Hcmute viết chương trình tính toán trục các đăng ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG VIẾT CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN TRỤC CÁC ÐĂNG Ơ TƠ S K C 0 9 MÃ SỐ: T2013 - 61 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2013 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG VIẾT CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN TRỤC CÁC ĐĂNG Ô TÔ Mã số: T2013 - 61 Chủ nhiệm đề tài: GVC ThS TRẦN ĐÌNH QUÝ TP HCM, 11/2013 Luan van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG VIẾT CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN TRỤC CÁC ĐĂNG Ơ TƠ Mã số: T2013 - 61 Chủ nhiệm đề tài: TRẦN ĐÌNH QUÝ TP HCM, 11/2013 Luan van DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI TT Họ tên Trần Đình Q Lãnh vực chun mơn / Đơn vị cơng tác Ơ tơ- máy kéo / Bộ mơn Khung gầm Luan van Nội dung nghiên cứu giao Viết chương trình tính tốn trục đăng tơ MỤC LỤC Danh mục bảng biểu Danh mục hình Thơng tin kết nghiên cứu MỞ ĐẦU - Tổng quan tình hình nghiên cứu - Tính cấp thiết đề tài- Mục tiêu đề tài - Cách tiếp cận – Phương pháp nghiện cưu - Đối tượng nghiên cứu - Phạm vi, nội dung nghiên cứu TÓM TẮT NỘI DUNG I Phân tích tốn Mối quan hệ số vòng quay nguy hiểm , kích thước trục đăng Các trường hợp tính tốn 2.1 Trường hợp 2.2 Trường hợp Xây dựng lưu đồ giải thuật chương trình 3.1 Lưu đồ giải thuật chương trình tính cho trường hợp 3.2 Lưu đồ giải thuật chương trình tính cho trường hợp II Viết chương trình 10 - Yêu cầu giao diện chương trình 10 - Thiết kế giao diện chương trình 10 - Kết đạt 13 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 16 Tài liệu tham khảo 17 Luan van DANH MỤC BẢNG BIỂU    Bảng 1: Cơng thức tính số vịng quay nguy hiểm nt Luan van DANH MỤC HÌNH    Hình 1: Sơ đồ trục bị võng Hình 2: Hình chương trình Hình 3: Giao diện chương trình Hình 4: Trường hợp tính tốn thứ Hình 5: Trường hợp tính tốn thứ Luan van Mẫu Thơng tin kết nghiên cứu ĐH SPKT TP HCM Đơn vị: Khoa Cơ khí Động lực THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: Viết chương trình tính tốn trục đăng tơ - Mã số: T2013-61 - Chủ nhiệm: TRẦN ĐÌNH QUÝ - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: hồn thành trước 30/11/2013 Mục tiêu: tạo công cụ tốt, hiệu tính tốn trục đăng tơ theo số vịng quay nguy hiểm, góp phần giúp sinh viên nâng cao hiệu học tập, nghiên cứu Tính sáng tạo: sử dụng máy tính cơng cụ hiệu cơng việc chun mơn, học tập Kết nghiên cứu: có cơng cụ tốt tính tốn trục đăng tơ Sản phẩm: Chương trình máy tính tính tốn trục đăng tơ theo số vịng quay nguy hiểm Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: - Giúp sinh viên học tập, nghiên cứu chuyên môn Ngày tháng năm Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) Trưởng Đơn vị (ký, họ tên, đóng dấu) Trần Đình Quý Luan van MỞ ĐẦU Tổng quan tình hình nghiên cứu - Tính cấp thiết đề tài- Mục tiêu nghiên cứu: Hiện , chƣơng trình đào tạo chuyên ngành Cơ khí Động lực, thời lƣợng dành cho mơn học Ơ tơ (Tính tốn thiết kế tơ) khơng nhiều Mặt khác, q trình học tập trƣờng, sinh viên CKD chƣa có nhiều thời gian để thực tập tính tốn thiết kế ơtơ; trƣờng hợp hồn thành tập thiếu cơng cụ để tự đánh giá kết Hơn nữa, số trƣờng hợp cần có thơng số kết cấu chi tiết, hệ thống, …nhƣng việc tính tốn thủ công lại nhiều thời gian Qua khảo sát cho thấy nƣớc ta có số đề tài tính tốn thiết kế số cụm chi tiết, tổng thành ô tô Tuy nhiên, chƣa có chƣơng trình máy tính tính tốn thiết kế số cụm chi tiết tổng thành ô tô đƣợc thiết kế sát với nội dung học tập sinh viên để trở thành cơng cụ đắc lực hỗ trợ việc học tập, nghiên cứu môn học Ơ tơ (Tính tốn thiết kế tơ) sinh viên chuyên ngành Đề tài nghiên cứu khoa học “Viết chương trình tính tốn trục đăng ô tô” đƣợc thực nhƣ cố gắng cung cấp cho ngƣời làm việc, học tập lĩnh vực tơ có thêm cơng cụ lựa chọn giúp nâng cao hiệu học tập, nghiên cứu Cách tiếp cận: Trên sở lý thuyết ổn định của trục quay, vận tốc tới hạn vật quay; lý thuyết ổn định thanh, trục; kết hợp với yêu cầu đặt toán thiết kế tính tốn tơ (cụ thể trục đăng ô tô); đồng thời tham khảo cách bố trí chung, ràng buộc vị trí, khơng gian tổng thành tơ từ xây dựng đƣợc mối quan hệ thơng số kích thƣớc truyền động đăng, tiến tới đƣa bƣớc tính tốn xác định thơng số Xây dựng lƣu đồ thuật toán lựa chọn ngơn ngữ lập trình thích hợp với tính tốn kỹ thuật, phổ biến viết chƣơng trinh Phương pháp nghiên cứu: phân tích tổng hợp lý thuyết Đối tượng nghiên cứu: Đối tƣợng nghiên cứu trục đăng ô tô, cụ thể thông số kích thƣớc: số đoạn trục truyền động đăng, kích thƣớc tiết diện ngang trục, chiều dài đoạn trục, cách bố trí đoạn trục, mối quan hệ chúng để bảo đảm đáp ứng yêu cầu ổn định trục quay tốc độ cao ô tô: không bị cộng hƣởng, không bị phá hủy xe chuyển động với vận tốc cực đại truyền công suất Luan van từ động xuống cầu chủ động với số vòng quay cực đại, cách xác định thông số với hỗ trợ công cụ tin học Phạm vi, nội dung nghiên cứu:: Công việc tính tốn truyền động đăng tơ thực qua bƣớc sau: Dựa vào cách bố trí cụm động cơ, ly hợp, hộp số, cách bố trí cầu sau chủ động ta chọn phƣơng án bố trí truyền động đăng Tính chọn kích thƣớc đăng theo số vịng quay nguy hiểm Tính tốn kiểm tra bền trục đăng Dựa vào tình hình thực tế thời gian, vào kinh phí đƣợc khốn, ngƣời thực đƣa nhiệm vụ cụ thể đề tài cần thực phạm vi thực đề tài Nhiệm vụ đề tài viết chƣơng trình máy tính xác định kích thƣớc đăng theo số vòng quay nguy hiểm (lúc có phƣơng án bố trí truyền động đăng) Cơng việc tính tốn kiểm tra bền đăng đƣợc đề cập dịp khác Luan van II VIẾT CHƢƠNG TRÌNH Chƣơng trình đƣợc viết dựa phần mềm Matlab Đây một phần mềm mạnh, đƣợc sử dụng rộng rãi tính tốn kỹ thuật Dựa vào lƣu đồ giải thuật, tiến hành viết chƣơng trình c Mặt khác, để thuận tiện cho sử dụng, giao diện chƣơng trình cần có số u cầu cụ thể Yêu cầu giao diện chương trình: - Giao diện phải thân thiện ngƣời dùng, dễ sử dụng Trên giao diện có vùng nhập thơng số đầu vào: loại xe, hệ số dự trữ ly hợp, hệ số kinh nghiệm, số đĩa ma sát, vật liệu ma sát…Giao diện chứa nút lệnh vùng xuất kết tính tốn trung gian (nếu cần thiết), kết tính tốn cuối Các lệnh đƣợc chuẩn bị sẵn nút lệnh, ngƣời dùng cần nhấp vào, lệnh đƣợc thực thi Khi sử dụng chƣơng trình, ngƣời dùng cần nhập thơng số đầu vào q trình nhập chỉnh sửa giá trị thông số Kết thúc trình nhập, ngƣời dùng cần có thao tác xác nhận giá trị nhập, sau nhấn vào nút lệnh yêu cầu thực thi tính tốn chƣơng trình đƣợc thực thi THIẾT KẾ GIAO DIỆN CHƢƠNG TRÌNH Trƣớc hết, chạy chƣơng trình Matlab, gõ vào dịng nhắc >> guide, sau nhấn Enter, chọn Blank GUI, chọn OK 10 Luan van Chọn Blank GUI, nhấn OK Ta có đƣợc cửa sổ GUI để thiết lập giao diện, bên trái nút biểu tƣợng điều khiển Chọn điều khiển mong muốn, rê vào khung trống, nhập đúp để mở hộp thoại Inspector,…và ta thiết lập đƣợc giao diện chƣơng trình nhƣ mong muốn với ô nhập thông số đầu vào , nút lệnh điều khiển giá trị tính tốn cần hiển thị 11 Luan van Tƣơng tự ta thiết lập đƣợc giao diện cho chƣơng trình cho trƣờng hợp tính tốn liên kết với chƣơng trình nhờ hàm Callback lập trình GUI Ta tạo nút lệnh Xác nhận giá trị để load giá tri thông số đầu vào vào chƣơng trinh, sau tạo nút lệnh RUN để chạy chƣơng trình 12 Luan van KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC: Chƣơng trình đáp ứng tất yêu cầu đặt khả tính tốn; giao diện chƣơng trình đƣợc thiết kế đáp ứng yêu cầu đặt Hình 2: Hình chương trình 13 Luan van Hình 3: Giao diện chương trình Hình 4: Trường hợp tính tốn thứ 14 Luan van Hình 5: Trường hợp tính tốn thứ 15 Luan van KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đề tài hoàn thành, giải đƣợc nhiệm vụ mục tiêu đặt ban đầu Với lƣu đồ giải thuật đƣợc xây dụng, việc tính tốn kích thƣớc trục đăng thực với cơng cụ tin học khác nhau: Visual Basic, C, C++, … Trong đế tài này, toán đƣợc giải với Matlab nhằm giúp ngƣời dùng chủ yếu học viên, sinh viên - quen dần với cơng cụ tính tốn kỹ tht mạnh mẽ Chƣơng trình đƣợc chạy thử, thực tốn có đối chiếu với kết tính tay (thực tính tốn trƣớc đây) cho thấy ổn định tin cậy “Chƣơng trình tính tốn trục đăng tơ” xem công cụ tốt giúp hỗ trợ sinh viên học tâp, làm việc Do hạn chế thời gian, kinh phí nên đề tài tập trung thực chƣơng trình máy tinh xác định kích thƣớc trục đăng theo số vòng quay nguy hiểm Các nội dung tính tốn khác cần đƣợc tiến hành nghiên cứu 16 Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên- Thiết kế tính tốn tơ – Tập - NXB Khoa học Kỹ thuật Cục đƣờng Việt Nam - Sổ tay thông số kỹ thuật ô tô (tập 1) – NXB Công an nhân dân – 1997 Đặng Q – Giáo trình Ơ tơ – Trƣờng ĐH SPKT TP Hồ Chí Minh Nguyễn Hồi Sơn, Đỗ Thanh Việt, Bùi Xuân Lâm- Ứng dụng Matlab tính tốn kỹ thuật – NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh – 2000 Matlab R2010a, Help 17 Luan van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC THUYẾT MINH ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƢỜNG TÊN ĐỀ TÀI MÃ SỐ: VIẾT CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TỐN TRỤC CÁC ĐĂNG Ô TÔ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU LOẠI HÌNH NGHIÊN CỨU Kỹ thuật Kinh tế; XH-NV Nơng Lâm ATLĐ Y Dược Sở hữu trí tuệ Giáo dục THỜI GIAN THỰC HIỆN Cơ Môi trường Tự nhiên X Ứng dụng Triển khai X tháng Từ tháng năm đến tháng 12 năm 2013 CƠ QUAN CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI Tên quan: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Điện thoại: 0838.968.641 Địa chỉ: Số 01 Võ Văn Ngân Quận Thủ Đức Thành phố Hồ Chí Minh CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Họ tên: TRẦN ĐÌNH QUÝ Chức danh khoa học: Giảng viên Đơn vị cơng tác: khoa Cơ khí Động lực E-mail: tdiquy@yahoo.com Học vị: Thạc sĩ Năm sinh: 1965 Di động: 0918069082 NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI TT Họ tên Trần Đình Q Đơn vị cơng tác lĩnh vực chuyên môn Bộ môn Khung gầm Nội dung nghiên cứu cụ thể giao Viết chương trình tính tốn trục đăng ô tô Chữ ký ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Tên đơn vị ngồi nước Nội dung phối hợp nghiên cứu Luan van Họ tên người đại diện đơn vị 10 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGỒI NƢỚC Hiện nay, có nhiều chương trình máy tính hỗ trợ tính tốn trục truyền động nước nước: phần mềm tính kết cấu, chi tiết khí thương mại hố hãng, số chương trình máy tính đề tài NCKH Tuy nhiên sử dụng chúng, người dùng tốn nhiều thời gian thực cơng việc xây dựng mơ hình hình học u cầu tính tốn thực tế khơng nhiều 11 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Truyền động đăng dùng để truyền momen xoắn trục có góc lệch trục lớn Truyền động đăng sử dụng hệ thống truyền lực ô tô hệ thống truyền động loại máy móc khác Điều kiện làm việc truyền động đăng tơ phức tạp: góc lệch lớn, thường xuyên thay đổi; khoảng cách truyền thay đổi; số vòng quay , công suát, monen truyền thường xuyên thay đổi Hiện nay, phân phối chương trình mơn học Ơ tơ (Tính tốn thiết kế tơ) thời lượng dành cho nội dung Mặt khác - thực tập tự học, nhiệm vụ đồ án liên quan - sinh viên thiếu công cụ để tự đánh giá kết Việc tính tốn thủ cơng nhiều thời gian Cần có công cụ hỗ trợ người học việc Chương trình máy tính tính tốn trục đăng tơ giải pháp cho nhu cầu nói 12 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Viết chương trình máy tính tính tốn trục đăng tơ, cụ thể xác định kích thước đăng theo số vòng quay nguy hiểm 13 ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 13.1 Đối tượng nghiên cứu: kích thước trục đăng ô tô, mối quan hệ chúng với quan hệ chúng với số vòng quay nguy hiểm 13.2 Phạm vi nghiên cứu: cách tính tốn xác định kích thước ly hợp loại ô tô thông thường; nghiên cứu ứng dụng ngơn ngữ lập trình thích hợp để xây dựng chương trình hỗ trợ cho việc tính tốn 14 CÁCH TIẾP CẬN, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14.1 Cách tiếp cận: Trên sở mối quan hệ đại lượng vật lý, thơng số hình học trục thiết lập lý thuyết ổn định trục quay với tốc độ cao(số vòng quay tới hạn – số vòng quay nguy hiểm); kết hợp với yêu cầu đặt tốn thiết kế tính tốn tơ (cụ thể trục đăng); đồng thời tham khảo cách bố trí chung, ràng buộc vị trí, khơng gian truyền động đăng tơ từ xây dựng mối quan hệ thông số trục đăng, tiến tới đưa bước tính tốn xác định thơng số Xây dựng lưu đồ thuật tốn lựa chọn ngơn ngữ lập trình thích hợp với tính tốn kỹ thuật, có tính phổ biến viết chương trinh 14.2 Phương pháp nghiên cứu: Phân tích tổng hợp lý thuyết 15 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN 15.1 Nội dung nghiên cứu (trình bày dạng đề cương nghiên cứu chi tiết) I Phân tích tốn: Phân tích mối quan hệ kích thước trục đăng, thơng số đặc trưng có cách bố trí truyền động đăng với số vịng quay nguy hiểm Xác định trường hợp tính tốn: phân tích, xác định trường hợp tính tốn (dạng tốn) Trường hợp 1: + Thơng số ban đầu: biết cách bố trí truyền động đăng, chiều dài đoạn trục đăng, số vòng quay nguy hiểm trục đăng (cho trước, phân tích, tính tốn từ chọn) + Nhiệm vụ tính tốn: dựa vào quan hệ số vòng quay nguy hiểm đang, ràng buộc bố trí chung truyền động đăng với thơng số kích thước trục đăng từ tính tốn xác định kích thước cịn chưa biết trục đăng Luan van + Kết nhận được:chọn kích thước tiết diện ngang trục đăng + Trình tự thực tính tốn Trường hợp 2: + Thơng số ban đầu: biết cách bố trí truyền động đăng, kích thước tiết diện ngang trục đăng , số vòng quay nguy hiểm trục đăng (cho trước, phân tích, tính tốn từ chọn) + Nhiệm vụ tính tốn: dựa vào quan hệ số vòng quay nguy hiểm đang, ràng buộc bố trí chung truyền động đăng với thơng số kích thước trục đăng từ tính tốn xác định kích thước cịn chưa biết trục đăng + Kết nhận được:chọn chiều dài đoạn trục đăng + Trình tự thực tính tốn Xây dựng lưu đồ giải thuật chương trình Lưu đồ giải thuật chương trình tính cho trường hợp Lưu đồ giải thuật chương trình tính cho trường hợp II Viết chương trình III Kết luận, kiến nghị 15.2 Tiến độ thực STT Các nội dung, công việc thực Sản phẩm Thời gian (bắt đầu-kết thúc) Phân tích tốn, viết lưu Các lưu đồ chương đồ chương trình trình Thiết kế giao diện chương trình Viết chương trình Giao diện chương trình Các chương trình Luan van Người thực Trần Đình Q Th khốn (Đinh Bá Phong) 16 SẢN PHẨM 16.1 Sản phẩm đăng ký: Mô tả sản phẩm, số lượng, yêu cầu khoa học - Chương trình máy tính giúp tính tốn nhanh kích thước trục đăng ô tô theo số vịng quay nguy hiểm Chương trình có khối : thơng số nhập, khối tính tốn, thơng số (kết quả) Tính kích thước trục đăng: chiều dài đoạn trục, tiết diện ngang - 01 báo đăng nội san khoa CKĐ Mẫu Tiêu chuẩn Tài liệu dự báo Phương pháp Dây chuyền công nghệ 16.2 Sản Vật liệu Qui phạm Bản quy hoạch Chương trình máy tính Báo cáo phân tích X Thiết bị máy móc Qui trình cơng nghệ Sơ đồ, thiết kế Luận chứng kinh tế Bản kiến nghị phẩm vƣợt trội so với đăng ký: Mô tả sản phẩm, số lượng, nơi xuất bản… Sản phẩm khoa học Sách chuyên khảo Sách tham khảo Giáo trình Bài báo đăng tạp chí nước ngồi Bài báo đăng tạp chí nước Bài đăng kỷ yếu hội nghị, hội thảo quốc tế Sản phẩm đào tạo Nghiên cứu sinh 17 HIỆU QUẢ Cao học (giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội) 18 PHƢƠNG THỨC CHUYỂN GIAO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỊA CHỈ ỨNG DỤNG Luan van 19 KINH PHÍ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ NGUỒN KINH PHÍ Tổng kinh phí: 3.300.000 đồng Trong đó: Ngân sách Nhà nước: 3.300.000 đồng Các nguồn kinh phí khác: Dự trù kinh phí theo mục chi (phù hợp với nội dung nghiên cứu): Stt I Khoản chi, nội dung chi Thời gian thực Chi công lao động tham gia trực tiếp thực đề tài Chi công lao động cán khoa học, trực tiếp tham gia thực đề tài: Chi th khốn chun mơn (Thiết kế giao diện, viết chương trình con) II Chi mua nguyên nhiên vật liệu III Chi sửa chữa, mua sắm tài sản cố định Chi khác Cơng tác phí Hội nghị, hội thảo khoa học Văn phòng phẩm, in ấn, dịch tài liệu Nghiệm thu đề tài Phí xác lập quyền sở hữu trí tuệ Chi khác liên quan trực tiếp đến đề tài Tổng cộng IV Ngày tháng năm Đơn vị tính: đồng Tổng kinh phí Nguồn kinh phí Kinh phí từ NSNN 2.580.000 2.580.000 220.000 220.000 500.000 500.000 3.300.000 3.300.000 Các nguồn khác Ngày 29 tháng 01 năm 2013 Trƣởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) (ký, họ tên) Trần Đình Quý Ngày tháng năm Phòng QLKH-QHQT Luan van Ghi Luan van S K L 0 Luan van ... người học việc Chương trình máy tính tính tốn trục đăng tơ giải pháp cho nhu cầu nói 12 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Viết chương trình máy tính tính tốn trục đăng ô tô, cụ thể xác định kích thước đăng theo số... đầu-kết thúc) Phân tích tốn, viết lưu Các lưu đồ chương đồ chương trình trình Thiết kế giao diện chương trình Viết chương trình Giao diện chương trình Các chương trình Luan van Người thực Trần... đăng Các đăng ô tô có nhiều đoạn trục dùng với khớp đăng khác tốc Trục đăng ô tơ thƣờng có tiết diện ngang hình vành khăn Trên thực tế trục quay trục đăng khơng trùng với đƣờng tâm hình học trục