý nghĩa lớn lao việc giải toán đặt cho hệ dẫn động có kích thước nhỏ máy chế tạo có tham gia trực tiếp động điện lắp với truyền Các động - hộp giảm tốc sử dụng ngành công nghiệp hoá học, cao su thực phẩm, thí dụ dùng máy nén máy bơm, máy xay bột máy nghiền, dạng khác máy khuấy loại thiết bị khác Sản xuất loại truyền theo phương pháp truyền thống cần có thiết bị chuyên dùng phức tạp đắt tiền, mà đầu tư thiết bị chuyên dùng sử dụng không hết công suất gây lãng phí lớn Vì vậy, tiến hành nghiên cứu công nghệ gia công bánh lăn máy phay CNC hay trung tâm gia công nhằm phát huy tối đa khả công nghệ máy phay CNC đạt độ xác suất yêu cầu vấn đề cần nghiên cứu Hơn nữa, Ở Việt Nam truyền chủ yếu nhập từ nước ngoài, máy có sẵn mua từ nước có sử dụng truyền này, việc nghiên cứu công nghệ chế tạo bánh lăn nhằm để chế tạo chi tiết thay hư hỏng truyền cần thiết Trong lĩnh vực khí, máy tính ứng dụng giai đoạn trình sản xuất - gia công gồm: Thiết kế, tính toán mô điều khiển gia công Vậy, công nghiệp đại, máy tính hỗ trợ cho công việc trình thiết kế, phân tích thiết kế tổ chức sản xuất, thực hoàn chỉnh trình thiết kế chế tạo Tại Việt Nam việc khí hóa tự động hóa có bước phát triển định việc mô tính toán, phân tích thiết kế trước gia công thường chưa khảo sát kỹ Để tính toán thiết kế thường dùng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM-Finite Element Method) phương pháp ngày sử dụng rộng rãi với trợ giúp máy tính để mô phân tích thiết kế, tiết kiệm thời gian tiền bạc, nâng cao chất lượng thuận tiện đổi trình phát triển sản phẩm Qui trình đề tài tiến hành theo sơ đồ sau: Nhiệm vụ thiết kế Mô hình hình học số hoàn chỉnh sản phẩm máy tính Thiết kế với trợ giúp máy tính (CAD) Tính toán, phân tích thiết kế với trợ giúp máy tính (CAE) Điều khiển sản xuất với trợ giúp máy tính (CAM) Chọn thiết kế với trợ giúp máy tính Mô Chế tạo sản phẩm Kiểm tra Với mong muốn tìm hiểu sâu lĩnh vực thiết kế gia công, người nghiên cứu chọn đề tài: “Tính toán – Thiết kế - Chế tạo biên dạng bánh lăn” làm đề tài cho luận văn Thạc Sĩ MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Đề tài nhằm nghiên cứu hình dạng, thông số hình học, phương pháp tính toán thiết kế công nghệ gia công bánh lăn Nghiên cứu kỹ thuật khai thác phần mềm ứng dụng CAD/CAM/CAE để thiết kế, phân tích thiết kế gia công: - Xây dựng mô hình toán, thiết lập phương trình nhằm xây dựng biên dạng cho bánh lăn - Phân tích thiết kế truyền bánh lăn - Nghiên cứu công nghệ gia công bánh lăn máy phay CNC, nhằm ứng dụng vào thực tiễn sản xuất công tác đào tạo ĐỀ XUẤT HƢỚNG NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu - Máy phay CNC - Phần mềm tính toán, thiế t kế , chế ta ̣o (CAD/CAM/CAE) - Chi tiết bánh lăn 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Xây dựng biên dạng bánh lăn - Nghiên cứu thiết kế, tính toán phân tích thiết kế bánh lăn - Nghiên cứu công nghệ gia công bánh lăn máy phay CNC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đề tài nghiên cứu thực dựa việc kết hợp lý thuyết thực nghiệm: - Nghiên cứu kỹ thuật khai thác phần mềm ứng dụng CAD/CAM/CAE để thiết kế, phân tích thiết kế gia công bánh lăn - Nghiên cứu xây dựng, thiết lập phương trình biên dạng cho bánh lăn - Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn để nghiên cứu tính toán, phân tích thiết kế Công cụ phần mềm ANSYS tích hợp SolidWorks - Ứng dụng công nghệ CAD/CAM để gia công bánh lăn máy phay CNC NỘI DUNG THỰC HIỆN Trong đề tài , tiế n hành nghiên cứ u thực những chương sau đây: TT TÊN GHI NỘI DUNG CHƢƠNG CHÚ Trong phầ n này , đề tài tâ ̣p trung nghiên PHẦN I MỞ ĐẦU cứu: + Đối tượng nghiên cứu + Phạm vi nghiên cứu + Phương pháp nghiên cứu PHẦN II Trong chương này , đề tài tâ ̣p trung nghiên Chƣơng TỔNG cứu về : QUAN + Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu + Các kết nghiên cứu nước công bố Trong chương này , đề tài tâ ̣p trung nghiên Chƣơng CƠ SỞ LÝ cứu: THUYẾT + Cơ sở lý thuyế t về bánh lăn nói chung và bánh lăn Cycloid nói riêng + Cách thiết lập phương trình biên dạng đĩa Cycloid theo trường hợp ăn khớp Epicycloid theo đường tròn lăn Chƣơng PHÂN Trong chương này, đề tài tâ ̣p trung nghiên TÍCH cứu: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH + Cách xây dựng mô hình tính toán ứng suất tiếp xúc bánh đĩa Cycloid + Các công thức kiểm nghiệm bền truyền bánh lăn RĂNG CHƢƠNG Chƣơng TRÌNH XÂY Trong chương này, đề tài tâ ̣p trung: + Lâ ̣p trình Visual Basic với phương trình đã xây dựng , từ đó xuấ t kế t phần DƢ̣NG mề m excel làm sở để dựng hin ̀ h chin ́ h BIÊN xác biên da ̣ng bánh lăn Cho phép DẠNG – người dùng có thể nhanh chóng thiế t kế các TÍNH LỰC biên da ̣ng với các thông số khác TÁC DỤNG bằ ng AUTOLISP Auto CAD LÊN + Lâ ̣p trình Visual Basic với phương trình BÁNH lực đã xây dựng, từ cho phép người thiết RĂNG kế nhanh chóng tính lực tác dụng lên CON LĂN TÍNH Chƣơng + Lâ ̣p trin ̀ h biên da ̣ng bánh lăn bánh lăn vị trí khác Trong chương này , đề tài tâ ̣p trung nghiên TOÁN VÀ cứu: CHẾ TẠO + Tính ứng suất chuyển vị bánh BIÊN dựa vào phầ n mề m Ansys DẠNG + Chế ta ̣o bánh lăn BÁNH RĂNG CON LĂN KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT Trong phần này, đề tài tập trung: + Tổng hợp kết nghiên cứu đề tài + Nêu hướng phát triển đề tài TRIỂN ĐỀ TÀI Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI - Ý nghĩa khoa học Đề tài góp phần xây dựng phương pháp, trình tự tính toán thiết kế công nghệ gia công bánh lăn sử dụng công nghiệp phục vụ cho công tác đào tạo - Ý nghĩa thực tiễn Trên sở thiết kế, phân tích thiết kế, tiến hành lập trình gia công chi tiết bánh lăn máy phay CNC nhằm khai thác khả công nghệ CAD/CAM, đưa loại bánh vào ứng dụng thực tiễn, điều thực khiến ngành khí có đóng góp to lớn thiết thực cho phát triển sản xuất nước PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CƢ́U Chƣơng TỔNG QUAN VỀ LĨNH VƢ̣C NGHIÊN CƢ́U, CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CƢ́U TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC ĐÃ CÔNG BỐ Bộ truyền bánh chốt loại truyền nghiên cứu từ năm 1950, nhiên có hạn chế nên không phát triển Gần dựa sở loại truyền đời loại truyền truyền bánh lăn với ưu điểm vượt trội so với loại truyền khác Bộ truyền bánh lăn phát triển dựa truyền bánh chốt với bánh có biên dạng Cycloid hay gọi tắt truyền Cycloid Biên dạng Cycloid kỹ sư người Đức, Lorenz Braren, phát minh vào năm 1931 nghiên cứu phát triển tận ngày Ở Nga tiến hành nghiên cứu loại truyền từ năm 1948 Đây loại truyền cho tỉ số truyền cao, kích thước nhỏ gọn Tuy nhiên việc ứng dụng loại truyền bánh chốt vào thực tế nhiều hạn chế phức tạp trình xây dựng biên dạng Cycloid hiệu suất truyền chưa cao chưa khắc phục ma sát trượt hình thành truyền làm việc Đến năm 80 với phát triển khoa học kỹ thuật, xu hướng thay dần ma sát trượt ma sát lăn nhờ bổ xung lăn chốt (hình 1.1) trợ giúp máy tính nghiên cứu biên dạng Cycloid thực hoàn thiện loạt hộp giảm tốc đời áp dụng ngày nhiều thực tiễn Bộ truyền với ăn khớp Cycloid có ý nghĩa lớn lao việc giải toán đặt cho hệ dẫn động có kích thước nhỏ máy chế tạo có tham gia trực tiếp động điện lắp với truyền (hình 1.2) Các động - hộp giảm tốc sử dụng ngành công nghiệp hoá học, cao su thực phẩm, thí dụ dùng máy nén máy bơm, máy xay bột máy nghiền, dạng khác máy khuấy loại thiết bị khác Vùng công suất truyền hợp lý động - hộp giảm tốc nằm phạm vi 0,5 đến 10 kW Trong kiểu giảm tốc này, trục trục vào đồng trục Các hộp giảm tốc cho phép sử dụng với tỉ số truyền lớn, cấp từ đến 65 Để nhận tỉ số truyền từ 65 đến 3600 cần sử dụng truyền hai cấp Hình 1.1 Bản vẽ hộp giảm tốc bánh lăn Hình 1.2 Động - hộp giảm tốc bánh lăn Ngoài việc giảm trọng lượng hộp giảm tốc, truyền bánh lăn cho phép sử dụng động điện có số vòng quay cao hơn, làm tăng hiệu suất hệ dẫn động nhờ làm tăng hệ số công suất (tăng hệ số cos) giảm đáng kể giá thành thiết bị Khi lựa chọn động điện quay nhanh không giảm đáng kể giá thành, nâng cao hiệu suất hệ số cos mà có khối lượng nhỏ (một động điện 7kW quay 3000 vòng/phút có trọng lượng [...]... 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... 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... hộp giảm tốc bánh răng con lăn 18 2.5 Mô tả nguyên lý làm việc của bộ truyền bánh răng con lăn 19 1.4 1.5 2.6 10 10 11 20 2.7 Sự tạo thành đường EpiCycloid Sự tạo thành đường HypoCycloid 2.8 Sự tạo thành đường EpiCycloid kéo dài 21 2.9 22 2.10 Sự tạo thành biện dạng ăn khớp EpiCyloid với con lăn răng chốt Xây dựng đường Epicloid 2.11 Đường EpiCycloid kéo dài đầy đủ 25 2.12 Xây dựng biên dạng đĩa Cycloid... bánh răng chốt là loại bộ truyền đã được nghiên cứu từ những năm 1950, tuy nhiên do có những hạn chế nên đã không được phát triển Gần đây dựa trên cơ sở của loại bộ truyền đó đã ra đời một loại bộ truyền mới là bộ truyền bánh răng con lăn với những ưu điểm vượt trội so với những loại bộ truyền khác Bộ truyền bánh răng con lăn được phát triển dựa trên bộ truyền bánh răng chốt với bánh răng có biên dạng