1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải

186 6 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết Kế Mô Phỏng Hệ Thống Dẫn Động Đề Tài Hộp Giảm Tốc 2 Cấp Đồng Trục Dẫn Động Băng Tải
Tác giả Huỳnh Hữu Quân, Phạm Trung Thành
Người hướng dẫn TS. Lê Hoài Nam, TS. Trần Đình Sơn, TS. Phạm Anh Đức
Trường học Trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Đà Nẵng
Chuyên ngành Kỹ thuật Cơ Điện Tử
Thể loại Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản 2022
Thành phố Đà Nẵng
Định dạng
Số trang 186
Dung lượng 15,35 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Cấu trúc

  • PHẦN 1. THIẾT KẾ (5)
  • CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐẦU ĐỀ ĐỒ ÁN, (5)
    • I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỒ ÁN (5)
    • II. CÁC LOẠI HỘP GIẢM TỐC (6)
  • CHƯƠNG 2: HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP ĐỒNG TRỤC (14)
    • I. ĐỊNH NGHĨA (14)
    • II. CẤU TẠO (14)
    • III. ƯU ĐIỂM, NHƯỢC ĐIỂM (14)
    • IV. ỨNG DỤNG (15)
    • V. CÁC LỖI HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC (15)
    • VI. CÁCH BẢO DƯỠNG (16)
  • CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ (17)
    • I. TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ (17)
    • II. CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN Nct (18)
    • III. CHỌN SỐ VÒNG QUAY ĐỘNG CƠ ĐIỆN (20)
    • IV. TÍNH TOÁN TỈ SỐ TRUYỀN (20)
  • CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN (BỘ TRUYỀN NGOÀI, (22)
    • I. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI (BỘ TRUYỀN XÍCH) (22)
  • CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ TRỤC VÀ TÍNH THEN (53)
    • I. THIẾT KẾ TRỤC (53)
    • II. TÍNH THEN (77)
  • CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC (80)
    • I. CHỌN LOẠI Ổ LĂN (80)
    • II. TÍNH CHỌN KÍCH THƯỚC Ổ LĂN THEO KHẢ NĂNG TẢI TRỌNG (80)
  • PHẦN 2: MÔ PHỎNG (91)
  • CHƯƠNG 1: MÔ PHỎNG LỰC TRUYỀN TRÊN BÁNH RĂNG (91)
    • I. Mô phỏng kiểm nghiệm độ bền ứng suất tĩnh bánh răng cấp nhanh (91)
    • II. Mô phỏng kiểm nghiệm độ bền tĩnh ứng suất bánh răng cấp chậm (100)
  • CHƯƠNG 2: MÔ PHỎNG LỰC TRUYỀN TRÊN TRỤC (108)
    • I. Mô phỏng kiểm nghiệm độ bền ứng suất tĩnh trục vào (Trục I) (108)
    • II. Mô phỏng kiểm nghiệm độ bền ứng suất tĩnh trục (113)
    • III. Mô phỏng kiểm nghiệm độ bền ứng suất tĩnh trục (119)
  • CHƯƠNG III: LẮP RÁP CÁC CHI TIẾT THIẾT KẾ (126)
    • PHẦN 3: GIA CÔNG – CN CAD/CAM (136)
    • CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT (136)
      • 1. Lựa chọn chi tiết (136)
      • 2. Phân tích kỹ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết (136)
      • 3. Thiết kế chi tiết [12] (136)
    • CHƯƠNG 2: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG (138)
      • 1. Phân tích khả năng công nghệ để gia công chi tiết (138)
      • 2. Lựa chọn máy và nêu các thông số của máy (138)
    • CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG GIA CÔNG (152)
      • 1. Các thiết lập ban đầu (152)
      • 2. Mô phỏng gia công Nguyên công 1: Tiện đoạn trục bên phải (153)
      • 3. Mô phỏng gia công Nguyên công 2: Tiện đoạn trục bên phải (163)
      • 4. Mô phỏng gia công Nguyên công 3: Phay rãnh then (171)
    • CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH GIA CÔNG (180)
      • 1. Xuất file gia công Nguyên công (180)
      • 2. Xuất file gia công Nguyên công (181)
      • 3. Xuất file gia công Nguyên công (182)
      • 4. Lập trình gia công trên phần mềm WinNC (183)

Nội dung

Thời lượng của đồ án kéo dài trong 15 tuần với 3 phần mỗi phần kéo dài trong 5 tuần:  CLO2 Apply knowledge of technical materials, strength of materials,mechanical power transmission in

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐẦU ĐỀ ĐỒ ÁN,

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỒ ÁN

PBL1 là đồ án liên môn đầu tiên trong chương trình đào tạo ngành Cơ điện tử, Khóa 20 tại Trường ĐH Bách khoa – Đại học Đà Nẵng Thời lượng của dự án kéo dài trong suốt khoảng thời gian học, giúp sinh viên áp dụng kiến thức thực tế và phát triển kỹ năng làm việc nhóm Đây là bước đầu quan trọng để các sinh viên làm quen với quy trình nghiên cứu và thực hành dự án trong lĩnh vực Cơ điện tử.

15 tuần với 3 phần (mỗi phần kéo dài trong 5 tuần):

- Phần 2: Phân tích kỹ thuật

Dưới sự kết hợp hướng dẫn của 3 Giảng viên: TS Lê Hoài Nam; TS Trần Đình

Sơn; TS Phạm Anh Đức.

2 Chuẩn đầu ra học phần (Trang 2,3 [5]) Knowledge – Kiến thức

Understanding the design, simulation, and manufacturing processes of mechanisms and parts is essential for developing effective and purpose-specific mechanical solutions This involves comprehensive knowledge of creating detailed designs, utilizing simulation tools to validate performance, and executing precise manufacturing techniques to produce high-quality components Mastery of these steps ensures the development of reliable and functional mechanisms tailored to specific applications, optimizing performance and efficiency.

Applying knowledge of technical materials, strength of materials, and mechanical power transmission is essential for calculating and designing various machine components This includes designing mechanisms such as belt, chain, and gear drives, as well as parts like shafts, keys, and bearings to ensure reliability and efficiency in mechanical systems.

 CLO3 Apply specialized softwares (especially AutoCAD Mechanical and

Fusion 360 is a comprehensive design and engineering software that integrates various modules such as Design, Simulation, Animation, and Manufacturing It leverages industry-specific tools like AutoCAD Mechanical and Fusion 360 to facilitate 3D modeling, technical analysis, assembly processes, and machining simulations This integrated approach streamlines product development by enabling precise design, thorough technical evaluation, realistic assembly visualization, and accurate manufacturing process simulation.

 CLO4 Establish kinematic diagrams, technical drawings of mechanisms/parts - Thiết lập được sơ đồ động học, bản vẽ kỹ thuật của cụm cơ cấu/chi tiết máy

Proficiently set up the machining process on CNC machines to produce one or multiple machine parts This includes developing detailed technological processes to ensure precision and efficiency in manufacturing Mastering CNC setup skills is essential for streamlining production and maintaining high-quality output in machining operations.

 CLO6 Write technical report – Trình bày được báo cáo kỹ thuật

CÁC LOẠI HỘP GIẢM TỐC

1 Mindmap về các loại hộp giảm tốc

Hộp giảm tốc là thiết bị gồm các bộ phận truyền bánh răng hoặc trục vít, tạo thành một hệ thống riêng biệt để giảm tốc độ quay của động cơ Nó giúp truyền công suất hiệu quả từ động cơ đến máy công tác, nâng cao hiệu suất hoạt động Hộp giảm tốc đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn của hệ thống truyền động.

3 Phân loại hộp giảm tốc

Có rất nhiều loại hộp giảm tốc, được phân chia theo các đặc điểm chủ yếu sau đây:

- Loại truyền động (hộp giảm tốc bánh răng trụ, bánh răng nón, trục vít, bánh răng – trục vít).

- Số cấp (một cấp, hai cấp, v.v…)

- Vị trí tương đối giữa các trục trong không gian (nằm ngang, thẳng đứng, v.v…)

- Đặc điểm của sơ đồ động (triển khai, đồng trục, có cấp tách đôi, v.v…). Hộp giảm tốc banh răng trụ một cấp.

Hình 1-1: Hộp giảm tốc bánh raăn) gHtrộụpmgộiảt mcấptốncằbmánnhgarnăgn[g1]nón một cấp

Hình 1-2: Hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp thẳng đứng [1]

Hộp giảm tốc bánh răng nón thẳng và nghiêng thường được sử dụng để truyền công suất nhỏ hoặc trung bình, phù hợp cho các ứng dụng cần truyền tải nhẹ Phần lớn các trục của hộp giảm tốc bánh răng nón đều được lắp trong ổ răng, giúp đảm bảo sự ổn định và bền bỉ trong quá trình vận hành Các loại hộp giảm tốc này được thiết kế nhằm tối ưu hóa hiệu suất truyền động và kéo dài tuổi thọ, phù hợp với nhiều ứng dụng công nghiệp đa dạng.

Hình 1-3: Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng nón một cấp nằm ngang

Hình 1-4: Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng nón một cấp thẳng đứng [1]

8 b) Hộp giảm tốc bánh răng trụ tròn hai cấp và ba cấp i Sơ đồ đồng trục

 Ưu điểm: giảm kích thước chiều dài, trọng lượng của hộp giảm tốc.

Nhược điểm của hệ thống gồm có hạn chế trong khả năng chọn phương án bố trí kết cấu chung của thiết bị dẫn động, khả năng bôi trơn bộ phận trục giữa hộp gặp khó khăn, và khoảng cách giữa các gối đỡ của trục trung gian thường lớn, ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động và độ bền của hệ thống.

Hình 1-5: Sơ đồ hộp giảm tốc đồng trục [1] ii Sơ đồ hộp giảm tốc có cấp nhanh tách đôi

Bánh răng có ưu điểm vượt trội như phân bổ tải trọng đều trên các ổ trục, tăng độ bền và ổn định cho hệ thống Việc sử dụng tối đa khả năng của vật liệu chế tạo bánh răng cấp chậm và cấp nhanh giúp nâng cao hiệu suất truyền động Thiết kế bánh răng phân bố đối xứng với ổ giúp giảm tập trung tải trọng theo chiều dài răng, hạn chế mòn và tăng tuổi thọ của bánh răng so với sơ đồ khai triển thông thường.

 Nhược điểm o Chiều rộng của hộp tăng lên một ít, cấu tạo bộ phân ổ phức tạp hơn, số lượng chi tiết và khối lượng gia công tăng.

Hình 1-6: Sơ đồ hộp giảm tốc có cấp tách đôi [1]

 Hộp giảm tốc có cấp chậm tách đôi cũng có những ưu điểm như hộp giảm tốc có cấp nhanh tách đôi

10 iii Hộp giảm tốc hai cấp và ba cấp khai triển

Hình 1-7: Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp khai triển [1] Hình 1-8: Sơ đồ hộp giảm tốc ba cấp khai triển [1]

Khuyết điểm chính của loại hộp giảm tốc này là bánh răng phân bố không đối xứng với gối tựa, dẫn đến tải trọng không đều trên các ổ trục Điều này có thể ảnh hưởng tới tuổi thọ và hiệu suất hoạt động của hệ thống truyền động Trong đó, hộp giảm tốc bánh răng nón – trụ cũng gặp phải nhược điểm tương tự nếu không được thiết kế và lắp đặt chính xác, gây ra hiện tượng mòn và giảm độ bền của các bộ phận truyền lực.

Hộp giảm tốc bánh răng nón – trụ có thể gồm hai hoặc ba cấp, với các loại bánh răng nón như răng thẳng, nghiêng hoặc xoắn, phù hợp với nhiều ứng dụng truyền động khác nhau Trong khi đó, hộp giảm tốc trục vít là giải pháp tối ưu cho các hệ thống cần truyền động chính xác và momen lớn, mang lại hiệu quả cao trong các quá trình vận hành công nghiệp.

Sơ đồ hộp giảm tốc trục vít được phân loại dựa trên vị trí tương đối giữa trục vít và bánh vít, gồm ba loại chính: trục vít đặt trên, trục vít đặt dưới và trục vít đặt cạnh Mỗi loại phù hợp với các ứng dụng khác nhau nhằm tối ưu hiệu suất và hiệu quả truyền động Việc lựa chọn vị trí phù hợp ảnh hưởng lớn đến khả năng hoạt động, tuổi thọ và tính ổn định của hệ thống giảm tốc trục vít Hiểu rõ về đặc điểm của từng loại giúp kỹ thuật viên và nhà thiết kế lựa chọn giải pháp tối ưu cho từng dự án cụ thể.

Hình 1-8: Sơ đồ hộp giảm tốc trục vít đặt dưới [1] Hình 1-9: Sơ đồ hộp giảm tốc trục vít đặt trên [1]

Hình 1-10: Sơ đồ hộp giảm tốc trục vít đặt cạnh [1] e) Hộp giảm tốc bánh răng – trục vít, trục vít – bánh răng và rục vít hai cấp

 Tùy theo cấu tạo và đặc tính làm việc, mỗi loại hộp giảm tốc có tỉ số truyền động khác nhau.

Hộp giảm tốc có thiết kế đơn giản, gọn nhẹ và bao gồm các bánh răng thẳng và nghiêng hoạt động cùng nhau dựa trên tỷ số truyền cố định Khi được cấp nguồn điện, thiết bị tạo ra các vòng quay phù hợp với yêu cầu sử dụng, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu Hộp giảm tốc được thiết kế tùy theo yêu cầu và điều kiện làm việc của từng ứng dụng, mang lại độ bền và hiệu quả cao.

Hình 1-11: Cấu tạo hộp giảm tốc [2]

5 Ưu, nhược điểm chung a) Ưu điểm o Hiệu suất cao

Bộ truyền có khả năng truyền những công suất khác nhau và có tuổi thọ lớn, đảm bảo làm việc chắc chắn và dễ sử dụng Tuy nhiên, nó còn gặp phải một số nhược điểm như chịu nhiệt độ cao, trục rung động, gối đỡ rung động, rò rỉ dầu và gây ra tiếng ồn lạ.

Hộp giảm tốc hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất thực phẩm, chế biến thức ăn chăn nuôi và sản xuất bao bì, đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất Ngoài ra, thiết bị này còn được biết đến phổ biến trong các động cơ xe máy và đồng hồ, góp phần nâng cao hiệu suất hoạt động của các thiết bị này.

Hộp giảm tốc đến từ các hãng của Đài Loan hiện đang được sử dụng phổ biến nhất nhờ vào mức giá cạnh tranh và chất lượng ổn định Các sản phẩm này không chỉ phù hợp để mua với số lượng lớn mà còn đi kèm chế độ bảo hành tốt, đảm bảo sự yên tâm cho người tiêu dùng Nhờ những ưu điểm vượt trội này, các hãng Đài Loan đã trở thành lựa chọn hàng đầu trong lĩnh vực cung cấp hộp giảm tốc.

HỘP GIẢM TỐC 2 CẤP ĐỒNG TRỤC

ĐỊNH NGHĨA

Hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục là loại hộp số giảm tốc có khả năng thay đổi tỷ số truyền động hai lần, giúp tối ưu hóa khả năng truyền lực và giảm tốc hiệu quả Thiết kế của hộp giảm tốc này sử dụng bánh răng trụ 2 cấp đồng trục, đảm bảo sự đồng bộ và độ bền cao trong quá trình vận hành Sản phẩm phù hợp với các ứng dụng yêu cầu truyền động ổn định, hiệu suất cao và khả năng chống chịu tốt trong các môi trường công nghiệp Hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục là giải pháp lý tưởng để nâng cao hiệu suất hoạt động của các thiết bị máy móc chuyên dụng.

CẤU TẠO

 Bao gồm các cặp bánh răng nghiêng được sắp xếp ăn khớp sao cho trục đầu ra của hộp số phải trùng với trục trung tâm của motor

 Kết cấu của vỏ hộp số 2 cấp đồng trục được thiết kế gọn nhẹ, loại bỏ các chi tiết rườm rà, phức tạp.

Hình 2-1: Sơ đồ động học

ƯU ĐIỂM, NHƯỢC ĐIỂM

 Cho phép giảm kích thước chiều dài, trọng lượng của hộp giảm tốc bé hơn so với các loại khác.

Khả năng chịu tải trọng của cấp nhanh chưa sử dụng hết do lực sinh ra trong quá trình ăn khớp của các bánh răng cấp chậm lớn hơn nhiều so với cấp nhanh, mặc dù khoảng cách trục của hai cấp lại bằng nhau Điều này cho thấy hiệu suất truyền lực của cấp nhanh còn tiềm năng chưa được khai thác hết, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu truyền tải lớn Việc tối ưu hóa lực tác dụng trong quá trình ăn khớp có thể nâng cao khả năng chịu tải của hệ thống truyền động, góp phần cải thiện hiệu quả làm việc và độ bền của các bánh răng.

 Hạn chế khả năng chọn phương án bố trí kết cấu chung của thiết bị dẫn động vì chỉ có một đầu trục vào và một đầu trục ra.

 Khó bôi trơn bộ phận ổ trục ở giữa hộp.

 Khoảng cách giữa các gối đỡ của trục trung gian lớn, do đó muốn đảm bảo trục đủ bền và cứng cần phải tang đường kính trục.

ỨNG DỤNG

Máy móc được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như luyện kim, cơ khí, gia công, chế biến thực phẩm và khai thác khoáng sản, đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất hàng hóa và nâng cao hiệu quả hoạt động.

Hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất như băng tải vận chuyển đất đá, động cơ xe máy, và các loại cửa cuốn Thiết bị này giúp giảm tốc độ quay và tăng mô-men xoắn hiệu quả, đảm bảo hoạt động ổn định và bền bỉ trong các hệ thống công nghiệp và dân dụng Sản phẩm phù hợp với nhiều ngành công nghiệp nhờ tính linh hoạt và khả năng chịu tải cao của nó.

Hộp số giảm tốc ứng dụng rộng rãi trong các máy móc công nghiệp lớn nhỏ, ví dụ như trong phân xưởng chế biến gỗ, hệ thống băng tải trong sản xuất xi măng, chế biến thức ăn gia súc, và các cơ sở in ấn bao bì.

Hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp như máy ép, máy xi mạ, máy nghiền, máy khuấy trộn hóa chất, máy cán tôn, cán thép, luyện kim và cơ khí chế tạo Thiết bị này giúp truyền tải công suất hiệu quả, giảm tốc độ hoạt động của máy móc, từ đó nâng cao hiệu suất làm việc và độ bền của các thiết bị công nghiệp Việc chọn lựa hộp giảm tốc đúng loại là yếu tố then chốt để đảm bảo hoạt động ổn định và tăng tuổi thọ cho máy móc trong các quy trình sản xuất.

CÁC LỖI HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC

- Do quá tải: Giảm tải và tốc độ xuống

- Do thiết bị làm mát dầu: Kiểm tra, điều chỉnh lại lưu lượng dầu, vệ sinh cẩn thận thiết bị bên trong

- Do mức dầu: Bổ sung lượng dầu cần thiết

- Do tắc ông sthoong hơi: Vệ sinh sạch sẽ ống thông hơi

- Do dầu bôi trơn: Cần kiểm tra lại chất lượng dầu

- Do đường ống dầu: Kiểm tra lại hệ thống bơm, lọc cửa hút, thiết bị điều chỉnh

- Do khớp nối: Kiểm tra lại độ đồng tâm của máy

- Do vòng bi: Kiểm tra lại nhiệt độ vòng bi, khe hở vòng

- Do khớp nối: Kiểm tra lại hệ thống trục đồng tâm, khớp nối,

- Do khả năng mất cân bằng động: Tiến hành cân bằng lại

- Do quá tải: Kiểm tra nhiệt độ vòng bi, tiếng ồn và khe hở vòng bi

- Do quá tốc độ: Giảm tốc độ lại

- Do khớp nối: Kiểm tra lại trục đồng tâm

- Do bôi trơn: Kiểm tra lại hệ thống dầu bôi trơn

- Do mức dầu cao: Tiến hành kiểm tra lại mức dầu

- Do tắc ống thông hơi và đường xả: Kiểm tra và vệ sinh lại

- Do có quá nhiều dầu trong vòng bi: Cài đặt lại giá trị lưu lượng dòng của vòng bi

5 Xuất hiện tiếng ồn lạ

- Do mất đồng tâm trục, khe hở ăn khớp, nền móng và dầu bôi trơn: Tiến hành kiểm tra

- Do ăn khớp của bánh răng: Kiểm tra lại sự ăn khớp

- Do lâu ngày có vết bẩn: Vệ sinh lại sạch sẽ

CÁCH BẢO DƯỠNG

- Kiểm tra thường xuyên các vết ăn khớp của bánh răng: Nếu phát hiện thấy vết ăn khớp không đều thì đã bắt đầu hỏng.

Ngay cả khi đã lắp đặt hoàn chỉnh, việc kiểm tra ổ đỡ bên trong hộp giảm tốc là rất quan trọng để đảm bảo hoạt động trơn tru của hệ thống Qua đó, bạn có thể phân tích và xác định chính xác loại dầu phù hợp cần sử dụng, giúp duy trì hiệu suất và tuổi thọ của bộ truyền động.

- Bánh răng quay ở tốc độ cao sẽ hút bụi bẩn vào bên trong Do đó, qua thời gian sử dụng, bạn cần tháo ra để thường xuyên vệ sinh.

Bánh răng được chế tạo từ hợp kim thép cao cấp, đảm bảo độ bền và độ cứng nhờ quá trình thấm cacbon tôi cứng Hệ thống trục được làm từ hợp kim chất lượng cao, giúp tăng tuổi thọ và độ chính xác của hệ thống truyền động Các loại bánh răng phổ biến gồm bánh răng xoắn nghiêng đơn và nghiêng đôi, phù hợp với nhiều ứng dụng kỹ thuật Hiểu rõ cấu tạo của bánh răng sẽ giúp việc bảo dưỡng và bảo trì dễ dàng hơn, nâng cao hiệu quả hoạt động hệ thống.

- Thiết bị làm mát dầu

TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ

TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ

Bảng 3-1: Số liệu cho trước

- Số năm: 6 năm ; số ngày làm việc trong 1 năm: 320 ngày; số giờ làm việc trong

 Thời gian phục vụ: T=6.320.14&880 giờ

Hình 3-2:Đồ thị thay đổi tải trọng (momen xoắn) tác dụng lên hệ thống theo thời gian t

Để tính công suất cần thiết của động cơ, ta sử dụng công thức Nct = N / 𝜼, trong đó N là công suất yêu cầu và 𝜼 là hiệu suất của bộ truyền Theo bảng 2-1 trang 27, hiệu suất của các bộ truyền khác nhau lần lượt là bộ truyền bánh răng trụ nghiêng (𝜂𝑏𝑟 = 0,97), bộ truyền xích (𝜂𝑥 = 0,96), bộ truyền ổ lăn (𝜂𝑜𝑙 = 0,9925), và khớp nối (𝜂𝑘 = 1) Với dữ liệu này, công suất cần thiết của động cơ được tính là 2,099331681 kW, đảm bảo hoạt động hiệu quả của hệ thống truyền động.

CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN Nct

 Tra bảng 2P trang [321-323] đối với động cơ không đồng bộ ba pha [1]

Kiểu động cơ Công suất Vận tốc (vg/ph) Hiệu suất (%) Mm/Mđm

Bảng 3-3: Các loại động cơ điện

 Dựa vào điều kiện mở máy, Chọn công suất động cơ điện có tên: AO2 41-4

CHỌN SỐ VÒNG QUAY ĐỘNG CƠ ĐIỆN

TÍNH TOÁN TỈ SỐ TRUYỀN

 Tra bảng 2-2 trang 32 [1] dựa vào tỉ số truyền động trung bình (truyền động xích)

1 Công suất trên các trục :

 N III = N II × η ol × η br = 3,822 × 0,9925 × 0,97 = 3,67953495 kw

2 Số vòng quay của các trục

Trục động cơ I II III Trục công tác i 𝑖 𝑐ℎ 28,4706834

Bảng 3-4: Thông số trục k = k đ k A k o k đc k b k c

THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN (BỘ TRUYỀN NGOÀI,

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI (BỘ TRUYỀN XÍCH)

1 Sơ đồ mindmap thiết kế bộ truyền ngoài

 Chọn loại xích ống con lăn vì có giá thành thấp hơn xích răng, vả lại không yêu cầu bộ truyền làm việc êm, không ồn.

3 Định số răng đĩa xích

 Tỷ số truyền của bộ truyền xích: 𝒊 = 𝒊 𝒄𝒉𝒖𝒏𝒈 = 𝟐𝟖,𝟒𝟕𝟎𝟔𝟖𝟑𝟒 = 2

 Theo bảng 6-3 Trang 105 [1], với tỷ số truyền i = 2 chọn số răng đĩa dẫn

 Số răng đĩa bị dẫn: Z2 = i Z1 = 4 27 = 54

 Định hệ số điều kiện sử dụng:

- k đ : hệ số xét đến tinh chất của tải trọng ngòai, nếu tải trọng êm nên kđ = 1, nếu tải trọng va đập kđ = 1,2 ÷ 1,5

 Trong trường hợp này vì tải trọng ngòai êm nên chọ kđ = 1

- k A : hệ số xét đến chiều dài xích, nếu A = (30 ÷ 50)t thì kA = 1; nếu A < 25t, kA

 Chọn khoảng cách trục A = (30 ÷ 50)t nên kA = 1

Hệ số k_o phản ánh cách bố trí bộ truyền, đặc biệt là góc giữa đường nối hai tâm đĩa xích và đường nằm ngang Khi góc này nhỏ hơn 60°, k_o bằng 1, thể hiện sự tối ưu trong thiết kế truyền động Tuy nhiên, nếu góc lớn hơn 60°, trị số k_o có thể được tăng lên tới 1,25 để phù hợp với điều kiện hoạt động của hệ thống Việc xác định chính xác hệ số k_o giúp đảm bảo hiệu quả và độ bền của bộ truyền xích trong các ứng dụng kỹ thuật.

 Trong trường hợp này ta chọn ko = 1 vì góc nghiêng nhỏ hơn 60o

Hệ số kđc phản ánh khả năng điều chỉnh lực căng xích Khi trục đĩa xích có thể điều chỉnh được, kđc = 1, giúp duy trì mức độ căng hợp lý Trong trường hợp sử dụng đĩa căng xích hoặc con lăn căng xích, hệ số này tăng lên thành kđc = 1,1 để đảm bảo độ căng tối ưu Nếu trục không thể điều chỉnh và không có thiết bị hỗ trợ như đĩa hoặc con lăn căng xích, hệ số kđc sẽ là 1,25, yêu cầu kiểm tra và duy trì độ căng xích phù hợp để đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành.

 Vì trục không điều chỉnh được nên kđc = 1,25

Hệ số k b thể hiện điều kiện bôi trơn, với giá trị khác nhau tùy thuộc vào phương pháp bôi trơn Khi bôi trơn liên tục bằng cách xích nhúng dầu hoặc phun dầu liên tục, hệ số k b bằng 0,8, giúp giảm ma sát và tăng tuổi thọ thiết bị Trong trường hợp bôi trơn nhỏ giọt, hệ số k b là 1, phù hợp cho các hệ thống cần duy trì độ trơn trượt ổn định mà không cần liên tục Đối với bôi trơn trong giai đoạn định kỳ, hệ số k b là 1,5, phù hợp cho các thiết bị hoạt động theo chu kỳ để đảm bảo hiệu suất liên tục.

 Ở đây ta lấy kb = 1,5 (bôi trơn định kỳ)

- k c : hệ số xét đến chế độ làm việc của bộ truyền, nếu làm việc 1 ca kc =1; 2 ca kc = 1,25; 3 ca kc = 1,45.

 Hệ số răng đĩa dẫn kZ = 𝑍 𝑜𝑙 = 25 = 0,925925926

 Hệ số vòng quay đĩa dẫn kn = 𝑛 𝑜𝑙 = 1600 = 1.103448276

Với : nol = 1600 vg/ph; n1 = 1450 vg/ph

Dựa trên công suất tính toán 𝒩t = 𝒩kk Z k n, theo bảng 6-4 trang 106 [1], với n_o = 1600 vòng/phút, chúng tôi đã chọn xích ống con lăn có bước 12,7 mm, diện tích bản lề F = 50,3 mm², đảm bảo khả năng chịu tải và hoạt động hiệu quả trong hệ thống truyền động.

𝒩 = 7,9 Kw Với loại xích này theo bảng 6-1 trang 103 [1] tìm được kích thước chủ yếu của xích, tải trọng phá hỏng 𝑄 = 18000𝑁, khối lượng 1 mét xích q = 0,71kg.

Theo kiểm nghiệm số vòng quay theo điều kiện 6-9 trang 107 [1], dựa trên bảng 6-5 với t = 12,7mm, số răng của đĩa dẫn Z₁ = 27, và số vòng quay giới hạn ngưỡng ngắt n_gh có thể lên đến 2550 vòng/phút, cho thấy điều kiện (6-9) được đáp ứng khi n₁ = 1450 vòng/phút.

5 Định khoảng cách trục A và số mắc xích X a) Tính số mắt xích

 Lấy số mắt xích X = 121 o Kiểm nghiệm số lần va đập trong 1 giây [công thức (6-16) trang 108 [1]]4v u = = L

27.1450 15.121= 21,57 o Theo bảng 6-7 trang 108 [1], số lần va đập cho phép trong 1 giây [u]` cho nên điều kiện 𝑢 ≤ [𝑢] được thỏa mãn. b) Tính chính xác khoảng cách trục A

= 𝟓𝟎𝟗𝒎𝒎 o Để đảm bảo độ võng bình thường, tránh cho xích khỏi ị căng quá, giảm khoảng cách trục A một khoảng ∆𝐴 ≈ 2𝑚𝑚 Cuối cùng lấy

6 Tính đường kính vòng chia của đĩa xích (công thức 6-1 trang 102 [1]) o Đĩa dẫn: o Đĩa bị dẫn: d c1 d c2 t sin(180)

7 Tính lực tác dụng lên trục

Lực R tác dụng lên trục được tinh theo công thức

Trong thiết kế bộ truyền động, hệ số 𝑘𝑡 được sử dụng để điều chỉnh trọng lượng xích tác động lên trục Khi bộ truyền nằm ngang hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 40° so với mặt phẳng nằm ngang, hệ số 𝑘𝑡 được đặt là 1,15 để phản ánh ảnh hưởng của trọng lượng xích Ngược lại, nếu bộ truyền đứng hoặc nghiêng một góc lớn hơn 40°, hệ số 𝑘𝑡 giảm xuống còn 1,05, nhằm phù hợp với điều kiện thực tế của hệ thống Việc xác định chính xác hệ số 𝑘𝑡 giúp đảm bảo tính toán lực chính xác và tối ưu hóa hoạt động của bộ truyền.

Bảng 4-1: Các thông số của bộ truyền ngoài

Tên thông số Giá trị

Số răng đĩa xích Số răng đĩa dẫn Z1 27

Số răng đĩa bị dẫn Z2 54

Số mắc xích X 121 Đường kính vòng chia của đĩa xích Đĩa dẫn d c1 109mm Đĩa bị dẫn d c2 182mm

Lực tác dụng lên trục R 𝟕𝟐𝟔𝟗𝑵

 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG

 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM (bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng)

1 Chọn vật liệu bánh răng và cách nhiệt luyện

- Vì bộ truyền chịu tải nhỏ nên chọn thép thường hóa có độ rắn bề mặt HB[n] thỏa điều kiện an toàn [n] = (1.5-2.5)

- Chọn hệ số kích thước (bảng 7-4 trang 123 [1]) o ε σ = 0,86 o ε τ = 0,75

- Chọn hệ số tập trung ứng suất thực tế ở chỗ cung lượn của trục (bảng 7-8 trang 127 [1]) o k σ = 1,63 o kτ = 1,5

- Tính hệ số an toàn: nσ = k σ −

 n>[n] thỏa điều kiện an toàn [n] = (1.5-2.5)

- Chọn hệ số kích thước (bảng 7-4 trang 123 [1]) o ε σ = 0,83 o ε τ = 0,71

- Chọn hệ số tập trung ứng suất thực tế ở chỗ cung lượn của trục (bảng 7-8 trang 127 [1]) o k σ = 1,63 o k τ = 1,5

- Tính hệ số an toàn: n ε σ β

 n>[n] thỏa điều kiện an toàn [n] = (1.5-2.5)

- Chọn hệ số kích thước (bảng 7-4 trang 123 [1]) o ε σ = 0,82 o ε τ = 0,70

- Chọn hệ số tập trung ứng suất thực tế ở chỗ cung lượn của trục (bảng 7-8 trang 127 [1]) o k σ = 1,63 o k τ = 1,5

- Tính hệ số an toàn: 𝝴σ n σ ε σ = k β

 n>[n] thỏa điều kiện an toàn [n] = (1.5-2.5)

- Chọn hệ số kích thước (bảng 7-4 trang 123 [1]) o ε σ = 0,78 o ετ = 0,67

- Chọn hệ số tập trung ứng suất thực tế ở chỗ cung lượn của trục (bảng 7-8 trang 127 [1]) o k σ = 1,63 o k τ = 1,5

- Tính hệ số an toàn: σ −1 270 n σ = k ε σ β σ a + φσ σ m

 n>[n] thỏa điều kiện an toàn [n] = (1.5-2.5) d) Kiểm nghiệm trục khi chịu quá tải đột ngột

 Thỏa mãn điều kiện quá tải

 Thỏa mãn điều kiện quá tải

 Thỏa mãn điều kiện quá tải

TÍNH THEN

- Chọn thép 45, loại then bằng.

- Tra bảng 7.20 và 7.21 trang 142 [1] có:

 Ứng suất dập cho phép:

 Ứng suất cắt cho phép: [𝜏]𝑐 = 87 𝑁/𝑚𝑚 2

 Tra bảng 7-23 trang 143 [1] có: o b=6mm o t=3,5mm o h=6mm o k=2,9mm

 Kiểm nghiệm sức bền va đập

 Kiểm nghiệm bền cắt của then:

 Đã thỏa mãn 2 điều kiện đảm bảo theo yêu cầu

 Tra bảng 7-23 trang 143 [1] có: o bmm o t=4,5mm o h=8mm o k=4,2

 Kiểm nghiệm sức bền va đập

 Kiểm nghiệm bền cắt của then:

 Đã thỏa mãn 2 điều kiện đảm bảo theo yêu cầu

 Tra bảng 7-23 trang 143 [1] có: o bmm o t=4,5mm o h=8mm o k=4,4mm

 Kiểm nghiệm sức bền va đập

 Kiểm nghiệm bền cắt của then:

 Đã thỏa mãn 2 điều kiện đảm bảo theo yêu cầu

 Tra bảng 7-23 trang 143 [1] có: o bmm o t=5mm o h=9mm o k=5mm

 Kiểm nghiệm sức bền va đập

 Kiểm nghiệm bền cắt của then:

 Đã thỏa mãn 2 điều kiện đảm bảo theo yêu cầu

 Tra bảng 7-23 trang 143 [1] có: o bmm o t=5mm o hmm o k=6,2mm

 Kiểm nghiệm sức bền va đập

 Kiểm nghiệm bền cắt của then:

 Đã thỏa mãn 2 điều kiện đảm bảo theo yêu cầu

THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC

CHỌN LOẠI Ổ LĂN

Cả ba trục đều có lực dọc trục tác dụng nên ta chọn ổ bi đỡ chặn

TÍNH CHỌN KÍCH THƯỚC Ổ LĂN THEO KHẢ NĂNG TẢI TRỌNG

Sơ đồ chọn ổ cho trục I

Dự kiến chọn góc 𝛽 = 16 𝑜 (kiểu 36000)

Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức (8-1) trang 158 [1]

ℎ = 26880 𝑔𝑖ờ, bằng thời gian phục vụ của máy.

𝑄 = (𝐾 𝑣 𝑅 + 𝑚𝐴 𝑡 )𝐾 𝑛 𝐾 𝑡 , công thức (8-6) trang 159[1] Hệ số 𝑚 = 1,5 (tra bảng 8-2 trang 161[1])

𝐾𝑛 = 1 nhiệt độ làm việc dưới 100 o C (bảng 8-4)

𝐾 𝑣 = 1 vòng trong của ổ quay (bảng 8-5)

Lực 𝐴 𝑡 hướng về phía gối trục bên phải, phản ánh sự tác động của lực hướng tâm trong hệ thống Do lực hướng tâm ở hai gối trục gần như bằng nhau, chúng ta chỉ cần tính toán và chọn ổ cho gối trục bên phải, nơi lực Q lớn hơn Việc chọn ổ phù hợp cho gối trục này đảm bảo độ bền và ổn định của hệ thống, còn các gối trục còn lại sẽ dùng ổ cùng loại để tiết kiệm chi phí và đảm bảo đồng bộ trong cấu hình thiết kế.

𝑄𝐵 = (1.637,588 + 1,5.203,903) 1.1 = 943,4425𝑁 ℎ𝑜ặ𝑐 𝑏ằ𝑛𝑔 94,344𝑑𝑎𝑁 Ở đây giá trị lực R thay bằng lực FB

Tra bảng 17P trang 346 - 347[1], ứng với 𝑑 = 20𝑚𝑚 lấy ổ có ký hiệu 36204,

𝐶 𝑏ả𝑛𝑔 = 18000, đường kính ngoài của ổ 𝐷 = 47𝑚𝑚, chiều rộng 𝐵 = 14𝑚𝑚.

Sơ đồ chọn ổ cho trục II

Dự kiến chọn góc 𝛽 = 16 𝑜 (kiểu 36000)

Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức (8-1) trang 158 [1]

ℎ = 26880 𝑔𝑖ờ, bằng thời gian phục vụ của máy.

𝑄 = (𝐾𝑣𝑅 + 𝑚𝐴𝑡)𝐾𝑛𝐾𝑡, công thức (8-6) trang 159[1] Hệ số 𝑚 = 1,5 (tra bảng 8-2 trang 161[1])

𝐾 𝑛 = 1 nhiệt độ làm việc dưới 100 o C (bảng 8-4)

𝐾 𝑣 = 1 vòng trong của ổ quay (bảng 8-5)

Lực 𝐴 𝑡 hướng về phía gối trục bên trái, trong khi lực hướng tâm ở hai gối trục gần như bằng nhau Do đó, ta chỉ tập trung tính toán cho gối trục bên phải, nơi lực Q lớn hơn, và chọn ổ phù hợp cho gối trục này Đối với gối trục bên trái, ta sử dụng loại ổ cùng loại đã chọn cho gối trục bên phải để đảm bảo đồng bộ và hiệu quả hoạt động.

𝑄𝐵 = (1.3436,74 − 1,5.1480,93) 1.1 = 1215,345𝑁 ℎ𝑜ặ𝑐 𝑏ằ𝑛𝑔 121,5𝑑𝑎𝑁 Ở đây giá trị lực R thay bằng lực FB

Tra bảng 17P trang 346 - 347[1], ứng với 𝑑 = 25𝑚𝑚 lấy ổ có ký hiệu 36205,

𝐶 𝑏ả𝑛𝑔 = 20000, đường kính ngoài của ổ 𝐷 = 52𝑚𝑚, chiều rộng 𝐵 = 15𝑚𝑚.

 Sơ đồ chọn ổ cho trục III

Dự kiến chọn góc 𝛽 = 16 𝑜 (kiểu 36000)

Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức (8-1) trang 158 [1]

ℎ = 26880 𝑔𝑖ờ, bằng thời gian phục vụ của máy.

𝑄 = (𝐾𝑣𝑅 + 𝑚𝐴𝑡)𝐾𝑛𝐾𝑡, công thức (8-6) trang 159[1] Hệ số 𝑚 = 1,5 (tra bảng 8-2 trang 161[1])

𝐾𝑛 = 1 nhiệt độ làm việc dưới 100 o C (bảng 8-4)

𝐾 𝑣 = 1 vòng trong của ổ quay (bảng 8-5)

Lực A t hướng về phía gối trục bên trái, cho thấy rõ tác dụng của lực này trong hệ thống Do lực hướng tâm ở hai gối trục có sự chênh lệch lớn, chúng ta cần tính toán riêng biệt đối với từng trục để đảm bảo độ chính xác trong phân tích Việc phân tích lực này giúp hiểu rõ hơn về tác động lên từng phần của hệ thống và đảm bảo tính ổn định của cấu trúc.

 Đối với gối trúc bên trái

𝑄 𝐴 = (1.2232,315 + 1,5.3159,033) 1.1 = 6970𝑁 ℎ𝑜ặ𝑐 𝑏ằ𝑛𝑔 697𝑑𝑎𝑁 Ở đây giá trị lực R thay bằng lực FA

Tra bảng 17P trang 346 - 347[1], ứng với 𝑑 = 40𝑚𝑚 lấy ổ có ký hiệu 36308,

𝐶 𝑏ả𝑛𝑔 = 60000, đường kính ngoài của ổ 𝐷 = 90𝑚𝑚, chiều rộng 𝐵 = 23𝑚𝑚.

 Đối với gối trục bên phải

𝑄 𝐵 = (1.12849,704 − 1,5.3159,033) 1.1 = 8111𝑁 ℎ𝑜ặ𝑐 𝑏ằ𝑛𝑔 811𝑑𝑎𝑁 Ở đây giá trị lực R thay bằng lực FB

 𝐶 = 811.83,2 = 67475,2 Tra bảng 17P trang 346 - 347[1], ứng với 𝑑 = 55𝑚𝑚 lấy ổ có ký hiệu 36311,

𝐶 𝑏ả𝑛𝑔 = 99000, đường kính ngoài của ổ 𝐷 = 120𝑚𝑚, chiều rộng 𝐵 = 29𝑚𝑚.

TÍNH TOÁN VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ [6]

Hình 6.1: Hình chiếu đứng của hộp giảm tốc [6]

Hình 6.1: Hình chiếu cạnh của hộp giảm tốc [6]

1 Chiều dày thành thân hộp

𝛿 = 0,025 𝐴 + 3𝑚𝑚 = 0,025.110 + 3 = 5,75𝑚𝑚 (nhỏ hơn chiều dày tối thiểu 8mm)

2 Chiều dày thành nắp hộp

𝜹 𝟏 = 0,02 𝐴 + 3𝑚𝑚 = 0,02.110 + 3 = 5,2𝑚𝑚 (nhỏ hơn chiều dày tối thiểu 8,5mm)

3 Chiều dày mặt bích dưới của thân hộp

4 Chiều dày mặt bích trên của nắp hộp

5 Chiều dày mặt đế không có phần lồi

6 Chiều dày gân ở thân hộp

7 Chiều dày gân ở nắp hộp

10.Bulông ghép mặt bích và nắp thân

12.Bulông ghép nắp cửa thăm

13.Bulông vòng Đường kính Bulông vòng chọn theo trọng lượng của hộp giảm tốc, với khoảng cách trục A0mm, tra bảng 10-11a và 10-11b trang 275-276 [1] Ta chọn Bulông M10.

 L – Chiều dài hộp, sơ bộ lấy bằng 450mm

 B – Chiều rộng hộp, sơ bộ lấy bằng 300mm

15 Khoảng cách C 200 1 từ mặt ngoài của vỏ hộp đến tâm bulông cạnh ổ và khoảng cách C 2 từ tâm bulông cạnh ổ đến mặt ngoài của mặt bích.

16 Khoảng cách C 1 từ mặt ngoài của vỏ hộp đến tâm bulông ghép mặt bích của nắp và than và khoảng cách C 2 từ tâm bulông ghép mặt bích của nắp và than đếnmặt ngoài cảu mặt bích.

Bulông tháo dầu M20 với kích thước cụ thể như sau:

Chốt định vị hình côn được sử dụng để đảm bảo chính xác vị trí của nắp hộp và thân hộp khi lắp ghép Kích thước của chốt định vị phù hợp với kích thước mặt bích, cụ thể là chiều d 6 mm, chiều c 1,0 mm, và chiều l 30 mm Việc chọn đúng kịch thước chốt định vị giúp tăng độ bền và đảm bảo sự chính xác trong quá trình lắp ráp các bộ phận.

Hình 6.5 Nắp cửa thăm [6] Đường kính lỗ tại vị trí lắp với nút thông hơi: dmm

Nút thông hơi kết hợp với chức năng là tay nắm được lựa chọn có kích thước cụ thể như hình vẽ.

Chi tiết máy Số lượng

Bulông ghép mặt bích nắp và thân – M8 6

Bulông gép nắp ổ - M8 12 (mỗi nắp 4 bulông)

Bulông ghép nắp cửa thăm – M6 4

Chốt định vị hình côn 2

MÔ PHỎNG LỰC TRUYỀN TRÊN BÁNH RĂNG

Mô phỏng kiểm nghiệm độ bền ứng suất tĩnh bánh răng cấp nhanh

 Bộ truyền bánh răng cấp nhanh được thiết kế trong phần I có các thông số thiết kế và đặc tính vật liệu được giới thiệu trong bảng II.1.1

Bảng II.1.1 Thông số thiết kế cặp bánh răng cấp nhanh

Thông số BR nhỏ BR lớn

Chiều cao răng ℎ = 3,375mm 3,375mm

Chiều cao đầu răng ℎ𝑑 là 1,5mm, đảm bảo tính chính xác cho quá trình gia công Độ hở hướng tâm 𝑐 là 0,375mm, giúp tối ưu hóa liên kết giữa các bộ phận Đường kính vòng chia 𝑑 𝑐1 là 46mm và 𝑑 𝑐2 là 175mm, cung cấp các thông số chính xác cho thiết kế Đường kính vòng chân răng 𝐷 𝑙1 là 42,25mm, trong khi 𝐷 𝑙2 là 171,25mm, phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật của bộ phận Cuối cùng, đường kính vòng đỉnh răng 𝐷 𝑒1 là 49mm, còn 𝐷 𝑒2 là 178mm, đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình sản xuất và lắp ráp.

Vật liệu Thép 45 thường hóa,ứng suất cho phép:

Thép 35 thường hóa, ứng suất cho phép: [𝛔]𝐮𝟐

 Để thực hiện phân tích bộ truyền bánh răng cấp nhanh này, ta tiến hành theo các trình tự sau:

 Bước 1: Chọn loại mô phỏng

 Vào SIMULATION chọn Static Stress (Ứng suất tĩnh) để quan sát độ biến dạng, các ứng suất thông qua đặt moment xoắn lên bánh răng.

Hình II.1.1 Lựa chọn mô hình phân tích ứng suất tĩnh cặp bánh răng cấp nhanh trong Fusion 360

 Chọn Study Materials để chọn vật liệu cho bánh răng

Hình II.1.2 Chọn vật liệu cho bánh răng

 Với bánh răng nhỏ là thép 45 thường hóa tương đương với Steel AISI 1045

Hình II.1.3 Chọn vật liệu cho bánh răng nhỏ bộ truyền nhanh

Bánh răng lớn được làm từ thép 35 thường hóa, tương đương với vật liệu Steel AISI 1035 Tuy nhiên, trong thư viện vật liệu của Fusion 360, loại vật liệu này không có sẵn, buộc người dùng phải vào mục Manage Physic Materials để tạo mới vật liệu phù hợp.

Hình II.1.4 Tạo vật liệu mới trong Fusion 360

Hình II.1.5 Thông số thép 35 thường hóa [7]

Hình II.1.6 Các thông số thép được thêm vào Fusion 360

Hình II.1.7 Chọn vật liệu cho bánh răng lớn

 Bước 3: Chọn ràng buộc cho bánh răng.

 Vào CONSTRAINTS chọn Structural constraints để chọn ràng buộc cho bánh răng Tại đây cho bánh lớn (bánh bị dẫn) quay và cố định bánh nhỏ(bánh dẫn).

Hình II.1.8 Chọn ràng buộc cho bánh nhỏ là cố định (Fixed)

Hình II.1.9 Chọn rang buộc cho bánh lớn là quay (Pin).

 Bước 4 : Đặt lực tác dụng lên bánh răng

Chọn Structural Loads trong phần LOADS và xác định loại lực là Moment để mô phỏng tác động lực xoắn Đặt giá trị moment xoắn lên bánh răng lớn bằng 𝑀𝑥 = 94975, 153 Nm, phản ánh chính xác lực tác dụng tại trục II và đảm bảo phân tích độ bền bánh răng chính xác trong quá trình thiết kế.

Hình II.1.10 Đặt moment xoắn lên bánh răng lớn

 Bước 5 : Tiến hành liên kết 2 bánh răng lại với nhau

 Vào CONTACS chọn Manual contacs rồi chọn lần lượt bánh răng nhỏ (primary body) và bánh lớn (Secondary body)

Hình II.1.11 Chọn bánh răng để liên kết

 Chọn vùng tiếp xúc là 3 cặp bánh răng ăn khớp với nhau (mỗi bánh răng chọn 6 mặt bên của răng ăn khớp).

Hình II.1.12 Chọn bề mặt tiếp xúc trên bánh răng nhỏ

Hình II.1.13 Chọn bề mặt tiếp xúc trên bánh răng lớn

 Chọn Display để kiểm tra xem 2 bánh răng đã ăn tiếp xúc với nhau chưa Nếu hiện lên màu xanh lá thì đã đạt điều kiện tiếp xúc

Hình II.1.14 Kiểm tra sự tiếp xúc giữa 2 bánh răng

 Bước 6: Tiến hành chia lưới cho cặp bánh răng

 Chọn Mesh để bắt đầu quá trình chia lưới.

Hình II.1.15 Chia lưới cho cặp bánh răng cấp nhanh.

 Bước 7: Bắt đầu quá trình mô phỏng kiểm tra độ bền bánh răng

 Chọn SOLVE để bắt đầu kiểm tra bền.

Hình II.1.16 Tiến hành kiểm tra bền bánh răng

Hình II.1.17: Kết quả kiểm tra bền bánh răng

Hình II.1.18: Điểm chịu ứng suất lớn nhất của bánh răng

Dựa trên hình vẽ, ứng suất lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm của bánh răng là 15,47 MPa (15,47 N/mm²), thấp hơn giá trị ứng suất cho phép của bánh răng, cho thấy cặp bánh răng cấp nhanh đạt điều kiện bền vững theo yêu cầu kỹ thuật.

Mô phỏng kiểm nghiệm độ bền tĩnh ứng suất bánh răng cấp chậm

 Bộ truyền bánh răng cấp chậm được thiết kế trong phần I có các thông số thiết kế và đặc tính vật liệu được giới thiệu trong bảng II.1.1

Bảng II.1.2 Thông số thiết kế cặp bánh răng cấp chậm

Thông số BR nhỏ BR lớn

Chiều cao răng ℎ = 3,375mm 3,375mm

Chiều cao đầu răng (h_d) là 1,5mm, đảm bảo tính chính xác trong thiết kế truyền động cơ học Độ hở hướng tâm (c) được xác định là 0,375mm, giúp đảm bảo sự khít sát giữa các bánh răng Đường kính vòng chia (d_c1 và d_c2) lần lượt là 46mm và 175mm, là các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng truyền lực của hệ thống bánh răng Đường kính vòng chân răng (d_l1 và d_l2) lần lượt là 42,25mm và 171,25mm, góp phần vào tính ổn định và bền bỉ của răng bánh Cuối cùng, đường kính vòng đỉnh răng (d_e1 và d_e2) lần lượt là 49mm và 178mm, giúp xác định chính xác hình dạng và kích thước của các răng để tối ưu hóa hiệu suất truyền năng lượng.

Vật liệu Thép 55 thường hóa,ứng suất cho phép: [𝛔] 𝐮𝟏 157,7 𝑁/𝑚𝑚 2

Thép 45 thường hóa, ứng suất cho phép: [𝛔] 𝐮𝟐 = 143,3

 Để thực hiện phân tích bộ truyền bánh răng cấp chậm này, ta tiến hành theo các trình tự sau:

 Bước 1: Chọn loại mô phỏng

 Vào SIMULATION chọn Static Stress (Ứng suất tĩnh) để quan sát độ biến dạng, các ứng suất thông qua đặt moment xoắn lên bánh răng.

Hình II.1.19 Lựa chọn mô hình phân tích ứng suất tĩnh cặp bánh răng cấp nhanh trong Fusion 360

 Chọn Study Materials để chọn vật liệu cho bánh răng

Hình II.1.20 Chọn vật liệu cho bánh răng

 Với bánh răng nhỏ là thép 55 thường hóa tương đương với Steel AISI 1055

Hình II.1.21 Chọn vật liệu cho bánh răng nhỏ bộ truyền chậm

 Với bánh răng lớn là thép 45 thường hóa tương đương với Steel AISI 1045

Hình II.1.22 Chọn vật liệu cho bánh răng lớn

 Bước 3: Chọn ràng buộc cho bánh răng.

 Vào CONSTRAINTS chọn Structural constraints để chọn ràng buộc cho bánh răng Tại đây cho bánh lớn (bánh bị dẫn) quay và cố định bánh nhỏ (bánh dẫn).

Hình II.1.22 Chọn ràng buộc cho bánh nhỏ là cố định (Fixed)

Hình II.1.23 Chọn ràng buộc cho bánh lớn là quay (Pin).

 Bước 4 : Đặt lực tác dụng lên bánh răng

Trong phần LOADS, chọn Structural Loads và xác định loại lực là Moment Áp dụng lực moment xoắn lên bánh răng lớn với giá trị bằng moment xoắn tại trục III, cụ thể là 𝑀𝑥 = 344981,81 N·m Điều này giúp mô phỏng chính xác tác động lực lên hệ thống bánh răng nhằm đánh giá độ bền và hiệu suất hoạt động.

Hình II.1.24 Đặt moment xoắn lên bánh răng lớn

 Bước 5 : Tiến hành liên kết 2 bánh răng lại với nhau

 Vào CONTACS chọn Manual contacs rồi chọn lần lượt bánh răng nhỏ(primary body) và bánh lớn (Secondary body)

Hình II.1.25 Chọn bánh răng để liên kết

 Chọn vùng tiếp xúc là 3 cặp bánh răng ăn khớp với nhau (mỗi bánh răng chọn 6 mặt bên của răng ăn khớp).

Hình II.1.26 Chọn bề mặt tiếp xúc trên bánh răng nhỏ

Hình II.1.27 Chọn bề mặt tiếp xúc trên bánh răng lớn

 Chọn Display để kiểm tra xem 2 bánh răng đã ăn tiếp xúc với nhau chưa Nếu hiện lên màu xanh lá thì đã đạt điều kiện tiếp xúc

Hình II.1.28 Kiểm tra sự tiếp xúc giữa 2 bánh răng

 Bước 6: Tiến hành chia lưới cho cặp bánh răng

 Chọn Mesh để bắt đầu quá trình chia lưới.

Hình II.1.29 Chia lưới cho cặp bánh răng cấp nhanh.

 Bước 7: Bắt đầu quá trình mô phỏng kiểm tra độ bền bánh răng

 Chọn SOLVE để bắt đầu kiểm tra bền.

Hình II.1.30 Tiến hành kiểm tra bền bánh răng

Hình II.1.31 Kết quả kiểm tra độ bền cặp bánh răng cấp chậm

Hình II.1.32 Điểm chịu ứng suất lớn nhất của cặp bánh răng

Nhận xét cho thấy, ứng suất lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm nhất của bánh răng là 23,76 MPa (23,76 N/mm²), thấp hơn giá trị ứng suất cho phép của bánh răng, chứng tỏ cặp bánh răng cấp chậm đạt điều kiện bền vững và đảm bảo an toàn trong quá trình hoạt động.

MÔ PHỎNG LỰC TRUYỀN TRÊN TRỤC

Mô phỏng kiểm nghiệm độ bền ứng suất tĩnh trục vào (Trục I)

 Thông số thiết kệ và lựa chọn vật liệu đã có trong phần 1 được giới thiệu trong bảng II.2.1

Bảng II.2.1 Thông số trục I

Trục vào (Trục I) Thông số Giá trị (đơn vị)

Vật liệu Thép 45 thường hóa

 Để thực hiện phân tích trục I này, ta tiến hành theo các trình tự sau:

 Bước 1: Chọn loại mô phỏng

 Vào SIMULATION chọn Static Stress (Ứng suất tĩnh) để quan sát độ biến dạng, các ứng suất thông qua đặt moment xoắn lên bánh răng.

Hình II.2.1 Lựa chọn mô hình phân tích ứng suất tĩnh cặp bánh răng cấp nhanh trong Fusion 360

 Chọn Study Materials để chọn vật liệu cho trục Với trục I là thép 45 thường hóa tương đương với Steel AISI 1045 225 ANLD

Hình II.2.2 Chọn vật liệu cho trục I

 Bước 3: Chọn ràng buộc cho trục.

 Vào CONSTRAINTS chọn Structural constraints để chọn ràng buộc cho trục Tại đây cho cố định (fixed) các phần trục chứa ổ lăn

Hình II.2.3 Chọn ràng buộc cho trục I là cố định (Fixed)

 Bước 4 : Đặt lực tác dụng lên trục I

Hình II.2.4 sơ đồ lực tác dục lên trục I

 Vào LOADS chọn Structural Loads và chọn loại lực là Moment Đặt lực moment xoắn lên trục I 𝐌 𝐱 = 𝟐𝟔𝟏𝟒𝟕, 𝟐𝟒𝟏𝐍𝐦𝐦.

Hình II.2.5 Đặt moment xoắn lên trục I

 Vào LOADS chọn Structural Loads và chọn loại lực là Force Đặt lực lên trục I các lực: 𝐅 𝐱 = 𝐅 𝐭𝟏 = 𝟏𝟏𝟒𝟓, 𝟒𝟑𝐍 ; 𝐅 𝐳 = −𝐅 𝐫𝟏 = −𝟒𝟐𝟒, 𝟔𝟐𝐍

Hình II.2.6 Lực tác dụng lên trục

 Vì bánh răng trụ răng nghiêng nên có lực dọc trục 𝐅 𝐚𝟏 = 𝟐𝟐𝟏, 𝟒𝟎𝐍 Do đó có moment dời lực từ bánh răng về trục 𝑀 = 𝑑1 𝐹= 5092,2 𝑁𝑚𝑚

Hình II.2.7 Moment dời lực tác dụng lên trục

 Bước 5: Tiến hành chia lưới cho trục I

 Chọn Mesh để bắt đầu quá trình chia lưới.

Hình II.2.8 Chia lưới cho trục I

 Bước 6: Bắt đầu quá trình mô phỏng kiểm tra độ bền trục I

 Chọn SOLVE để bắt đầu kiểm tra bền.

Hình II.2.9 Tiến hành kiểm tra bền trục

Hình II.2.10 Kết quả mô phỏng kiểm tra bền trục I

Hình II.2.11 Kết quả mô phỏng so với tính toán

Hình vẽ cho thấy ứng suất lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm của trục I là 22,45 MPa, thấp hơn so với giá trị ứng suất cho phép của bánh răng, đảm bảo trục I đạt điều kiện bền yêu cầu.

Mô phỏng kiểm nghiệm độ bền ứng suất tĩnh trục

 Thông số thiết kệ và lựa chọn vật liệu đã có trong phần 1 được giới thiệu trong bảng II.2.2

Bảng II.2.1 Thông số trục II

Trục 2 Thông số Giá trị (đơn vị)

Vật liệu Thép 45 thường hóa

 Để thực hiện phân tích trục II này, ta tiến hành theo các trình tự sau:

 Bước 1: Chọn loại mô phỏng

 Vào SIMULATION chọn Static Stress (Ứng suất tĩnh) để quan sát độ biến dạng, các ứng suất thông qua đặt moment xoắn lên bánh răng.

Hình II.2.12 Lựa chọn mô hình phân tích ứng suất tĩnh trục II trong Fusion 360

 Chọn Study Materials để chọn vật liệu cho trục Với trục II là thép 45 thường hóa tương đương với Steel AISI 1045 225 ANLD

Hình II.2.13 Chọn vật liệu cho trục II

 Bước 3: Chọn ràng buộc cho trục.

 Vào CONSTRAINTS chọn Structural constraints để chọn ràng buộc cho trục Tại đây cho cố định (fixed) các phần trục chứa ổ lăn

Hình II.2.14 Chọn ràng buộc cho trục II là cố định (Fixed)

 Bước 4 : Đặt lực tác dụng lên trục II

Hình II.2.15 sơ đồ lực tác dục lên trục II

 Vào LOADS chọn Structural Loads và chọn loại lực là Moment Đặt lực moment xoắn lên trục II 𝐌 𝐱 = 𝟗𝟒𝟗𝟕𝟓, 𝟏𝟓𝟑𝐍𝐦𝐦.

Hình II.2.16 Đặt moment xoắn lên trục II

 Vào LOADS chọn Structural Loads và chọn loại lực là Force Đặt lực lên trục II ở vị trí chưa bánh răng lớn cấp nhanh các lực: 𝑭 𝒙 = −𝐅 𝐭𝟏𝟐 −𝟏𝟏𝟒𝟓, 𝟒𝟑𝐍 ;𝑭 𝒛 = −𝐅 𝐫𝟏𝟐 = − 𝟒𝟐𝟒, 𝟔𝟐𝐍

Hình II.2.17 Lực tác dụng lên phần trục chứa bánh lớn

 Vào LOADS chọn Structural Loads và chọn loại lực là Force Đặt lực lên trục II ở vị trí chưa bánh răng nhỏ cấp chậm các lực: 𝑭 𝒙 = −𝐅 𝐭𝟑 −𝟒𝟏𝟐𝟗, 𝟑𝟓𝑵 ;𝑭 𝒛 = −𝐅 𝐫𝟑 = −𝟏𝟓𝟑𝟎, 𝟕𝟖𝑵

Hình II.2.18 Lực tác dụng lên phần trục chứa bánh nhỏ

 Vì bánh răng trụ răng nghiêng nên có lực dọc trục 𝐅 𝐚𝟏𝟐 = 𝟐𝟐𝟏, 𝟒𝟎𝐍 và

𝐅 𝐚𝟑 = 𝟕𝟗𝟖, 𝟏𝟖𝑵 Do đó có moment dời lực từ bánh răng về trục 𝑴 𝟏 𝑭 𝒅 𝟐 = 𝟐𝟐𝟏, 𝟒𝟎 𝟏𝟕𝟓 = 𝟏𝟗𝟑𝟕𝟐, 𝟓𝑵𝒎𝒎; 𝑴 = 𝑭 𝒅 𝟑 = 𝟕𝟗𝟖, 𝟏𝟖 𝟒𝟔 𝒂𝟏𝟐 𝟐 𝟐 𝟐 𝟑 𝟐 𝟐

Hình II.2.19 Moment dời lực tại phần trục chứa bánh răng lớn

Hình II.2.20 Moment dời lực tác dụng lên phần trục chứa bánh răng nhỏ

 Bước 5: Tiến hành chia lưới cho trục II

 Chọn Mesh để bắt đầu quá trình chia lưới.

Hình II.2.21 Chia lưới cho trục II

 Bước 6: Bắt đầu quá trình mô phỏng kiểm tra độ bền trục II

 Chọn SOLVE để bắt đầu kiểm tra bền.

Hình II.2.22 Tiến hành kiểm tra bền trục

Hình II.2.23 Kết quả kiểm tra trục II

Hình II.2.24 Kết quả mô phỏng so với tính toán

Dựa trên hình II.2.23, ứng suất lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm nhất của trục II là 22,45 MPa, thấp hơn giá trị ứng suất cho phép của trục, đảm bảo trục II đạt điều kiện bền cho phép Hình II.2.24 cho thấy sự biến dạng của trục II qua mô phỏng có xu hướng giống với kết quả tính toán, xác nhận tính chính xác của phân tích.

Mô phỏng kiểm nghiệm độ bền ứng suất tĩnh trục

 Thông số thiết kệ và lựa chọn vật liệu đã có trong phần 1 được giới thiệu trong bảng II.2.1

Bảng II.2.3 Thông số trục III

Trục ra (Trục 3) Thông số Giá trị (đơn vị)

Vật liệu Thép 45 thường hóa

 Để thực hiện phân tích trục III này, ta tiến hành theo các trình tự sau:

 Bước 1: Chọn loại mô phỏng

 Vào SIMULATION chọn Static Stress (Ứng suất tĩnh) để quan sát độ biến dạng, các ứng suất thông qua đặt moment xoắn lên bánh răng.

Hình II.2.25 Lựa chọn mô hình phân tích ứng suất tĩnh trục III trong Fusion 360

 Chọn Study Materials để chọn vật liệu cho trục Với trục III là thép 45 thường hóa tương đương với Steel AISI 1045 225 ANLD

Hình II.2.26 Chọn vật liệu cho trục III

 Bước 3: Chọn ràng buộc cho trục.

 Vào CONSTRAINTS chọn Structural constraints để chọn ràng buộc cho trục Tại đây cho cố định (fixed) các phần trục chứa ổ lăn

Hình II.2.27 Chọn ràng buộc cho trục III là cố định (Fixed)

 Bước 4 : Đặt lực tác dụng lên trục III

Hình II.2.28 sơ đồ lực tác dục lên trục III

 Vào LOADS chọn Structural Loads và chọn loại lực là Moment Đặt lực moment xoắn lên trục III 𝐌 𝐱 = 𝟑𝟒𝟒𝟗𝟖𝟏, 𝟖𝟏𝐍𝐦𝐦.

Hình II.2.29 Đặt moment xoắn lên trục III

 Vào LOADS chọn Structural Loads và chọn loại lực là Force Đặt lực lên trục III ở vị trí chưa bánh răng nhỏ cấp chậm các lực: 𝐅 𝐱 = 𝐅 𝐭𝟑𝟒 𝟒𝟏𝟐𝟗, 𝟑𝟓𝐍 ;𝐅 𝐳 = 𝐅 𝐫𝟑𝟒 = 𝟏𝟓𝟑𝟎, 𝟕𝟖𝐍

Hình II.2.30 Lực tác dụng lên trục chứa bánh răng lớn

 Vào LOADS chọn Structural Loads và chọn loại lực là Force Đặt lực lên trục II ở vị trí chứa đĩa xích 𝐅 𝐱 = 𝐑 𝐱 = 𝟔𝟖𝟑𝟎, 𝟔𝟐𝟔𝐍; 𝐅 𝐳 −𝐑 𝐲 −𝟐𝟒𝟖𝟔, 𝟏𝟒𝟒𝐍

Hình II.2.31 Lực tác dụng lên trục chứa đĩa xích

 Vì bánh răng trụ răng nghiêng nên có lực dọc trục 𝐅𝐚𝟑𝟒 = 𝟕𝟗𝟖, 𝟏𝟖𝐍 Do đó có moment dời lực từ bánh răng về trục 𝐌 = 𝐅 𝐝 𝟒 = 𝟕𝟗𝟖, 𝟏𝟖 𝟏𝟕𝟓 𝐚𝟑𝟒 𝟐 𝟐

Hình II.2.32 Moment dời lực tác dụng lên trục

 Bước 5: Tiến hành chia lưới cho trục II

 Chọn Mesh để bắt đầu quá trình chia lưới.

Hình II.2.33 Chia lưới cho cặp bánh răng cấp nhanh.

 Bước 6: Bắt đầu quá trình mô phỏng kiểm tra độ bền trục II

 Chọn SOLVE để bắt đầu kiểm tra bền.

Hình II.2.34 Tiến hành kiểm tra bền trục

HÌnh II.2.35 Kết quả kiểm tra trục III

Hình II.2.36 Kết quả mô phỏng so với tính toán của trục III

Dựa trên hình II.2.35, ứng suất lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm nhất của trục III là 81,75 MPa, thấp hơn so với giá trị ứng suất cho phép, chứng tỏ trục III đạt điều kiện bền cho phép Ngoài ra, hình II.2.36 cho thấy sự biến dạng của trục III khi mô phỏng có xu hướng tương tự như kết quả tính toán, xác nhận độ chính xác của phân tích.

LẮP RÁP CÁC CHI TIẾT THIẾT KẾ

PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT

Lựa chọn chi tiết trục bậc – trục số III của hộp giảm tốc hai cấp đồng trục đã thiết kế ở phần 1 và 2

Để đảm bảo khả năng chịu tải trọng bình thường của các chi tiết, nên chọn vật liệu thép 45 thường hóa Thép 45 có đặc tính chịu lực tốt, phù hợp để chế tạo các chi tiết yêu cầu độ bền cao Phôi thép có đường kính 60 mm là phù hợp để gia công các chi tiết này theo các tiêu chuẩn kỹ thuật cần thiết Việc lựa chọn vật liệu và kích thước phôi chính xác góp phần nâng cao độ bền và độ tin cậy của sản phẩm cuối cùng.

(σ ch ) 300 (N/mm 2 ) Độ rắn HB 200 HB

2 Phân tích kỹ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết

-Trục làm việc chịu tác động đồng thời Momen uốn và Momen xoắn

- Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy chi tiết là dạng trục bậc có:

Bề mặt trục có đường kính ∅40, ∅55 dùng để lắp ổ lăn đòi hỏi độ chính xác cao, độ bền, độ cứng và độ nhẵn bóng bề mặt cao để đảm bảo hoạt động hiệu quả và tuổi thọ lâu dài Theo bảng 1 về các cấp nhẵn bóng bề mặt, mức nhẵn phù hợp là cấp nhẵn 7 R a = 1,25 μm, giúp tăng khả năng chính xác và độ bền của các bộ phận liên quan.

Bề mặt trục có đường kính ∅46, ∅36 dùng để lắp bánh răng yêu cầu có độ chính xác cao, độ bền, độ cứng và bề mặt nhẵn bóng vượt trội Dựa trên bảng 1 về các cấp nhắn bóng bề mặt, ta chọn cấp nhẵn 6 Rₐ = 2,5 μm để đảm bảo tính chính xác và độ mịn của bề mặt, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của bộ truyền động.

 Bề mặt trục ∅55, không dung lắp ráp các chi tiết nên không yêu cầu độ nhẵn bóng cao

Hình 1.1: bản vẽ 2D của trục

Hình 1.2: Thiết kế 3D của trục

LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

1 Phân tích khả năng công nghệ để gia công chi tiết

Chi tiết có thể gia công hoàn toàn trên máy phay CNC để đảm bảo độ chính xác cao Ngoài ra, có thể gia công trên các trung tâm gia công tiện phay, mang lại chất lượng gia công tốt nhưng với chi phí cao hơn.

 Dùng máy CNC kết hợp với đồ gá chuyên dung và các máy chuyên dung để gia công Vật liệu thép C45, độ cứng tầm 200HB

 Từ các phân tích trên cũng với đặc điểm của chi tiết, ta chọn phương pháp gia công là tiện thô, tiện tinh khoan và phay

2 Lựa chọn máy và nêu các thông số của máy

Sau khi xác định các phương pháp gia công phù hợp và kích thước của trục, việc chọn máy gia công phù hợp sẽ dựa trên yêu cầu về độ chính xác và độ bóng bề mặt cần đạt được, đảm bảo chất lượng và hiệu quả sản phẩm cuối cùng.

 Chọn máy tiện Maxturn 65 G2 – hang EMCO vì một số đặc điểm sau:

 Kích thước máy phù hợp với kích thước chi tiết gia công(hành trình, đường kính phôi, )

 Náy đản bảo được năng suất gia công

 Có nhiều ưu điểm so với các máy thông thường, điều khiển bằng tay nhờ thực hiện bằng cách nạp chương trình từ máy tính

 Các thông số kỹ thuật của máy [8]

- Chọn máy phay MMV 2000 với các thông số kỹ thuật như sau [11]

2.3 Lựa chọn thứ tự các bước công nghệ, nguyên công

 Nguyên công 1: Tiện đoạn trục bên phải

 Nguyên công 2: tiện đoạn trục bên trái

 Nguyên công 3: Phay rãnh then

2.4 Lựa chọn dao phù hợp cho từng bước công nghệ hoặc nguyên công

2.4.1 Dao dùng cho khỏa mặt đầu:

 Mảnh dao: CNMM120412 – HZ Page A106 [9]

Chọn chế độ cắt UE6110

Thông số cắt bao gồm vận tốc cắt là 170m/ph, lượng tiến dao 0.5mm/vòng, chiều sâu cắt 2.00mm, và đường kính phôi là 60mm Tốc độ quay của trục chính được tính là khoảng 902 vòng/phút dựa trên công thức n = 1000 × vc / D Thời gian cắt (Tₙ) cũng là một yếu tố quan trọng trong quá trình gia công, ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu quả của quá trình cắt.

≈ 0.53𝑠 𝜋.60 o Độ nhám bề mặt theo lý thuyết ℎ = 𝑓 2 1000 = 0,5 2 1000 ≈ 26𝜇𝑚

2.4.2 Dao dùng cho tiện thô

 Mảnh dao: CNMG120412 – RP Page A104 [9]

Chọn chế độ cắt: UE6105

Các thông số cắt bao gồm vận tốc cắt là 250m/ph, lượng tiến dao 0.25mm/vòng, chiều sâu cắt 2.00mm, và đường kính phôi là 60mm Lượng dư gia công được xác định là 0.5mm, với tốc độ quay của trục chính đạt khoảng 1327 vòng/phút (từ công thức n = (V × 1000)/(π × D)) Thời gian cắt dự kiến cần tính toán dựa trên các thông số này để đảm bảo quá trình gia công hiệu quả và chính xác.

𝜋.60 o Độ nhám bề mặt theo lý thuyết ℎ = 𝑓 2 1000 = 0,25 2 1000 ≈ 6,5𝜇𝑚

2.4.3 Dao dùng cho tiện tinh

 Mảnh dao: DNMG150412 – LP Page A108 [9]

Chọn chế độ cắt UE6105

Thông số cắt cho quá trình gia công bao gồm vận tốc cắt là 300 m/ph, lượng tiến dao là 0,1 mm/vòng, chiều sâu cắt là 0,50 mm, và đường kính phôi là 56 mm Tốc độ quay của trục chính được tính là khoảng 1706 vòng/phút dựa trên công thức với tốc độ quay là 1000V = 1000 × 0,3.

𝑓.𝑁 0.1.1706 o Độ nhám bề mặt theo lý thuyết ℎ = 𝑓 2 1000 = 0,1 2 1000 ≈ 1,1𝜇𝑚

2.4.5 Dao dùng cho phay thô

 Chọn dao: MS4SCD0800 Page J142 [9]

 Chế độ cắt: Page J143 [9] o Tốc độ quay của dao phay n = 8000 vg/ph o Vận tốc cắt

1000 o Lượng ăn dao 𝑉 𝑓 = 1500 mm/ph o Chiều sâu cắt ap = 0,80mm o Lượng ăn dao trên mỗi răng

= 0,047 mm/tooth o Lượng dư gia công 0.5mm o Thời gian cắt 𝑇𝑐 𝐿

2.4.6 Dao dùng cho phay tinh

 Chế độ cắt: o Tốc độ quay của dao phay n = 3700 vg/ph o Vận tốc cắt

𝑣 𝑐 = 1000 𝜋.𝐷𝐶.𝑛 = 1000 𝜋.8.3700 = 93 m/ph o Lượng ăn dao 𝑉 𝑓 = 800 mm/ph o Chiều sâu cắt ap ≤ DC, chọn ap = 0,50mm o Lượng ăn dao trên mỗi răng

= 0,1 mm/tooth o Thời gian cắt 𝐿 𝑇𝑐 𝑉 𝑓

MÔ PHỎNG GIA CÔNG

Sử dụng phần mềm Fusion360 để tiến hành mô phỏng qúa trình gia công

1 Các thiết lập ban đầu

B1: Mở file chi tiết cần gia công

Để bắt đầu, chọn biểu tượng Setup để thực hiện cài đặt ban đầu Trong phần Setup, giữ nguyên các thiết lập mặc định Đối với mục Stock, nhập đường kính phôi là 60mm và chiều dài phôi là 216mm, rồi nhấn OK để xác nhận.

2 Mô phỏng gia công Nguyên công 1: Tiện đoạn trục bên phải

2.1 Bước 1: Khỏa mặt đầu Ở phần Turning, chọn vào mục Turning Face Sau đó tiến hành cài đặt các thông số dao và quy trình công nghệ

 Ở mục Tool, ta tiến hành chọn loại dao theo loại dao đã được chọn ở phần trên

Nếu không có loại dao theo yêu cầu ta tiến hành tạo dao mới

 Các bước thêm mảnh dao và cán dao mới

B3: Ở mục Insert nhập tên mảnh dao đã chọn

B4: Ở mục Holder nhập các thông số của cán dao đã chọn, nhấn Accept để hoàn thành

 Nhập các thông số quy trình công nghệ đã tính toán ban đầu

 Thiết lập các thông số của hành trình chạy dao

 Thiết lập các thông số khác (Step over, Linear,…)

 Chọn Simulate để tiến hành mô phỏng gia công

Hình 2.1: Kết quả quá trình mô phỏng gia công Khỏa mặt đầu bên phải

2.2 Bước 2: Tiện thô Ở phần Turning, chọn vào mục Turning Profile Roughing Sau đó tiến hành cài đặt các thông số dao và quy trình công nghệ

Lặp lại các bước mô phỏng tương tự như quá trình mô phỏng gia công Khỏa mặt đầu

 Thiết lập các thông số quy trình gia công

 Thiết lập các thông số khác, nhấn OK để hoàn thành

 Chọn Simulate để tiến hành mô phỏng gia công

Hình 2.2: Kết quả quá trình mô phỏng bước gia công Tiện thô bên phải

2.3 Bước 3: Tiện tinh Ở phần Turning, chọn vào mục Turning Profile Finishing Sau đó tiến hành cài đặt các thông số dao và quy trình công nghệ

Lặp lại các bước mô phỏng tương tự như quá trình mô phỏng gia công tiện thô

 Thiết lập các thông số quy trình gia công

 Thiết lập các thông số khác, nhấn OK để hoàn thành

 Chọn Simulate để tiến hành mô phỏng gia công

Hình 2.3: Kết quả quá trình mô phỏng bước gia công Tiện tinh bên phải

3 Mô phỏng gia công Nguyên công 2: Tiện đoạn trục bên phải

Thiết lập các mộc đo lường và các thông số về phôi

3.1 Bước 1: Khỏa mặt đầu Ở phần Turning, chọn vào mục Turning Face Sau đó tiến hành cài đặt các thông số dao và quy trình công nghệ

 Chọn dao ,nhập các thông số quy trình công nghệ đã tính toán ban đầu

 Thiết lập các thông số của hành trình chạy dao

 Thiết lập các thông số khác (Step over, Linear,…)

 Chọn Simulate để tiến hành mô phỏng gia công

Hình 3.1: Kết quả quá trình mô phỏng gia công Khỏa mặt đầu bên trái

3.2 Bước 2: Tiện thô Ở phần Turning, chọn vào mục Turning Profile Roughing Sau đó tiến hành cài đặt các thông số dao và quy trình công nghệ

Lặp lại các bước mô phỏng tương tự như quá trình mô phỏng gia công Khỏa mặt đầu

 Thiết lập các thông số quy trình gia công

 Thiết lập các thông số khác, nhấn OK để hoàn thành

 Chọn Simulate để tiến hành mô phỏng gia công

Hình 3.2: Kết quả quá trình mô phỏng bước gia công Tiện thô bên trái

3.3 Bước 3: Tiện tinh Ở phần Turning, chọn vào mục Turning Profile Finishing Sau đó tiến hành cài đặt các thông số dao và quy trình công nghệ

Lặp lại các bước mô phỏng tương tự như quá trình mô phỏng gia công tiện thô

 Thiết lập các thông số quy trình gia công

 Thiết lập các thông số khác, nhấn OK để hoàn thành

 Chọn Simulate để tiến hành mô phỏng gia công

Hình 3.3: Kết quả quá trình mô phỏng bước gia công Tiện tinh bên phải

4 Mô phỏng gia công Nguyên công 3: Phay rãnh then

Thiết lập các cài đặt về phôi, điểm mốc đo lường như hình

 Ở phần Milling chọn vào mục 2D Contour

Tiến hành tạo dao như ở phần tiện, sau đó chọn dao phù hợp

 Cài đặt các thông số của quy trình gia công

 Chọn 2 rãnh then cần phay

 Thiết lập các mặt phẳng chạy dao

 Thiết lập các thông số khác, nhấn OK để hoàn thành quá trình thiết lập

 Chọn Simulate để tiến hành mô phỏng gia công

Hình 4.1: Kết qủa quá trình mô phỏng gia công phay thô rãnh then

 Ở phần Milling chọn vào mục 2D Contour

Tiến hành tạo dao như ở phần phay thô, sau đó chọn dao phù hợp

 Cài đặt các thông số của quy trình gia công

 Chọn 2 rãnh then cần phay, chọn Rest Machining

 Thiết lập các mặt phẳng chạy dao

 Thiết lập các thông số khác, nhấn OK để hoàn thành quá trình thiết lập

 Chọn Simulate để tiến hành mô phỏng gia công

Hình 4.2: Kết qủa quá trình mô phỏng gia công phay tinh rãnh then

Sau khi tiến hành mô phong từng nguyên công, ta nhấn giữ Ctrl chọn tất cả các bước gia công để mô phỏng toàn bộ

Hình 4.3: kết quả mô phỏng quy trình gia công trục III

LẬP TRÌNH GIA CÔNG

Sau quá trình mô phỏng, ta tiến hành xuất file gia công trên phần mềm Fusion 360

1 Xuất file gia công Nguyên công 1

Để xuất chương trình NC cho quy trình mô Phòng gia công của nguyên công 1, bạn cần giữ phím Ctrl và chọn tất cả các quy trình này, sau đó nhấn vào mục NC Program Điều này giúp bạn dễ dàng quản lý và xuất các chương trình NC một cách nhanh chóng và hiệu quả.

 Bước 2: Thiết lập các cài đặt

 Ở phần Post chọn Fanuc turing

 Cài đặt tên chương trình, vị trí lưu, đơn vị Nhấn OK để xuất file

Chương trình NC gia công Nguyên công 1

2 Xuất file gia công Nguyên công 2

Tiến hành như tự như quá trình xuất file gia công đối với nguyên công 1

Chương trình NC gia công Nguyên công 2

3 Xuất file gia công Nguyên công 3

Tiến hành các bước như ở hai nguyên công đầu, chỉ có thay đổi ở mục Post chọn Fanuc/fanuc

Chương trình NC gia công nguyên công 3

(T4 D=8 CR=0 - ZMIN.5 - FLAT END MILL)

(T5 D=8 CR=0 - ZMIN - FLAT END MILL)

4 Lập trình gia công trên phần mềm WinNC

4.1 Nguyên Công 1: Tiện đoạn trục bên phải

 Kết quả quá trình lập trình gia công

4.2 Nguyên công 2: Tiện đoạn trục bên trái

 Kết quả quá trình lập trình gia công

4.3 Nguyên công 3: Phay rãnh then

 Kết quả quá trình lập trình gia công

Ngày đăng: 26/05/2025, 10:00

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế Chi tiết máy, 1999 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Thiết kế Chi tiết máy
Tác giả: Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm
Năm: 1999
[4] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, "Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí Tập 1 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí Tập 1
Tác giả: Trịnh Chất, Lê Văn Uyển
[5] Dr. LE Hoai Nam – Dr. TRAN Dinh Son – Dr. PHAM Anh Duc MSc. TRAN Quang Khai – Dr. DO Le Hung Toan , " Slide Đồ án liên môn:Thiếtkế mô phỏng hệ thống dẫn động&#34 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Slide Đồ án liên môn:Thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn động
Tác giả: Dr. LE Hoai Nam, Dr. TRAN Dinh Son, Dr. PHAM Anh Duc MSc, TRAN Quang Khai, Dr. DO Le Hung Toan
[2] [Trực tuyến]. Available: https://huphaco.vn/hop-giam-toc-la-gi-cau- tao-va-nguyen-ly-hoat-dong-cua-hop-giam-toc/. [Đã truy cập 22 02 2022] Link
[3] [Trực tuyến]. Available: https://minhmotor.com/hop-giam-toc-2-cap- dong-truc.html. [Đã truy cập 22 02 2022] Link

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1-11: Cấu tạo hộp giảm tốc [2] - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
Hình 1 11: Cấu tạo hộp giảm tốc [2] (Trang 11)
Hình II.1.3. Chọn vật liệu cho bánh răng nhỏ bộ truyền nhanh - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
nh II.1.3. Chọn vật liệu cho bánh răng nhỏ bộ truyền nhanh (Trang 93)
Hình II.1.6. Các thông số thép được thêm vào Fusion 360 - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
nh II.1.6. Các thông số thép được thêm vào Fusion 360 (Trang 94)
Hình II.1.8. Chọn ràng buộc cho bánh nhỏ là cố định (Fixed) - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
nh II.1.8. Chọn ràng buộc cho bánh nhỏ là cố định (Fixed) (Trang 95)
Hình II.1.10. Đặt moment xoắn lên bánh răng lớn - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
nh II.1.10. Đặt moment xoắn lên bánh răng lớn (Trang 96)
Hình II.1.14. Kiểm tra sự tiếp xúc giữa 2 bánh răng - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
nh II.1.14. Kiểm tra sự tiếp xúc giữa 2 bánh răng (Trang 98)
Hình II.1.23. Chọn ràng buộc cho bánh lớn là quay (Pin). - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
nh II.1.23. Chọn ràng buộc cho bánh lớn là quay (Pin) (Trang 103)
Hình II.1.25. Chọn bánh răng để liên kết - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
nh II.1.25. Chọn bánh răng để liên kết (Trang 104)
Hình II.1.27. Chọn bề mặt tiếp xúc trên bánh răng lớn - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
nh II.1.27. Chọn bề mặt tiếp xúc trên bánh răng lớn (Trang 105)
Hình II.2.11. Kết quả mô phỏng so với tính toán - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
nh II.2.11. Kết quả mô phỏng so với tính toán (Trang 113)
Hình II.3.5. Trục I, II và bộ truyền bánh răng cấp nhanh - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
nh II.3.5. Trục I, II và bộ truyền bánh răng cấp nhanh (Trang 128)
Hình II.3.18. Hình ảnh 3D hộp giảm tốc sau khi thiết kế - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
nh II.3.18. Hình ảnh 3D hộp giảm tốc sau khi thiết kế (Trang 135)
Hình 2.3: Kết quả quá trình mô phỏng bước gia công Tiện tinh bên phải - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
Hình 2.3 Kết quả quá trình mô phỏng bước gia công Tiện tinh bên phải (Trang 163)
Hình 4.2: Kết qủa quá trình mô phỏng gia công phay tinh rãnh then - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
Hình 4.2 Kết qủa quá trình mô phỏng gia công phay tinh rãnh then (Trang 178)
Hình 4.3: kết quả mô phỏng quy trình gia công trục III - Pbl1 thiết kế mô phỏng hệ thống dẫn Động Đề tài hộp giảm tốc 2 cấp Đồng trục dẫn Động băng tải
Hình 4.3 kết quả mô phỏng quy trình gia công trục III (Trang 179)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w