Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình truyền lực chính ứng dụng trong việc giảng dạy

ĐỒN THANH NIÊN CỘNG SẢN HỒ CHÍ MINH BAN CHẤP HÀNH TP.HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH DỰ THI GIẢI THƯỞNG SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC EURÉKA LẦN THỨ XX NĂM 2018 TÊN CƠNG TRÌNH: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRUYỀN LỰC CHÍNH ỨNG DỤNG TRONG VIỆC GIẢNG DẠY LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU: KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ CHUN NGÀNH: CƠ KHÍ – TỰ ĐỘNG HĨA Mã số cơng trình: …………………………… MỤC LỤC PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Lí chọn đề tài PHẦN 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .7 2.1 Tổng quan đề tài 2.2 Tình hình nước 2.3 Tình hình giới 2.4 Vấn đề tồn hướng giải vấn đề PHẦN 3: MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 3.1 Mục tiêu đề tài 11 3.2 Phương pháp nghiên cứu 11 4.1 Thiết kế 2D/3D mơ hình 12 4.1.1 Thiết kế 2D 12 4.1.2 Thiết kế bánh vi sai 13 4.2 Chế tạo mơ hình 15 4.2.1 Xây dựng mơ hình in 3D 15 4.2.2 Chỉnh sửa mơ hình .17 4.3 Kết trình lắp ráp hệ thống truyền lưc 17 PHẦN 5: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 23 5.1 Kết luận 23 5.2 Đề xuất kiến nghị 26 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mơ hình hệ thống truyền lực từ động đến cầu chủ động .4 Hình 1.2 Phương pháp giảng dạy truyền thống .4 Hình 1.3 Hội thảo phương pháp học tập hiểu Hình 2.1 Phương pháp giảng dạy bậc đại học Hình 4.1 Bản vẽ 2D .12 Hình 4.2 Bản vẽ 3D võ vi sai .13 Hình Bánh cùi thơm .14 Hình 4 Bánh vành chậu .14 Hình Nắp chụp 15 Hình Sản phẩm việc in 3D .16 Hình Bản vẽ võ vi sai .16 Hình Thơng số Gear thiết kế 17 Hình 10 Bản vẽ lắp 18 Hình 11 Bản vẽ lắp 18 Hình 12 Hình ráp phận vi sai 19 Hình 13 Lắp ráp bánh vành chậu .20 Hình 14 Phần võ vi sai .21 Hình 15 Bánh hành tinh 22 Hình 16 Các bánh ghép lại 22 TĨM TẮT CƠNG TRÌNH Cơng trình nghiên cứu trình bày việc ứng dụng kỹ thuật in 3D vào việc chế tạo mơ hình để phục vụ cơng việc giảng dạy giảng viên, giúp cho việc truyền đạt kiến thức cho học sinh, sinh viên dễ dàng Tạo cho học sinh, sinh viên có buổi học phong phú hơn, tiếp thu kiến thức cách hiệu Ý tưởng sản phẩm thành công đầu tư ứng dụng rộng rãi trường phổ thông cá giảng đường đại học, đặc biệt ngành giáo dục nước nhà bước vào giai đoạn hội nhập quốc tế Hệ thống truyền lực bao gồm cấu khí chuyển động được, hệ thống động điều khiển chuyển động Theo nhu cầu sử dụng để giúp giảng viên truyền đạt kiến thức cách tốt Việc sử dụng mơ hình làm cho học sinh, sinh viên có hứng thú buổi học lý thuyết, Việc ứng dụng mơ hình vào việc giảng dạy làm sinh viên hiểu sâu nội dung mà giảng viên truyền đạt Vì việc ứng dụng hệ thống mơ hình vào việc giảng dạy giúp cho giảng đường trở nên sinh động cho môn học lý thuyết Q trình cần tính toán thiết kế để đạt hiệu tốt cho nhà trường sinh viên từ việc thiết kế khí đến việc đưa vào giảng đường Sự kết hợp từ in 3D, khí điện tạo “mơ hình truyền lưc chính” Việc ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghệ vào đời sống cộng đồng mang lại nhiều giá trị tiềm phát triển giáo dục, nâng cao chất lượng học tập, đặc biệt nâng cao tinh thần sáng tạo cho giảng viên học sinh, sinh viên PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tính cấp thiết đề tài Chúng ta suy nghĩ câu chuyện này: Hiện nước ta, phần lớn trường trung học, đại học sử dụng phương pháp giảng dạy truyền thống Giảng viên thường có hỗ trợ máy chiếu để giảng sinh động trực qan hơn, chưa đủ để truyền tải hết lượng kiến thức khổng lồ cho học sinh, sinh viên Một giảng viên áp dụng phương pháp giảng dạy có thêm mơ hình nhận phản hồi tích cực từ sinh viên Vậy thay chọn phương pháp giảng dạy truyền thống việc giảng đường thông minh cần cho việc giúp sinh viên hiểu sâu vấn đề Ngồi việc trình chiếu giảng tương tác hình ảnh dạng SLIDE, âm dạng videos clip, ảnh động minh họa…, hình ảng mang tính chất đặc thù cho sinh viên ngành kỹ thuật hệ thống bánh động cơ, hộp số mô hình thật dạng in 3D cho phép sinh viên quan sát trực quan sát với thực tế Trong thực trạng giáo dục đặt nặng “lý thuyết” mà không kèm “thực hành” mơ hình cụ thể để sinh viên học sinh dễ hiểu nắm rõ cấu tạo nguyên lý hoạt động học Hình 1.1 Mơ hình hệ thống truyền lực từ động đến cầu chủ động Một thực trạng giáo dục đặt nặng “lý thuyết” mang tính thuyết giảng mà không kèm “thực hành” mơ hình cụ thể làm cho sinh viên, học sinh tiếp thu cách thụ động khơng có hướng cho học sinh tự mày mị, tìm hiểu Hình 1.2 Phương pháp giảng dạy truyền thống Như biết nước ta dần nâng cấp sở hạ tầng nâng cấp giáo dục đặc biệt giáo dục Đại Học nhìu tương lai có buổi thuyết trình, thảo luận để ngồi cịn tổ chức hội thảo chuyên ngành để tạo sân chơi cho sinh viên tự tìm tịi học hỏi Hình 1.3 Hội thảo phương pháp học tập hiểu 1.2 Lí chọn đề tài Trong tương lai gần, theo xu hướng tất yếu nhìn thấy từ nước phát triển, mà lượng ô tô tăng lên người kỹ sư phải tăng lên, khơng phải tăng số lượng mà phải tăng chất lượng Để đáp ứng nhu cầu người kỹ sư từ bắt đầu họ phải vững kiến thức, học lý thuyết khơng khơng đủ Để nước ta theo kịp với nước phát triển phải hướng đến phương pháp học tập họ, mà học “lý thuyết” kết hợp với “mơ hình” mà phương pháp dạy học hiểu giúp sinh viên dễ dàng tìm hiểu, nắm rõ nguyên lý cách thức hoạt động phận ô tơ Hình 1.4 Phương pháp dạy học kèm với “mơ hình” Ý tưởng để nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, ứng dụng Phương pháp dạy học đem lại nhiều hiệu với nhiều ưu điểm hồn tồn thành thực Trong tương lai gần, đầu tư triển khai tin Phương pháp nhân rộng phát triển nhanh chóng trường Đại Học đặc biệt trường đại học chuyên kỹ thuật Việt Nam Với suy nghĩ nhóm tác giả định chọn đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRUYỀN LỰC CHÍNH ỨNG DỤNG TRONG VIỆC GIẢNG DẠY” PHẦN 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Tổng quan đề tài Các phương pháp giảng dạy đại bậc đại học nay, nói, thực theo xu hướng: phát huy tính tích cực q trình nhận thức; cụ thể hóa cơng nghệ hóa phương pháp giảng dạy Các phương pháp không đòi hỏi giảng viên truyền đạt tri thức cho sinh viên mà giảng dạy cho sinh viên biết cách sáng tạo, tự tìm tri thức Giảng viên người cung cấp thông tin đơn mà người vận dụng công nghệ, phương pháp hướng dẫn tích cực cho sinh viên tự chủ động học tập, nghiên cứu qua sách vỡ, tài liệu, vấn đề sống Giảng viên giữ vai trò nhà “cố vấn” khoa học Hình 2.1 Phương pháp giảng dạy bậc đại học 2.2 Tình hình nước PPDH truyền thống cách thức dạy học quen thuộc truyền từ lâu đời bảo tồn, trì qua nhiều hệ Về bản, phương pháp DH lấy hoạt động người thầy trung tâm Theo Frire - nhà xã hội học, nhà giáo dục học tiếng người Braxin gọi PPDH "Hệ thống ban phát kiến thức", trình chuyển tải thơng tin từ đầu thầy sang đầu trị Thực lối dạy này, giáo viên người thuyết trình, diễn giảng, "kho tri thức" sống, học sinh người nghe, nhớ, ghi chép suy nghĩ theo Với PPDH truyền thống, giáo viên chủ thể, tâm điểm, học sinh khách thể, quỹ đạo Giáo án dạy theo phương pháp thiết kế kiểu đường thẳng theo hướng từ xuống Do đặc điểm hàn lâm kiến thức nên nội dung dạy theo phương pháp truyền thống có tính hệ thống, tính logic cao Song đề cao người dạy nên nhược điểm PPDH truyền thống học sinh thụ động tiếp thu kiến thức, dạy dễ đơn điệu, buồn tẻ, kiến thức thiên lý luận, ý đến kỹ thực hành người học; kỹ hành dụng vào đời sống thực tế bị hạn chế 2.3 Tình hình giới PPDH đại xuất nước phương Tây (ở Mỹ, Pháp ) từ đầu kỷ XX phát triển mạnh từ nửa sau kỷ, có ảnh hưởng sâu rộng tới nước giới, có Việt Nam Đó cách thức DH theo lối phát huy tính tích cực, chủ động học sinh Vì thường gọi PP PPDH tích cực; đó, giáo viên người giữ vài trò hướng dẫn, gợi ý, tổ chức, giúp cho người học tự tìm kiếm, khám phá tri thức theo kiểu tranh luận, hội thảo theo nhóm Người thầy có vai trị trọng tài, cố vấn điều khiển tiến trình dạy 14 Hình Bánh cùi thơm Hình 4 Bánh vành chậu 15 Hình Nắp chụp 4.2 Chế tạo mơ hình 4.2.1 Xây dựng mơ hình in 3D Hệ thống truyền lực khơng thể thiếu dịng xe giới 16 Hình Sản phẩm việc in 3D Hình Bản vẽ võ vi sai 17 4.2.2 Chỉnh sửa mô hình Dựa vào phần mềm Inventer ta có thông số bánh vành chậu bánh nón đồng thời qua ta xác định bước răng, số kích thước bánh nón để thuận tiện cho việc tạo tỷ số truyền tối ưu Hình Thơng số Gear thiết kế 4.3 Kết trình lắp ráp hệ thống truyền lưc 18 Hình Bản vẽ lắp Hình 10 Bản vẽ lắp 19 Hình 11 Hình ráp phận vi sai 20 Hình 12 Lắp ráp bánh vành chậu 21 Hình 13 Phần võ vi sai 22 Hình 14 Bánh hành tinh Hình 15 Các bánh ghép lại 23 PHẦN 5: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Qua trình nghiên cứu thiết kế, thi cơng chế tạo mơ hình hệ thống truyền lực , nhóm thực chế tạo thành cơng mơ hình hệ thống truyền lực vi sai Hệ thống ban đầu thực chức người sử dụng cần vi sai hoạt động để tác động mômen quay vào bánh xe bên phải bánh xe bên trái vậy, điều có ưu điểm làm cho xe chạy êm qua đường vịng, lại có nhược điểm làm giảm lực dẫn động đến hai bánh xe lực dẫn động bánh xe bị giảm Lưu ý sửa chữa Tải trọng ban đầu vòng bi bán trục Bánh vành chậu phát sinh lực đẩy dọc trục, điều chỉnh tải trọng ban đầu không đúng, ổ lăn côn bên mịn làm cho tốc độ quay khơng ổn định Để tránh tượng này, cần phải điều chỉnh tải trọng ban đầu đệm điều chỉnh đai ốc điều chỉnh Tải trọng ban đầu bánh dứa (FR) Bánh vành chậu phát sinh lực đẩy dọc trục, điều chỉnh tải trọng ban đầu không đúng, ổ lăn côn hai đầu bánh dứa bị mòn làm cho tốc độ quay không ổn định Để tránh tượng cần phải điều chỉnh tải trọng ban đầu đệm điều chỉnh vòng cách co giãn Khe hở ăn khớp bánh vành chậu hypoit (FR) 24 Bánh vành chậu tạo lực đẩy tác động vào bánh dứa, điều chỉnh khe hở ăn khớp khơng xác, lực tác động lớn làm cho hai bánh bị hư hỏng bị kẹt Cần phải dùng đai ốc điều chỉnh đệm điều chỉnh để điều chỉnh khe hở Vết ăn khớp bánh vành chậu (FR) Bánh vành chậu tạo lực đẩy tác động vào bánh dứa, khơng điều chỉnh tốt vết ăn khớp này, lực tác động mức làm cho hai bánh bị hư hỏng bị kẹt sinh tiếng ồn Phải điều chỉnh không khe ăn khớp, mà phải điều chỉnh vết ăn khớp bánh vòng đệm điều chỉnh Vấn đề tồn tại: Trong trình nghiên cứu chế tạo sản phẩm có gặp phải số khó khăn trở ngại hướng khắc phục sau:  Do vấn đề kĩ thuật nên buộc phải sử dụng xe chạy thẳng, lực cản tác động lên bánh xe bên phải bánh xe bên trái, bánh vành chậu, bánh vi sai bánh bán trục quay khối liền để truyền lực dẫn động đến hai bánh xe  Do vấn đề kĩ thuật nên buộc phải sử dụng xe chạy đường vòng, tốc độ quay lốp lốp khác Nói khác đi, bên vi sai, bánh bán trục B phía quay chậm bánh vi sai phải quay cho bánh bán trục A phía ngồi quay nhanh  Bộ vi sai hoạt động để tác động mômen quay vào bánh xe bên phải bánh xe bên trái 25  Vì vậy, điều có ưu điểm làm cho xe chạy êm qua đường vịng, lại có nhược điểm làm giảm lực dẫn động đến hai bánh xe lực dẫn động bánh xe bị giảm  Và thành Hình 5.1 Mơ hình hệ thống vi sai gắn với động hộp số  Nguyên lý hoạt động vi sai Khi xe chạy, vỏ vi sai bánh vành chậu quay khối truyền mômen cho bánh xe chủ động ( xe chạy thẳng ,lực cản lên bánh xe nhau, lúc bánh vệ tinh không tự quay quanh mà quay theo vỏ vi sai, bánh vệ tinh có vai trị bám chặt với bánh bán trục bắt bánh xe quay góc độ) Khi rẻ phải lực cản bánh xe phải lớn lực cản bánh xe trái ( bánh xe nằm gần tâm quay có lực cản lớn hơn) lực tác dụng ngược lên làm bán trục 26 bên phải kìm hảm lại Lúc bánh vệ tinh quay theo vỏ vi sai cịn chuyển động quay quanh kìm hảm bánh bán trục bên phải, tăng tốc độ quay cho bánh bán trục bên trái, bánh xe bên phải quay chậm lượng bánh xe bên trái quay nhanh thêm lượng, đảm bảo cho xe quay vịng mà khơng bị trượt ngược lại 5.2 Đề xuất kiến nghị Bộ vi sai đại thông minh nghiên cứu sản phẩm có nhiều hướng phát triển thời đại cách mạng công nghiệp 4.0 Loại vi sai vi sai mở (open differential) với đặc trưng rẻ, nhẹ bền Tuy nhiên nhược điểm lớn lại mô-men xoắn truyền tới bánh khơng đồng đều, bánh độ bám lại nhận nhiều mô-men xoắn tăng khả trượt, bề mặt trơn ướt Để khắc phục sinh loại vi sai hạn chế trượt LSD giúp truyền mơ-men xoắn tới bánh có độ bám tốt Loại vi sai thứ hai vi sai khóa (lock differential) khóa trục bánh xe cần thiết để cung cấp sức mạnh cho bánh xe cần lực kéo, nhược điểm phải mở khóa trước vào cua, thường dùng xe off-road Sản phẩm áp dụng vào thực tế mang lại hiệu kinh tế cao Vì giải pháp để thay cho việc sử dụng sản phẩm từ đối tác nước cần thiết cho việc nội địa hóa có sản phẩm ý tưởng thời đại Thay cho hai loại vi sai hạn chế trượt kết hợp phanh Theo đó, hệ thống điều khiển điện tử chủ động phanh bánh bị trượt, độ bám để tận dụng mô-men xoắn truyền sang bánh lại giúp xe chuyển động Ưu điểm loại sử dụng vi sai mở, kết hợp điều khiển điện tử nên gọn nhẹ, phải bảo dưỡng Bên cầu bôi trơn nhớt đảm bảo bánh không bị tải nhiệt Loại nhớt cầu thường loại đặc hệ thống kín nên sử dụng lâu Khi 27 mua chạy tầm 10.000km đầu tiên, ta nên xả nhớt cầu nhà máy châm sẵn để loại bỏ hết mạt sắt q trình ro-dai Sau ta thay nhớt cầu sử dụng Gần suốt vòng đời xe, ta thay nhớt cầu vài lần 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO [ ] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại Học Quốc Gia TP HCM, 2008 [ ] Nguyễn Đắc Lộc tác giả Công nghệ chế tạo máy tập NXBKHKT, Hà Nội, 2003 [ ] Giáo trình Tính tốn thiết kế tơ HUTECH Ts Nguyễn Phụ Thượng Lưu biên soạn, Phần hệ thống truyền lực [ ] Giáo trình Cơng nghệ kiểm định chuẩn đốn tơ HUTECH Ts Nguyễn Phụ Thượng Lưu biên soạn Phần hệ thống truyền lực [ ] https://www.oto-hui.com [6 ] www greencar.vn [ ]www otosaigon.com [ ] www.otofun.net ... định chọn đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH TRUYỀN LỰC CHÍNH ỨNG DỤNG TRONG VIỆC GIẢNG DẠY” PHẦN 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Tổng quan đề tài Các phương pháp giảng dạy đại bậc đại... trường sinh viên từ việc thiết kế khí đến việc đưa vào giảng đường Sự kết hợp từ in 3D, khí điện tạo “mơ hình truyền lưc chính? ?? Việc ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghệ vào đời sống cộng đồng... nhu cầu sử dụng để giúp giảng viên truyền đạt kiến thức cách tốt Việc sử dụng mơ hình làm cho học sinh, sinh viên có hứng thú buổi học lý thuyết, Việc ứng dụng mơ hình vào việc giảng dạy làm sinh