Bước 1: Xây dựng mô hình tình toán:
+ Chọn đơn vị N, mm, C,
+ Tạo các lưới để vẽ: Thao tác lệnh Define/ Coordinate systems/Grid trên hộp
thoại Coordinate Grid/systems ta chọn Modify/Show systems sau đó khai báo trên
hộp thoại Define Grid Data
+ Thực hiện lệnh vẽ, ta sử dụng lệnh Draw/Draw/Frame Cable Tendon + Gán nút: Lựa chọn nút sau đó thực hiện lệnh Assign/Joint/Restraints…. + Khai báo vật liệu thực hiện lệnh Define/ Meterials/
+ Khai báo mặt cắt: Nhập ngân hàng mặt cắt, thực hiện lệnh khai báo Define/ Frame Sections, trên hộp thoại Frame Properties Lựa chọn Import Box/Tube sau đó Click vào Add new Property…xuất hiện hộp thoại Section Property File, trên hộp thoại này ta vào chương trình SAP2000 bạn chọn File EURO.PRO sau đó lựa chọn OK.Tiếp theo bạn chọn toàn bộ các loại mặt cắt TUBO, sau đó OK.
+ Tạo mặt cắt chọn lựa, trên hộp thoại Frame Properties Lựa chọn Add Auto
Select sau đó Click vào Add new Property…, xuất hiện hộp thoại Auto Selection
Sections, trên hộp thoại này ta đặt tên MCTUCHON, bạn chọn toàn bộ mặt cắt TUBO
bên List of Sections sau đó Click Add ta được danh sách các mặt cắt TUBO bên ô Auto Selections, sau đó ta chọn OK.
+ Gán mặt cắt thanh: Sau khi lựa chọn đối tượng thanh ta thực hiện lệnh Assign/ Frame Cable Tendon /Frame Sections… trên hộp thoại Frame Properties ta lựa chọn MCTUCHON sau đó lựa chọn OK.
Kết quả ta được mô hình tính toán:
Hình 3. 1: Mô hình kết cấu khung xe trên Sap2000
Bước 2: Định nghĩa và gán các tải trọng cho đối tượng:
+ Đặt tên tải trọng thực hiện theo lệnh Define/ Load Case…
+ Gán tải trọng: Lựa chọn đối tượng sau đó thực hiện lệnh gán tải trọng
Assign/Joint loads/ Force… ta khai báo các số liệu như trên hộp thoại Joint Forces
+ Tổ hợp tải trọng: khung mô hình xe hai thân chịu tác dụng bởi các thành phần lực: tải trọng tập do động cơ và tự trọng bản thân, do đó ta tổ hợp để phân tích kết cấu: Thực hiện lệnh Define/Analysis Cases…
Bước 3: Chạy chương trình
+ Đặt tên File tính toán, bấm phím tổ hộp Ctrl + S sau đó nhập tên file trên hộp thoại Save Model File As lựa chọn thư mục để file sau đó lựa bấm Save.
+ Chạy chương trình, bấm F5 xuất hiện hộp thoại Set Analysis Cases to Run sau
đó ta chọn mục Run Now.
Trước hết ta chọn trường hợp tải trọng tính toán, ta thực hiện lệnh Design/steel
Frome Design/ Select Design Combos..., trên hộp thoại Déign Load Combinations
Selection bên ô List of Combos ta chọn TONGHOP sau đó Click Add rồi lựa chọn OK.
Lựa chọn mặt cắt tối ưu theo lệnh sau: Design/steel Frome Design/ Star
Design/check of Structure: sau khi chạy ta được mặt cắt tối ưu trên các thanh.
Hình 3. 2: Mô phỏng tính toán bền trên SAP 2000
Chương IV: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO KHUNG XE 4.1. Phân tích cấu tạo khung xe mô hình
2 3 4
Hình 4. 1: Mô hình khung xe hai thân
1 Khung thân trước 4 Khung thân sau 2 Hộp trục xoay ngang 5 Cơ cấu nối thân sau 3 Chốt xoay thân 6 Cơ cấu nối thân trước Cấu tạo mô hình khung xe hai thân gồm:
+Khung thân trước và khung thân sau có kết cấu là các thanh thép hộp 40x40mm.Khung là nơi để gá, bắt các bộ phận như: Cơ cấu di chuyển, cầu xe, động cơ, bơm dẫn động lái, cơ cấu lái.
+Hộp xoay ngang cấu tạo từ các miếng thép tấm dày 3mm và được hàn thành khối hộp có kích thước xác định. Hộp xoay kết hợp với chốt và khung trước đóng vai trò là một giảm chấn cho xe, nhằm tránh sự xoắn giữa hai thân khi xe đi trên đường không bằng phẳng.
+Cơ cấu nối thân trước và cơ cấu nối thân sau được cấu tạo từ các thép tấm dày 3mm. Nó có nhiệm vụ kết hợp với chốt để nối thân trước với thân sau
+ Chốt xoay được tiện với đường kính xác định, chốt có nhiệm vụ nối hai thân với nhau.
4.2. Chế tạo các chi tiết khung xe
4.2.1. Quytrìnhchếtạocác chitiếtkhungtrước4.2.1.1. Vậtliệuchếtạo 4.2.1.1. Vậtliệuchếtạo
Khung thân trước sử dụng loại thép hộp 40x40mm và 80x40mm, thép tấm dầy 6mm, các chốt có đường kính Ø30 và Ø20mm.
4.2.1.2. Phươngphápchếtạo
Khung thân trước sử dụng phương pháp gia công cơ khí thủ công: +Cắt vật liệu.
+Mài vật liệu. +Hàn chi tiết. +Khoan vật liệu.
4.2.1.3. Côngđoạnchếtạo
*Cắt, mài vật liệu và tiến hành khoan lỗ những vật liệu cần khoan.
Trên cơ sở mô hình khung xe hai thân như trên, dựa vào bản vẽ CAD 2D ta tiến hành cắt vật liệu sau đó mài các chi tiết để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật sao cho đúng thông số chuẩn và thẩm mĩ nhất.
-Chế tạo chi tiết số 1.
+Chuẩn bị phôi: Thép hộp 40x40 mm. +Dụng cụ: -Máy cắt. -Máy mài. -Thước đo. -Bút lấy dấu. 54
10 30
Hình 4. 2: Chi tiết số 1- thân trước
Tiến hành:
Bước 1 : Đo kích thước theo bản vẽ và lấy dấu. Bước 2 : Cắt phôi theo dấu.
Bước 3 : Mài phôi cho bề mặt chi tiết được phẳng . Số lượng chi tiết số 1: 01.
-Chế tạo chi tiết số 2.
605
Hình 4. 3: chi tiết số 2- thân trước
Tiến hành:
Bước 1 : Đo kích thước theo bản vẽ và lấy dấu . Bước 2 : Cắt phôi theo dấu.
Số lượng chi tiết số 3: 02. -Chế tạo chi tiết số 3.
+Chuẩn bị phôi: Thép hộp 80x40 mm. +Dụng cụ: -Máy cắt.
-Máy mài. -Thước đo. -Bút lấy dấu. -Máy khoan lỗ.
1030
Hình 4. 4: Chi tiết số 3- thân trước
Tiến hành:
Bước 1 : Đo kích thước theo bản vẽ và lấy dấu . Bước 2 : Cắt phôi theo dấu.
Bước 3 : Mài phôi cho bề mặt chi tiết được phẳng.
Bước 4 : Tìm trọng tâm của chi tiết theo chiều rộng và đánh dấu trọng tâm. Bước 5 : Tiến hành khoan lỗ chi t có Ø =30 mm.
Số lượng chi tiết số 3: 01. -Chế tạo chi tiết số 4.
+Chuẩn bị phôi: Thép tấm h= 6 mm. +Dụng cụ: -Máy cắt. -Máy mài. -Thước đo. -Bút lấy dấu. -Máy khoan lỗ.
24
0
70
206
Hình 4. 5: Chi tiết số 4- thân trước
Tiến hành:
Bước 1 : Đo kích thước theo bản vẽ và lấy dấu Bước 2 : Cắt phôi theo dấu
Bước 3 : Mài phôi cho bề mặt chi tiết được phẳng Bước 4 : Tìm trọng tâm của chi tiết và đánh dấu Bước 5 : Doa lỗ theo vạch dấu có Ø =30 mm Số lượng chi tiết số 4: 02
-Chế tạo chi tiết số 5
+Chuẩn bị phôi: Thép tấm h= 6 mm +Dụng cụ: -Máy cắt -Máy mài -Thước đo -Bút lấy dấu 240
Hình 4. 6: Chi tiết số 5- thân trước
272 Tiến hành:
Bước 1 : Đo kích thước theo bản vẽ và lấy dấu Bước 2 : Cắt phôi theo dấu
Bước 3 : Mài phôi cho bề mặt chi tiết được phẳng -Chế tạo chi tiết số 6:
Vật liệu sử dụng: Thép tấm h=6mm, số lượng 01
123
240
Hình 4. 7: Chi tiết số 6- thân trước
-Chế tạo chi tiết số 7:
Vật liệu sử dụng: Thép tấm h=6mm , số lượng 01
123
Hình 4. 8: Chi tiết số 7- thân trước
29
21
4
64
-Chế tạo chi tiết số 8 và số 9
Vật liệu sử dụng: Thép tấm h=6mm, số lượng mỗi loại 1 thanh
255 333 212 221 263 76 33 283 288
Hình 4. 9: Chi tiết số 8 và chi tiết số 9- thân trước
Các chi tiết số 6, 7, 8, 9 có quy trình gia công giống nhau và giống quy tình gia công chi tiết số 5 nhưng chỉ khác nhau về hình dạng, kích thước các chi tiết nên không trình bày lại quy trình gia công các chi tiết đó
-Chế tạo chi tiết số 10
+ Vật liệu sử dụng: Thép tấm h=6mm, số lượng 02 +Dụng cụ: -Máy cắt -Máy mài -Thước đo -Bút lấy dấu -Máy khoan lỗ
11
0
123
Hình 4. 10: Chi tiết số 10- thân trước
Tiến hành:
Bước 1 : Đo kích thước theo bản vẽ và lấy dấu Bước 2 : Cắt phôi theo dấu
Bước 3 : Mài phôi cho bề mặt chi tiết được phẳng Bước 4 : Xác định tâm của chi tiết và đánh dấu
Bước 5 : Khoan lỗ theo vạch dấu có đường kính Ø20 mm
*Tiến hành tiện chốt
Sử dụng máy tiện để tiện chốt: Tiện 1 chốt có đường kính Ø30mm dài 10cm và 2 chốt có đường kính Ø20mm dài 7cm
Hình 4. 11: Chi tiết số 11 và chi tiết số 12- thân trước
4.2.2. Quytrìnhtổhợpkhungthântrước
4.2.2.1Côngtácchuẩnbị
Công tác chuẩn bị gồm các vật dụng sau:
+Các vật liệu của khung trước đã được gia công ở trên. +Máy hàn, que hàn, kính hàn, giày và bảo hộ lao động. +Máy mài.
4.2.2.2Quytrìnhtổ hợp
Bước 1: Hàn 2 miếng thép tấm 240x206x6 với 2 miếng thép tấm 240x70x6 với nhau.
Bước 2: Cho thanh thép hộp 80x40 vào trong hộp vừa hàn được, chỉnh cho các lỗ khoan trùng nhau rồi đưa chốt Ø30mm vào, cố định thanh thép hộp và khối hộp đó.
Bước 3: Hàn các thanh thép hộp vừa gia công ở trên theo đúng kết cấu như bản vẽ.
Bước 4: Hàn các chi tiết số 6, chi tiết số 7, chi tiết số 8 và chi tiết số 9 vào hộp khung trước theo đúng kết cấu bản vẽ.
4.2.2.3Hoànthiện
Tiến hành kiểm tra các mối hàn xem có vị trí hàn nào bị hở không,nếu hở thì tiến hành hàn đắp lại.
Dùng máy mài mài lại những vị trí hàn.
Hình 4. 12: Mô hình khung trước xe hai thân
35
9
4.3. Chế tạo các chi tiết khung sau.
4.3.1Quytrìnhchếtạocácchitiếtkhungsau. 4.3.1.1Vậtliệuchế tạo.
Khung sau sử dụng loại thép hộp 40x40mm và thép tấm dầy 6mm.
4.3.1.2phươngphápchế tạo.
Khung thân sau sử dụng các phương pháp gia công cơ khí thủ công: +Cắt vật liệu
+Mài vật liệu +Hàn chi tiết
4.3.1.3Côngđoạnchếtạo
*Cắt, mài vật liệu.
Trên cơ sở mô hình khung xe hai thân như trên, dựa vào bản vẽ CAD 2D ta tiến hành cắt vật liệu sau đó mài các chi tiết để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật sao cho đúng thông số chuẩn và thẩm mĩ nhất.
-Chế tạo chi tiết số 1: số lượng 04. +Chuẩn bị phôi: Thép tấm h= 6 mm. +Dụng cụ: -Máy cắt. -Máy mài. -Thước đo. -Bút lấy dấu. -Máy khoan lỗ. 228 90
Hình 4. 13: Chi tiết số 1- thân sau
Tiến hành:
Bước 1 : Đo kích thước theo bản vẽ và lấy dấu. Bước 2 : Cắt phôi theo dấu.
Bước 3 : Mài phôi cho bề mặt chi tiết được phẳng. Bước 4 : Tìm trọng tâm của chi tiết và đánh dấu. Bước 5 : Doa lỗ theo vạch dấu có Ø =20 mm. -Chế tạo chi tiết số 2: số lượng 04.
+Chuẩn bị phôi: thép hộp 40x40. +Dụng cụ: -Máy cắt. -Máy mài. -Thước đo. -Bút lấy dấu. 650 52 567
Hình 4. 14: Chi tiết số 2- thân sau
Tiến hành:
Bước 1 : Đo kích thước theo bản vẽ và lấy dấu. Bước 2 : Cắt phôi theo dấu.
Bước 3 : Mài phôi cho bề mặt chi tiết được phẳng. Chế tạo chi tiết số 3:
+Vật liệu chế tạo:Thép hộp 40x40, số lượng 04.
950
Hình 4. 15: Chi tiết số 3 – thân sau
Chế tạo chi tiết số 4:
+Vật liệu chế tạo: Thép hộp 40x40, số lượng 02.
+Dụng cụ và trình tự tiến hành cũng như chế tạo ở chi tiết trên.
260
Chế tạo chi tiết số 5:
+Vật liệu chế tạo: Thép hộp 40x40, số lượng 02.
+Dụng cụ và trình tự tiến hành cũng như chế tạo ở chi tiết trên.
160
Hình 4. 17: Chi tiết số 5- thân sau
Chế tạo chi tiết số 6:
+Vật liệu chế tạo: Thép hộp 40x40, số lượng 04.
+Dụng cụ và trình tự tiến hành cũng như chế tạo ở chi tiết trên.
150
Hình 4. 18: Chi tiết số 6 – thân sau
Chế tạo chi tiết số 7:
+Vật liệu chế tạo: Thép hộp 40x40, số lượng 02.
+Dụng cụ và trình tự tiến hành cũng như chế tạo ở chi tiết trên.
350
Hình 4. 19: chi tiết số 7 – thân sau
4.3.2. Quytrìnhtổhợpkhungthânsau
4.3.2.1Côngtácchuẩnbị
Công tác chuẩn bị gồm các vật dụng sau:
+Các vật liệu của khung sau đã được gia công ở trên. +Máy hàn, que hàn, kính hàn, giày và bảo hộ lao động. +Máy mài.
4.3.2.2Quytrìnhtổ hợp
Bước 1:Hàn các chi tiết vừa gia công ở trên theo đúng kết cấu như bản vẽ. Bước 2 :Hàn chi tiết số 1 vào khung sau xe (vị trí kết cấu giống như bản vẽ).
4.2.2.3Hoànthiện
Tiến hành kiểm tra các mối hàn xem có vị trí hàn nào bị hở không, nếu hở thì tiến hành hàn đắp lại.
Dùng máy mài mài lại những vị trí hàn.
Hình 4. 20: Mô hình khung sau xe hai thân
4.4. Lắp ghép
Sau khi gia công lắp ghép được khung trước và khung sau theo các quy trình trên ta tiến hành đem đi lắp ghép để tạo thành khung xe hoàn chỉnh
Các bước tiến hành:
+Bước 1: Chuẩn bị khung trước +Bước 2: Chuẩn bị khung sau +Bước 3: Tiến hành lắp ghép
Giữ khung sau cố định trên một mặt phẳng. Từ từ đưa phần khớp nối của khung trước tiến lại gần bắt với khớp nối khung sau sao cho tâm các lỗ chốt nối trùng nhau
+ Bước 4: Đưa chốt vào ăn khớp với vị trí của các lỗ chốt
Hình 4. 21: Mô hình khung xe hai thân
4.5 . Hoàn thiện
+Kiểm tra lại sơ bộ xem các vị trí hàn đã kín khít chưa, sau đó sử dụng máy mài mài lại các vị trí hàn.
+Tiến hành lắp các bộ phận chi tiết như cầu xe, động cơ, bánh xe, hệ thống lái lên khung xe
Hình 4. 22 : Mô hình khung xe hoàn chỉnh
Phần III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết Luận:
Sau thời gian nghiên cứu tài liệu, tìm hiểu thực tế cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn, cùng các thầy cô giáo trong khoa Cơ Khí Động Lực trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật Hưng Yên, chúng em đã hoàn thành đề tài của mình với nội dung: “ Nghiên cứu tính toán, thiết kế chế tạo mô hình kết cấu khung xe hai thân ”.
Các kết quả đạt được: + Về mặt lý thuyết:
- Phân tích kết cấu khung xe hai thân
- Phân tích các điều kiện làm việc của xe hai thân - Quy trình thiết kế sản xuất khung xe hai thân
- Các phương án thiết kế xây dựng mô hình xe hai thân + Về mặt thực hành:
- Cùng với đề tài xây dựng mô hình hệ thống lái và xây dựng hệ thống di chuyển trên xe hai thân đã tạo ra được mô hình xe hai thân hoàn chỉnh
- Biết cách làm bản vẽ chế tạo, bản vẽ chi tiết trên CAD 2D
- Biết được quy trình hàn, cắt và gia công vật liệu chế tạo mô hình xe hai thân Do thời gian có hạn, lượng kiến thức còn hạn chế nên đề tài của chúng em vẫn còn nhiều thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô cùng các bạn học sinh, sinh viên để đề tài của em được hoàn thiện hơn
Kiến Nghị:
-Những sinh viên khóa sau có thể phát triển đề tài hoàn thiện hơn. Làm cho mô hình giống với thực tế hơn.
-Xây dựng mô hình hợp lý để có thể lắp được đầy đủ các bộ phận như thực tế.
-Phát triển thêm các cơ cấu bộ phận trên mô hình khung xe hai thân