Đồ án quá trình thiết kế kĩ thuật bài giữ xe thông minh

GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

Bảng phân công nhiệm vụ và đánh giá hoàn thành
STT Nội Dung
1
Xác định nhu cầu thị trường :
Tìm hiểu các khu vực để xe xung quanh
thành phố thực hiện .
Thăm dò nhu cầu khách hàng.
2
Thiết kế và phân tích :
Xác định các công việc phải thực hiện .
Nguồn nhân lực .
Đưa ra lịch trình thiết kế.
Phân tích những nhu cầu khách hàng.
Biên dịch sang các thông số kỹ thuật có
thể đo lường được.
3
Xác định yêu cầu kỹ thuật :
Xác định yêu cầu kỹ thuật .
Khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị
trường.
4
Đưa ra phương án thiết kế :
Phân tích các chức năng .
Đưa ra ý tưởng cho từng chức năng .
Tổng hợp thành các ý tưởng chung .
5
Đánh giá ý tưởng và chọn phương án
thiết kế :
Sử dụng ma trận để lựa chọn một ý tưởng

thiết kế.
6
Thiết kế hệ thống cho sản phẩm :
Xây dựng sơ đồ nguyên lý và sơ đồ động
cho máy .
Bố trí hình học thô cho sản phẩm .
Thiết kế kiểu dáng cho sản phẩm .
Thiết kế chi tiết sản phẩm :
7
Thực hiện tính toán thiết kế lên bản vẽ
tổng thể, lắp và chi tiết.
8
Đánh giá sản phẩm :
Đánh giá khả năng làm việc, khả năng chế
tạo của sản phẩm .
Đánh giá các chỉ tiêu ưu nhược điểm của
sản phẩm.
9
Lập hồ sơ thiết kế sản phẩm
10
Nộp báo cáo

Nhóm SVTH

Thực hiện
Tuần 1,2 :
Thiện , Tuấn ,
Vinh , Văn ,
Tuyến
Tuần 3 :

Thiện , Tuấn ,
Vinh , Văn ,
Tuyến

Đánh giá hoàn thành
Thiện : 100%
Tuấn : 100%
Vinh : 100%
Văn : 100%
Tuyến : 50%

Tuần 4,5
Thiện , Tuấn ,
Vinh , Văn ,
Tuyến
Tuần 6,7 :
Thiện , Tuấn ,
Vinh , Văn ,
Tuyến
Tuần 9 ,10 :
Thiện , Tuấn ,
Vinh , Văn ,
Tuyến
Tuần 11,12,13
Thiện , Tuấn ,
Vinh , Văn .
Tuần 14,15,16 :
Thiện , Tuấn ,
Vinh , Văn
Tuần 15,16 :

Thiện , Tuấn ,
Vinh , Văn.

Tuần 17

Page 1


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................................................. 3
I. PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ .................................................................................................. 4
II. LẬP KẾ HOẠCH THIẾT KẾ SẢN PHẨM ........................................................................................ 5
III. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KHÁCH HÀNG ............................................................................................ 7
IV. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KĨ THUẬT .................................................................................................. 10
V. XÂY DỰNG Ý TƯỞNG ...................................................................................................................... 16
VI. ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN Ý TƯỞNG CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ SẢN PHẨM: ................... 18
VII. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SẢN PHẨM ........................................................................................... 20
1. THIẾT KẾ CƠ CẤU TAY QUAY ...................................................................................................... 21
2. TÍNH TOÁN CƠ CẤU CÓC ............................................................................................................... 21
3. TÍNH TOÁN XÍCH .............................................................................................................................. 21
4. THIẾT KẾ BÁNH RĂNG .................................................................................................................... 23
4.1

CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT: .......................................................................................... 23

4.2

CHỌN VẬT LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT CHO PHÉP ......................................... 23

5. THIẾT KẾ TRỤC ................................................................................................................................. 29
5.1

Chọn vật liệu .......................................................................................................................... 29

5.2

Xác định sơ bộ đường kính trục: ......................................................................................... 30

5.3

Xác định các khoảng cách .................................................................................................... 30

5.4

Xác định các lực và sơ đồ đặt lực: ....................................................................................... 31

5.5

Xác định lực tác dụng lên trục, đường kính trục: .............................................................. 31

VIII. ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM................................................................................................................. 35
KẾT LUẬN ................................................................................................................................................ 37
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................................ 38

Nhóm SVTH

Page 2

GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay khoa học kỹ thuật đang phát triển rất nhanh trong tất cả các ngành,
các lĩnh vực, nhất là ngành cơ khí chế tạo máy. Trong thời kì công nghiệp hóa, hiện
đại hóa đất nuớc, nước ta đang trên đà phát triển và hội nhập với thế giới những máy
móc, thiết bị làm ra đòi hỏi cao về công nghệ, năng suất, chất lượng v..v,thì các công
nhân kỹ thuật cần phải tìm tòi , suy nghĩ và chế tạo ra những sản phẫm đáp ứng nhu
cầu cho con người.
Bãi đỗ xe không gian hẹp là một sản phẩm tiếp thu từ cuộc sống. Ban đầu
để xe nhiều thì chiếm rất nhiều diện tích không đáng thiết đặc biệt là khu vực đông dân
cư cơ bản rất cần diện tích đất. Vì giải quyết vấn đề tiết kiệm diện tích nhưng vẫn đỗ xe
được thì chúng em đã nghĩ ra ý tưởng này .
Thay về cùng diện tích đó chỉ đỗ được một số lượng xe nhất định nhưng với bãi đỗ xe
không gian hẹp chúng ta có thể để được gần gấp ba số lượng xe ban đầu .
Do thời gian và kiến thức hiểu biết của chúng em còn nhiều hạn chế nên có thể
xảy ra sai xót trong quá trình thiết kế rất mong quý thầy, cô trong khoa cơ khí hướng
dẫn chúng em chỉ rõ khuyết điểm của máy để khắc phục và sữa chữa trong quá trình
thiết kế và tính toán để sản phẩm dược hoàn thiện hơn.
Chúng em chân thành cảm ơn thầy HUỲNH CÔNG LỚN đã tận tình hướng dẫn và giúp
đỡ chúng em rất nhiều quá trình thiết kế và chế tạo .
Nhóm thực hiện
Lý Bá Thiện
Hoàng Minh Tuấn
Lưu Quốc Vinh
Lê Quang Tuyến
Từ Quốc Văn

Nhóm SVTH

Page 3


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

I. PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1. Thành lập nhóm .
Nhóm tập hợp 5 thành viên :
1. Lý Bá Thiện ( Nhóm trưởng )
2. Hoàng Minh Tuấn
3. Lưu Quốc Vinh
4. Lê Quang Tuyến
5. Từ Quốc Văn

2. Phát biểu bài toán thiết kế
- Mô tả tóm lược:Tạo ra được bãi đỗ xe thu gọn , tăng được hiệu quả để xe, hiệu
quả kinh tế.
- Mục đích thương mại chính của sản phẩm:
+ Tiết kiệm diện tích , tiền bạc.
- Thị trường mục tiêu:
+ Ứng dụng rộng rãi trong nước và có thể ứng dụng ở các quốc gia khác , đặc biệt là các
thành phố đông dân cư .
- Giả thiết và những ràng buộc:
+ Chi phí sản xuất và giá thành < 1000 đô la .
+ Chế tạo được mẫu có kích thước 3m2
+ Sản phầm hoạt động ổn định, lâu dài.
+ Kết cấu máy đơn giản, nhỏ gọn, an toàn.
+ Dễ lắp đặt, sửa chữa, thay thế, bảo trì.
+ Đảm bảo an toàn lao động công nghiệp

Nhóm SVTH

Page 4


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

II. LẬP KẾ HOẠCH THIẾT KẾ SẢN PHẨM
Thời gian thực hiện tiểu luận kéo dài 15 tuần, nhóm gồm 5 thành viên cùng thực
hiện nhiều mảng công việc khác nhau, nhưng có sự thống nhất với nhau. Cụ thể như sau:
-

Bước 1: Xác định nhiệm vụ ban đầu
o Nhiệm vụ 1: Xác định nhu cầu thị trường.
o Nhiệm vụ 2: Lập kế hoạch thiết kế và phát triển sản phẩm.
o Nhiệm vụ 3: Phân tích nhiệm vụ thiết kế.
o Nhiệm vụ 4: Xác định yêu cầu kỹ thuật.
o Nhiệm vụ 5: Đưa ra ý tưởng thiết kế.
o Nhiệm vụ 6: Đánh giá ý tưởng và chọn phương án thiết kế.
o Nhiệm vụ 7: Thiết kế hệ thống cho sản phẩm
o Nhiêm cụ 8: Thiết kế chi tiết sản phẩm
o Nhiệm vụ 9: Đánh giá sản phẩm
o Nhiệm vụ 10: Lập hồ sơ thiết kế sản phẩm

Bước 2: Phát biểu mục tiêu và nội dung thực hiện cho mỗi nhiệm vụ
- Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu các khu vực để xe xung quanh thành phố, thực hiện thăm dò nhu
cầu khách hàng để lựa chọn phương án phat triển chỗ để xe thông minh
- Nhiệm vụ 2: Xác định các công việc phải thực hiện, nguồn nhân lực, đưa ra lịch trình
thiết kế.

- Nhiệm vụ 3: Phân tích những nhu cầu khách hàng thu thập được thành những yêu cầu
rõ ràng, cụ thể và cô đọng, sẵn sàng cho việc biên dịch sang các thông số kỹ thuật có thể
đo lường được.
- Nhiệm vụ 4: Sử dụng phương pháp QFD và ngôi nhà chất lượng để xác định yêu cầu kỹ
thuật từ những yêu cầu của khách hàng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị
trường.
- Nhiệm vụ 5: Phân tích các chức năng thành các chức năng con, cốt lõi, tham khảo các
thiết kế liên quan, đưa ra ý tưởng cho từng chức năng con và tổng hợp thành các ý tưởng
chung cho sản phẩm thiết kế.
- Nhiệm vụ 6: Sử dụng ma trận để lựa chọn một ý tưởng thiết kế.
- Nhiệm vụ 7: Xây dựng sơ đồ nguyên lý và sơ đồ động cho máy, bố trí hình học thô cho
sản phẩm, thiết kế kiểu dáng cho sản phẩm
- Nhiệm vụ 8: Thực hiện tính toán thiết kế chi tiết, lên bản vẽ tổng thể, lắp và chi tiết.
Nhóm SVTH

Page 5


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

- Nhiệm vụ 9: Đánh giá khả năng làm việc, khả năng chế tạo của sản phẩm, đánh giá các
chỉ tiêu ưu nhược điểm của sản phẩm.
- Nhiệm vụ 10: Lập hồ sơ thiết kế sản phẩm.
Bước 3: Ước tính số nhân công, thời gian và các nguồn lực khác cần thiết để hoàn thành
nhiệm vụ
-

-

-

-

-

-

-

-

-

Nhiệm vụ 1: Tim hiều cac khu vực để xe đông đúc xung quanh thành phố. Tìm
hiểu internet về các sản phẩm đã có trên thi trường
o Nhân lực: Lý Bá Thiện, Lưu Quốc Vinh, Từ Quốc Văn, Hoàng Minh
Tuấn, Lê Quang Tuyến
o Thời gian: 1 tuần.
Nhiệm vụ 2: Lập kế hoạch thiết kế và phát triển sản phẩm.
o Nhân lực: Lưu Quốc Vinh, Từ Quốc Văn, Hoàng Minh Tuấn
o Thời gian: 1 tuần.
Nhiệm vụ 3: Phân tích nhiệm vụ thiết kế.
o Nhân lực: Lý Bá Thiện, Lê Quang Tuyến
o Thời gian: 1 tuần.
Nhiệm vụ 4: Xác định yêu cầu kỹ thuật.
o Nhân lực: Lý Bá Thiện, Lưu Quốc Vinh, Từ Quốc Văn, Hoàng Minh
Tuấn, Lê Quang Tuyến
o Thời gian: 1 tuần.
Nhiệm vụ 5: Đưa ra phương án thiết kế.
o Nhân lực: Lý Bá Thiện, Lưu Quốc Vinh, Từ Quốc Văn, Hoàng Minh

Tuấn, Lê Quang Tuyến
o Thời gian: 1 tuần.
Nhiệm vụ 6: Đánh giá ý tưởng và chọn phương án thiết kế.
o Nhân lực: Lý Bá Thiện, Lưu Quốc Vinh, Từ Quốc Văn, Hoàng Minh
Tuấn, Lê Quang Tuyến
o Thời gian: 1 tuần.
Nhiệm vụ 7: Thiết kế hệ thống cho sản phẩm
o Nhân lực: Lý Bá Thiện, Lưu Quốc Vinh, Từ Quốc Văn, Hoàng Minh
Tuấn, Lê Quang Tuyến
o Thời gian: 2 tuần.
Nhiêm cụ 8: Thiết kế chi tiết sản phẩm
o Nhân lực: : : Lý Bá Thiện, Lưu Quốc Vinh, Từ Quốc Văn, Hoàng Minh
Tuấn, Lê Quang Tuyến Thời gian: 3 tuần.
Nhiệm vụ 9: Đánh giá sản phẩm
o Nhân lực: : Lý Bá Thiện, Lưu Quốc Vinh, Từ Quốc Văn, Hoàng Minh
Tuấn, Lê Quang Tuyến

Nhóm SVTH

Page 6


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

-

o Thời gian: 2 tuần.
Nhiệm vụ 10: Lập hồ sơ thiết kế sản phẩm
o Nhân lực: Lý Bá Thiện
o Thời gian: 2 tuần.

III. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KHÁCH HÀNG
Bước 1 : Xác định thông tin cần thiết
-

-

Xác định các thông tin về những sản phẩm cùng loại hiện có trên thị trường như:
các thông số kỹ thuật, khả năng cạnh tranh, khả năng đáp ứng nhu cầu của khách
hàng…
Khách hàng: trường học, bệnh viên, các khu vui chơi,…
o Chi phí sản xuất và giá thành <1000usd
o Chế tạo được mẫu có kích thước 80x80x100
o Sản phầm hoạt động ổn định, lâu dài.
o Kết cấu máy đơn giản, nhỏ gọn, an toàn.
o Dễ lắp đặt, sửa chữa, thay thế, bảo trì.

Bước 2: Xác định các phương pháp thu thập thông tin
-

Sử dụng phương pháp thăm dò khảo sát đối tượng :
+ Khách hàng có nhu cầu sử dụng sản phẩm : 10 người
+ Nhà cung cấp , phân phối sản phẩm : 5 cơ sở

Bước 3 : Xác định bảng câu hỏi cá nhân
-

Các câu hỏi tập trung vào sản phẩm thiết kế là bãi đỗ xe thông minh , bao gồm các
nội dung chính sau:
o Giá thành.

o Tính năng.
o Độ bền, tuổi thọ.
o Dễ sử dụng, bảo trì, sửa chữa.
o An toàn.

Bước 4: Thiết kế các câu hỏi
Câu 1 : Theo bạn, yêu cầu kỹ thuật nào là quan trọng nhất đối với bãi đỗ xe đạp
thông minh
A. Kích thước nhỏ gọn

Nhóm SVTH

Page 7


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

B. Cơ cấu đơn giản, dễ vận hành và sử dụng
C. Năng suât cao (Số lượng xe đạp đậu trong bãi lớn)
Câu 2 : Bạn nghĩ rằng kêt cấu bãi đỗ xe như thế nào là phù hợp?
A . Đơn giản, dễ sử dụng
B . Có tính thẩm mỹ
C . Dễ lắp đặt, vận hành và bảo trì
D . Che chắn tốt
Câu 3 : Yêu cầu của bạn về một bãi đỗ xe thông minh?
A . Giá thành rẽ.
B . Có tính thẩm mỹ cao
C . Tiết kiệm không gian
D . Có thể dễ dàng sử dụng
Câu 4 : Bạn cần bãi đỗ xe hoạt động như thế nào?

A . Tự động hoàn toàn
B . Bán tự động
C . Tự động hay không đều được
Câu 5: Theo bạn, có thật sự cần thiết khi thiết kế thêm những bộ phận an toàn cho
máy không?
A. Rất cần thiết
B. Máy phải dừng lại khi có sự cố xảy ra
C. Cần có những thiết bị che chắn các bộ phận nguy hiểm
Câu 6 : Bạn muốn số lượng xe đạptrên một bãi đỗ xe it nhất bao nhiêu?
A . Dưới 10 chiếc
B . Từ 10 tới15chiếc
C . Từ 15 tới 25chiếc
D . Trên 25 chiếc
Câu 7 : Bạn muốn tuổi thọ trung bình của một bãi đỗ xe it nhất bao lâu?
A . Dưới 5 năm
B . Từ 5 năm tới10 năm
C . Từ 10 năm tới 15 năm
D . Trên 15 năm
Câu 8 : Bạn có thể chấp nhận một bãi đỗ xe thông minh với giá bao nhiêu ?
A . Dưới 5 triệu đồng
B . Từ 5 đến10 triệu đồng
Nhóm SVTH

Page 8


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

C . Từ 10 đến 15 triệu đồng
D . Trên 15 triệu đồng

Câu 9 : Theo ý kiến của bạn thì tiêu chí nào sẽgiúp bán được nhiều sản phẩm nhất
?
A . Đơn giản, dễ sử dụng
B . Giá cả hợp lí
C . Đẹp
D . An toàn
Bước 5: Thu thập dữ liệu:
-

Những câu trả lời của khách hàng:
1. Cơ cấu đơn giản, dễ sử dụng
2. Dễ lắp đặt, vận hành và bảo trì
3. Tiết kiệm không gian
4. Tự động hay không đều được
5. Rất cần thiết
6. Từ 10 đến 15 chiếc
7. Từ 5 đến 10 năm
8. Từ 5 đến 10 triệu
9. Đơn giản, dễ sử dụng

Bước 6: Rút gọn dữ liệu:
1. Về mục đích sử dụng:
Mục đích chủ yếu của khách hàng là không gian nhỏ gọn, an toàn, hiểu quả sử dụng cao
2. Về đặc tính:
Máy phải làm việc bán tự động, dễ vận chuyển, ổn định.
3. Về mức độ an toàn:
Phải đảm bảo tuyệt đối an toàn cho người vận hành hệ thống.
Qua kết quả thăm dò và khảo sát, nhóm rút ra được các yêu cầu của khách
hàng như sau:
Dễ sử dụng.

Năng suất cao.
Dễ bảo trì, sửa chữa.
Tuổi thọ cao, dễ thay thế phụ kiện.
Kết cấu có thẩm mỹ cao.
Giá thành thấp.

Nhóm SVTH

Page 9


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

IV. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KĨ THUẬT
 Bước 1: Xác định khách hàng
Những xí nghiệp nhà máy,công ty,trung tâm thương mai,khu vui
chơi giải trí,nơi công cộng,khu mua sắm thương mại,trường học,y
tế…
 Bước 2: Xác đinh yêu cầu khách hàng
 Từ những khách hàng sử dụng và thu thập thông tin từ các bộ
phân,ta có thể đưa ra các yêu cầu như sau:
 Dễ sử dụng
 Năng suất cao
 Dễ bào trì, sửa chữa
 Tuổi thọ cao
 Giá thành thấp
 Thẩm mĩ đẹp
 Oan toàn,bảo đảm cao
 Bước 3:Xác định mức quan trọng của các yêu cầu khách hàng:
Các yêu cầu khác hàng

Hệ số tầm quan trọng
Dễ sử dụng
1
Năng suất cao
1,5
Dễ bão trì ,sửa chữa
1
Tuổi thọ cao
1
Giá thành thấp
1,5
Giá trị thẩm mĩ cao
1
Độ an toàn,bảo đảm cao
1,5
 Bước 4: Xác định và đánh giá mức độ cạnh tranh:
Phân tích sản phẩm cạnh tranh:
Cấu tạo của một bãi giữ xe bằng thẻ từ gồm các thiết bị sau:
-Hệ thống máy tính để lưu trữ giữ liệu, được tích hợp với phần mềm quản lý
- Hệthống camera chụp hình ảnh, biển số
- Hệ thống barrier tự động cùng với gờ giảm tốc
- Hệ thống đầu đọc thẻ từ và thẻ chip thông minh
- Hệ thống các vật thiết bị phụ trợ đi kèm

Nguyên tắc hoạt động của một bãi giữ xe dùng công nghệ thẻ từ:
Nhóm SVTH

Page 10

GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

Trên cơ bản toàn bộ hệ thống đều hoạt động dựa trên công nghệ cảm ứng của thẻ từ thông
minh. Thẻ từ là loại thẻ được thiết kế với một chip thông minh nhỏ gọn gắn bên trong. Với
kích thước nhỏ gọn như một chiếc thẻ ATM. Loại thẻ này có khả năng lưu giữ thông tin
của khách hàng gửi xe thông qua một ID. Mỗi người dùng sẽ sở hửu một ID thẻ duy nhất.
Các ưu điểm nổi bật của hệ thống gửi xe:
















Thời gian xử lý một chiếc xe vào- ra (1-2 giây) nhanh hơn rất nhiều so với việc
giữ xe bằng cách thủ công, vì vậy sẽ giảm được chi phí thuê nhân viên tại bãi giữ
xe.
Thẻ sử dụng (RFID, SmartCard) là loại thẻ được làm bằng chất liệu cực tốt, có thể
tái sử dụng, không bị nhàu nát như các loại giấy in nhiệt. Thẻ sử dụng có một mã
ID duy nhất, do vậy sẽ không xảy ra tình trạng làm giả mã thẻ. Đồng thời mã thẻ
được giấu bên trong thẻ, nên khi khách hàng bị mất vé, thì kẻ trộm nhặt được vé

cũng không biết đó là xe nào. Ngoài ra, khi xe vào, Camera cũng đã chụp hình lại
khuôn mặt của chủ xe, nhằm nâng cao thêm hiệu quả quản lý xe.
Hệ thống hỗ trợ tính năng nhận diện khuôn mặt và biển số xe, giúp đảm bảo tính
an toàn tuyệt đối cho các bãi xe.Với tính năng này hệ thống giữ xe thông minh có
thể hoạt động hoàn toàn tự động mà không cần đến nhân viên kiểm soát tại cửa ra
vào của bãi xe.
Cho phép kết nối mạng Lan để xử lý vào – ra nhiều cổng (không giới hạn số cổng
vào – ra): xe vào ở cổng này ( cơ chế chụp hình), nhưng ở cổng ra vẫn sẽ hiển thị
được hình ảnh khi xe vào.
Cơ chế quản lý doanh thu chặt chẽ, quản lý nhân sự thông qua bảng chấm công.
Hệ thống xử lý nhận dạng âm thanh bằng tiếng nói, cảnh báo một số trường hợp
không khớp biển số xe khi xe đi ra.
Hệ thống có cơ chế Import/Export nhằm hỗ trợ cho việc khách hàng có nhiều bãi
giữ xe độc lập với nhau, nhưng giờ kết thúc mỗi bãi là khác nhau, và có xu hướng
dồn xe về một bãi chung để dễ quản lý, giảm thiểu nhân công giám sát vài chiếc
xe tồn ở mỗi bãi.
Hệ thống có cơ chế lưu trữ dạng vé tháng cho khách hàng.
Giao diện phần mềm chuyên nghiệp, dễ dàng quản lý, thao tác
Chi phí cạnh tranh

Nhược điểm mà các bãi xe hiện tại đang gặp:



Sự cố mất điện xảy ra làm mất dữ liệu trong máy
Hệ thống giữ xe đạp chưa được mở rộng

Đánh giá:
-

Mức 1: thiết kế hoàn toàn không đáp ứng nhu cầu

Nhóm SVTH

Page 11


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

-

Mức 2: thiết kế đáp ứng chút ít nhu cầu
Mức 3: thiết kế đáp ứng nhu cầu về một số mặt
Mức 4: thiết kế hầu nhu đáp ứng nhu cầu
Mức 5: thiết kế hoàn toàn đáp ứng nhu cầu
Các yêu cầu khách hàng
Năng suất cao
Dễ bảo trì, sửa chữa
Tuổi thọ cao
Giá thành thấp
Kết cấu có thẩm mỹ
Dễ sử dụng

Mức yêu cầu
5
4
4
5
5
5

Mức hiện tại
5
3
4
4
4
4

Mức thiết kế
5
4
4
5
3
4

Bước 5: Đưa ra các thông số kỹ thuật (đi kèm trong bước 6)
Bước 6: Đánh giá mối quan hệ giữa yêu cầu khách hàng với thông số kỹ thuật.
Được đánh giá theo các mức sau:





9 = có quan hệ chặt chẽ.
3 = có quan hệ vừa phải.
1 = có quan hệ kém.
Ô trống = hoàn toàn không có quan hệ nào cả.

Các yêu cầu khách hàng
Năng suất cao

thông số kỹ thuật








Dễ bảo trì, sửa chữa







Nhóm SVTH

Quan hệ

Thời gian di chuyển một xe
Số lượng xe được giữ
Số lượng chi tiết
Vận tốc đưa xe lên
Vật liệu
Tổn hao công suất

Động cơ

9
9
1
9
3
9
9

Số lượng chi tiết
Vận tốc đưa xe lên
Vật liệu
Chiều cao dàn giữ
Tổn hao công suất

9
3
9
9
3

Page 12


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

Tuổi thọ cao







Giá thành thấp






Kết cấu có thẩm mỹ






Dễ sử dụng






Vận tốc đưa xe lên
Vật liệu
Chiều cao dàn giữ
Tổn hao công suất

3
9
9
9

Số lượng chi tiết
Vận tốc đưa xe lên
Vật liệu
Tổn hao công suất

9
3
9
3

Số lượng chi tiết
Động cơ
Vật liệu
Chiều cao dàn giữ

9
3
9
9

Thời gian di chuyển một xe
Số lượng xe được giữ
Động cơ
Chiều cao dàn giữ

9
9
9
1

Tổng hợp các thông số kỹ thuật:









Thời gian di chuyển một xe
Số lượng xe được giữ
Số lượng chi tiết
Vận tốc quay đưa xe lên
Động cơ
Vật liệu
Chiều cao máy
Tổn hao công suất

Nhóm SVTH

Page 13


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN






Bước 7 : Xác định mối quan hệ giữa các thông số kĩ thuật
Được đánh giá theo các mức
9 = có quan hệ chặt chẽ.
3 = có quan hệ vừa phải.
1 = có quan hệ kém.
Ô trống = hoàn toàn không có quan hệ nào cả.

3
9

9

3
9
1

Vận
tốc
đưa
xe
lên
Năng
suất
cao

Dễ
bảo trì
sữa
chửa
Tuổi
thọ
cao
Kết
cấu có
tính
thẩm
mỹ

Số
lượn
g chi
tiết

Vật
liệu

5

5

5

1,5

1

9

3

4

3

4

1

1.33

5.32

0.16

9

9

9

4

4

4

1

1

4

0.12

9

9

5

4

5

1

1.25

6.25

0.19

3

3

9

9

9

Nhóm SVTH

Thời
gian
di
chuyể
n xe

Động Hao Mức Mứ Mức Hệ số
cơ
tổn
yêu c
thiết tầm
công cầu hiện kế
quang
suất
tại
trọng

9

1

Chiề
u cao
dàn
giữ

9

Hệ
số
cải
tiến
tuyệt
đối
7.5

9

9

9

9

9

9

3

Hệ

số
cạnh
tranh

Page 14

Hệ
số
cải
tiến
tươn
g đối
0.22


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

Già
thành
thấp
Dễ sử
dụng
Trọng
số
tuyệt
đối
Trọng
số
tương
đối

3

4.05

9

4.9

13.05 15.79

9

3

1

9

9

6.42

4.38

3.33

3.9

20.69

14.11

10.73

12.57

Nhóm SVTH

5

4

3

1,5

0.75

5.6

0.17

5

4

4

1

1

5

0.15

Tổn
g
31.0
3

Page 15


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

V. XÂY DỰNG Ý TƯỞNG
Bước 1: Tìm ra chức năng chung hoàn chỉnh
Yêu cầu chung của bãi giữ xe là giữ được 7 chiếc xe đạp trên 1 khung giữ xe. Các yếu tố
và các bộ phận cần thiết thực hiện chức năng chung như sau:

Biến đổi năng lượng
Bộ phận truyền động

Cơ cấu chuyển
động, lấy xe ra
khỏi bãi

Biến đổi năng lượng

Bộ phận truyền động

Bước 2 : Phân tích thành chức năng:

Bãi giữ xe

Khung

Nâng tải

Bộ phận giữ
cân bằng

Nhóm SVTH

Bộ phận che
chắn

Quay

Tay quay

Bộ truyền
xích

Mái che

Bộ phận bảo
vệ oan toàn

Page 16


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

Bước 3: Sắp xếp các chức năng con:

Truyền
động

Xe đạp

Khung

Giữ xe
vào
bãi

Khóa
bảo vệ

Bước 4: Tham khảo các thiết kế liên quan
Hiện tại trên thị trường chưa xuất hiện sản phẩm như mô tả
Bước 5: Triển khai ý tưởng cho từng chức năng:
TT

Ý tưởng 1

Bộ phận

1
2

Khung
Truyền động

3

Khóa bảo vệ

Khung sắt
Tay quay – Khung chuyển
động tròn
Khóa thông thường

Ý tưởng 2
Khung inox
Động cơ bước
Khóa điện tử

Bước 6: Phối hợp các ý tưởng:
Ý tưởng 1: Xe đạp đưa vào bãi giữ xe, cơ cấu tay quay làm khung chuyển động tròn,
nhắc xe lên, được khóa bằng khóa thông thường
Nhóm SVTH

Page 17


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

Ý tưởng 2 : Xe đạp được đưa vào bãi, động cơ bước khởi động và đưa xe lên đến vị trí
còn trống, khóa điện tử an toàn, hiệu quả
Phân tích ý tưởng:
Ý tưởng 1: dùng sức người là chính, thủ công nhưng cơ cấu đơn giản, giá thành tương đối
rẻ, phù hợp với bãi giữ xe có quy mô ít
Ý tưởng 2: động cơ hoạt động có công suất ổn định, tự động hóa nhưng giá thành cao và
phù hợp với bãi giữ xe quy mô lớn
Kết luận: Ta thấy ý tưởng 1 phù hợp đại đa số nhu cầu người sủ dụng.

VI. ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN Ý TƯỞNG CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ SẢN
PHẨM:
 Bước 1 & 2: chuẩn bị ma trận lựa chọn (lập bảng bên dưới)
- Các ý tưởng được liệt kê theo hàng ngang đầu tiên của ma trận lựa chọn.
- Các tiêu chí lựa chọn được xếp dọc theo cột bên trái của ma trận. Các tiêu chí này được
đưa ra dựa trên kết quả khảo sát nhu cầu khách hàng trong phần III hoặc dựa trên những
yêu cầu của nhà sản xuất, ví dụ như: năng suất, tính đa năng của máy…
- Chọn một trong số những ý tưởng trên làm chuẩn. Ý tưởng được chọn làm chuẩn có thể
là một trong số những trường hợp sau:
+ Một sản phẩm thiết kế đúng theo tiêu chuẩn công nghiệp.
+ Một ý tưởng mà tất cả thành viên trong nhóm đều quen thuộc.
+ Một sản phẩm hiện có trên thị trường.
+ Một sản phẩm hiện đại, công nghệ cao…

 Bước 3: Cho điểm số
Các ý tưởng được so sánh với ý tưởng chuẩn theo các tiêu chí lựa chọn và được cho điểm
vào ô tương ứng theo các mức sau:
+ Tốt hơn: +
+ Tương đương: 0
+ Kém hơn: –
 Bước 4: Tính điểm, xếp hạng các ý tưởng

Sau khi đánh giá ý tưởng theo các mức trên, nhóm thiết kế tính tổng số các điểm +, –, 0
và điểm tổng cộng của từng ý tưởng. Xếp hạng các ý tưởng theo kết quả của điểm tổng
cộng.
Ma trận cho bài toán lựa chọn ý tưởng thiết kế:
Nhóm SVTH

Page 18


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

Tiêu chuẩn
Ít ồn
Năng suất cao
Dễ vận hành
Dễ bảo hành sửa chữa
An toàn
Hoạt động ổn định
Giá thành thấp
Tổng điểm cộng
Tổng điểm trừ
Tổng điểm toàn bộ
Tổng điểm có trọng số

Trọng số(wt)
10
10
8
8
10

8
7

Ý tưởng
_

1
0
+
+
+
+
+
5
1
4
31

2
0
+
+
+
0
+
4
1
3
27

Phương án 1 : vì sử dụng sức người nên năng suất không cao, ồn,nhưng cơ cấu đơn giản
dễ chế tạo , giá thành thấp , dễ vận hành .
Phương án 2 : có năng suất cao ( nhưng chỉ phù hợp với bãi xe nhiều chỗ để ) , ồn tương
đối , nhưng giá thành cao lại cao , vì sử dụng máy nên nếu gặp trục trặc sẽ không an toàn
.
Kết luận: Ta thấy trong 2 ý tưởng ở trên, thì ý tưởng 1 là phù hợp nhất với yêu cầu kỹ
thuật của hệ thống xe đạp là cấu tạo đơn giản, năng suất vừa , dễ chế tạo và giá cả thấp
Ý tưởng 1 có điểm cao nhất. Chọn phương án 1 để thiết kế là phù hợp nhất.

Nhóm SVTH

Page 19


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

VII. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SẢN PHẨM
Chọn sơ bộ: Dkhung=2500mm
 Tính toán moment max trên trục quay:
Mmax=M1 +M2+M3=2PR(Sin α +Cos (2α-90)+cos(3α-90)
với

P

α=360o/7

P=Mxdx10=15x10=150N
R=D/2=1250mm
 Mmax=900000mm
Tính thêm các thành phần ngoại lực ta chọn

Mmax=500000Nmm
 Vận tốc quay của trục : 14s/1vong  v=0.6m/s
 Lực vòng trên xích tải:
F=Mmax/R=500000/1250=400N

P

P

Sơ đồ nguyên lý

Nhóm SVTH

Page 20


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

Số vòng quay trục khung: n=60000v/piD=60000x0.6/pi.250=4.6 vòng/phut
Thông số/Trục
Công suất (kW)
Tỉ số truyền
Moment xoắn (Nmm)
Số vòng quay (vòng/phút)

-

Trục I

TayQuay

0.27
1

Trục II

0.27

0.26
3.83

25000
184

25000
184

95750
48

Trục III
0.25
2.61
250000
18.4

Trục lv
0.24
4
1000000
4.6

1. THIẾT KẾ CƠ CẤU TAY QUAY
Bán kính tay quay R được xác định theo chiều dài cánh tay người
Thông thường theo tài liệu [1]
o R=250-300mm  R=250mm
o Làm việc trong thời gian ngắn P=100N
Vậy moment xoắn sinh ra ở tay quay: M=P.R=100x250=25000Nmm (Thõa
bảng phân phối tỉ số truyền)
2. TÍNH TOÁN CƠ CẤU CÓC
Sô liệu thiết kế: Moment xoắn trên trục bánh cóc: Mx=25000Nmm
Số răng cóc: 7 răng

-

Chọn vật liệu bánh cóc: Chọn sơ bộ: thép 35  có   b / m  1,5  4, 0 ;
[q]=300N/mm2;  u   80M / mm2
2M x
2  25000

 3, 45  Chọn m=5
Z  q 
7  2  300

-

Modun bánh cóc: m 

-

Kiểm tra sức bền răng theo uốn:

u 

-

12M x
12  25000

 76,19   u   80 M / mm 2  thõa điều kiện
3
3
2, 25 m Z 2, 25  2  5  7

Đường kính bánh cóc: D=mz=5x7=35mm
3. TÍNH TOÁN XÍCH
Chọn xích ống con lăn 2 dãy
𝑧1 = 29 − 2. 𝑢 = 29 − 2.4 = 21 𝑟ă𝑛𝑔
𝑧1 = 21 𝑟ă𝑛𝑔
𝑧2 = 4.21 = 84 𝑟ă𝑛𝑔
Hệ số điều kiện sử dụng xích
K=𝐾𝑟 𝐾𝑎 𝐾𝑜 𝐾𝑑𝑐 𝐾𝑏 𝐾𝑙𝑣 = 1.1.1.1.1.1,12 = 1,12

Nhóm SVTH

Page 21


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN
𝑛01

𝐾𝑛 =

-

𝐾𝑧 =

-

𝐾𝑥 = 1,7

-

𝑃𝑡 =

-

Theo cột 𝑛01 =50vg/ph trong bảng ta chọn 𝑝𝑐 =25,4 mm
Theo bảng 5.2 ta có 𝑛𝑡ℎ =800 nên điều kiện n<𝑛𝑡ℎ thỏa yêu cầu

-

𝑣=

-

𝐹𝑡 =

-

𝑝𝑐 ≥ 600 √

-

Chọn a sơ bộ a=(30:50)𝑝𝑐 =1016 mm
Số mắc xích X

-

X=

-

Chọn X=135 mắc xích
L=𝑝𝑐 . 𝑋=25,4.135=3429 mm
Tính chính xác trục sơ bộ

-

𝑎 = 0,25.25,4 [135 −

-

Ta chọn a=950 mm giảm 1 đoạn (0,002:0,004)a
Số lần va đập

-

i=

-

theo bảng 5.6 với bước xích 𝑝𝑐 =25,4mm ta chọn [i]=25
kiểm tra xích theo hệ số oan toàn

-

s=

-

Tải trọng phá hủy Q=29,5 KN=29500N
𝐹𝑡 = 𝐹1 = 585,37
𝐹𝑣 = 𝑞𝑚 𝑣 2 = 2,6. 0,412 =0,44
𝐹0 = 𝐾𝑓 𝑎𝑞𝑚 𝑔=6.0,99.2,6.10=154,44 N
𝐹𝑟 = 𝐾𝑚 𝐹𝑡 = 1,12.585,37 = 655,6 𝑁
Đường kính xích

-

𝑑1 ≈

𝑛1
𝑧01

=

50

-

=

𝑧1

4,6
25
21

𝐾.𝐾𝑧 .𝐾𝑛. 𝑃1
𝐾𝑥

𝑛𝑧𝑝𝑐

𝑣

= 1,19
=

25,4

21.4,6
15.135

+

1,7

=

0,41
𝑃1 𝐾

2

= 585,37𝑁
3

𝑧1 𝑛1 [𝑝0 ]𝐾𝑥

84+21

+[

= 2,045 𝐾𝑁

= 0,41 𝑚/𝑠

6000
1000.0,24

3

2.1016

1,12.1,19.10,87.0,24

4,6.21.25,4

=

6000

1000𝑃

= 10,87

0,24.1,12

= 600 √

21.4,6.35.1

84−21 2 25,4
] .
2𝜋
1016

21+84
2

= 25,8 mm thỏa

= 135,01

+ √(135 −

21+84 2
2

) − 8(

21+84 2

2𝜋

) ] = 953,25 mm

= 0,048 ≤ [i]=25

50000
585,37+0,44+154,44

𝑝𝑐 .𝑧1
𝜋

Nhóm SVTH

=

25,4.21
𝜋

= 67,55 > [𝑠] = (7,3: 7,6)

= 169,78 𝑚𝑚

Page 22


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN
𝑝𝑐 .𝑧2

𝑑1 ≈

-

𝑑𝑎1 = 𝑑1 + 0,7𝑝𝑐 = 187,56 𝑚𝑚
𝑑𝑎2 = 𝑑2 + 0,7𝑝𝑐 =696,93 mm
Tính ổ bi
Kiểm tra độ bền của ổ lăn theo khả năng tải trọng động
Tính toán theo ổ đở
Ta có Q=𝑄𝑟 = (𝑋. 𝑉. 𝐹𝑟 + 𝑌. 𝐹𝛼 ). 𝐾𝜎 . 𝐾𝑡
Do không có lực dọc trục nên X=V=1,Y=0
Chọn 𝐾𝜎 = 𝐾𝑡 = 1
Q=𝐹𝑟 = 400 (𝑁)=0,4 (KN)
Chọn tuổi thọ của ổ bi 𝐿ℎ = 5000 𝑔𝑖ờ
𝑚
C=𝑄. √𝐿 do là ổ bi nên chọn m=3
3
3
C=𝑄. √5000 = 0,4. √5000 = 6,84 (KN)
Chon ổ bi đở cở trung 309
D=100mm,d=45mm,B=25mm,𝐶0 =26,7 KN số bi=8

𝜋

=

25,4.84

-

𝜋

= 679,15 𝑚𝑚

4. THIẾT KẾ BÁNH RĂNG
4.1 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT:
 Thông số đầu vào bánh răng cấp nhanh (Răng thẳng) :
P = P1= 0.27 (KW)
T1 = 25000 (N.mm)
n1 = 92 vòng/phút
ubr1 = 3.83
 Thông số đầu vào bánh răng cấp chậm:
P = P2= 0.26 (KW)
T2 = 95750 (N.mm)
n1 = 24 vòng/phút
ubr2 = 2,61
4.2 CHỌN VẬT LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT CHO PHÉP
4.2.1 Chọn vật liệu
 Theo bảng 6.1 [1] chọn vật liệu cho 4 bánh răng:
Vật liệu làm bánh răng nhỏ:
Nhãn hiệu thép: 45
Kiểu nhiệt luyện: Tôi cải thiện
Độ rắn: HB: 241 ÷ 285. Chọn HB1 = 245
Giới hạn bền  b1  850( MPa)
Giới hạn chảy  ch1  580( MPa)

Nhóm SVTH

Page 23

GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN

Vật liệu làm bánh răng lớn:
Nhãn hiệu thép: 45
Kiểu nhiệt luyện: Tôi cải thiện
Độ rắn: HB: 192 ÷ 240. Chọn HB1 = 230
Giới hạn bền  b2  750( MPa)
Giới hạn chảy  ch2  450( MPa)
4.2.2 Xác định ứng suất cho phép:
Theo công thức (6.1) và (6.2) [1]

 H0 lim
[

]

Z R Z v K xH K HL
 H
S

H
, trong đó:

0

[ ]  F lim Y Y K K
R S
xF
FL
 F

SF
SH, SF – Hệ số an toàn khi tính toán về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn:
Tra bảng 6.2 [1] với:
 Bánh răng chủ động: SH1 = 1,1; SF1 = 1,75
 Bánh răng bị động: SH1 = 1,1; SF1 = 1,75

 Ho lim ,  Fo lim - Ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở:
 Ho lim  2HB  70
 o
 F lim  1,8HB
 Bánh răng chủ động

 Ho lim1  2HB  70  2HB1  70  2.245  70  560( MPa)
 o
 F lim1  1,8HB  1,8HB1  1,8.245  441( MPa)
 Ho lim2  2HB  70  2HB2  70  2.230  70  530( MPa)
 Bánh răng bị động:  o
 F lim2  1,8HB  1,8HB2  1,8.230  414( MPa)
ZR – Hệ số xét đến độ nhám của bánh răng làm việc.
Zv – Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng.
KxH – Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng.
Chọn sơ bộ theo [1]:
 Z R Z v K xH  1

YRYS K xF  1
KHL, KFL – Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải
trọng của bộ truyền:

Nhóm SVTH

Page 24


GVHD: THẦY HUỲNH CÔNG LỚN


N HO
 K HL  mH
N HE

, trong đó:

 K  mF N HO
 FL
N HE

mH, mF – Bậc của đường cong mỏi khi thử về ứng suất tiếp xúc. Do bánh răng có
HB < 350 nên mH = 6 và mF = 6 (theo [1]).
NHO, NFO – Số chu kỳ thay đổi ứng suất khi thử về ứng suất tiếp xúc và ứng suất
uốn [1]:
2,4

 NHO  30H HB

6

 NFO  4.10
2,4
 NHO1  30.H HB
 30.2452,4  1,6.107


2,4
2,4
7
 NHO2  30.H HB  30.230  1,4.10

6
 NFO1  NFO2  4.10

NHE, NFE – Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương:
Theo công thức (6.7) [1]:
3

NHE

 T 
 60c  i  ni ti
 Tmax 

 16
24
15 
NHE1  60.1. 13.  0,73.  0,93.  .1018,12.16000  6,25.108 (chu kỳ)
55
55 
 55
N
6,25.108
NHE 2  HE1 
 1,447.108 (chu kỳ)

ubr 1
4,32
Theo công thức 6.8 [1]:
m

 Ti  F
NFE  60c 
 ni ti
T
 max 
 16
24
15 
NFE1  60.1. 16.  0,76.  0,93.  .1018,12.16000  4,32.108 (chu kỳ)
55
55 
 55

NFE1 4,32.108
NFE 2 

 108 (chu kỳ)
ubr 1
4,32

Nhóm SVTH

Page 25