CHƯƠNG III THIẾT kế cơ KHÍ mô HÌNH XE CHẠY tự ĐỘNG

Công dụng của hình thang lái -Có tác dụng đảm bảo sự quay vòng đúng của các bánh xe dẫn hướng.. Khi đó các bánh xe dẫn hướng giảm trượt khi xe chuyển động -Đảm bảo quan hệ giữa góc quay

1.1 Lý thuyết tính toán hình thang lái

1.1.1 Công dụng của hình thang lái

-Có tác dụng đảm bảo sự quay vòng đúng của các bánh xe dẫn hướng Khi đó các bánh

xe dẫn hướng giảm trượt khi xe chuyển động

-Đảm bảo quan hệ giữa góc quay của bánh xe dẫn hướng bên trái và bên phải sao cho các bánh xe lăn trên các đường tròn khác nhau nhưng đồng tâm

1.1.2 Xây dựng đường đặc tính lý thuyết

Muốn các bánh xe quay vòng đúng thì quan hệ giữa chúng phải thỏa mãn:

Cotg – Cotg =Bo/L

Trong đó: là góc quay của bánh xe dẫn hướng ngoài

là góc quay của bánh xe dẫn hướng trong

L là chiều dài cơ sở của hai cầu

Bo là kho ả ng cách gi ữ a hai đư ờ ng tâm tr ụ quay đ ứ ng

Cho ta xác định Ta sẽ có mối quan hệ: =f( chính là đường đặc tính lý thuyết

1.1.3 Xây dựng đường đặc tính thực tế

- Hình thang lái khi xe chạy thẳng

Cần xác định góc và độ dài mỗi đòn bên m và đòn ngang n Quan hệ thực tế giữa các

góc quay và phụ thuộc vào góc và độ dài của đòn bên Ta có sin = (B - n)/ 2m

Từ đường đặc tính thực tế ta chọn sao cho sự sai lệch so với đường lý thuyết là nhỏ nhất Với được chọn ta tính độ dài của đòn ngang với công thức (*):

Hình 2.5: Bản vẽ 2D hệ thống lái

2 Thiết kế động cơ và bánh răng truyền động

Thiết kế với tỉ số truyền:

U=

1.2 B ả n v ẽ chi ti ế t h ệ th ố ng lái 2D

• Trên Sketch của thân Motor, chọn Circle và chuyển sang chọn

Pad

T ạ o Sketch ban đ ầ u cho motor, ch ọ n l ệ nh Circle đư ờ ng kính 35mm

Hình 2.6: M ặ t Sketch bánh răng motor

Chuy ể n sang 3 D b ằ ng l ệ nh Exit workbench , ch ọ n Pad

Hình 2.7: Môi trư ờ ng 3D l ệ nh Pad

t ạ o tr ụ c mũ cho motor

Hình 2.8: Tr ụ c mũ c ủ a motor b ằ ng l ệ nh Pad

Dùng l ệ nh Edge Fillet đ ể g ọ t mép c ạ nh motor

Hình 2.9: l ệ nh Edge Fillet

Trên Sketch m ặ t đáy motor t ạ o đư ờ ng tròn đư ờ ng kính 23, dùng l ệ nh Pad

cao lên 2mm cho b ề m ặ t

Hình 2.11: L ệ nh Pad cho đư ờ ng tròn

T ạ o hình thang bo tròn các góc bên trong b ằ ng l ệ nh Corner , sau đó dùng

Motor Dùng l ệ nh Pocket t ạ o m ặ t đáy cho motor

Hình 2.10 : L ệ nh Pocket

Hình 2.12 : ứ ng d ụ ng l ệ nh Mirror

Hình 2.14 : T ạ o đư ờ ng tròn chuy ể n sang 3D dùng Pad

motor

Hình 2.15: T ạ o tr ụ c nh ỏ motor

Trên Sketch vành chân của motor, ta bắt đầu tạo chân của motor, tạo hình chữ

• Dùng lệnh Pocket để tạo khoảng cách giữa 2 chân, cắt xuống

theo thành

nh ậ t trên Sketch

Hình 2.16: T ạ o vành chân motor

• Tạo phần ruột rỗng bên trong motor ta sử dụng lệnh mặt phẳng Plane

trong khoảng không gian bên trong của motor, đây là mặt phẳng

chân motor đ ộ sau 3mm

Hình 2.17: C ắ t thành chân motor b ằ ng Pocket

Dùng l ệ nh Circular Pattern

Hình 2.18: ứ ng d ụ ng Circular Pattern

tạm thời để thực hiện các lệnh khác trên mặt phẳng này, chọn mặt

chứa mặt phẳng Plane là Oxy cách

tr ụ c t ọ a đ ộ 4 mm

Hình 2.19: T ạ o m ặ t Plane

M ặ t ph ẳ ng Plane theo hư ớ ng nhìn bên ngoài vào

Hình 2.20: M ặ t Plane theo hư ớ ng nhìn

R ỗ ng ru ộ t phía trong c ủ a motor sau khi dùng l ệ nh Pocket 45 mm

Hình 2.22: Hư ớ ng nhìn ph ầ n r ỗ ng

Dùng l ệ nh Edge Fillet đ ể g ọ t các c ạ nh b ắ n c ủ a motor

Hình 2.23: G ọ t c ạ nh motor b ằ ng l ệ nh Edge Fillit

Hình 2.24: Motor hoàn ch ỉ nh b ằ ng Catia

Chuy ể n t ừ 2 D sang 3D b ằ ng Exit workbench sau đó s ử d ụ ng l ệ nh Pad

v ớ i b ề cao chi ti ế t bánh răng 5mm

Hình 2 26 : Chuy ể n sang 3D

răng liên ti ế p trong bánh răng

Hình 2.27: T ạ o kho ả ng không chân răng

Đ ể t ạ o đư ợ c kho ả ng không bánh răng b ạ n dùng l ệ nh Pocket trong 3D đ ể

c ắ t ph ầ n hình thang đi theo b ề dày c ủ a chi ti ế t bánh răng

Hình 2.28: L ệ nh Sketch cho Kho ả ng không bánh răng

• Sau lệnh Pocket ta sẽ hoàn thành các răng trong bánh răng, tiếp

trong mặt phẳng Sketch của bánh răng ta sẽ dùng lệnh Circle

đường kính 8mm để tạo

T ạ o nhi ề u nhi ề u răng trong bánh răng chính là t ạ o nhi ề u kho ả ng không gi ữ a các

bánh răng, đ ể làm đư ợ c đi ề u này đó là l ệ nh Circular Pattern

Hình 2.29: L ệ nh Circular cho bánh răng

tr ụ c r ỗ ng c ủ a bánh răng

Hình 2.30: T ạ o đư ờ ng tròn trên Sketch m ặ t bánh răng

L ệ nh Pocket đ ể t ạ o tr ụ c cho bánh răng đi h ế t b ề dày c ủ a bánh răng

Hình 2.31: T ạ o tr ụ c bánh răng

Trên Sketch dùng l ệ nh đ ể t ạ o đư ờ ng tròn 14mm đ ể t ạ o m ộ t tr ụ c đ ứ ng

Hình 2.32: T ạ o đư ờ n g tròn

Dùng Pad lên 8mm cho tr ụ c đ ứ ng

Hình 2.33: Chuy ể n sang 3D

Trên Sketch ti ế p m ộ t tr ụ c nh ỏ đ ừ ng kính là 3mm

Hình 2.34: T ạ o Sketch đư ờ ng ròn cho tr ụ c

L ệ nh Pad theo 3mm

Hình 2.35: T ạ o tr ụ c 3D cho bánh răng

Dùng l ệ nh Chamber g ọ t b ớ t c ạ nh s ắ c b ắ n c ủ a c ạ nh tr ụ c bánh răng

Hình 2.36 : G ọ t c ạ nh bánh răng bên trong b ằ ng Chamber

Trong Sketch ph ầ n đáy c ủ a tr ụ c đ ứ ng ta s ẽ d ự ng tr ụ c nh ỏ đó là chót n ố i t ừ

motor qua b ằ ng l ệ nh Pad

Hình 2.37: Bánh răng hoàn ch ỉ nh

• Tạo Sketch cho bánh răng bằng lệnh Circle bán kính 50mm, lớn

răng lên 3mm

Hình 2.39: Chuy ể n sang 3D

Tương tự bánh răng của Motor ta bỏ qua bước tạo đa giác, đó là khoảng chân

không của bánh răng trong Sketch bánh răng, bằng lệnh Pocket và tạo ra

các răng gi ữ a trên bánh răng chính là t ạ o ph ầ n chân không gi ữ a các răng thông qua l ệ nh Circular Pattern

Hình 2.40: L ệ nh Circular t ạ o răng

Trên Sketch bánh răng truy ề n đ ộ ng, dùng l ệ nh Circle sau đó chuy ể n t ừ 2 D sang 3 D và t ạ o vi ề n răng b ằ ng cách s ử d ụ ng l ệ nh Pocket v ớ i đ ộ ăn 2mm

Hình 2.41: T ạ o đư ờ ng tròn trong Sketch

Sau l ệ nh Pocket ta đư ợ c vành răng như hình bên, trên S ketch đó ta ti ế p t ụ c t ạ o

đư ờ ng tròn bán kính 38mm b ằ ng l ệ nh Circle , chuy ể n 2 D sang 3 D b ằ ng

Hình 2.42: T ạ o ti ế p đư ờ ng tròn cho Sketch ti ế p theo

Dùng Pad t ạ o b ề dày đư ờ ng tròn D mm và đưa v 38 ề 2 D thông qua Sketch

t ạ o đư ờ ng tròn b ằ ng Circle là tr ụ c c ủ a bánh răng truy ề n l ự c

Hình 2.43 : T ạ o Sketch đư ờ ng tròn D36

dọc theo trục 16mm tạo ra hình thang ăn sâu vào trục

Dùng l ệ nh Pad v ớ i chi ề u cao 20mm cho tr ụ c bánh răng

Hình 2.44: Chuy ể n sang 3D cho Sketch

Chuy ể n v ề 2 D b ằ ng Sketch trên m ặ t ph ẳ ng tr ụ c bánh răng, ta d ự ng hình thang đ ể t ạ o sóng cho tr ụ c bánh răng

Hình 2.45: T ạ o m ặ t Sketch

như hinh bên

Hình 2.46: T ạ o rãnh trên tr ụ c bánh răng

Hình 2.48: Tạo rảnh quanh trục bằng Circular

vào tr ụ c 1mm

Hình 2.47 : Chordal Fillet cho các c ạ nh bên trong rãnh

Dùng l ệ nh Circular Pattern copy thành nhi ề u hình thang quay quanh

tâm tr ụ c

• Chi tiết bánh răng và trục bánh răng truyền động hoàn chỉnh sau khi

dùng lệnh

2.2 L ắ p ráp hoàn ch ỉ nh

Hình 2.50 : H ệ th ố ng bánh răng – motor truy ề n đ ộ ng

Edge Fillet đ ể g ọ t c ạ nh c ủ a tr ụ c

3 Thiết kế hệ thống treo

3.1 Phuộc nhún

Exit workbench chuy ể n sang 3D, dùng l ệ nh Pad t ạ o kh ố i tr ụ cao 10mm

trên mặt phẳng hình nón cụt không thể biểu diễn cả 2 phía so với tâm mặt

phẳng Sketch của khối nón Do đó chiều cao dùng lệnh Pad chỉ bằng một

Dùng l ệ nh Pad v ớ i chi ề u cao 2,5mm, m ặ t ph ẳ ng Oyz t ạ m th ờ i ta ch ỉ bi ể u

di ễ n Sketch 2 D ở gi ữ a tâm c ủ a hình nón, nên vi ệ c t ạ o nên kh ố i tr ụ theo Sketch

n ữ a b ề dày kh ố i tr ụ đai trên

Sketch của hình nón cụt sẽ tạo ra bề dày thực tế theo Sketch của khối Đai trên

l ệ nh Pad v ớ i chi ề u cao 20mm

Ti ế p t ụ c t ạ o dư ờ ng tròn D mm trên 24 Sketch kh ố i tr ụ trên b ằ ng l ệ nh Circle ,

dùng Pad t ạ o kh ố i tr ụ D 24 mm

Dùng l ệ nh Pocket đ ể t ạ o rãnh răng chi ề u sâu b ằ ng b ề dày kh ố i tr ụ 3 mm

Dùng l ệ nh Circle Pattern v ớ i s ố răng 50, kho ả ng cách nhau 7,2 đ ộ

Trên Sketch m ặ t kh ố i tr ụ bánh răng, chuy ể n qua 2 D b ằ ng , dùng Circle

t ạ o đư ờ ng tròn D 22 mm, sau đó dùng Pad cao 2mm

D ự ng kh ố i tr ụ nh ỏ hơn b ằ ng l ệ nh Pad tương t ự nhưng chi ề u cao 7mm

Trên Sketch hình ch ữ nh ậ t ta chuy ể n v ề phương Oyz dùng l ệ nh Line

đ ể t ạ o hình đa giác là Sketch n ắ p ch ụ p gi ớ i h ạ n chuy ể n đ ộ ng c ủ a lò xo

• Dùng lệnh Rib để tạo nắp chụp cho lò xo, Profile là Sketch hình đa giác vừa tạo, Center curve là đường định hướng cho lệnh Rib chạy theo (chọn

phía trên như hình bên Ta dùng Line tạo hình vuông trên mặt Sketch

đư ờ ng tròn b ấ t kì)

Ti ế p theo ta s ẽ d ự ng đư ờ ng rãnh xung quanh m ặ t tr ụ có đư ờ ng kính 24mm ở

• Dùng lệnh Slot để cắt rãnh bề mặt hình trụ Profile là Sketch hình vuông

 Môi trường làm việc chuyển qua Start =>Shape =>Generative Shape

 Chọn mặt Plane thứ 2, đây là mặt chứa điểm đầu tiên của trục lò xo cũng

là chi ề u cao lò xo theo m ặ t Oxy và ch ọ n đi ể m đ ể v ẽ tr ụ c lò xo b ằ ng l ệ nh

Point

 Dùng lệnh Helix để vẽ lò xo giảm chấn, điểm bắt đầu là điểm chọn trong

Plane

xo đó chính là đo ạ n th ẳ ng này

 dùng l ệ nh Line n ố i đi ể m n ằ m ở m ặ t ph ẳ ng Plane th ứ 2 và m ặ t Plane th ứ 3

Ch ọ n m ặ t Plane t ạ i đi ể m đ ặ t đ ầ u lò xo trên m ặ t Plane đ 1 ể v ẽ ti ế t di ệ n cho

lò xo, m ặ t ph ẳ ng ch ứ a m ặ t Plane bây gi ờ là Ozx vuông góc v ớ i ti ế t di ệ n lò xo

• Chọn mặt phẳng Plane cho tiết diện tại đầu thứ 2 của lò xo sau khi đưa về 3D

bằng lệnh , mặt phẳng chứa mặt Plane cũng là Ozx vuông góc mặt phẳng tiết diện lò xo

Rib để vẽ thân tiết diện lò xo, Profile chọn 1 trong 2 tiết diện bắt đầu của lò

xo, Center curve chọn đường lò xo để lệnh chạy tiết diện theo

Chuy ể n sang 3 D b ằ ng sau đó ch ọ n Mechanical Part Design và ch ọ n l ệ nh

• Được lò xo hoàn chỉnh ta tiếp tục vẽ khối Đai thứ 2 chon phuộc lò xo bằng cách đưa về chọn mặt Sketch là mặt Oyz của khối chữ nhật, dùng lệnh Circle

, Line và lệnh Quick Trim để tạo mặt Sketch nữa đường tròn trên tiết diện khối chữ nhật

• Dùng lệnh Pad để tạo nữa khối Đai thứ 2

• Dùng lệnh Mirror trong 3D để vẽ phía đối diện còn lại của khối Đai thứ 2

• Chuyển sang 3Dbằng , dùng lệnh Pocket để đục rổng cho khối Đai để bắt

Đ ể t ạ o thành kh ố i Đai đ ể b ắ t Bulong qua, ta chuy ể n v ề 2 D b ằ ng , dùng l ệ nh

Circle v ớ i D4mm trên m ặ t Sketch kh ố i Đai

3.2 H ệ th ố ng treo hoàn thi ệ n

có thể xoay thông qua lệnh Rotate để xem các mặt của chi tiết

4.2 Sàn xe

Hoàn thành t ừ 2 D sang 3D ta s ẽ đư ợ c đ ế c ủ a chi ti ế t hoàn ch ỉ nh ở d ạ ng 3D và

5 Mô hình hoàn ch ỉ nh