zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động thiết kế bánh răng trụ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

6
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động thiết kế bánh răng trụ trình bày các nội dung chính sau: Nguyên lý tạo hình bánh răng trụ; Phương trình toán học tính toán biên dạng và điều kiện tồn tại biên dạng; Xây dựng phần mềm tự động tính toán bánh răng trụ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động thiết kế bánh răng trụ

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHẦN MỀM TỰ ĐỘNG THIẾT KẾ BÁNH RĂNG TRỤ Đoàn Khắc Hiệp Trường Đại học Thủy lợi, email: dkhiep@tlu.edu.vn 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Bánh răng trụ là chi tiết có biên dạng phức tạp và được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực cơ khí. Việc thiết kế, tính toán do vậy gây ra nhiều khó khăn và mất nhiều thời gian. Một số phần mềm hiện tại như Solidworks, Inventer… đã có công cụ hỗ trợ thiết kế bánh răng nhưng có biên dạng tượng trưng là cung tròn và hoàn toàn không đúng với biên dạng thân khai thực tế sử dụng (involute). Các mô phỏng và tính toán (tiếp xúc, độ bền, ăn khớp…) sử dụng bánh răng từ các phần mềm có sẵn vì thế gây ra ít nhiều sự thay đổi so với biên dạng lý thuyết. Dựa vào nguyên lý tính toán bánh răng, nghiên cứu này xây dựng phần mềm thiết kế bánh răng trụ thuận tiện và chính xác thông qua các phần mềm Visual Basic và Solidworks. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Hình 2. Chuyển động cắt tạo bánh răng trụ 2.1. Nguyên lý tạo hình bánh răng trụ 2.2 Phương trình toán học tính toán biên dạng và điều kiện tồn tại biên dạng Bánh răng trụ được hình thành theo nguyên lý cắt bao hình, được giới thiệu bởi Công thức tính toán và điều kiện tồn tại Faydor L. Litvin [1], mô phỏng cho nguyên lý biên dạng được F. L. Litvin và C. L. Hsiao này là một thanh răng với vai trò là một dụng đưa ra [1, 2]. Gọi phương trình của thanh cụ cắt chuyển động tịnh tiến tương đối với răng và bánh răng sinh lần lượt là ∑1 và ∑2. vận tốc không đổi và bánh răng quay với vận Biên dạng thanh răng được biểu diễn dạng tốc góc tương ứng có giá trị bằng hằng số véc tơ như sau: (Hình 2) [1]. Trong đó biên dạng của thanh ∑1: r1[x(u,θ), y((u,θ), y((u,θ)]T (1) răng được thể hiện như hình 1 [1]. Sử dụng các hệ tọa độ S1, S2, Sf lần lượt gắn với thanh răng, bánh răng sinh và hệ tọa độ đứng yên ta có phương trình của thanh răng r1 trong hệ tọa độ S2 bằng phép chuyển tọa độ thông qua các ma trận. r2[u,θ,Ø] = M21.r1[u,θ] (2) Hình 1. Biên dạng của thanh răng Trong đó: 194
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 r2[u,θ,Ø]= [x(u,θ,Ø),y((u,θ,Ø),y((u,θ, Ø)]T cộng ma trận, đạo hàm, trực giao… cho biên (3) dạng răng ∑2 (x2, y2, z2). ⎡Cosφ − Sinφ 0 −rp φ⎤ Tính toán dữ liệu theo thông số đầu vào: ⎢ Sinφ Cosφ 0 rp ⎥⎥ sử dụng phần mềm lập trình Visual Basic tiếp M21 = ⎢ (4) ⎢ 0 0 1 0 ⎥ nhận các dữ liệu được nhập qua giao diện của ⎢ ⎥ phần mềm (m, α, e, N, D, β), tính toán dữ ⎣ 0 0 0 1 ⎦ liệu ∑2 (x2, y2, z2). Điều kiện tồn tại bao hình: ∂r2 ⎛ ∂r2 ∂r2 ⎞ Kết nối và tạo bản vẽ 3D: Sử dụng phần .⎜ × ⎟ = f (u , θ, φ) = 0 (5) mềm Solidworks, tiếp nhận dữ liệu và tự ∂φ ⎝ ∂u ∂θ ⎠ động vẽ thành bánh răng theo dữ liệu đã tính Khi đó bao hình của họ biên dạng ∑1 hay toán. Hình 4 trình bày giao diện của phần nói cách khác là biên dạng của bánh răng ∑2 mềm tự động thiết kế bánh răng trụ. được biểu diễn như sau: r2[u,θ,Ø], f (u, θ, φ) = 0 (6) Nhập dữ liệu đầu vào 3. XÂY DỰNG PHẦN MỀM TỰ ĐỘNG (m, α, e, N, D, β) TÍNH TOÁN BÁNH RĂNG TRỤ Nghiên cứu này sử dụng phần mềm Visual Basic và Solidworks để tính toàn và thiết kế Kiểm tra dữ liệu bánh răng trụ. Sau khi dữ liệu được nhập vào đầu vào giao diện của phần mềm Visual Basic (Hình Not valid Reset 5), các phép tính toán được thực hiện, kết quả Valid sau đó được chuyển trực tiếp qua phần mềm Solidworks và tự động thực hiện các câu lệnh Tính toán dữ liệu biên để tạo thành bản vẽ bánh răng trong môi dạng răng ∑2 trường 3D. Bằng phương pháp này việc thiết r2(x2, y2, z2) kế bánh răng trở nên thuận tiện và đơn giản, đồng thời với khả năng điều chỉnh thông số linh hoạt người sử dụng có thể đạt được thiết Hiển thị biên dạng kế mong muốn một cách nhanh chóng. tính toán Not 3.1. Các bước xây dựng phần mềm Accept Accept Các bước xây dựng phần mềm bao gồm: (1) Thiết kế giao diện phần mềm, (2) Dữ liệu Mở ứng dụng và tạo tính toán dạng ma trận, véc tơ được phương bản vẽ mới trình hóa theo các biến cần tính, (3) Tập hợp, xử lí dữ liệu tính toán, (4) Sử dụng mã lệnh Thiết lập bản vẽ qua các của phần mềm Soliworks để tạo bản vẽ dựa câu lệnh và dữ liệu tính vào kết quả đã tính toán. 3.2. Xây dựng sơ đồ thuật toán Hình 3. Lưu đồ thuật toán chương trình Sơ đồ thuật toán được trình bày trong hình 3. Dữ liệu đầu vào bao gồm : 3.3. Lập chương trình tự động thiết kế m: Mô đun răng α: Góc ăn khớp Chương trình gồm có ba phần chính: e : Hệ số dịch chỉnh N : Số răng Chuyển thông số tính toán dạng ma trận D: Chiều dày răng β: Góc nghiêng răng Dữ liệu đầu ra : thành phương trình: sử dụng phần mềm hỗ x2, y2, z2 : Dữ liệu số thực của các điểm trên biên dạng trợ Mathematica thông qua các phép nhân, răng được tạo ra ∑ 2 195
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 Kết quả trong môi trường phần mềm Solidworks: Hình 6. Bánh răng trụ răng nghiêng Hình 4. Giao diện phần mềm 5. KẾT LUẬN 4. KẾT QUẢ Nghiên cứu đã xây dựng được công cụ Sử dụng phần mềm thiết kế bánh răng trụ thiết kế bánh răng trụ theo đúng biên dạng lý răng thẳng (Hình 5) và bánh răng trụ răng thuyết. Dữ liệu bản vẽ 3D có thể được sử nghiêng (Hình 6) theo bảng 1 và bảng 2: dụng để trực tiếp cho gia công hoặc tính toán ở các bước tiếp theo như độ bền, khả năng ăn Bảng 1. Bánh răng trụ răng thẳng khớp, tiếp xúc… Thông số Giá trị Phương pháp này cũng có thể sử dụng để thiết kế bánh răng có biên dạng khác như Mô đun (m) 2.5 cycloid, novikov. Góc áp lực (α) 20o Phần mềm có thể dễ dàng đóng gói để sử Số răng (N) 30 dụng trên máy tính khác dưới dạng file.exe. Hệ số dịch chỉnh (e) 0.1 Với phương pháp này tác giả đề xuất Chiều dày răng (D) 30 mm những hướng nghiên cứu tiếp theo như: (1) Thiết kế bộ truyền khác: bánh vít – trục Góc nghiêng răng (β) 0o vít, bánh răng côn, bánh răng non-circular, cơ cấu cam… (2) Mô phỏng khả năng ăn khớp các bộ truyền. 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Faydor L. Litvin, Sep-2004, Gear Geometry and Applied Theory Secon edition, University of Illinois, Chicago. Hình 5. Bánh răng trụ răng thẳng [2] F.L. Litvin and C.-L. Hsiao, Sep 1991, Computerized simulation of meshing and Bảng 2. Bánh răng trụ răng nghiêng contact of enveloping gear tooth surfaces, Thông số Giá trị Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 102 (1993), Page 337-366 Mô đun (m) 2 North Holland. Góc áp lực (α) 20o [3] Shin-Liang Chang, Chien-Kai Huang, Khac Số răng (N) 35 Hiep Doan, Jia-Hung Liu, Aug 2013, Hệ số dịch chỉnh (e) 0 Serration Design and simulation of Gear Plunge Shaving cutter, Applied Mechanics Chiều dày răng (D) 25 mm and Material, ISSN : 1662-7482, Vol. 376, Góc nghiêng răng (β) 10o pp 377-382. 196

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2412 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.