Chuong 5 thiet ke ky thuat

11/13/2016

Mục tiêu của chương 4

Chương 4

Giúp cho sinh viên:

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

 Nhận thức được các đặc điểm của thiết kế kỹ thuật và
quá trình thiết kế.
 Biết và thực hiện các bước thiết kế thông qua đồ án môn
học.
 Tích cực và thích thú thực hành các bước thiết kế.

1

Nhập mơn về kỹ thuật

4-2

4.1 Thiết kế là q trình đầy say mê (1)
Say mê để yêu thích sáng tạo (1)

Nội dung của chương 4

“Nhiệt tình là một trong những động lực thành cơng mạnh mẽ
nhất. Khi bạn làm điều gì đó, hãy làm hết sức mình. Hãy đặt
tồn bộ tâm trí mình vào đó. Hãy tạo ra dấu ấn của chính
mình. Hãy tích cực, năng động, nhiệt tình và trung thực để rồi

bạn sẽ hồn thành mục tiêu của mình. Khơng có điều tuyệt
vời nào đạt được mà khơng có nhiệt tình”.
Ralph Waldo Emerson

4.1 Thiết kế là quá trình đầy say mê.
4.2 Những nội dung của thiết kế kỹ thuật
hiện đại.
4.3 Tổ chức mang tính hệ thống các ý
tưởng.
4.4 Quá trình thiết kế.
4.5 Áp dụng.
4-3

4-4

1


11/13/2016

4.1 Thiết kế là quá trình đầy say mê (3)
Say mê để Tập trung (1)

4.1 Thiết kế là quá trình đầy say mê (2)
Say mê để yêu thích sáng tạo (2)
Hãy dùng lòng say mê như là chất xúc tác để biến các ý tưởng
thành hiện thực:
@ Không ngừng hỏi:
+ Như vậy là mình đã làm tốt nhất chưa?
+ Có thể thiết kế đơn giản hơn không?

@ Sáng tạo liên tục, khơng bao giờ để trí
óc mụ mẫm

“Khơng phải lúc nào bạn cũng nhận được điều mình muốn
Nhưng nếu bạn hết sức cố gắng, bạn có thể thấy
Bạn nhận được cái bạn cần.”
Mick Jagger & Keith Richards 1969

4-5

4.1 Thiết kế là quá trình đầy say mê (4)
Say mê để Tập trung (2)

4-6

4.1 Thiết kế là quá trình đầy say mê (5)

“Hãy có khái niệm rõ ràng về việc bạn muốn hồn thành, rồi thì chắc
là bạn sẽ đạt được.
Chú ý đến vật liệu: hãy giảm bớt từng gram vật liệu khơng cần thiết.
Thường xun tự hỏi: Việc gì đây?
Tránh sự phức tạp và hãy làm mọi việc càng đơn giản càng tốt.
Hãy ghi nhớ đến từng chi tiết”.
Henry Maudslay (nhà phát minh máy tiện kiểu trục vít đầu tiên năm
1800, cha đẻ của máy công cụ hiện đại)

4-7

“Bạn không thể giải
quyết vấn đề từ cùng ý

thức đã tạo ra nó. Bạn
nên học nhìn thế giới
một cách mới mẻ hơn.”
“Tưởng tượng quan
trọng hơn kiến thức”.
Einstein

4-8

2


11/13/2016

4.1 Thiết kế là quá trình đầy say mê (6)

4.1 Thiết kế là quá trình đầy say mê (7)

“Nếu bạn chưa tìm thấy sự say
mê, hãy cứ tìm kiếm.
Đừng nản chí.
Cũng như cách mà trái tim hoạt
động, bạn sẽ biết được khi
nào thì mình đã tìm ra điều
bản thân thật sự muốn làm.
Và, giống như mọi mối quan
hệ tốt đẹp, nỗi đam mê của
bạn sẽ còn lớn dần theo
thời gian”.
Steve Jobs

“Thành công là
khả năng đi từ thất
bại này đến thất
bại khác mà khơng
mất đi nhiệt tình”.
Winston Churchill

4-9

4.1 Thiết kế là quá trình đầy say mê (8)

“Trong nhận thức của phần đơng
thiên hạ, thiết kế đồng nghĩa với sự
trang trí. Hoặc thiết kế nội thất.
Hoặc đó là hoa văn của rèm cửa và
ghế sôfa. Song với tôi, ý nghĩa chân
thực của thiết kế không phải như
vậy.
Thiết kế là linh hồn cơ bản của
một sự sáng tạo làm bởi bàn tay
con người, kết thúc bằng việc thể
hiện bản thân nó một cách hết mình
trên lớp ngồi cùng của một sản
phẩm, hoặc dịch vụ.”
Steve Jobs

4-10

4.2 Những nội dung của thiết kế kỹ

thuật hiện đại (1)
Những nhà thiết kế giỏi nhất thường giải quyết một số
vấn đề sau đây:
@ Tuân thủ chặt chẽ các tiêu chuẩn.
@ Phòng ngừa các sự cố trước khi chúng xảy ra:
+ Khơng thỏa mãn nhu cầu của khách hàng.
Phịng ngừa bằng cách:
& Xác định các yêu cầu về chức năng
& Triển khai một thông số thiết kế để thực hiện
mỗi yêu cầu về chức năng

4-11

4-12

3


11/13/2016

4.2 Những nội dung của thiết kế kỹ
thuật hiện đại (2)

4.2 Những nội dung của thiết kế kỹ
thuật hiện đại (3)
Tính kinh tế

+ Hư hỏng.
Phịng ngừa bằng cách thiết kế sao cho chịu được cả
nội lẫn ngoại lực

+ Hoạt động kém
Phòng ngừa bằng cách thiết kế sao cho đảm bảo các
dung sai
+ Chi phí cao q
Phịng ngừa bằng cách thiết kế một cách thơng minh, tiết
kiệm và có khả năng chế tạo
Thiết kế kỹ thuật hiện đại giải quyết các vấn đề từ đơn giản
đến phức tạp một cách hệ thống và logic, đồng thời vẫn
cho phép có những sáng tạo độc đáo và khác biệt.

@ Mỗi thứ đều có chi phí và mỗi thứ đều thực hiện một chức năng
nào đó.
– Nếu bạn dành hết thời gian cho một cái cây, bạn sẽ khơng có thời
gian cho khu rừng
– Nếu bạn không quan tâm đến các cái cây, rồi thì bạn sẽ chẳng có
khu rừng
– Bạn phải chú ý đến toàn bộ hệ thống và đến từng chi tiết
@ Các dự án kỹ thuật đều phải quan tâm đến ngân quỹ (thời gian,
tiền bạc, …)
- Không nên đầu tư nhiều công sức, tiền bạc để cải thiện một chút
hiệu năng hoạt động
– Hãy cố gắng đạt được hiệu năng hoạt động tối đa với một chi phí
cho sẵn
@ Hãy nhanh nhẹn, mau mắn và sẵn sàng chuyển đổi công nghệ
– Mọi thứ ở phần giao giữa các công nghệ thường rất thú vị, hấp dẫn!
4-14
– Tích hợp các cơng nghệ có thể tạo ra hiệu quả to lớn

4-13

4.2 Những nội dung của thiết kế kỹ
thuật hiện đại (4)

4.2 Những nội dung của thiết kế kỹ
thuật hiện đại (5)

“Thiết kế không chỉ là vấn đề sản phẩm trông ra làm sao.
Thiết kế cịn là cách sản phẩm đó hoạt động ra sao.”
Steve Jobs

4-15

“Một iPod, một điện thoại, một thiết bị truyền thơng di động
internet ... Những thứ này KHƠNG phải là ba thiết bị rời
nhau! Và chúng tơi gọi nó là iPhone! Hôm nay Apple đang
tái phát minh điện thoại. Và nó đây này.”
Steve Jobs

4-16

4


11/13/2016

4.3 Tổ chức mang tính hệ thống các ý
tưởng: FRDPARRC

4.3 Tổ chức mang tính hệ thống các ý
tưởng: FRDPARRC

FR: Function Requirements – Các yêu cầu chức năng.
DP: Design Parameters – Các thơng số thiết kế.
A: Analysis – phân tích.
R: References – các tham khảo.
R: Risk – Rủi ro.
C: Countermeasures – Các biện pháp khắc phục.
Bảng FRDPARRC giúp nhận dạng các cơ hội làm nảy
sinh ý tưởng mới và phương pháp giải quyết vấn đề
mới!

4-17

Các
yêu cầu
chức
năng
(Các
sự
kiện)
Từ ngữ
Danh
sách
các
chức
năng
độc lập
mà
thiết kế
phải

thực
hiện

Các thông
số thiết kế
(Ý tưởng)
Từ ngữ và
bản vẽ

Tham khảo Rủi ro
Phân tích
liệu, Từ ngữ,
Thí nghiệm, từ ngữ, Tài
bản
vẽ,
PTPTHH (FEA), phương www…
phân tích
trình, bảng biểu

Các biện Thời gian chuyển động,
pháp độc công suất, ứng suất, kinh
lập
để tế, tài chính, …
thực hiện Phải chứng minh tính
mỗi
u khả thi của từng thơng số
cầu chức thiết kế.
Phân tích có thể được sử
năng
dụng để tạo ra các thơng

số thiết kế.

Mọi thứ có
thể
giúp
phát triển ý
tưởng bao
gồm
tiếp
xúc
cá
nhân, bài
báo, sáng
chế,
website, …

Đánh giá
rủi
ro
thấp,
trung
bình, cao
cho mỗi
thơng số
thiết kế

4.4 Q trình thiết kế (1)

4.4 Quá trình thiết kế (2)
Thiết kế gồm các bước đan xen nhau

4-19

Các
ý
tưởng hoặc
kế hoạch
để
giảm
thiểu hoặc
phòng
tránh từng
rủi ro

4-18

Thiết kế gồm các bước đan xen nhau

Quá trình thiết kế gồm 10 bước:
Giai đoạn khám phá
- Bước 1: Xác định các nguồn lực sẵn sàng cho việc
thiết kế.
- Bước 2: Xem xét các vấn đề và đảm bảo rằng bạn
hiểu rõ các yêu cầu để thực hiện, các điều kiện (các
luật lệ, các giới hạn) và các bản chất của vấn đề!

Biện pháp
khắc phục
Từ
ngữ,

bản
vẽ,
phân tích

Giai đoạn thử nghiệm
- Bước 3: Bắt đầu bằng cách tạo ra những chiến lược khả
dĩ (cách tiếp cận vấn đề) bằng cách sử dụng từ ngữ, phân
tích và các giản đồ.
Tưởng tượng ra các chuyển động, dòng dữ liệu và dòng
năng lượng từ lúc bắt đầu cho đến khi kết thúc hay từ lúc
kết thúc cho tới khi bắt đầu.
Liên tục hỏi “Ai?”, “Cái gì?”, “Tại sao?”, “Ở đâu?”, “Như thế
nào?”.
Thực hiện một số phân tích và thí nghiệm đơn giản.
Cái gì mà bạn nghĩ ra mà người khác cũng nghĩ ra, vì vậy
hãy nghĩ cách làm sao để đánh bại chính cái mà bạn nghĩ
ra.
4-20

5


11/13/2016

4.4 Quá trình thiết kế (3)

4.4 Quá trình thiết kế (4)

Thiết kế gồm các bước đan xen nhau

Thiết kế gồm các bước đan xen nhau

Giai đoạn hình thành
- Bước 4: Hình thành các khái niệm, ý tưởng cụ thể
cho thiết bị để thực hiện chiến lược tốt nhất bằng cách
sử dụng các từ ngữ, phân tích và phát thảo.
Sử dụng các phương pháp giống nhau như là cho
chiến lược nhưng bây giờ là phác thảo các ý tưởng cụ
thể cho thiết bị.
Tiến hành phân tích và thí nghiệm đơn giản để đánh
giá tính hiệu quả và tính khả thi.
Lựa chọn và cụ thể hóa các ý tưởng tốt nhất.
4-21

Giai đoạn chi tiết
- Bước 5: Phát triển các module, sử dụng từ ngữ,
phân tích chi tiết, sơ đồ và mơ hình.
- Bước 6: Phát triển các bộ phận, sử dụng từ ngữ,
phân tích chi tiết, sơ đồ và mơ hình.
- Bước 7: Duyệt các bản vẽ lắp, xem xét khả năng
công nghệ chế tạo.
- Bước 8: Lập các bản vẽ chi tiết.
Giai đoạn chế tạo và thử nghiệm
- Bước 9: Chế tạo, kiểm tra và chỉnh sửa.
- Bước 10: Biên soạn tài liệu kỹ thuật và hướng dẫn
vận hành.

4-22

4.5 Áp dụng

Ngày hội kỹ thuật
Các mẫu xe chạy bằng năng lượng lò xo

4.5 Áp dụng
Bài tập về nhà
Tìm trên Internet một số mẫu xe.
1. Hãy lập bảng FRDPARRC (bảng 1).
2. Hãy lập bảng đánh giá (bảng 2) dưới đây để từ đó chọn
mẫu xe cần thiết kế. Điểm 1: kém, …, 5: rất tốt.
Bảng 2: Bảng đánh giá mẫu xe

4-23

Mẫu

Tiêu chí 1

Tiêu chí 2

Tiêu chí …

Tiêu chí m

1

Điểm

Điểm

Điểm

Điểm

2

Điểm

Điểm

Điểm

Điểm

3

Điểm

Điểm

Điểm

Điểm

…

Điểm

Điểm

Điểm

Điểm

n

Điểm

Điểm

Điểm

Điểm

Tổng cộng Trung bình
…

…

4-24

6


11/13/2016

Tài liệu tham khảo của Chương 4
[1] Oakes, Leone, Gunn, Engineering Your Future, A
Comprehensive Approach, 5th Edition, Great Lake
Press, 2006.
[2] Ho, Nhut. "Course ME101 - Introduction to Mechanical

Engineering." Department of Mechanical Engineering,
California State University, Northridge, USA. Course
URL: www.csun.edu/~me101

4-25

7