Quả trình làm việc được cả nhóm thực hiện tại phòng học của trường, việc thiết kế thanh truyền theo bản vẽ của thầy đưa ra được sử dụng cả hai phần mềm chinh dé chinh la AUTOCAD va SOLID
Trang 1MON: Ứng dụng máy tính trong thiết kế và mô phông động cơ
DE TAI: Ung dung Autocad Mechanical va Solidworks trong thiét ké thanh
truyền động cơ đột trong Giảng viên hướng dân: Lương Huỳnh Giang
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Nhóm em xin được gửi lời cảm ơn đến thầy Lương Huỳnh Giang vì đã đồng hành và giảng dạy cho nhóm nói riêng, cho lớp nói chung trong suốt l tháng môn học này diễn ra
Kết quả thực hiện báo được thực hiện tại Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM trong phòng ứng dụng mô phỏng và được thực hiện bởi tất cả thành viên của nhóm
Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các thành viên trong nhóm đã cùng nhau cô gắng đề có thể hoàn thành bài báo cáo một cách tốt nhất
TOM TAT
Bao cáo này được thực hiện nhằm trinh bày về quá trình thiết kế một chi
tiết dựa trên một bản vẽ được cho trước Sau khi nhận đề bài từ thầy Lương Huỳnh
Giang thi các thành viên trong nhóm sẽ được nhóm trưởng chía công việc để có thể hoàn thành được một cách tốt nhất
Quả trình làm việc được cả nhóm thực hiện tại phòng học của trường, việc thiết kế thanh truyền theo bản vẽ của thầy đưa ra được sử dụng cả hai phần mềm chinh dé chinh la AUTOCAD va SOLIDWORKS
Ngoài việc sử dụng hai phần mềm thiết kế vừa nói trên cho việc vẽ và dựng lại thanh truyền thi còn rèn luyện thêm cho cho các thành viên các kỹ năng đọc bản vẽ, làm việc nhóm, trình bày bảo cáo bằng WORD
Và một lần nữa xin được cảm ơn thầy Lương Huỳnh Giang đã giảng dạy
và các thành viên trong nhóm đã làm việc cùng nhau Nếu phân trình bày có gì sai sot xin thầy góp ý và qua
Trang 3MỤC LỤC
năng, ưu nhược điÊm: - ch nen ket 1
1.1.2 Giới thiệu về phan mém Solidworks: lich sir phat trién, tinh
năng, ưu nhược điÊm: - ch nen ket 3
1.2 Xu hướng ứng dung phần mềm CAD/CAM trong thiết kế cơ khí
1.2.1 Lợi ích của việc ứng dụng phần mềm CAD/CAM 6
1.2.2 Thực trạng ứng dụng phần mềm CAD/CAM trong thiết kế chỉ tiết kỹ thuật een een eee nghe kiệt 7 Chương 2: Thiết kế thanh truyền bơm cao áp trên AutoCAD 9
Chương 3: Thiết kế thanh truyền bơm cao áp trên Solidworks 17
Chương 4: Kết luận và kiến nghị - - ScSc Sex cxsxsxerereresrea 28 4.1 Đánh giá hiệu quả của việc ứng dụng AutoCAD va Solidworks trong thiết kề thanh truyền bơm cao Ap che 28 4.2 So sánh ưu nhược điểm của hai phần mềm 28
Trang 4DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hinh 2.1 Tạo file mới (rong Au(oCADD - ng 9
¡1v g6 n9 0n
Hình 2.3 Chọn LINE để vẽ các đường thắng
Hinh 2.4 Start, End, Radius dé vé đường cong Hinh 2.5 Dùng lệnh center, diameter vẽ đường tròn - -=====>s+ 11 Hinh 2.6 Ding lénh offset dé tao đối tượng song song hoặc đồng tâm với đối 00051) 0:71 1 12
Hình 2.7 Dùng lệnh ha(ch để tạo đường lưới mặt cắt - -+ 12
i0 8n 13
0010280 0 13
;i.).0100)0 0 0 14
Hinh 2.11 Ký hiệu dung sai .- - - - - S Ăn SH nh nh 14 Hình 2.12 Ra hộp thoại như trên click block reference - «« 14
Hình 2.13 Chọn mục LeaderLine & Arrow để chọn kiểu mũi tén 15
Hình 2.14 Hiến thị đường nét chính bấm Lineweigh( - 15
Hình 2.15 Dùng Trim Geometry để cắt những phần thừa - 15
Hình 2.16 Dùng Offset để tạo vòng tròn đồng tâm với khoảng cách mong x Hình 2.17 Dùng Eillet để bo các góc với bán kình hoặc đường kính 16
Hình 3.1 Extrude sketch đầu nhỏ . - 2-52 55<+‡>eeErEkrrrerrkrrerrk 17 Hình 3.2 Extrude 3 phần gia cố chịu lực cho đầu nhỏ thanh (truyền 17
Hình 3.3 Draft đầu nhỏ tới đầu to thanh truyền 5-72 555<5s<<s=52 18 Hình 3.4 Extrude đầu (o - -G-Ă- 2 SE SE TH HT HH 1H10 1111 xe 19 Hình 3.5 Draft đầu (o - 5< <S.ké HE HH tre 19 Hình 3.6 Cut Extrude đầu (o 5-2©225<5<S+2E+e£teeexeEereeererererrrerrzrerre 20 Hình 3.7 Extrude ba vấu trên đầu to 5-7572 52<2ce+eesceeerrzerrzrererers 20 Hình 3.8 Extrude phần hình chữ nhật 2-2-2 ©5sz=zsecz+z+ezszezsecz 21 Hinh 3.9 Sử dụng lệnh Mirrorr - nh nh he r 21 Hình 3.10 Extrude của cục oval đưới đáy miễng đên (cục 26-R10) 22
Hình 3.11 Draft của cục oval dưới đáy miễng dên (cục 26-R10) 22
Hinh 3.12 Sử dụng lénh Fillet tượng trưng Hình 3.13 Lỗ ốc M8 - + 2.1111 g11 ggrkgregrêo Hình 3.14 Extrude phần thân thanh truyền ( đoạn có biên dạng thắng ) 24
Trang 5Hình 3.16 Draft khúc nối đầu nhỏ 2-2-2 5= s+2+5EzE2EzEEEzEeErxrkrxzxrerzrxrr 25
Hình 3.18 Draft khúc nối đầu to
Hình 3.19 Cut extrude đầu nối lớn
Hình 3.21 1 fill R12 giữa đầu to và phần nối của khúc giữa - 27
Trang 6Chương 1: Tổng Quan
1.1 Tổng quan về phan mém AutoCAD va Solidworks:
1.1.1 Giới thiệu về phần mềm AutoCAD: lich sir phat trién, tinh nang, wu
nhược điểm:
Lịch sử phát triển
AutoCAD, viết tắt của "Automated Design, Drafting, and Detailing", la mot trong nhiing phan mém CAD (Computer-Aided Design) dau tiên và được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới Được phát triển bởi Autodesk, AutoCAD ra đời
vào năm 1982 và nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn công nghiệp cho thiết kế 2D
và 3D
Ban dau, AutoCAD duoc thiét kế để chạy trên các máy tính cá nhân, mang lại một cuộc cách mạng trong ngành thiết kế Qua nhiều năm phát triển, phần mềm này đã không ngừng được cải tiễn và bô sung thêm nhiều tính năng mới, đáp ứng nhụ cầu ngày càng cao của các kỹ sư, kiến trúc sư và nhà thiết kế
Tính năng chính
AutoCAD cung cấp một loạt các tính năng mạnh mẽ, bao gồm;
« _ Thiết kế 2D và 3D: Tạo ra các bản vẽ kỹ thuật 2D chí tiết và các mô hình
« - Tùy chỉnh giao diện: Tùy chỉnh giao diện người dùng để phù hợp với
phong cách làm việc của từng cá nhân
« - Khả năng tương thích: Hỗ trợ nhiều định dạng tệp khác nhau và tích hợp
Trang 7« - Công cụ tự động hóa: Tự động hóa các tác vụ lặp đi lặp lại để tăng năng
« - Giao diện phức tạp: Đối với người mới bắt đầu, giao diện của AutoCAD
có thê khá phức tạp và đòi hỏi thời gian để làm quen
« - Chỉ phí bản quyền cao: Bán quyền phần mềm có thê khá đất đỏ, đặc biệt đối với các doanh nghiệp nhỏ
« - Đồ họa không phải là điểm mạnh: Mặc dù có thể tạo ra các mô hình 3D, nhưng AutoCAD không được tối ưu hóa cho việc tạo ra các hình ảnh render chất lượng cao
Ứng dụng
AutoCAD được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm;
« - Kiến trúc: Thiết kế bản vẽ kỹ thuật, tạo mô hình 3D cho các công trinh xây dựng
« - Kỹ thuật cơ khí: Thiết kế các bộ phận máy móc, tạo bản vẽ lắp ráp
« - Xây dựng: Lập kế hoạch xây dựng, tạo bản vẽ thi công
Trang 81.1.2 Giới thiệu về phần mềm Solidworks: lịch sử phát triển, tính năng, ưu
nhược điểm:
Lịch sử hình thành và phát triển
Solidworks, mét trong những phần mém CAD (Computer-Aided Design) 3D
hàng đầu hiện nay, có một hành trình phát triển khá ấn tượng Ra đời vào
năm 1995 với phiên bản đầu tiên là Solidworks 95, phần mềm này nhanh chóng thu hút sự chú ý của cộng đồng thiết kế nhờ giao diện trực quan và dễ
sử dụng Năm 1997, Solidworks được công ty phần mềm nỗi tiéng Dassault Systémes mua lai va tiép tục được phát triển, tích hợp thêm nhiều tính năng mỚI
Tính năng nỗi bật của Solidworks
Solidworks cung cấp một loạt các tính năng mạnh mẽ, giúp người dùng tạo ra các mô hinh 3D chỉ tiết và phức tạp:
« - Mô hình hóa 3D: Tạo ra các mô hình 3D từ các phác thảo 2D, sử dụng các công cụ như extrude, revolve, sweep
« _ Thiết kế lắp ráp: Lắp ráp các thành phần riêng lẻ thành một sản phẩm hoàn chỉnh, kiểm tra sự can thiệp và xác định các thông số kỹ thuật
« - Phân tích kỹ thuật: Thực hiện các phân tích ứng suất, nhiệt độ, động lực học để đảm bảo sản phẩm đáp ứng các yêu câu về độ bên và hiệu suất
« - Tạo bản vẽ 2D: Tự động tạo ra các bản vẽ kỹ thuật 2D từ mô hình 3D, bao gồm các kích thước, dung sai và chú thích
« Simulation: M6 phong cac qua trinh sản xuất và hoạt động của sản phẩm
để đánh giá hiệu quả và tối ưu hóa thiết kế
« _ Rendering: Tạo ra các hình ảnh và video chất lượng cao của sản phẩm dé trình bày và thuyết trình
« - Các tính năng chuyên biệt: Thiết kế bề mặt, thiết kế hàn, thiết kế tam,
Trang 9Ưu điểm của Solidworks
« - Giao diện trực quan, dễ sử dụng: Giao diện thân thiện giúp người dùng nhanh chóng làm quen và sử dụng phần mềm
« _ Khả năng tương thích cao: Tương thích với nhiều dinh dang file khác nhau và đễ dàng tích hợp với các phần mềm khác
« - Cộng đồng người dùng lớn: Có một cộng đồng người dùng đông đảo,
giúp người dùng để đàng tìm kiếm hỗ trợ và chia sẻ kinh nghiệm
« _ Cập nhật liên tục: Phần mềm được cập nhật thường xuyên với các tính năng mới, cải thiện hiệu suất và khắc phục lỗi
« - Ứng dụng rộng rãi: Được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như ô
tô, hàng không, cơ khí, điện tử
Nhược điểm của Solidworks
« _ Chỉ phí bản quyền cao: So với các phần mềm thiết kế 3D khác,
Solidworks có giá thành khá cao
« Yêu cầu cấu hình máy tính cao: Để chạy mượt mà, Soliđworks yêu cầu máy tính có cấu hỉnh phần cứng mạnh
« - Góc học tập dốc: Đề sử dụng thành thạo Solidworks, người đùng cần dành thời gian để học và luyện tập
So sánh Solidworks với các phần mềm CAD khác
Solidworks được đánh giá là một trong những phần mềm CAD dễ sử dụng nhất, phù hợp cho cả người mới bắt đầu và người dùng chuyên nghiệp So với các phần mềm khác như AutoCAD, CATTA, Solidworks có ưu điểm về giao diện trực quan, khả năng tự động hóa cao và cộng đồng người dùng lớn Tuy nhiên, các phần mềm khác cũng có những ưu điểm riêng, tùy thuộc vào từng nhu câu sử dung cu thé
Trang 10Ứng dụng của Solidworks trong thực tế
Solidworks được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ thiết kế sản phẩm tiêu dùng đến thiết kế các công trinh công nghiệp phức tạp Một số ví dụ về ung dung cua Solidworks:
+ Nganh 6 t6: Thiét kế ngoại thất, nội thất, động cơ và các lính kiện khác của xe hơi
« _ Ngành hàng không: Thiết kế các bộ phận máy bay, mô phỏng khí động học
«Öồ Ngành cơ khí: Thiết kế máy móc, thiết bị, khuôn mẫu
«Öồ Ngành điện tử: Thiết kế vỏ máy tính, điện thoại, các thiết bị điện tử khác
1.2 Giới thiệu chung về thanh truyền và vật liệu chế tạo thanh truyền Khái niệm thanh truyền:
Thanh truyền là chỉ tiết nỗi giữa piston và trục khuỷu hoặc guốc trượt Thanh truyền nhận lực từ piston và truyền cho trục khuyu, làm quay trục khuỷu, biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyên động quay của trục khuỷu Khi làm việc, thanh truyền phải chịu sự tác dụng của các lực sau:
+ Lực khí thẻ
+ Lực quán tính
Các lực này đều là các lực có độ tuần hoàn và va đập rất lớn
Vật liệu chế tạo thanh truyền sẽ phụ thuộc vào tốc độ của động cơ sử dụng thanh truyền đó:
« Đối với các động cơ có tốc độ thấp, thanh truyền sẽ được chế tạo từ vật liệu
là thép ít cacbon hoặc thép cacbon trung bình
„ _ Đối với động cơ ô tô máy kéo và động cơ tàu thủy cao tốc, thanh truyền sẽ được làm từ thép cacbon trung bình hoặc thép hợp kim crôm, niken
« - Đối với động cơ cao tốc và cường hóa, thanh truyền sẽ được làm từ thép
hợp kim đặc biệt có nhiều thành phần hợp kim như mănggan, niken,
Trang 111.2_ Xu hướng ứng dụng phần mềm CAD/CAM trong thiết kế cơ khí
Trong thời đại công nghệ 4.0, việc ứng dụng phần mềm CAD/CAM trong thiết
kế cơ khí đã trở thành một xu hướng tất yếu Các doanh nghiệp sản xuất ngày càng nhận thức được tầm quan trọng của việc nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phâm Chính vì vậy, việc ứng dụng các phần mềm thiết kế và chế tạo hỗ trợ
máy tính như Solidworks, AutoCAD, CATIA đã trở nên phô biến hơn bao giờ hết
1.2.1 Lợi ích của việc ứng dung phan mềm CAD/CAM
Việc ứng dụng phần mềm CAD/CAM mang lại nhiều lợi ích to lớn cho quá trình thiết kế và sản xuất:
e Tang nang suat va hiéu qua:
Tự động hóa: Các công việc lặp đi lặp lại như tạo bản vẽ, tính toán, mô phỏng được tự động hóa, giảm thiểu lỗi sai và tiết kiệm thời gian
Tối ưu hóa thiết kế: Phần mềm giúp kỹ sư đễ dàng chỉnh sửa, mô phỏng và tối
ưu hóa thiết kế trước khi sản xuất, giảm thiểu chỉ phí sửa chữa và chế tạo lại
e Nâng cao chất lượng sản phẩm:
Độ chính xác cao: Các bản vẽ và mô hình 3D được tạo ra với độ chính xác cao, giảm thiêu sai số trong quá trinh sản xuất
Tối ưu hóa cấu trúc: Phần mềm giúp phân tích ứng suất, nhiệt độ, biến dạng để tối ưu hóa cấu trúc sản phẩm, đảm bảo độ bên và hiệu suất
e Giam chi phi:
Giảm chỉ phí vật liệu: Tối ưu hóa thiết kế giúp giảm lượng vật liệu sử dụng Giảm chỉ phí sản xuất: Tự động hóa các công đoạn sản xuất, giảm thiểu lỗi và thời gian gia công
e- Cải thiện khả năng cạnh tranh:
Rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường: Quá trình thiết kế và sản xuất
Trang 12Nâng cao chất lượng sản phẩm: Sản phẩm có độ chính xác cao, đáp ứng được yêu cầu của khách hàng
e Hop tac va chia sẻ thông tin hiệu quả:
Làm việc nhóm: Các thành viên trong nhóm thiết kế có thê làm việc cùng nhau trên một mô hinh 3D, chia sẻ thông tin và cập nhật tiến độ dễ dàng
Quản lý dữ liệu: Tất cả đữ liệu thiết kế được lưu trữ và quản lý một cách hệ
thống, thuận tiện cho việc truy xuất và chia sẻ
1.2.2 Thực trạng ứng dụng phần mém CAD/CAM trong thiết kế chi tiết kỹ
thuật
Hiện nay, phần lớn các doanh nghiệp sản xuất tại Việt Nam đã và đang ứng dụng phần mềm CAD/CAM vào quá trình thiết kế và sản xuất Tuy nhiên, mức độ ứng dụng còn khá đa dạng, phụ thuộc vào quy mô, ngành nghề và khả năng đầu tư của từng doanh nghiệp
Doanh nghiệp lớn: Đa số các doanh nghiệp lớn đã trang bi day đủ các phần mềm CAD/CAM hiện đại và ứng dụng chúng một cách hiệu quả
Doanh nghiệp vừa và nhỏ: Một số doanh nghiệp vừa và nhỏ cũng đã bắt đầu ứng dụng phần mềm CAD/CAM, tuy nhiên quy mô và mức độ sử dụng còn hạn
chê
e Thách thức:
Chi phí: Phần mềm CAD/CAM có giá thành khá cao, đòi hỏi doanh nghiệp phải
đầu tư một khoản vốn lớn
Đào tạo nhân lực: Việc đào tạo nhân viên sử đụng thành thạo phần mềm đời hỏi thời gian và chị phí
Cập nhật công nghệ: Công nghệ CAD/CAM không ngừng phát triển, doanh nghiệp cần thường xuyên cập nhật phần mềm và đảo tạo lại nhân viên
e - Đề thúc đấy việc ứng dụng phần mềm CAD/CAM trong thiết kế cơ khí, cần có sự phái hợp của nhiều bên:
Nhà nước: Có các chính sách hỗ trợ doanh nghiệp đầu tư vào công nghệ, đảo tạo
Trang 13Các trường đại học, cao đẳng: Cập nhật chương trình đảo tạo, trang bị phòng thực hành hiện đại để sinh viên làm quen với phần mềm CAD/CAM từ sớm Các nhà cung cấp phần mềm: Cung cấp các giải pháp phần mềm phủ hợp với từng doanh nghiệp, hỗ trợ kỹ thuật và đào tạo người dùng
Các hiệp hội ngành: Tổ chức các hội thảo, khóa đảo tạo để nâng cao nhận thức
và kỹ năng sử dụng phần mềm CAD/CAM cho doanh nghiệp
Việc ứng dụng phần mềm CAD/CAM trong thiết kế cơ khí là một xu hướng tat
yếu và mang lại nhiều lợi ích to lớn Đề tận dụng tối đa tiềm năng của công nghệ này, các doanh nghiệp cần đầu tư vào phần mềm, đào tạo nhân lực và xây dựng một chiến lược ứng dụng phù hợp
Trang 14Chương 2: Thiết kế thanh truyền trên AutoCAD
e _ Các bước thiết kế thanh truyền trên AutoCAD
Xác định các thông số thiết kế ban đầu ( chiều dài, đường kính, )
Việc xác định các thông số thiết kế thanh truyền là bước quan trọng đâu tiên trong quá trình thiết kế thanh truyền trong động cơ Các thông số này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, độ bền và khả năng làm việc của động cơ Dưới đây là một số thông số thiết kế cơ bản được xác định dựa vào bản vẽ
Ø4 'Ÿ
đầu bôi trơn vì vậy phải gia công đúng
Vẽ 2D thanh truyền tự động trên AutoCAD Mechanical bằng các công cụ vẽ và
lệnh
Hinh 2.1 Tao file mdi trong AutoCAD
Trang 15Press F1 for more help
giữa kì thanh truyé
Hình 2.3 Chọn LINE để vẽ các đường thẳng
Trang 16
Start, End, Radius
Creates an arc using a start point, endpoint, and a radius
Press F1 for more help
) Tan, Tan, Radius
Ì` Tan, Tan, Tan
Hình 2.5 Đừng lénh center, diameter vé đường tròn
Trang 17Hinh 2.6 Dimg lénh offset dé tạo đối tượng song song hoặc đồng tâm với đối
tượng ban đầu
¢ Specify a point in an area that is enclosed by objects
+ Select objects that enclose an area
¢ Specify boundary points using the -HATCH Draw option
¢ Drag a hatch pattern into an enclosed area from a tool
palette or DesignCenter
Hình 2.7 Ding lénh hatch dé tao duéng ludi mat cat