PHAN BÌNH NGUYÊN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHAN BÌNH NGUYÊN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT ĂN KHỚP CỦA CẶP BÁNH RĂNG HYPOID XÂY DỰNG PHẦN MỀM TỰ ĐỘNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN CONG DẠNG HYPOID LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY KHOÁ 2009 Hà Nội – 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHAN BÌNH NGUYÊN NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT ĂN KHỚP CỦA CẶP BÁNH RĂNG HYPOID XÂY DỰNG PHẦN MỀM TỰ ĐỘNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN CONG DẠNG HYPOID Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS LÊ THANH SƠN Hà Nội – 2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid - MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN …………………………………………………………………… DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………………… 11 Chương I: TỔNG QUAN…………………………………………………………… 15 1.1 Lịch sử nghiên cứu phát triển bánh côn cong hypoid…… 15 1.1.1 Một số đặc điểm bánh côn cong hypoid………………………….15 1.1.2 Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết tạo hình bánh côn cong…….17 1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ thiết kế công nghệ chế tạo bánh côn cong nay……………………………….………………19 1.2.1 Xu hướng phát triển công nghệ gia công bánh côn cong giới…………………………………………………………………………………….19 1.2.2 Tình hình nghiên cứu, chế tạo bánh côn cong Việt Nam………… 25 1.3 Kết luận………………………………………………………………………… 26 Chương II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC NGUYÊN LÝ TẠO HÌNH CỦA BÁNH RĂNG CÔN RĂNG CONG HYPOID……………………………………………… 28 2.1 Phân loại bánh côn cong cách tạo hình…………………………28 2.1.1 Nguyên lý gia công bánh côn hệ Gleason…………………………………29 2.1.2 Nguyên lý chế tạo bánh theo hệ Klingelnberg…………………………….30 2.1.3 Nguyên lý chế tạo bánh theo hệ Oerlikon…………………………………31 2.1.4 Ưu nhược điểm hệ bánh côn cong………………………… 33 Phan Bình Nguyên Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid 2.2 Lý thuyết tạo hình bánh côn cong………………………………….34 2.2.1 Công trình nghiên cứu lý thuyết ăn khớp Φ-Litvin……………………… 34 2.2.2 Phương pháp tính toán gần Picmanhíc……………………………….36 2.2.3 Phương pháp phân tích vết tiếp xúc Wang Ghosh………………………37 2.3 Lý thuyết tạo hình bánh côn cong hệ Gleason…………………… 41 2.3.1 Các phương pháp cắt……………………………………………………………41 2.3.2 Tạo hình bánh hypoid lớn…………………………………………………43 2.3.3 Tạo hình bánh hypoid nhỏ…………………………………………………46 2.3.4 Điều kiện đủ để tồn bao hình họ bề mặt…………………………………52 2.4 Kết luận………………………………………………………………………… 54 Chương III: XÂY DỰNG PHẦN MỀM TỰ ĐỘNG THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG HYPOID………………………………………………………………55 3.1 Xây dựng hệ sở liệu tính toán thiết kế bánh côn cong hypoid…………………………………………………………………………………56 3.1.1 Các công thức tính toán thiết kế thông số hình học truyền bánh côn cong hypoid hệ Gleason……………………………………………………………….56 3.2 Xây dựng lưu đồ thuật toán giải thuật phần mềm tự động thiết kế truyền bánh côn cong hypoid 71 3.3 Lập chương trình tự động thiết kế truyền bánh côn cong hypoid hệ Gleason………………………………………………………………… ……… 74 3.3.1 Chọn công cụ thiết lập………………………………………………………… 74 3.3.2 Thiết lập phần tự động hóa tính toán……………………………………………76 Phan Bình Nguyên Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid 3.3.3 Thiết lập phần xuất vẽ tự động…………………………………………… 80 3.3.4 Bảo mật chương trình………………………………………………………… 90 3.4 Kết luận………………………………………………………………………… 92 Chương IV: CHẠY THỬ PHẦN MỀM VÀ KIỂM TRA KẾT QUẢ……………… 93 4.1 Chạy thử chương trình so sánh với số liệu tính toán kiểm chứng………………………………………………………………………………….93 4.2 Chạy thử phần thiết kế vẽ …………………………………………………96 4.3 Kết luận………………………………………………………………………… 96 KẾT LUẬN CHUNG………………………………………………………………….97 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………… 99 Phan Bình Nguyên Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid - LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Phan Bình Nguyên Phan Bình Nguyên Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid - LỜI NÓI ĐẦU Trong ngành công nghiệp, đặc biệt công nghiệp chế tạo ôtô, máy kéo, tàu thuỷ truyền động bánh sử dụng rộng rãi có nhiều ưu điểm, đáng ý khả tải lớn đảm bảo tỷ số truyền động xác, hiệu suất truyền động cao Truyền động bánh côn với mục đích truyền chuyển động trục cắt không gian (thường 90 ο ), có đầy đủ ưu điểm Tuy nhiên để nâng cao khả tải, giảm tiếng ồn, giảm kích thước truyền với loại truyền động người ta chế tạo truyền bánh côn với có dạng cong, đặc biệt với truyền bánh hypoid có khả truyền trục chéo Trong tất lĩnh vực kĩ thuật, có nhiều phương pháp để đạt lời giải Điều với truyền Hypoid, có ba hệ thống khác mà người thiết kế sử dụng Hệ thống sử dụng rộng rãi năm gần đây, đặc biệt công nghiệp ôtô, hệ Gleson Hoa Kì, chứng minh thừa nhận đầy đủ AGMA (hiệp hội nhà chế tạo bánh Hoa Kì) AAAM (hiệp hội nhà sản xuất ôtô Hoa Kì) Nhưng từ chiến thứ II, Gleson gặp phải cạnh tranh từ hai công ty châu âu tiếng, nơi đưa cách tiếp cận để chế tạo bánh côn Những công ty Oerlikon Thuỵ Điển Klingelnberg Đức Cả ba phương pháp sử dụng dạng thân khai, chúng có độ cong khác tạo phương pháp cắt khác Hệ Gleson có cung tròn chiều cao thay đổi, hai hệ người Châu Âu đưa cố gắng đạt chuyển động lăn mặt bên răng, sử dụng có chiều cao không đổi Tuy nhiên chúng có hình dạng khác nhau: Oerlikon sử dụng đường cong dạng epicycloit, Klingelnberg sử dụng đường cong dạng thân khai xác Phan Bình Nguyên 11 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid Các truyền bánh côn cong sử dụng nhiều nước ta, chủ yếu ôtô đặc biệt để làm cầu sau, máy kéo, hộp số thiết bị khác Sau thời gian dài sử dụng, truyền bánh bị mòn gây tiếng ồn truyền chuyển động không xác bị hỏng nên luôn cần thay thế, việc thiết kế chế tạo truyền cần thiết Trong điều kiện nước ta, việc thiết kế truyền bánh côn cong Hypoid tiêu chuẩn cụ thể nào, đa phần sử dụng nguồn tài liệu, tiêu chuẩn thiết kế từ nước ngoài, cụ thể từ Liên Xô cũ, gần tài liệu từ Hoa Kì Châu Âu Việc chế tạo truyền bánh côn cong chủ yếu theo hệ Gleason, sản xuất dừng lại dạng đơn loạt nhỏ với độ xác thấp Việc đầu tư đại cho công nghệ chế tạo bánh nước hạn chế, công nghệ cũ dần lạc hậu, điều làm cho độ xác chất lượng bánh gia công chưa cao Để đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng truyền bánh côn cong hypoid, luận văn sâu nghiên cứu lý thuyết ăn khớp truyền, lập trình giúp thực tính toán thiết kế, tạo vẽ truyền cách tự động phục vụ cho việc gia công chế tạo bánh Trong thời gian làm luận văn em cố gắng học tập, tìm hiểu nghiên cứu đề tài Đồng thời với hướng dẫn, giúp đỡ bảo tận tình thầy TS Lê Thanh Sơn thầy cô giáo Viện Cơ khí, Bộ môn Gia công vật liệu dụng cụ công nghiệp, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội đến em hoàn thành luận văn thời hạn khối lượng công việc giao Tuy nhiên, đề tài mẻ kiến thức hạn chế nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót định Kính mong đóng góp ý kiến, bổ sung thầy giáo hướng dẫn, thầy cô khác môn bạn đọc để luận văn hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Phan Bình Nguyên 12 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid Nội dung luận văn - Tổng quan việc nghiên cứu ứng dụng bánh hypoid - Nghiên cứu lý thuyết tạo hình truyền bánh hypoid, xây dựng cách tổng quát bề mặt bánh nhỏ bánh lớn - Xây dựng chương trình tự động hóa thiết kế truyền bánh hypoid - Kiểm nghiệm đánh giá chất lượng chương trình thiết kế Phương pháp nghiên cứu Dựa công trình nghiên cứu nhà khoa học trước, luận văn sâu nghiên cứu lý thuyết tạo hình bề mặt thực biên dạng bánh côn cong hypoid hệ Gleason Từ tạo sở lý luận cho nghiên cứu Áp dụng phương pháp tính toán gần truyền bánh côn cong hypoid lý thuyết lập trình, em xây dựng phần mềm phục vụ cho công tác tự động hóa thiết kế truyền bánh côn cong hypoid hệ Gleason Tiến hành so sánh kết phần mềm với số liệu thiết kế kiểm chứng Bên cạnh tiến hành đo thông số truyền chế tạo kiểm tra để đánh giá chất lượng phần mềm Những luận điểm đóng góp luận văn Nghiên cứu lý thuyết tạo hình bề mặt thực biên dạng bánh côn cong hypoid hệ Gleason, từ cho phép dựng bề mặt môi trường CAD 3D, làm sở cho việc ứng dụng công nghệ CAM máy CNC vào gia công bánh côn cong Xây dựng thuật toán, sở liệu cho phần mềm tự động hóa thiết kế truyền bánh côn cong hypoid, tiến hành lập trình môi trường Visual Basic Phần mềm giúp giảm sai sót thời gian tính toán thiết kế truyền bánh côn cong hypoid Phan Bình Nguyên 13 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid Giới hạn luận văn Chỉ nghiên cứu cho loại bánh côn cong hệ Gleason Chương trình tự động tính toán đưa thông số hình học, vẽ truyền bánh côn cong, chưa đưa thông số dành cho điều chỉnh máy gia công Phan Bình Nguyên 14 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid Custom List, chọn Protection đánh dấu vào mục Locked Nếu không đánh dấu mục Locked ô không bảo vệ, thường ô nhập liệu ban đầu - Select unlocked cells: Cho phép (hoặc không cho phép) chọn ô không bảo vệ - Format cells: Cho phép (hoặc không cho phép) thay đổi định dạng ô - Format rows: Cho phép (hoặc không cho phép) thay đổi định dạng hàng - Format columns: Cho phép (hoặc không cho phép) thay đổi định dạng cột - Insert rows (columns): Cho phép (hoặc không cho phép) thêm hàng (cột) - Delete rows (columns): Cho phép (hoặc không cho phép) xoá hàng (cột) Hình 3-17: Bảo mật bảng tính bình thường 3.3.4.2 Bảo mật VBA Thông thường để bảo mật VBA Project, cửa sổ Microsoft Visual Basic (MVB) ta vào menu Tools, chọn Project Properties Cửa sổ Project Properties ra, chọn mục Protection, tích vào Lock project for viewing, sau nhập password lần để bảo vệ Và từ đó, bạn phải nhập password mở cửa sổ MVB để xem hay làm việc với VBA Phan Bình Nguyên 91 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid - Hình 3-18: Bảo mật VBA 3.4 Kết luận Trong chương luận văn thực nội dung sau: - Xây dựng sở liệu phục vụ cho tự động hóa tính toán thiết kế truyền bánh côn cong hypoid hệ Gleason - Xây dựng thuật toán tổng quát cho chương trình tự động tính toán thiết kế truyền - Trên sở thuật toán sở liệu có tiến hành lập trình xây dựng phần mềm dựa công cụ VBA, Excel, AutoCAD Kết đạt chương tạo phần mềm chuyên dùng cho công việc thiết kế bánh côn cong hypoid hệ Gleason (CAD), giúp nâng cao độ xác tính toán, thiết kế vẽ vẽ, giảm thiểu thời gian thiết kế so với tính toán thiết kế thủ công, giảm giá thành chế tạo bánh Tuy nhiên để ứng dụng vào thực tiễn sản xuất cần tiến hành kiểm tra tính xác phần mềm Phan Bình Nguyên 92 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid - Chương IV: CHẠY THỬ PHẦN MỀM VÀ KIỂM TRA KẾT QUẢ Để đảm bảo chương trình tự động hóa thiết kế truyền bánh côn cong hypoid cho kết xác, từ sử dụng để chế tạo truyền, cần tiến hành chạy thử chương trình kiểm tra kết thu Cách thức tiến hành kiểm tra phần mềm thực theo ba phương pháp sau: - So sánh kết từ chương trình với kết tính toán kiểm chứng thực tế sản xuất - So sánh kết từ chương trình với kết từ phần mềm thông dụng kiểm chứng (ví dụ HyGears, Kisssoft …) - So sánh kết từ chương trình với thông số đo đạc từ truyền chế tạo sử dụng 4.1 Chạy thử chương trình so sánh với số liệu tính toán kiểm chứng Nhập số liệu vào chương trình, sau tính toán thu kết bảng sau đây: Bảng 4-1: So sánh kết chương trình với số liệu kiểm chứng Thông số Kết Kết Số liệu chương trình chương trình kiểm (hệ SI) (hệ Anh) chứng [2] Số bánh nhỏ n = 11 n = 11 Số bánh lớn N = 45 N = 45 Hướng xoắn bánh nhỏ Trái Trái Hướng xoắn bánh lớn Phải Phải Phan Bình Nguyên 93 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid Môđun met = Pd = 4.178 Pd = 4.178 FP = 46.73579 FP =1.840 FP =1.840 FG = 40.64000 FG =1.600 FG = 1.600 Lượng dịch hypoid E = 38.10000 E =1.500 Góc ăn khớp φ =200 φ =200 Mặt lõm bánh nhỏ φ1=15.498500 φ1=15.4980 Mặt lồi bánh nhỏ φ2=24.501500 φ2=24.5020 Góc hai trục ∑ = 900 ∑ = 900 Bán kính dao cắt rC = 114.3000 rC = 4.500 rC = 4.500 Chiều dài côn BR lớn AoG=143.55938 AoG=5.6519 AoG=5.6519 AmP=127.96095 AmP=5.0378 AmP=5.0378 AmG=123.09627 AmG=4.8463 AmG=4.8461 d=87.73823 d=3.4543 d=3.4542 D=192.0000 D=10.771 D=10.771 Chiều cao đầu aoG=2.62661 aoG=0.1034 aoG=0.1034 Chiều cao chân boG=9.51852 boG=0.3747 boG=0.3747 Chiều cao ăn khớp hk=11.01681 hk=0.4337 hk=0.4337 htP=12.35916 htP=0.4866 htP=0.4866 htG=12.14513 htG=0.4781 htG=0.4781 do=104.17231 do=4.1013 do=4.1012 Do=275.17731 Do=10.8337 Do=10.8335 Z=0.41737 Z=0.0164 Z=0.0164 Go=4.11453 Go=0.1620 Go=0.1621 Zo=-0.31625 Zo=-0.0125 Zo=-0.0125 GR=8.79534 GR=0.3463 GR=0.3465 Chiều rộng vành Chiều dài côn trung bình Đường kính vòng chia Chiều cao Đường kính Khoảng cách từ OG đến O2 Khoảng cách từ đỉnh côn mặt côn đỉnh BR nhỏ đến O1 Khoảng cách từ đỉnh côn mặt côn đỉnh BR lớn đến O2 Khoảng cách từ đỉnh côn mặt côn chân BR nhỏ đến O1 Phan Bình Nguyên 94 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid Khoảng cách từ đỉnh côn mặt côn chân BR lớn đến O2 Khoảng cách từ mặt đầu lớn bánh nhỏ đến O1 Góc côn chia Góc côn đỉnh Góc côn chân Góc xoắn ZR=1.61733 ZR=0.0637 ZR=0.0636 xo=132.03744 xo=5.1983 xo=5.1982 γ=16.85150 γ=16.85110 Г=72.33710 Г=72.33750 γο=20.93480 γο=20.93460 Гo=73.66650 Гo=73.66690 γR=15.57500 γR=15.57480 ГR=68.08990 ГR=68.09010 ψP=47.99640 ψP=47.99640 ψG=30.02910 ψG=30.02860 Khe hở cạnh cho phép B=0.2032 B=0.006 B=0.006 Chiều dày dây cung tiết tnc=9.26597 tnc=0.3650 tnc=0.366 diện pháp trung bình Tnc=4.70218 Tnc=0.1851 Tnc=0.186 Chiều cao dây cung trung bình đầu acP=7.15871 acP=0.2818 acP=0.282 acG=2.15929 acG=0.0850 acG=0.085 Phan Bình Nguyên 95 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid - 4.2 Chạy thử phần thiết kế vẽ 93.73170 29° 00° 23.718 ° 22.18265 27.824 34 104.05236 Thông s? bánh rang nh? - Môdun - Góc côn chia - Chi?u r?ng vành rang - Đu ?ng kính chia 246 40 Hình 4-1: Bản vẽ chạy từ chương trình 4.3 Kết luận Chương trình sau chạy thử không xuất lỗi So sánh kết với số liệu kiểm chứng thấy chương trình cho kết xác áp dụng vào thực tiễn sản xuất bánh côn cong hypoid hệ Gleason Để có vẽ thiết kế bánh hoàn chỉnh, người thiết kế cần bổ xung thông số phần lỗ mayơ bánh vào vẽ nhận từ chương trình Yêu cầu sử dụng chương trình: phải cài đặt Microsoft Excel 2003 AutoCAD 2004 trở lên Phan Bình Nguyên 96 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid - KẾT LUẬN CHUNG Những kết đạt mặt lí thuyết thực tiễn trình nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu tạo hình bề mặt: Luận án nghiên cứu sâu chất trình tạo hình biên dạng bề mặt bánh côn cong hypoid theo hệ Gleason, dựa sở công trình nghiên cứu nhà khoa học trước Từ thấy thông số điều chỉnh máy Đây yếu tố cần thiết để đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt biên dạng - Nghiên cứu ứng dụng máy tính lập trình tạo phần mềm tính toán thiết kế bánh răng: o Về mặt lí thuyết: xây dựng sở lí thuyết phục vụ cho công tác tự động hóa thiết kế nói chung, đặc biệt ứng dụng cho tự động thiết kế truyền bánh hypoid nói riêng o Về mặt ý nghĩa thực tiễn: Đã xây dựng hệ thống phần mềm CAD phục vụ cho tự động hóa thiết kế bánh côn cong hypoid hệ Gleason Điều giúp làm giảm thời gian thiết kế, nâng cao độ xác công việc thiết kế, xây dựng vẽ truyền phục vụ cho trình gia công sau Phương hướng nghiên cứu - Hoàn thiện sở liệu, cho phép chương trình tự động tra số liệu liên quan Hướng tới cho phép điều chỉnh thông số chương trình cách linh hoạt - Nghiên cứu xây dựng chương trình để tính toán biểu diễn vết tiếp xúc truyền thiết kế Phan Bình Nguyên 97 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid - Mở rộng liệu đầu chương trình, cho phép tạo file liệu để diều chỉnh máy gia công - Tiến tới lập trình Visual Basic để đóng gói phần mềm, tiến tới xây dựng phần mềm có tính thương mại Phan Bình Nguyên 98 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid - TÀI LIỆU THAM KHẢO Alec Stokes(1992), SAE Manual Gearbox Design, Butterworth - Heinemann Ltd ANSI/AGMA 2005 D03, Design Manual for Bevel Gears, American Gear Manufacturers Association ANSI/AGMA 2003 B97, Rating The Pitting Resistance And Bending Strength Of Generated Straight Bevel, Zerol Bevel and Spiral Bevel Gear Teeth American Gear Manufacturers Association ANSI/AGMA 2004 B89, Gear Materials and Heat Treatment Manual American Gear Manufacturers Association Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (2005 ), Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí Tập1, 2, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội John J Coy, Dennis P Townsend, Erwin V Zaretsky, Gearing, NASA Reference Publication -1152 Dudley Darle W, Gear Handbook: The Design, Manufacture, and Application of Gear McGraw-Hill, New York Nguyễn Duy, Trần Sỹ Tuý, Trịnh Minh Tứ (1985), Nguyên lý cắt kim loại, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội KISSsoft AG, Kisssoft Release 04/2010 User manual 10 Theodore J Krenzer, Robert G Hotchkiss, Standard Handbook of Machine Design (chapter 11), McGraw-Hill 11 Theodore J Krenzer, Ernst J Hunkeler, Multi-Axis Bevel and Hypoid Gear Generating Machine, United States Patent, Number 4981402 12 Faydor L Litvin (1989), Theory of Gearing, NASA Reference Publication -1212 Phan Bình Nguyên 99 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid 13 Faydor L Litvin, Alfonso Fuentes, Gear Geometry and Applied Theory, Cambridge University Press, New York 14 Faydor L Litvin, Development of Gear technology and Theory of Gearing, NASA Reference Publication 1406 15 PGS – TS Bành Tiến Long (1998), Tạo hình bề mặt ứng dụng kỹ thuật, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội 16 Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến Tác giả khác (1993), Công nghệ chế tạo máy - Tập I,II, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 17 Trần Thế Lục, Trịnh Minh Tứ, Bành Tiến Long (1987), Thiết kế Dụng cụ Gia công Bánh - Tập II, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 18 Nguyễn Thị Ngọc Mai, Microsoft Visual Basic 6.0 & Lập trình sở liệu, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 19 Lê Thanh Sơn (1999), Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Nghiên cứu tạo hình bề mặt thực cắt bánh côn cong ứng dụng công nghệ CAD/CAM, Đại học Bách khoa Hà Nội 20 Nguyễn Hồng Sơn (2002), Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Nghiên cứu số biện pháp nâng cao chất lượng chế tạo bánh hypoid loại xe ô tô, Đại học Bách khoa Hà Nội 21 Nguyễn Hồng Thái, Vương Văn Thanh, Đặng Bảo Lâm, Cơ sở lập trình tự động hóa tính toán, thiết kế với VB&VBA môi trường AutoCAD, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 22 The Gleason Works, HyGears The Gear Processor V2.5 (2/2011) Phan Bình Nguyên 100 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Thông số Kí hiệu Chiều cao điểm cắt xét lưỡi cắt s Góc quay lưỡi cắt θ Góc profin lưỡi cắt mặt lồi bánh lớn, mặt lõm bánh nhỏ α1 Góc profin lưỡi cắt mặt lõm bánh lớn, mặt lồi bánh nhỏ α2 r Z1,2 Zd i j V H Bán kính dụng cụ cắt Số bánh nhỏ, bánh lớn, Số bánh dẹt sinh Góc nghiêng trục dụng cụ Góc quay trục Vị trí trục dụng cụ ban đầu theo phương ngang Vị trí trục dụng cụ ban đầu theo phương đứng Góc quay ban đầu bánh dẹt sinh θc SR Em Bán kính gá đặt đầu dao Lượng dịch hypoid máy Khoảng cách từ đỉnh côn bánh nhỏ tới điểm giao ∆A Khoảng cách từ đỉnh côn bánh nhỏ tới mặt mút bánh lớn ∆B γ q Góc lệch trục bánh nhỏ so với phương vuông góc trục bánh lớn Góc quay tức thời bánh dẹt sinh Góc quay tức thời bánh gia công φ Г AmG Góc côn chia BR lớn Chiều dài côn trung bình Số gia bán kính trung bình BR nhỏ Chiều dài côn trung bình Bán kính trung bình bánh nhỏ ∆RP AmP RP Hệ số lặp: bán kính cong hypoid ρ rc1 Delta |∆| Góc ăn khớp α Độ cong trung bình (phay mặt đầu) Khoảng cách từ điểm giao đến điểm trung bình đo dọc theo trục BR lớn Khoảng cách từ đỉnh côn chia BR lớn đến điểm giao Chiều dài côn Phan Bình Nguyên ZG Z AoG Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid Thông số Kí hiệu ∆F0 m90 Chiều rộng vành BR lớn từ điểm tính toán đến mặt Hệ số tương đương 900 P P Hệ số chiều cao k1 k1 Hệ số chiều cao đầu trung bình c1 Chiều cao ăn khớp trung bình Chiều cao đầu trung bình Hệ số khe hở hướng kính Chiều cao chân trung bình Khe hở hướng kính Chiều cao trung bình Tổng góc chân (kiểu Duplex) C1 h a k2 b c hm ∑δ(D) Góc chân BR lớn δG Góc đỉnh BR lớn Chiều cao đầu Chiều cao chân Chiều cao Chiều cao (ăn khớp) Góc côn chân BR lớn Góc côn đỉnh BR lớn Đường kính BR lớn Khoảng cách từ mặt đầu nhỏ BR lớn đến O2 Khoảng cách từ đỉnh côn mặt côn chân BR lớn đến O2 Khoảng cách từ đỉnh côn mặt côn đỉnh BR lớn đến O2 Góc phụ trợ để tính góc dịch BR nhỏ mặt chân αG aoG boG htG hk ГR Гo Do Xo ZR Zo B B B B B B ζR Góc phụ trợ để tính góc dịch BR nhỏ mặt đỉnh ζo Góc côn đỉnh BR nhỏ γo Góc côn chân BR nhỏ Khoảng cách từ đỉnh côn mặt côn đỉnh BR nhỏ đến O1 Khoảng cách từ đỉnh côn mặt côn chân BR nhỏ đến O1 γR Go GR Góc đỉnh BR nhỏ αP Góc chân BR nhỏ δP Chiều rộng vành BR lớn từ điểm tính toán đến mặt đầu nhỏ ∆Fi B B B Phan Bình Nguyên B Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid Thông số Kí hiệu ∆FoP Số gia chiều rộng vành BR nhỏ Chiều rộng vành BR nhỏ từ điểm tính toán đến mặt đầu lớn FoP Chiều rộng vành BR nhỏ từ điểm tính toán đến mặt đầu nhỏ FiP Số gia dọc theo trục BR nhỏ từ điểm tính toán đến mặt đầu lớn ∆Bo Số gia dọc theo trục BR nhỏ từ điểm tính toán đến mặt đầu nhỏ ∆Bi Khoảng cách từ mặt đầu lớn BR nhỏ đến O1 Khoảng cách từ mặt đầu nhỏ BR nhỏ đến O1 xo xi Chiều cao BR nhỏ htP B B B B Đường kính BR nhỏ Chiều rộng vành BR nhỏ Bước trung bình Bước kính trung bình Hệ số chiều dày Đường kính chia trung bình BR nhỏ, BR lớn Đường kính chia BR nhỏ FP pm Pdm k3 dm, Dm d Chiều dày tiết diện pháp trung bình, hở cạnh tn, Tn Khe hở cạnh cho phép tiết diện pháp mặt Chiều dày dây cung tiết diện pháp trung bình Chiều cao dây cung đầu trung bình Các hệ tọa độ: Sm1, Sq, Sc, S1, Sb , Sn B B B B B B B B B B B B tnc, Tnc acP, acG Si B B Các véc tơ hệ tọ độ: rm1 , rq , rc , r1 , rb , rn B B B B B B B B B B B B ri B B B Các ma trận chuyển hệ: Mcb , Mm1c , Mnm1 , Mqn , M1q Mij Các hệ số ma trận chuyển hệ Lượng mở đầu dao aij W Góc ăn khớp tổng α∑ B B B B B B B B B B B B B B Hướng xoắn bánh Vận tốc góc B LH/RH ωi Qi, Si B Các chuyển động cắt B B V Chiều sâu cắt t Lượng tiến dao S B B Vận tốc cắt Phan Bình Nguyên B Khóa 2009-2011 B Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Tiêu đề Trang 1-1 Giao diện nhập liệu HyGears 20 1-2 Tính toán thông số dao cắt 20 1-3 HyGears cung cấp máy cắt phổ biến 21 1-4 Phân tích đường tiếp xúc vết tiếp xúc HyGears 21 1-5 Giao diện chung phần mềm Kisssoft 22 1-6 Nhập thông số đầu vào để thiết kế truyền 22 1-7 Giao diện AGMA Bevel Gear Rating 23 1-8 Máy CNC gia công bánh côn cong Gleason 24 1-9 Sơ đồ mô tả trục máy CNC chế tạo bánh hypoid 24 1-10 Thiết bị kiểm tra bánh côn cong trước 24 1-11 Thiết bị kiểm tra bánh côn cong 24 2-1 Nguyên lý gia công bánh côn theo hệ Gleason 29 2-2 Nguyên lý gia công bánh côn theo hệ Klingelnberg 30 2-3 Nguyên lý gia công bánh côn theo hệ Oerlikon 32 2-4 Tạo hình bề mặt sinh cắt dạng cung tròn 35 2-5 Minh họa dạng tiếp xúc hai bề mặt không tương xứng 39 Minh họa mặt nón tạo hình bánh hypoid lớn phay mặt 2-6 đầu định hình (a) Các nón tạo hình; (b) Dẫn xuất phương 44 trình nón tạo hình 2-7 2-8 Các thiết lập máy, dụng cụ cho bánh hypoid lớn phay mặt đầu định hình Đầu dao bánh nhỏ: (a) ban đầu biểu diễn hệ tọa độ St1; B (b) biểu diễn St1 sau nghiêng góc i B B 45 47 B 2-9 Hệ tọa độ Sm1, SC, Sb 48 2-10 Tạo hình bánh nhỏ 49 3-1 Các thông số hình học truyền bánh hypoid 57 B Phan Bình Nguyên B B B B B Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid 3-2 Các thông số hình học trung gian truyền bánh hypoid 58 3-3 Lưu đồ thuật toán chương trình 72 3-4 Lưu đồ thuật toán phần thiết kế vẽ tự động 73 3-5 Cửa số VBA Excel 75 3-6 Cửa số VBA AutoCAD 76 3-7 Phần nhập liệu 77 3-8 Tính toán điều chỉnh bước 78 3-9 Tính toán điều chỉnh bước lặp 79 3-10 Tính toán thông số hình học truyền hypoid 79 3-11 Kiểm nghiệm truyền 80 3-12 Mô hình tham chiếu đến đối tượng ExcelApp AcadApp 81 3-13 Mở môi trường VBA IDE để tiến hành lập trình 81 3-14 Các thành phần VBA IDE 83 3-15 Mô hình đối tượng AutoCAD 84 3-16 Chọn thư viện mở rộng liên kết với AutoCAD 87 3-17 Bảo mật bảng tính bình thường 91 3-18 Bảo mật VBA 92 4-1 Bản vẽ chạy từ chương trình 96 Phan Bình Nguyên 10 Khóa 2009-2011 ... gian tính toán thiết kế truyền bánh côn cong hypoid Phan Bình Nguyên 13 Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong. .. điểm hệ bánh côn cong ……………………… 33 Phan Bình Nguyên Khóa 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid ... 2009-2011 Nghiên cứu lý thuyết ăn khớp cặp bánh hypoid, xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế truyền bánh côn cong dạng hypoid Các truyền bánh