Thiết kế, mô phỏng và chế tạo thử nghiệm bộ khớp nối mềm dùng cơ cấu răng cầu

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM

BỘ KHỚP NỐI MỀM DÙNG CƠ CẤU RĂNG CẦU

NGUYỄN THỊ HẢI

THÁI NGUYÊN, NĂM 2012

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM

BỘ KHỚP NỐI MỀM DÙNG CƠ CẤU RĂNG CẦU

Ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Mã số:

Học viên: NGUYỄN THỊ HẢI

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. HOÀNG VỊ

THÁI NGUYÊN, NĂM 2012

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ luận văn này do chính bản thân tôi tổng hợp và

nghiên cứu dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của TS. Hoàng Vị và chƣa từng đƣợc

công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác.

Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.

Người thực hiện

Nguyễn Thị Hải

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

LỜI CẢM ƠN

Bằng tất cả sự kính trọng và chân thành tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc

tới TS. Hoàng Vị- ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên

cứu và hoàn thành luận văn này.

Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trƣờng Đại học

Kỹ thuật Công nghiệp, Ban chủ nhiệm Khoa Đào tạo sau đại học, Ban lãnh đạo

Trung tâm dạy nghề thị xã Sông Công đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi

trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện bản luận văn này.

Tôi xin cảm ơn gia đình, ngƣời thân và đồng nghiệp đã động viên giúp đỡ

tôi trong suốt thời gian học tập nghiên cứu và hoàn thành luận văn.

Xin trân trọng cảm ơn!

Tác giả

Nguyễn Thị Hải

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

MỤC LỤC

Nội dung Trang

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục các hình vẽ, ảnh chụp

Phần mở đầu 1

1. Tính cấp thiết của đề tài 1

2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1

3. Phƣơng pháp nghiên cứu 2

4. Nội dung nghiên cứu 2

5. Nội dung nghiên cứu và kết quả dự kiến của đề tài 2

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CƠ CẤU RĂNG CẦU 3

1.1. Sự hình thành cơ cấu bánh răng cầu 4

1.1.1. Sự hình thành bề mặt vành răng cầu thân khai 4

1.1.2. Sự hình thành bánh răng cầu vành răng cầu thân khai 5

1.2. Đặc điểm kết cấu và lắp ghép của cơ cấu bánh răng cầu 7

1.3. Đặc điểm truyền động của cơ cấu bánh răng cầu 8

1.4. Điều kiện ăn khớp đúng của cơ cấu bánh răng cầu 8

1.5. Điều kiện truyền động liên tục của cơ cấu bánh răng cầu 9

1.6. Phƣơng trình tham số biên dạng răng ∑1 của bánh răng thứ nhất 9

1.7. Phân tích động học của bánh răng cầu 14

1.7.1. Mô hình toán học chuyển động của cơ cấu bánh răng cầu 14

1.7.2. Phân tích động học của bánh răng cầu 15

1.8. Kết luận. 18

CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ KHỚP NỐI MỀM DÙNG CƠ CẤU

RĂNG CẦU 20

2.1. Hƣớng dẫn vẽ biên dạng thân khai theo tham số 20

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2.2. Thiết kế bánh rƣng cầu theo biên dạng thân khai đã vẽ 38

2.2.1. Thiết kế bánh răng cầu số 1 38

2.2.2. Thiết kế bánh răng cầu số 2 39

CHƢƠNG 3. CHẾ TẠO KHỚP NỐI MỀM DÙNG CƠ CẤU RĂNG CẦU 42

3.1. Tính toán, thiết kế cơ cấu 42

3.1.1. Tính toán các thông số cơ bản của cơ cấu 42

3.1.2. Hình học của cơ cấu 43

3.2. Các giải pháp chế tạo răng cầu 44

3.2.1. Phƣơng pháp chép hình 44

3.2.2. Phƣơng pháp bao hình 46

3.2.3. Phân tích lựa chọn phƣơng pháp 50

3.3. Thiết kế, chế tạo dao tiện 51

3.3.1. Những vấn đề cơ bản về tiện chép hình 51

3.3.2. Thiết kế dao tiện chép hình mô đun m = 3, Ztđ = 25 52

3.3.3. Chế tạo dao tiện 61

3.4. Chế tạo thực nghiệm 61

3.4.1. Gá dao 61

3.4.2. Phôi 62

3.4.3. Chế độ cắt khi tiện trên máy CNC 63

3.5. Nhận định kết quả 66

3.5.1. Thuận lợi 66

3.5.2. Khó khăn 66

CHƢƠNG 4. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 68

4.1. Kết quả nghiên cứu 68

4.2. Hƣớng phát triển của đề tài 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

TT

Hình

vẽ số Tên hình Trang

1 1.1 Cơ cấu răng cầu 3

2 1.2 Cơ cấu răng cầu vành răng thân khai. 4

3 1.3 Sự hình thành bề mặt răng thân khai 4

4 1.4 Sự hình thành cơ cấu răng cầu vành răng thân khai 6

5 1.5 Sơ đồ lắp ghép của cơ cấu răng cầu 7

6 1.6 Mặt nón ăn khớp của cơ cấu răng cầu 7

7 1.7

Hệ trục tọa độ của bánh răng cầu vành răng thân

khai

10

8 1.8 Hệ trục toạ độ của cơ cấu răng cầu 12

9 1.9 Phép quay của hai hệ trục toạ độ quanh trục 15

10 1.10 Mối quan hệ của góc quay và toạ độ trong. 16

11 2.1 Bản vẽ lắp bộ khớp nối mềm dùng cơ cấu răng cầu 41

12 3.1 Biên dạng bánh răng thân khai. 42

13 3.2a Cơ cấu răng cầu lồi 43

14 3.2b Cơ cấu răng cầu lõm 43

15 3.3 Sơ đồ tiện chép hình cơ cấu răng cầu. 44

16 3.4 Sơ đồ phay chép hình cơ cấu răng cầu. 45

17 3.5 Sơ đồ tiện bao hình cơ cấu răng cầu 46

18 3.6a

Mô hình tiện bao hình cơ cấu răng cầu (dạng wide

frame).

47

19 3.6b Mô hình tiện bao hình cơ cấu răng cầu (dạng solid). 47

20 3.7 Sơ đồ phay bao hình cơ cấu răng cầu. 48

21 3.8a

Mô hình phay bao hình cơ cấu răng cầu (dạng

wide frame).

49

22 3.8b

Mô hình phay bao hình cơ cấu răng cầu (dạng

solid).

49

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn