Để xây dựng mô hình 3D các chi tiết của hệ thống lái trên xe VINAXUKI tôi sử dụng phần mềm Solidworks 2010. Trước hết cần thiết lập môi trường vẽ phác với các bước như sau :
Bước 1: Khởi động chương trình Solidworks.
Bước 2 : Trong môi trường Solidworks, nhắp New trên thanh công cụ ( hoặc chọn File> New ) . Hộp thoại New xuất hiện.
18
Bước 3: Trong Tab Template, chọn biểu tượng bản vẽ Part, nhắp OK màn hình quan sát bản vẽ xuất hiện.
Bước 4: Tạo lưới và chọn đơn vị đo cho bản vẽ.
Nhắp Grid trên thanh công cụ Sketch ( hoặc chọn Tool > Options). Hộp thoại Options xuất hiện.
Chọn Tab Document Properties. Chọn Gridsnap để tạo lưới và khả năng bắt điểm cho bản vẽ, chọn Units để xác định đơn vị đo cho bản vẽ.
Bước 5: Nhắp Sketch trên thanh công cụ Sketch hoặc chọn Insert > Sketch, chọn mặt phẳng phác thảo (front plane, Topplane hoặc Right plane)
19
Sau khi thiết lập được môi trường vẽ phác thì tôi tiến hành xây dựng mô hình 3D các chi tiết, cụm chi tiết bằng cách vào môi trường vẽ phác, sau đó vẽ phác các biên dạng rồi dùng các lệnh trên thanh công cụ ta dễ dàng xây dựng được mô hình 3D các chi tiết mong muốn.
Các chi tiết tạo ra được ghi thành một file có phần mở rộng là “ *.Sldprt ”.
Thực hiện theo trình tự các bước như trên ta sẽ xây dựng được tất cả các chi tiết, cụm chi tiết mong muốn.
Căn cứ vào catalog xe VINAXUKI và các kích thước đo được trên xe thật tôi xây dựng được mô hình 3D các chi tiết của hệ thống lái xe VINAXUKI như sau.
Hệ thống lái trên xe VINAXUKI gồm các cụm chi tiết chính như sau: Vành tay lái, trục lái, trục vít, bánh vít, đòn quay đứng, thanh kéo dọc, đòn ngang, chốt chuyển hướng, thanh kéo ngang, dầm cầu trước, cam quay, trục bánh vít.
Dầm cầu có kết cấu đơn giản nhưng phải chịu được tải trọng tác dụng của mặt đường và các chấn động do tải trọng của xe tác dụng lên vành tay lái.
20
Chúng cần có kết cấu vững chắc, chịu được nhiều lực có hướng phức tạp và thay đổi theo chu kỳ.
Dầm cầu trước được vẽ như sau: Trong mặt phẳng Right Plane vẽ tiết diện của dầm sau đó dùng lệnh Extrude để đùn dọc theo nửa chiều dài nằm ngang của dầm. Tạo mặt phẳng làm việc song song với mặt đầu của dầm và cách khoảng 300 mm. Trên mặt phẳng làm việc vừa tạo vẽ một tiết diện thu nhỏ của dầm sau đó dùng lệnh Loft để tạo ra dầm thu nhỏ tiết diện. Trên mặt phẳng làm việc đó vẽ một tiết diện hình chữ nhật sau đó dùng lệnh Revole quay quanh trục, dùng lệnh Cut Extrude để tạo ra lỗ lắp chốt đứng. Trên mặt phẳng của dầm theo kích thứơc đã biết ta vẽ biên dạng hình vuông và 4 lỗ để lắp bu lông, sau đó dùng lệnh Extrude để đùn hình vuông trên mặt dầm. Như vậy tôi được nửa dầm để được nửa dầm còn lại ta cho đối xứng phần đã vẽ quanh mặt phẳng làm việc phác thảo ban đầu ta vào Insert > Pattara/Marrar > Marrar. Ta xây dựng được dầm cầu trước thể hiện ở (hình 3.1).
Hình 3.1. Kết cấu dầm cầu trước
Chốt chuyển hướng được vẽ bằng cách vẽ tiết diện tròn trong mặt phẳng phác họa, sau đó dùng lệnh Extrude, Camper để tạo ra mô hình 3D của chốt chuyển hướng. Tạo mặt phẳng làm việc tiếp xúc với mặt trụ vẽ vòng tròn
21
theo kích thước đã đo được, dùng lệnh Cut Extrude để tạo hai vết khuyết lắp hai chốt hãm.
Mô hình 3D của chốt chuyển hướng được giới thiệu ở (hình 3.2)
Hình 3.2. Chốt chuyển hướng
Cam quay – đòn ngang là một chi tiết phức tạp trong cơ cấu lái. Để xây dựng được mô hình 3D của chi tiết này tôi làm như sau: Trước hết cần vẽ biên dạng 2D của tấm lắp ngõng trục bánh xe dẫn hướng và vòng tròn là các lỗ lắp bulong. Sau đó sử dụng lệnh Extrude để đùn vật thể làm giá với kích thước là 8 mm. Sau đó chọn mặt phẳng phác thảo là mặt phẳng song song với mặt phẳng lắp ráp vừa được đùn lên. Trên mặt phẳng phác thảo này vẽ hai biên dạng vuông. Sau khi ra khỏi mặt phẳng phác thảo dùng lệnh Extrude để đùn lên với độ cao 50 mm.
Chọn mặt phẳng phác thảo phù hợp vẽ vòng tròn có đường kính bằng biên dạng phía dưới, dùng lệnh Cut Extrude để tạo hình khối phần nhô ra (cũng có thể dùng lệnh filet để bo tròn). Tiếp tục chọn mặt phẳng phác thảo là mặt trên hoặc mặt dưới của phần nhô ra, vẽ biên dạng tròn đồng tâm với cạnh tròn có đường kính bằng đường kính chốt chuyển hướng, dùng lệnh cut Extrude để tạo lỗ lắp chốt chuyển hướng.
22
Chọn mặt phẳng phác thảo là mặt bên của phần nhô ra để tạo lỗ lắp chốt hãm chốt chuyển hướng sau đó dùng lệnh hole để tạo hai lỗ lắp chốt hãm
Mô hình 3D của cam quay cho ở (hình 3.3)
Hình 3.3. Cam quay – đòn ngang
Để vẽ thanh giằng ngang của cơ cấu hình thang lái ta xác định đường kính và chiều dài của thanh giằng rồi sử dụng các lệnh Extrude để đùn chi tiết ra theo chiều dài, hai đầu thanh giằng ngang vẽ thêm ren để lắp các chi tiết khác của cơ cấu hình thang lái.
23
Hình 3.4: Thanh giằng ngang
Để vẽ trục lái với kết cấu gắn với cơ cấu trục vít bên dưới ta cần xác định đường kính, chiều dài trục lái và kính thước chỗ lắp 2 vòng bi đỡ trục lái ở đầu trục vít. Ngoài ra còn cần xác định kích thước các răng của phần trục vít phần then hoa để lắp ráp với vành tay lái. Bằng các lệnh vẽ phác, Extrude ta xây dựng được mô hình 3D của trục tay lái được thể hiện ở (hình 3.5)
Hình 3.5: Trục lái
Sau khi xác định các kích thước của vành tay lái, tôi xây dựng mô hình 3D của vành tay lái như sau:
24
Vẽ vòng tròn trên măt phẳng Oplane rồi thoát khỏi Sket. Tạo mặt phẳng làm việc vuông góc với vòng tròn ta vừa vẽ. Trên mặt phẳng làm việc đó vẽ một vòng tròn có đường kính bằng đường kính của tiết diện ngang vành tay lái sau đó Exit Sket. Dùng lệnh Sweep để tạo ra vành tay lái. Trên mặt phẳng phác thảo ban đầu vẽ vòng tròn bằng đường kính của mayơ của vô lăng dùng lệnh Extrude để đùn tiết diện tròn để được chiều cao của mayơ vô lăng. Trên mặt phẳng làm việc tâm vòng tròn tay lái vẽ một đường dẫn vừa tạo và tiếp tuyến với đường tâm của vành. Trên mặt phẳng làm việc này vẽ một biên dạng elíp giống như tiết diện của nan hoa vành tay lái sau đó dùng lệnh Extrude để dùn biên dạng đó cho đến khi gặp biên dạng may ơ của tay lái. Để tạo được 3 chạc ta tạo trục làm việc là trục quay bằng cách nhắp chuột vào Centerline tiếp theo ta vào Insert > Patern / Mirror > Circular Pattern. Sau đó ta chọn đối tượng, góc độ, chọn trục làm việc > OK thực hiện các bước như trên tôi đã xây dựng được mô hình 3D của vành tay lái cho ở (hình 3.6)
Hình 3.6: Vành tay lái
Còn lại các chi tiết khác như thanh giằng và thanh đỡ các hướng trục cần thiết kế với kích thước đo được trên vật thể thật là xe VINAXUKI đang
25
sử dụng. Chú ý khi vẽ các chi tiết trong hệ thống lái cần đảm bảo tính logic cho bản vẽ mô phỏng và các kích thước, các bề mặt lắp ghép cho chính xác, đảm bảo tính năng và hình dáng phù hợp với mô hình chế tạo thật.
Sau khi vẽ được các chi tiết như trên ta đưa vào môi trường lắp ráp và gọi các chi tiết đã vẽ được ở trên ra, dùng các lệnh ràng buộc phù hợp để lắp ráp các chi tiết lại với nhau và kết quả được cụm vành tay lái và trục lái như (hình 3.7).
Hình 3.7: Cụm vành tay lái và trục lái
Cụm chi tiết đòn quay đứng – Trục bánh vít được vẽ như sau: Trên mặt phẳng phác thảo Right Plane vẽ biên dạng của đòn quay đứng theo kích thước đã đo được sau đó dùng lệnh Extrde để tạo hình khối 3D của đòn quay đứng. Chọn một mặt bên của đòn quay đứng vẽ vòng tròn đồng tâm với cạnh tròn phía trên, đường kính bằng đường kính trục bánh vít, dùng lệnh Extrde đùn biên dạng một khoảng bằng chiều dài trục bánh vít. Chọn mặt đầu trục làm mặt phẳng phác thảo vẽ vòng tròn đồng tâm rồi vẽ then hoa đầu trục. Tiếp tục dùng lệnh Extrde vẽ phần then hoa đầu trục để lắp bánh vít. Tạo mặt phẳng làm việc là mặt đối xứng của đòn quay đứng. Tên mặt phẳng này vẽ hai vòng
26
tròn, sau đó dùng lệnh Extrde đùn biên dạng vành khăn về hai phía để được phần ống lắp thanh kéo dọc.
Mô hình 3D của cụm chi tiết đòn quay đứng – trục bánh vít được thể hiện ở (hình 3.8)
Hình 3.8: Cụm chi tiết đòn quay đứng – trục bánh vít