Đề tài tự động hóa thiết kế bánh răng trụ lớn và thiết kế 3d nắp ổ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ ROBOT
____________________________

BÁO CÁO CUỐI KỲ
TỰ ĐỘNG HÓA THIẾT KẾ

ĐỀ TÀI
TỰ ĐỘNG HÓA THIẾT KẾ BÁNH RĂNG TRỤ LỚN
VÀ THIẾT KẾ 3D NẮP Ổ


Giáo viên hướng dẫn : TS. Trịnh Đồng Tính
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Lạc
Mã số sinh viên : 20091541



HÀ NỘI 11/2013
Tự động hóa thiết kế 1

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU Trang
Phần 1: Lập trình Lisp tự động hóa thiết kế………………………………………………….…
1.1.Mô tả chi tiết yêu cầu thiết kế………………………………………………………………….
1.2.Các dữ liệu cần nhập, bảng số liệu demo và giao diện DCL nhập số liệu………………….…
1.3.Cách thức xây dựng bản vẽ chi tiết và cụm chi tiết…………………………………………
1.4.Các quan hệ kích thước sử dụng để thiết lập bản vẽ từ các số liệu ban đầu…………………
1.5.Kết quả chạy chương trình……………………………………………………………………
Phần 2: Sử dụng tính năng Design Table trong thiết kế 3D chi tiết máy……………
2.1.Mô tả chi tiết yêu cầu thiết kế………………………………………………………………….
2.2.Các dữ liệu cần nhập, bảng số liệu demo và các quan hệ kích thước………………………….
2.3.File excel Design Table theo số liệu demo………………………………………………….….
2.4.Kết quả chạy chương trình………………………………………………………………….…

KẾT LUẬN……………………………………………………………………….….
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………














3
3
3
4
6
7
8
8
9
13
14
15

Tự động hóa thiết kế 2

LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình thiết kế cơ khí luôn có nhiều phương án giải pháp thực hiện, người kĩ sư phải tiến
hành đánh giá, so sánh nhằm tìm ra phương án có lợi nhất, đáp ứng tốt nhất các chỉ tiêu kinh tế kỹ
thuật. Song do hạn chế về thời gian, về phương tiện và công cụ thực hiện, nội dung này trước đây chỉ
được hoàn thành với mộ mức độ rất khiêm tốn. Ngày nay cũng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật,
đặc biệt là công nghệ thông tin, những điều kiện thuân lợi để tiến hành tối ưu các thống số và kích
thước cơ bản của chi tiết máy và tiến hành tự động thiết kế máy và kết cấu cơ khí nói chung đã được
hình thành và phát triển rất nhanh, góp phần thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ lĩnh vực thiết kế cơ khí.
Trong quá trình học tập và hoàn thành đề tài cuối kì, chúng em đã tiếp cận những yêu cầu nội
dung cơ bản của môn học nói chung cũng như công cụ AutoLISP nói riêng. Để hoàn thành đề tài này
em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của thầy Trịnh Đồng Tính, tuy đã có nhiều cố gắng nhưng không
tránh khỏi những sai sót và hạn chế cần khắc phục. Vì vậy em rất mong được sự chỉ bảo đóng góp ý
kiến từ thầy để chúng em có thể khắc phục và hoàn thiện hơn đề tài mà chúng em đã nghiên cứu.


Giáo viên hướng dẫn : TS Trịnh Đồng Tính
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Lạc

Tự động hóa thiết kế 3

Phần 1: Lập trình Lisp tự động hóa thiết kế
1.1. Mô tả chi tiết
Bánh răng là chi tiết dùng để truyền momen và truyền động
giữa các trục trong các loại máy khác nhau. Đối với bánh
răng trụ thì có 2 loại là bánh răng trụ răng thẳng là bánh
răng trụ răng nghiêng. Bánh răng đươc chế tạo tiêu chuẩn
theo modum m.
Trong đó có những kích thước cơ bản sau:
- Đường kính đỉnh răng :
a
d

- Đường kính chân răng :
f
d

- Bề rộng răng :
w
b

- Chiều dày đĩa :
C

- Đường kính lỗ đĩa :
0

d

- Đường kính tâm lỗ đĩa :
0
D

- Đường kính vành đĩa :
v
D

- Đường kính trục :
t
d

- Đường kính mayo :
m
d

- Bề rộng mayo :
m
l

1.2. Các dữ liệu cần nhập, bảng số liệu demo và giao diện DCL nhập số liệu.
Các dữ liệu cần nhập :
- Modum : m
- Số răng : Z
- Đường kính lỗ trục : d
- Góc nghiêng răng :


- Hệ số dịch chỉnh :
x

- Hệ số giảm đỉnh răng :
y


Bảng số liệu demo:
STT m Z d β x ∆y
1
1.5 35 10 0
o
0 0
2
2 37 15 8
o
0.3 0.02
3
2.5 39 20 10
o
0.5 0.05
Tự động hóa thiết kế 4

Giao điện DCL nhập số liệu :.
(1) Pick 1 điểm tham chiếu để vẽ.
Nếu không pick sẽ mặc đinh vẽ tại gốc
tọa độ O(0,0,0)
(2) Lựa chọn các thông số thiết kế
m,Z,d,β,x,∆y
(3) Lựa chọn giới hạn bề rộng mayo lm khi

w
m
l b


(4) Nhấn vào nút Draw để vẽ bánh răng

* Ngoài ra chương trình còn tạo ra nhiều
Alert để cảnh báo cho người dùng nếu
Người dùng nhập sai số liệu, cũng như
Nhập số liệu không phù hợp.

* Đồng thời chương trình còn có phần
Help (Bấm vào nút Help) để hỗ trợ người
dùng.

Một số Alert cảnh báo và Dialog được tích hợp trong chương trình :
(1) Phần help của chương trình
(2) Cảnh báo nhập thông số góc β
(3) Cảnh báo nhập hệ số dịch chỉnh x
(4) Cảnh báo nhập hệ số giảm đỉnh răng ∆y…
Tự động hóa thiết kế 5



1.3. Cách thức xây dựng bản vẽ chi tiết và cụm chi tiết

Bản vẽ được vẽ bằng các xác định các điểm quan trọng
rồi nối các điểm đó lại thành các đường cần vẽ.
Trình tự vẽ như sau :

- Điểm (1) là điểm tham chiếu để xác định tọa độ các
điểm khác.
- Lần lượt xác đinh các điểm khác (2) → (12).
- Nối các điểm đó lại thành các đường cần vẽ. Đồng thời
Lưu lại các đường bao để vẽ mặt cắt sau này
- Lấy đối xứng qua trục xx’
- Gạch mặt cắt, với đường bao được lưu từ trước

Tự động hóa thiết kế 6


1.4. Các quan hệ kích thước sử dụng để thiết lập bản vẽ từ các số liệu ban đầu
Các quan hệ kích thước :
Đường kính vòng chia :
/ os( )
c
d mZ c



Đường kính vòng đỉnh :


2 1
a c
d d x y m
    

Bề rộng vành răng :
w

6
b m


Đường kính mayo
1.5
m t
d d


Độ dày vành đĩa :
2
S m


Đường kính vành đĩa:
2
v f
D d S
 

Đường kính tâm lỗ đĩa :
0
( ) / 2
v m
D D d
 

Chiều dày đĩa :
w

0.3
C b


1.5. Kết quả chạy chương trình
Với các số liệu của bánh răng trụ răng nghiêng được nhập như hình vẽ, cho ta bản vẽ chi tiết bánh răng
trụ răng nghiêng như sau:

Tự động hóa thiết kế 7







Tự động hóa thiết kế 8

Phần 2 : Sử dụng tính năng Design Table trong thiết kế 3D chi tiết máy
2.1. Mô tả chi tiết
Nắp ổ là chi tiết dùng để định vị cũng như bảo vệ cho ổ
lăn. Hình dạng của nắp ổ phụ thuộc vào kết cấu bộ phận ổ.
Mặt cắt của một loại nắp ổ được thể hiện như hình vẽ.
Trong đó một vài kích thước cơ bản của dạng nắp ổ này là:
- Đường kính ngoài :
n
D

- Đường kính trong :
t

D

- Đường kính tâm lỗ vít :
0
D

- Đường kính lỗ vít :
l
d

- Bề rộng nắp ổ : b
- Bề rộng vành nắp :
v
b

- Độ dài phần nắp :
s
b

- Độ lồi của nắp ổ :
l
b

- Các góc vát và vo tròn :
0
1 2 3
45 , , ,
C r r r


2.2. Các dữ liệu cần nhập, bảng số liệu demo và các quan hệ kích thước

Các dữ liệu cần nhập:
- Đường kính ngoài của ổ lăn :
n
D

- Đường kính trong của ổ lăn :
d

- Đường kính vít :
v
d

- Độ lồi của nắp ổ :
l
b

- Độ dài phần nắp :
s
b

- Số lỗ vít : n
Bảng số liệu demo
STT d D
n
b
s
b

l
d
v
n
1
30 80 15 10 15 4
2
90 190 25 25 24 6
3
100 180 20 20 25 6

Tự động hóa thiết kế 9


Quan hệ các kích thước :
Đường kình lỗ vít :
1.1
l v
d d


Đường kính lỗ tâm vít :
0
2.4
n v
D D d
 

Bề rộng vành nắp ổ:



 
0.6 0.6 5
5 0.6 5
v v
v
v
d d mm
b
d mm








Bề rộng nắp ổ :


/ 6
n
b D d 

Đường kính trong của nắp ổ :
2
t n
D D b
 

Số lỗ vít :


 
 
3 40
4 40 80
6 80
n
n
n
D mm
n D mm
D mm


  





2.3. File excel Design Table theo số liệu demo
File Excel bao gồm :
- Bảng số liệu kích thước của chi tiết nắp ổ : “Design Table for: Napo-H15-11”
- Cảnh báo sự thích hợp của các số liệu nhập trong bảng kích thước: “CẢNH BÁO”
Tự động hóa thiết kế 10

- Bảng số liệu ổ lăn, vít tiêu chuẩn : “BẢNG SỐ LIỆU TIÊU CHUẨN”

Tự động hóa thiết kế 11

- Bảng thiết kế theo tiêu chuẩn : “BẢNG THIẾT KẾ THEO TIÊU CHUẨN”

- Bảng thiết kế tự chọn : “THIẾT KẾ TỰ CHỌN”

- Bảng thiết kế tự động sử dụng Visual Basic : “THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG VISUAL
BASIC”
Tự động hóa thiết kế 12


Ngoài ra trong File Solid Work : “Napo-H15-11.

SLDPRT” còn sử dụng phần Equation để tạo ra
một số ràng buộc, nhằm giảm số lượng đầu vào của file Excel, cũng như để tối ưu hóa file thiết kế
nhằm tránh một số lỗi.

2.4. Kết quả chạy chương trình
Hình ảnh 3D:
Tự động hóa thiết kế 13



Hình ảnh kết quả chạy chương trình
Tự động hóa thiết kế 14

KẾT LUẬN
Qua việc hoc môn “Tự động hóa thiết kế” đã giúp em có được một số các kỹ năng kiến thức như sau:

- Củng cố và bổ sung các kiến thức về kết cấu chi tiết máy, bộ phận máy có công dụng chung
cũng như các kết cấu cơ khí khác thông qua các công cụ tin học và các nghiên cứu mới về thiết
kế, chế tạo cơ khí.
- Nâng cao kĩ năng lập trình và giải quyết các vấn đề giải quyết tối ưu trong lĩnh vực tính toán
thiết kế tự động các chi tiết máy, bộ phận máy và hệ dẫn động cơ khí.
- Nâng cao chất lượng, hiệu quả thiết kế và rút ngắn thời gian thực hiện các bản vẽ cơ khí nhờ sử
dụng công cụ AutoLISP trong phần mềm AutoCAD.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Thầy Trịnh Đồng Tính, thầy đã giúp đỡ, chỉ dẫn chúng
em rất nhiều trong quá trình học môn học này. !












Tự động hóa thiết kế 15

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trịnh chất, Trịnh Đồng Tính - Tự động hóa thiết kế cơ khí. NXB Giáo dục, 2009
[2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Tập 1. NXB Giáo dục, 2007
[3] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Tập 2. NXB Giáo dục,