Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo xe đạp địa hình trợ lực điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU,THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO XE ĐẠP ĐỊA HÌNH TRỢ LỰC ĐIỆN GVHD: TS ĐỖ VĂN HIẾN SVTH: ĐẶNG THÀNH SANG LÊ PHƯỚC SANG SKL010900 Tp Hồ Chí Minh, Tháng năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU,THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO XE ĐẠP ĐỊA HÌNH TRỢ LỰC ĐIỆN Giảng viên hướng dẫn: TS ĐỖ VĂN HIẾN Sinh viên thực hiện: ĐẶNG THÀNH SANG LÊ PHƯỚC SANG MSSV: 19143316 19143318 Lớp: 191432B 191432B Khoá: 2019 - 2023 2019 - 2023 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Bộ môn: Công nghệ chế tạo máy NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS Đỗ Văn Hiến Sinh viên thực hiện: Đặng Thành Sang MSSV: 19143316 Điện thoại:0377468978 Lê Phước Sang MSSV: 19143318 Điện thoại:0916342530 Mã số đề tài: 22223DT35 Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo xe đạp địa hình trợ lực điện Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Công suất động 500W-48v - Tải trọng tối đa 150 kg - Tốc độ tối đa 40 km/h Nội dung đồ án: - Tìm hiểu loại xe đạp Tìm hiểu, nghiên cứu loại xe đạp địa hình phổ biến Đề xuất, lựa chọn phương án thiết kế xe đạp điện địa hình Thiết kế, tính tốn độ bền khung sườn xe đạp Gia công, chế tạo lắp ráp phận xe thành sản phẩm hoàn chỉnh Chạy thử xe, đánh giá kết đưa vào sử dụng Các sản phẩm dự kiến - Mơ hình xe đạp địa hình trợ lực điện thực tế - Tập vẽ chi tiết, vẽ lắp, clip minh hoạ - Tập thuyết minh, poster Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án: Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh Tiếng Anh • • Tiếng Việt  Tiếng Việt  TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) ◻ Được phép bảo vệ (GVHD ký, ghi rõ họ tên) LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo xe đạp địa hình trợ lực điện - GVHD: TS Đỗ Văn Hiến - Họ tên sinh viên: Đặng Thành Sang - MSSV: 19143316 Lớp: 191432B - Địa sinh viên: đường 11 kp1, phường Bình Thọ, Thành phố Thủ Đức - Số điện thoại liên lạc: 0377468978 - Email: 19143316@student.hcmute.edu.vn - Họ tên sinh viên: Lê Phước Sang - MSSV: 19143318 Lớp: 191432B - Địa sinh viên: 27/70/17, đường số 9, phường 16, quận Gò Vấp, TP HCM - Số điện thoại liên lạc: 0916342530 - Email: 19143318@student.hcmute.edu.vn - Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tơi khơng chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 07 năm 2023 Ký tên LỜI CẢM ƠN Sau thời gian theo học chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, nhóm chúng tơi chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo xe đạp địa hình trợ lực điện” để thực làm đồ án tốt nghiệp Đề tài xem cơng trình nhỏ hồn thiện kiến thức mà nhóm tích lũy trình theo học chuyên ngành Lời đầu tiên, nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành đến khoa Cơ khí Chế tạo máy trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh tổ chức tạo điều kiện để nhóm hồn thiện đề tài Đây hội quý báu để nhóm vận dụng, ứng dụng kiến thức học vào thực tiễn để kiểm chứng kiến thức, nâng cao kĩ chuẩn bị cho thân hành trang nghề nghiệp quý giá Với tất chân thành, nhóm xin bày tỏ lịng biết ơn với giảng viên phụ trách hướng dẫn thầy Đỗ Văn Hiến Cảm ơn thầy đồng hành, hỗ trợ nhóm, khó khăn thiếu sót nhóm suốt trình thực đề tài Cuối cùng, suốt q trình thực đề tài, nhóm nhận nhiều giúp đỡ từ phía giảng viên quan tâm, hỗ trợ từ anh/chị, bạn bè gia đình Qua đây, nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành đến người giúp đỡ cho nhóm suốt q trình thực đề tài, đặc biệt cha, mẹ người thân bên cạnh động viên, tiếp thêm niềm tin cho nhóm suốt trình học tập thực đề tài tốt nghiệp Dù cố gắng với tinh thần trách nhiệm cao nghiêm túc suốt q trình thực đề tài, song nhóm chúng tơi chắn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Do đó, nhóm mong muốn nhận góp ý chân thành từ thầy/cô anh/chị bạn bè để học hỏi rút kinh nghiệm để ngày hồn thiện thân Nhóm tác giả TÓM TẮT ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO XE ĐẠP ĐỊA HÌNH TRỢ LỰC ĐIỆN Ngày với nhu cầu lại sở thích khám phá rèn luyện thể chất người, xe đạp địa hình trợ lực điện dần trở thành đối tượng nhiều người quan tâm Tuy nhiên mẫu mã có thị trường khiến nhiều người băn khoăn vấn đề giá thành, tính thẩm mỹ độ bền trình sử dụng Vì vậy, việc nghiên cứu đề tài nhằm mục đích tạo sản phẩm xe đạp địa hình trợ lực điện phục vụ nhu cầu di chuyển khó khăn mặt địa hình, vừa mang kiểu dáng lạ vừa đảm bảo độ bền trình sử dụng, đồng thời giải vấn đề mặt giá thành Phương hướng nghiên cứu đề tài kế thừa sản phẩm có thị trường tham khảo tài liệu để có số liệu phù hợp với mục đích thiết kế khung sườn Nghiên cứu tất lực tác dụng lên khung xe, từ tìm thơng số biết, sau tính tốn tất tham số khác số phương trình tĩnh Khi có đầy đủ số liệu, tiến hành nhập tất tham số vào chương trình máy tính (sử dụng Solidworks phần mềm thiết kế Workbench để tìm ứng suất, sức căng biến dạng vị trí quan trọng khung) phần tử hữu hạn để nhận kết xác Phương pháp số xác thực cho phép mô hiệu suất động khung gầm cách dự đoán lực tác dụng lên phận kết cấu trình tăng tốc phanh đột ngột Trong mô phỏng, so sánh ứng suất, hệ số an toàn biến dạng kết cấu với vật liệu để hoàn thiện phù hợp cho khung gầm sở sức mạnh, chi phí trọng lượng khung xe Qua trình nghiên cứu áp dụng kiến thức học để phục vụ cho đề tài giải vấn đề đặt lựa chọn phương hướng cách thức vận hành cho sản phẩm, lựa chọn vật liệu phù hợp mục tiêu hướng đến Phát triển tư thiết kế, lắp đặt mơ hình q trình thực nghiệm, chế tạo truyền động phù hợp với hướng nhóm đề Đồ án nghiên cứu tìm hiểu giải vấn đề đặt để thiết kế chế tạo mơ hình hồn tồn mới, phân tích nguyên lý, hoạt động hệ thống động phận Đưa giải pháp tối ưu để hoàn thiện sản phẩm đáp ứng nhu cầu đặt Ngồi góp phần giảm thiểu tình trạng nhiễm môi trường mức báo động Đối với nghiên cứu nhóm tính tốn chọn động cơ, sử dụng phần mềm mô bền phần khung sườn xe, cuối hoàn thành sản phẩm đạt thông số yêu cầu đề tải trọng tối đa 150 kg, tốc độ 40km/h việc chế tạo sản phẩm chưa hồn thiện sản xuất hàng loạt, mong muốn cắt giảm chi phí để hướng đến người tiêu dùng có mức thu nhập trung bình sử dụng Trong tương lai mong muốn cải thiện mẫu mã khác để hướng đến mong muốn khách hàng tiếp nhận phản hồi người sử dụng để cải thiện sản phẩm Nhóm sinh viên ABSTRACT Today, with the need for transportation and the hobby of exploring and exercising, electric mountain bikes are becoming increasingly popular However, the current models on the market make many people worry about the price, aesthetics and durability during use Therefore, the research topic aims to create an electric mountain bike product that serves the need for difficult terrain transportation, both with a new and unique design and ensuring durability during use, and solving the problem of price The research methodology is to inherit existing products on the market and refer to materials to have suitable data for the purpose of designing a new frame Study all the forces that can act on the frame, from there find known parameters, then calculate all other parameters by some static equations When all the data is available, proceed to enter all these parameters into the computer program (using Solidworks as a design software and Workbench to find stress, strain and deformation at important positions in the frame) of the finite elements to get the most accurate results possible The validated numerical method allows simulating the dynamic performance of the chassis by predicting the forces acting on the structural components during acceleration and sudden braking In the simulation, compare the stress, safety factor and deformation of the same structure with the material to best suit the chassis based on strength, cost and weight of the frame Through the research process, apply the knowledge learned to serve the topic of solving the problems posed about choosing the direction and operating method for the product, choosing the right materials for the target Developing design thinking, installing models during experimentation, manufacturing new actuators in line with the group's direction This project has been researched and explored to solve each problem to design and manufacture a completely new model, analyze the principle, operation and dynamic system of each part Offer the most optimal solution to perfect the product to meet the set needs In addition, it contributes to reducing the current alarming level of environmental pollution For this study, the team calculated and selected the engine, using the software to simulate the durability of the chassis, and finally completed the product to achieve the required parameters such as the maximum load of 150kg, speed of 40km/h, but the product manufacturing is not as complete as mass production, the desire to cut costs further to target middle-income consumers can also use it In the future, we want to improve on other designs to meet the wishes of customers and receive user feedback to improve the product MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CAM KẾT LỜI CẢM ƠN ABSTRACT CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 16 1.1 Tính cấp thiết đề 16 1.2 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 16 1.2.1 Ý nghĩa khoa học đề tài 16 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài 16 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 17 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 17 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 17 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 17 1.5 Phương pháp nghiên cứu 18 1.6 Kết cấu đồ án tốt nghiệp 18 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 19 2.1 Giới thiệu 19 2.2 Đặc tính xe điện trợ lực 19 2.3 Kết cấu xe điện trợ lực 20 2.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu theo lĩnh vực đề tài 21 2.4.1 Ngoài nước 21 2.4.2 Trong nước 22 2.5 Các tồn xe điện trợ lực Việt Nam 24 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 25 3.1 Xe đạp trợ lực gì? 25 3.2 Nguyên lý xe đạp trợ lực hoạt động nào? 25 3.3 Hệ thống điều khiển nguyên lý xe đạp trợ lực 25 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP LỰA CHỌN CÁC BỘ PHẬN CỦA XE 26 4.1 Thông số thiết kế 26 4.2 So sánh phương án thiết kế lựa chọn tối ưu 26 10