Ứng dụng phần mềm Workbench và ADAMS/View để phân tích chế độ làm việc của bánh răng Cycloid trong bộ truyền bánh răng Cycloid bao kép

Nghiên cứu dựa trên bộ truyền bánh răng cycloid thông thường đề xuất bộ truyền bánh răng cycloid bao kép, trình bày các phương trình ăn khớp và phương trình biên dạng cặp ăn khớp liên hợp của bộ truyền, đồng thời thảo luận đặc tính ăn khớp của các bộ truyền. Sau đó, ứng dụng phần mềm thiết kế 3D Pro Engineering 4.0 để mô hình hóa bộ truyền.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng phần mềm Workbench và ADAMS/View để phân tích chế độ làm việc của bánh răng Cycloid trong bộ truyền bánh răng Cycloid bao képNguyễn Thái Dương 189 Ứng dụng phần mềm Workbench và ADAMS/View để phân tích chế độ làm việc của bánh răng Cycloid trong bộ truyền bánh răng Cycloid bao kép Nguyễn Thái Dương1 1 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật - Đại học Đà Nẵng ntduong.dct@gmail.com Tóm tắt: Nghiên cứu mô tả phương pháp bao kép và phương trình biên dạng cặp ăn khớp liên hợp của bộ truyền bánh răng cycloid bao kép. Sau đó, sử dụng phần mềm Pro/Engineer 4.0 để dựng biên dạng cặp ăn khớp liên hợp, từ đó mô hình hóa 3D cho bộ truyền. Bánh răng cycloid đóng vai trò là chi tiết chủ yếu trong bộ truyền, trong quá trình truyền động ăn khớp chịu lực tác dụng đồng thời của nhiều chi tiết khác nhau như bánh răng cycloid nội tiếp và các chốt ra. Do đó, tần số dao động riêng của nó và tần số ăn khớp trong quá trình truyền động nếu trùng nhau sẽ gây ra cộng hưởng, có thể phá hủy các chi tiết máy. Vì vậy, thông qua việc phân tích chế độ làm việc của bánh răng cycloid trong môi trường ANSYS Workbench và ADAMS/View để xác định các tần số dao động riêng và kiểu hình tương ứng của nó, kết quả so sánh dựa trên hai phần mềm đã nghiệm chứng được độ tin cậy của mô hình. Kết quả mang lại giá trị tham khảo trong các thiết kế bộ truyền nói riêng và trong lĩnh vực thiết kế cơ khí nói chung. Từ khóa: Bánh răng cycloid, Phân tích chế độ làm việc, ANSYS Workbench, ADAMS.1 Đặt vấn đề Bộ truyền bánh răng Cycloid có kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, tỷ số truyền lớn, hiệu suấttruyền động cao, khả năng tải lớn [1,2]… nên bộ truyền này được ứng dụng rộng rãi trong nhiềulĩnh vực như kỹ thuật cơ khí, kỹ thuật nâng chuyển, luyện kim, dệt may… ở trong và ngoàinước. Những năm gần đây, bộ truyền bánh răng bao kép [3,4] được nghiên cứu lý luận một cáchmạnh mẽ vì những đặc tính ưu việt, như: lợi dụng tiếp xúc kép để nâng cao khả năng chịu tải; sựgia tăng thêm đường tiếp xúc góp phần làm giảm sai số thông qua hiệu ứng quân bình hóa saisố, từ đó sẽ nâng cao độ chính xác truyền động; ngoài ra, đặc tính ăn khớp của đường tiếp xúcthứ hai có lợi cho việc nâng cao tính năng bôi trơn và độ bền tiếp xúc. Thêm vào đó, nghiên cứumô phỏng động lực học dựa trên phần mềm SolidWorks COSMOS cũng như trong phần mềmANSYS Workbench cho thấy thiết kế có con lăn gây ra sự biến đổi chuyển động và rung độnglớn hơn so với thiết kế không có con lăn, đồng thời độ lớn ứng suất của thiết kế không có conlăn cũng nhỏ hơn so với thiết kế có con lăn [5,6]. Hầu hết các kỹ sư cơ khí và kết cấu đều có kinh nghiệm về dao động, nên một khi thiết kếxong một bộ truyền thì thiết kế của họ đều yêu cầu xem xét đến khả năng dao động. Trongnghiên cứu này, bánh răng cycloid đóng vai trò là chi tiết chủ yếu trong bộ truyền, trong quátrình truyền động ăn khớp chịu lực tác dụng đồng thời của nhiều chi tiết khác nhau như bánhrăng cycloid nội tiếp và các chốt ra. Do đó, tần số dao động riêng của nó và tần số ăn khớp trongquá trình truyền động nếu trùng nhau sẽ gây ra cộng hưởng, có thể phá hủy các chi tiết máy. Vìvậy, thông qua việc phân tích chế độ làm việc của bánh răng cycloid trong môi trường ANSYSWorkbench và ADAMS/View để xác định các tần số dao động riêng và kiểu hình tương ứngcủa nó, nghiệm chứng được độ tin cậy của mô hình. Kết quả mang lại giá trị tham khảo nhấtđịnh trong các thiết kế bộ truyền nói riêng và trong lĩnh vực thiết kế cơ khí nói chung.190 KỶ YẾU HỘI THẢO KHOA HỌC QUỐC GIA CITA 2017 “CNTT VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÁC LĨNH VỰC”2 Mô hình hóa bộ truyền bánh răng Cycloid2.1 Cặp bánh răng cycloid bao kép Cặp ăn khớp liên hợp trong bộ truyền bánh răng cycloid thông thường là do biên dạng răngcủa bánh răng cyloid và biên dạng của con lăn. Trong Hình 1 trình bày cặp ăn khớp liên hợpđược ứng dụng dựa trên hiện tượng tiếp xúc hai lần trong truyền động bánh răng. Từ đó, cặp ănkhớp liên hợp cycloid hai lần tiếp xúc được suy luận ra thông qua việc ứng dụng phương phápbao kép, cặp ăn khớp này là do biên dạng bánh răng cycloid thông thường (bánh răng cycloidngoại tiếp) và biên dạng của bánh răng bao kép (bánh răng vòng nội tiếp) hình thành, như hình1.b thể hiện. Hình 1. Cặp ăn khớp Cycloid thông thường và bao kép Hình 2 mô tả phương pháp bao kép. Theo nguyên lý ăn khớp bánh răng, biên dạng răng liênhợp là biên dạng do sự chuyển động tiếp xúc cho trước của phôi và dao cắt mà hình thành.Trong bộ truyền bánh răng cyloid thông thường, biên dạng răng của bánh răng cycloid là dobiên dạng của con lăn đóng vai trò là dao cắt, thông qua chuyển động tiế ...