Vì sao cần thiết kế bánh răng bằng phần mềm thiết kế 3D?
Trong thiết kế cơ khí hiện đại, bên cạnh các phương pháp gia công bánh răng truyền thống, ngành sản xuất đã và đang ứng dụng mạnh mẽ những công nghệ mới như:
-
Phay CNC (CNC Milling)
-
Cắt dây EDM (Wire-cut EDM)
-
Gia công chính xác theo dữ liệu số (CAD/CAM)
Để triển khai hiệu quả các phương pháp này, việc thiết kế bánh răng trên phần mềm 3D là yêu cầu bắt buộc.
Trong đó, SOLIDWORKS là công cụ được sử dụng phổ biến nhờ khả năng thiết kế tham số, kiểm soát hình học chính xác và dễ chỉnh sửa.
Trong bài viết này, SSPACE sẽ hướng dẫn bạn thiết kế bánh răng trụ răng thẳng bằng Equation, đồng thời làm rõ vai trò quan trọng của Repair Sketch trong quá trình xử lý biên dạng phức tạp như thân khai răng.
Tổng quan phương pháp thiết kế bánh răng bằng Equation
Phương pháp này cho phép:
-
Thiết kế bánh răng đúng công thức toán học
-
Dễ dàng thay đổi Module (m) và số răng (z)
-
Tự động cập nhật toàn bộ mô hình khi chỉnh tham số
Tuy nhiên, khi làm việc với Equation Driven Curve, Spline và các sketch phức tạp, lỗi sketch là điều rất dễ xảy ra → Repair Sketch trở thành công cụ bắt buộc phải dùng.
Bước 1: Chuẩn bị dữ liệu tham số (Parameter & Spline)
Chuẩn bị 2 file dạng Notepad (.txt):
-
Parameter.txt
→ Chứa công thức tính toán các thông số bánh răng theo Module (m) và Number of Teeth (z) -
Spline.txt
→ Chứa phương trình đường thân khai (Involute) dùng cho Equation Driven Curve
Trước khi thiết kế, cần xác định trước:
-
Module (m)
-
Số răng (z)
Hình 1:
Bước 2: Tạo Part & import Equation
-
Tạo Part mới
-
Dùng Search Command → chọn Equations
-
Hộp thoại Equation, Global Variables and Dimensions xuất hiện
Chọn Import → dẫn tới file Parameter.txt
Sau đó:
-
Bỏ chọn Stick
-
Điều chỉnh:
-
Module (m) -
NumberTeeth (z)
-
-
Nhấn OK
Hình 2
Bước 3: Tạo sketch đường kính ngoài bánh răng
-
Sketch trên mặt Top Plane
-
Vẽ đường tròn
-
Gán kích thước bằng biến:
Hình 4:
Exit Sketch → dùng Boss Extrude tạo khối trụ cơ sở.
Hình 5
Bước 4: Tạo các đường tròn tham chiếu quan trọng
Sketch mới, vẽ 4 đường tròn đồng tâm và gán các biến:
-
="AddendumCircle"→ Đường kính đỉnh răng -
="BaseCircle"→ Đường kính cơ sở -
="PitchCircle"→ Đường kính vòng chia -
="DedendumCircle"→ Đường kính chân răng
👉 Đây là cơ sở hình học cho biên dạng răng.
Hình 6
Hình 7
Bước 5: Vẽ thân khai răng bằng Equation Driven Curve
-
Tạo Sketch mới
-
Chọn Equation Driven Curve
-
Chọn Parametric
Nhập các phương trình:
-
Xt
-
Yt
-
t1, t2
… từ file Spline.txt
👉 Lúc này biên dạng thân khai răng được tạo bằng phương trình toán học.
Hình 8
Bước 6: tạo Sketch, vẽ 4 đường tròn đồng tâm và nhập biến [=”AddendumCircle”],
[=”BaseCircle”], [=”PitchCircle”], [=”DedendumCircle”] vào từng kích thước như hình 9 và Exit Sketch.
Các giá trị biến số tương ứng với kích thước: AddendumCircle (đường kính đỉnh răng),
“BaseCircle” (đường kính trung bình), “PitchCircle” (đường kính vòng chia),
“DedendumCircle” (đường kính chân răng).
Hình 9
Bước 7: Hoàn thiện biên dạng răng
-
Vẽ 2 đường Line tiếp tuyến với 2 đường thân khai
-
Dùng Convert Entities:
-
Addendum Circle
-
Dedendum Circle
-
-
Dùng Trim Entities loại bỏ phần thừa
Sketch lúc này phải:
-
Kín
-
Không lỗi
-
Không giao chéo
Hình 10
Hình 11
Hình 12
Bước 8: Thực hiện bước lại bước 6 theo hình 13. Sau đó tiến hành tạo rang buộc Fix 2 đường Curves mới tạo.
Hình 13
Bước 9: Vẽ 2 đường line tạo rang buộc Tangent với 2 đường Curves mới tạo,
dùng lệnh Convert Entities 2 đường tròn: đường kính đỉnh răng và đường kính chân răng như hình 14.
Hình 14
Bước 10: Dùng lệnh Trim Entities, bỏ đi các đường không cần thiết như hình 15.
Hình 15
Bước 11: Exit Sketch, dùng lệnh Extrude Cut để cắt biên dạng vừa tạo được như hình 16
Hình 16
Bước 12: Dùng lệnh CirPattern, nhập giá trị [=”NumTeeth”] (z) theo hình 17.
Hình 17
Kết quả đạt được: chúng ta đã thiết kế được bánh răng (m = 2, z = 16), như hình 18.
Ngoài ra, có thể dễ dàng thay đổi thiết kế bằng cách thay đổi số Module (m) và số răng (z) trong bảng Equation.
Hình 18
Ngoài ra, có thể dễ dàng thay đổi thiết kế bằng cách thay đổi số Module (m) và số răng (z) trong bảng Equation như hình 19.
Chuột phải chọn Equations trên Model Tree, chọn Manage Equations, điều chỉnh lại [Module = 1],
[Number of Teeth = 30], chọn OK, phần mầm sẽ tự động cập nhật lại theo giá trị mới. kết quả thu được như hình 20.
Hình 19.
Hình 20
📌Tham khảo bài viết: SỬ DỤNG CÔNG CỤ REPAIR SKETCH tại đây.
Cuối cùng, hãy đón chờ tại Fanpage của SSPACE với nhiều bài viết,
thủ thuật hay ho trong SOLIDWORKS nhé!
