Nâng cao khả năng thiết kế tự động các cơ cấu cơ khí trên phần mềm thiết kế 3d

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NÂNG CAO KHẢ NĂNG THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG CÁC CƠ CẤU CƠ KHÍ TRÊN PHẦN MỀM THIẾT KẾ 3D Mã số: T2020-06-159 Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Thị Thanh Vi Đà Nẵng, 5/2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NÂNG CAO KHẢ NĂNG THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG CÁC CƠ CẤU CƠ KHÍ TRÊN PHẦN MỀM THIẾT KẾ 3D Mã số: T2020-06-159 Xác nhận quan chủ trì đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) Nguyễn Thị Thanh Vi NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI STT Họ tên Nguyễn Thị Thanh Vi Đơn vị công tác Nội dung nghiên cứu lĩnh vực chuyên môn cụ thể giao Trường Đại học Sư Chủ nhiệm đề tài phạm Kỹ thuật, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Cơ điện tử CNĐT: ThS Nguyễn Thị Thanh Vi MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Chương 1: NGHIÊN CỨU CƠ CẤU CẦN THIẾT KẾ Khái niệm Sơ lược phát triển động đốt Phân loại 5 Nguyên lý hoạt động Ứng dụng động đốt 11 Chương 2: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM THIẾT KẾ 3D, 12 TÍCH HỢP EXCEL 12 Giới thiệu phần mềm Creo 12 Giới thiệu lập trình Visual Basic Excel 23 Chương 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU TRÊN PHẦN MỀM EXCEL 32 Bánh đà 32 Trục khuỷu 32 Xy lanh 34 Thanh truyền 34 Piston 34 Chương 4: TỐI ƯU HĨA THIẾT KẾ VỚI EXCEL TÍCH HỢP VÀO PHẦN MỀM THIẾT KẾ 3D 36 Tạo mẫu 3D CREO 37 Tạo bảng thơng số tính tốn Microsoft Excel 44 Tạo giao diện Graphical User Tool 45 Liên kết liệu từ Excel qua CREO 47 Gán liệu với Relation 48 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 50 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT Hình vẽ Nội dung Trang Hình 1.1 Động đốt Hình 1.2 Cấu tạo động đốt Hình 1.3 Nguyên lý hoạt động (động kỳ) 10 Hình 1.4 Nguyên lý hoạt động (động kỳ) 11 Hình 2.1 Ghế inox 22 Hình 2.2 Bảng liệu Excel ghế inox 23 Hình 2.3 Chèn Userform 24 Hình 2.4 Biểu tượng Toolbox 25 Hình 2.5 Chèn đối tượng userform 26 10 Hình 2.6 Giao diện hiển thị userform 26 11 Hình 2.7 Giao diện nhập danh sách 27 12 Hình 2.8 Mở userform 28 13 Hình 2.9 Mở thuộc tính cho điều khiển nút 29 14 Hình 2.10 15 Hình 2.11 Lập trình cho Combobox 31 16 Hình 4.1 Lưu đồ bước thiết lập 37 17 Hình 4.2 Bản vẽ 2D bánh đà 37 18 Hình 4.3 Bản vẽ 3D bánh đà 38 19 Hình 4.4 Bản vẽ 2D trục khuỷu 38 20 Hình 4.5 Bản vẽ 3D trục khuỷu 39 21 Hình 4.6 Bản vẽ 2D xy lanh 39 22 Hình 4.7 Bản vẽ 3D xy lanh 40 23 Hình 4.8 Bản vẽ 2D thân truyền 40 Bảng thuộc tính cho điều khiển nút CNĐT: ThS Nguyễn Thị Thanh Vi 29 24 Hình 4.9 Bản vẽ 2D nắp truyền 41 25 Hình 4.10 Bản vẽ 3D thân truyền 41 26 Hình 4.11 Bản vẽ 3D nắp truyền 42 27 Hình 4.12 Bản vẽ 2D piston 42 28 Hình 4.13 Bản vẽ 3D piston 43 29 Hình 4.14 Mơ hình 3D động đốt Creo 43 30 Hình 4.15 Bảng liệu trục khuỷu 44 31 Hình 4.16 Bảng liệu piston 44 32 Hình 4.17 Bảng liệu động đốt 45 33 Hình 4.18 Tạo userform cho bánh đà 46 34 Hình 4.19 Giao diện nhập liệu 47 35 Hình 4.20 Thiết lập liên kết liệu 47 36 Hình 4.21 Tùy chọn Relation 48 STT Bảng biểu Nội dung Trang Bảng 3.1 Thông số bánh đà 32 Bảng 3.2 Thông số trục khuỷu 33 Bảng 3.3 Thông số xy lanh 34 Bảng 3.4 Thông số truyền 34 Bảng 3.5 Thông số piston 35 CNĐT: ThS Nguyễn Thị Thanh Vi ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập - Tự - Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: NÂNG CAO KHẢ NĂNG THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG CÁC CƠ CẤU CƠ KHÍ TRÊN PHẦN MỀM THIẾT KẾ 3D - Mã số: T2020-06-159 - Chủ nhiệm: ThS Nguyễn Thị Thanh Vi - Thành viên tham gia: - Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng - Thời gian thực hiện: 12 tháng Mục tiêu: - Tính tốn để thiết kế cấu cần nghiên cứu quản lý số liệu Excel - Nghiên cứu lý thuyết sử dụng phần mềm thiết kế 3D, tích hợp Excel; - Tối ưu q trình thiết kế cấu, máy dựa phần mềm thiết kế 3D Tính sáng tạo: Xây dựng giao diện nhập liệu giúp quản lý tốt liệu đầu vào đầu Giúp cho việc thiết kế tự động cấu diễn nhanh Tóm tắt kết nghiên cứu: Đã nghiên cứu bước đầu để xây dựng giao diện trực quan lập trình Visual Basic Excel, sau góp phần điều chỉnh kích thước tự động mơ hình 3D động đốt Creo, thơng qua môđun Excel Analysis Relation Tên sản phẩm: - Chương trình thiết kế tự động cấu - Bài báo đăng tạp chí nước nằm danh mục HĐCDGSNN Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: Các kết đề tài áp dụng giảng dạy môn học Công nghệ CAD/CAM/CNC trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng Hình ảnh, sơ đồ minh họa Hội đồng KH&ĐT đơn vị (ký, họ tên) Ngày 26 tháng năm 2022 Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project title: THE ENHANCEMENT OF AUTOMATIC DESIGN CAPACITY FOR MECHANICAL STRUCTURES BY APPLYING 3D DESIGN SOFTWARE Code number: T2020-06-159 Coordinator: Nguyen Thi Thanh Vi Implementing institution: Duration: from 11/2020 to 11/2021 Objective(s): - Design the mechanical structures and manage their data on Excel - Self-Study how to use and how to integrate 3D design software into Excel - Optimize the designing process of mechanical structures/machines based on 3D design software Creativeness and innovativeness: Generate an input interface for aiming to optimize the management of the input/output data In addition, this supports for designing mechanical structures more convenience as well Research results: At first, generated an intuitive interface by programming Visual Basic in Excel Then, validation of the effectiveness of proposed method over a real benchmark for modifying automatically dimensions of model of an internal combustion engine on Creo via the Excel Analysis and Relation module Products: - A program for automatic design of mechanical structures - An article published in domestic journals are on the list of State Councilors of Education and Training Effects, transfer alternatives of research results and applicability: The results of this research can be applied in teaching CAD/CAM/CNC Technology subject at University of Technical Education, University of Danang PHẦN MỞ ĐẦU Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ngồi nước Ngồi nước: Tình hình ngồi nước nhận thấy sâu nghiên cứu thiết kế phần mềm khác có độ phức tạp cao Những tiêu chuẩn tính tốn thiết kế khác so với nước Trong nước: Có sử dụng phần mềm tính tốn, thiết kế phần mềm Maple phần mềm vẽ vẽ tự động Autocad (AutoLISP) dừng lại việc tính số liệu để thiết kế mà tiến hành quản lý liệu thống kê chưa sử dụng số liệu thiết kế để tạo vẽ cách tự động cần thay đổi số liệu [1] Harish Reddy M, Dr P Srinivasa Rao, “Design Automation Of Cam Lobe Modeling In Creo Using C#”, IRJET, Volume: 06 Issue: 09, ISSN: 2395-0056 [2] Rohini N Sangolkar, Vidhyadhar P Kshirsagar, “Modeling And Analysis Of Industrial Belt Conveyor System Using Creo Parametric And Ansys Software”, International Journal of Technical Research and Applications, Volume 3, Issue (July-August 2015), PP 178-181, ISSN: 2320-8163 [3] PGS.TS.Trịnh Chất TS.Trần Đồng Tính, “Tự động hóa thiết kế khí”, NXB Khoa học Kỹ thuật, năm 2005 Tính cấp thiết đề tài Hiện việc thiết kế cấu cần có thay đổi số liệu thường nhiều trình thiết kế, lần thay đổi cần phải chỉnh sửa lại thiết kế nhiều thời gian Chính vậy, việc lựa chọn đề tài góp phần thiết kế nhanh cấu Khi cần chỉnh sửa cấu, cần chỉnh sửa số liệu file thiết kế Excel, giúp tiết kiệm thời gian thực CNĐT: ThS Nguyễn Thị Thanh Vi KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Qua nghiên cứu này, dựa vào tích hợp ngơn ngữ lập trình VBA Excel vào phần mềm thiết kế 3D CREO giúp thay đổi thiết kế cách tự động động đốt trình bày Việc thiết kế tự động góp phần giảm thời gian thiết kế, chi phí thiết kế, giảm giá thành sản phẩm nhiều so với phương pháp truyền thống Sự liên kết Excel CREO giúp quản lý tốt liệu, truyền liệu thay đổi để sửa thiết kế cách nhanh chóng Tuy nhiên nghiên cứu dừng lại việc tính tốn thay đổi kích thước hình học động đốt mà chưa tính tốn đến vấn đề khác Vì vậy, thời gian tới, tác giả mong muốn cải thiện chương trình tính tốn thiết kế động đốt mà có tính đến động học động lực học, độ bền kết cấu hệ thống bôi trơn hệ thống nhiên liệu động CNĐT: ThS Nguyễn Thị Thanh Vi 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Harish Reddy, P Srinivasa Rao, “Design Automation Of Cam Lobe Modeling In CREO Using C#”, International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), Volume 06, pp 1570-1579, 2019 [2] Thakkar, A M., & Patel, Y D “Integration of Pro\Engineer with Excel and C Language for design automation”, International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), 1(4), pp 2-4, 2012 [3] Akshaykumar V Kadam, U M Nimbalkar, “Automatic Assembly Modeling for Product Variants using Parametric Modeling Concept”, International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), Vol Issue 04, April-2015 [4] Adil Muminovic, Isad Saric, Mirsad Colic and Senad Rahimic, “Development of integrated intelligent computer-aided design system for mechanical power-transmitting mechanism design”, Advances in Mechanical Engineering, Vol 9(7), pp 1–16, 2017 [5] Hussein, H M A, “Computer aided blanking die design using CATIA”, Procedia Cirp, 18, pp 96-101, 2014 [6] Gulati V., “Parametric Jewelry Modeling in AutoCAD using VBA”, International Journal of Computer Application, Vol.1(2012),p.158-164 [7] Qin L., Zhou S., “Parametric Design of Turbodrill Bearing Section based on VB and Solidworks”, International Conference on Computer Supported Cooperative Work in Design, 2013, p.391-394 [8] Trần Thanh Hải Tùng, “Bài giảng mơn học - Tính tốn thiết kế động đốt trong”, trang 2-33, Giáo trình lưu hành nội bộ, 2007 [9] Phan Tự Hướng, “Lập trình VBA Excel”, trang 310-333, Nhà xuất thống kê Hà Nội, 2009 [10] Bill and Syrstad, Jelen, Tracy, “Microsoft Excel 2019 VBA and Macros”, Pearson Education Inc, 2019 CNĐT: ThS Nguyễn Thị Thanh Vi ... PHẠM KỸ THUẬT Độc lập - Tự - Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: NÂNG CAO KHẢ NĂNG THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG CÁC CƠ CẤU CƠ KHÍ TRÊN PHẦN MỀM THIẾT KẾ 3D - Mã số: T2020-06-159... ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NÂNG CAO KHẢ NĂNG THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG CÁC CƠ CẤU CƠ KHÍ TRÊN PHẦN MỀM THIẾT KẾ 3D Mã số: T2020-06-159 Xác nhận quan... tốn để thiết kế cấu cần nghiên cứu quản lý số liệu Excel - Nghiên cứu lý thuyết sử dụng phần mềm thiết kế 3D, tích hợp Excel; - Tối ưu trình thiết kế cấu, máy dựa phần mềm thiết kế 3D Cách tiếp