Thiết kế và chế tạo xe đạp địa hình trợ lực điện hiệu quả

LỜI CAM KẾT

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO XE ĐẠP ĐỊA HÌNH TRỢ LỰC ĐIỆN

ABSTRACT

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Tính cấp thiết của đề bài

1.2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

1.2.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài

1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1. Đối tượng nghiên cứu

1.4.2. Phạm vi nghiên cứu

1.5. Phương pháp nghiên cứu

1.6. Kết cấu đồ án tốt nghiệp

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

2.1. Đặc tính của xe điện trợ lực

2.2. Kết cấu của xe điện trợ lực

2.3. Tổng quan về tình hình nghiên cứu theo lĩnh vực đề tài

2.4. Các tồn tại của xe điện trợ lực ở Việt Nam

3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1. Xe đạp trợ lực là gì?

3.2. Nguyên lý xe đạp trợ lực hoạt động thế nào?

3.3. Hệ thống điều khiển nguyên lý xe đạp trợ lực

4. CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP LỰA CHỌN CÁC BỘ PHẬN CỦA XE

4.1. Thông số thiết kế

4.2. So sánh phương án thiết kế và lựa chọn tối ưu

4.2.1. So sánh và chọn phương án các kiểu động cơ

4.2.2. So sánh và chọn phương án hệ thống giảm sốc trước

4.2.3. So sánh và chọn phương án hệ thống giảm xóc sau

4.2.4. Lựa chọn bánh xe

4.2.5. Lựa chọn vành bánh xe

4.2.6. Lựa chọn yên

4.2.7. Ghi đông thẳng

4.3. Phác thảo 2D xe

4.4. Trình tự công việc tiến hành

5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ XE ĐẠP ĐỊA HÌNH TRỢ LỰC ĐIỆN

5.1. Lựa chọn vật liệu

5.2. Các cụm chính của xe

5.2.1. Thiết lập sơ đồ động học

5.2.2. Nguyên lý hoạt động của xe điện trợ lực

5.2.3. Phân tích động học máy, kiểm tra mức độ đáp ứng các nhu cầu đặt ra

5.2.3.1. Chiều cao yên

5.5. Hệ thống giảm chấn trước và sau

5.7. Độ ổn định cổ lái

5.8. Tính toán lực cản kỹ thuật, chọn motor

5.8.1. Tính toán momen xoắn cần thiết của động cơ

5.8.2. Tính toán tốc độ quay cần thiết để chọn động cơ

5.9. Tính toán bộ truyền và chi tiết máy

5.9.1. Nguyên lý hoạt động

5.10. Tính toán lực thông qua phần mềm ansys

5.10.1. Tính bền khung

5.10.2. Tăng tốc tối đa

5.10.3. Phanh tối đa ở bánh trước

5.11. Mô phỏng tính toán bền trên phần mềm ASYS

5.11.1. Gia tốc tối đa

5.11.2. Phanh cực đại ở bánh trước

5.12. Mô phỏng biến dạng khi tải (có người ngồi, pin, động cơ)

5.13. Tính toán truyền động xích

5.14. Hoàn thiện thiết kế 3D kiểu dáng công nghiệp

6. CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO, THỬ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ

6.1. Chế tạo các bộ phận xe

6.1.1. Chế tạo khung sườn

6.1.2. Chế tạo gắp

6.1.3. Chế tạo chảng ba trên

6.1.4. Chế tạo thanh nối trên

6.1.5. Chế tạo thanh nối dưới

6.1.6. Chế tạo ống trục thẳng

6.2. Chế tạo hệ thống truyền động

6.3. Bộ truyền cốt bàn đạp xuống bánh sau

7. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Thiết kế xe đạp

Phần này tập trung vào thiết kế xe đạp địa hình trợ lực điện, bao gồm việc phân tích cấu trúc khung, lựa chọn vật liệu và tính toán độ bền. Thiết kế bền vững được ưu tiên để đảm bảo xe có thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện địa hình khó khăn. Sử dụng phần mềm Solidworks và Workbench để mô phỏng và kiểm tra ứng suất, biến dạng của khung xe. Kết quả cho thấy khung xe đáp ứng được yêu cầu về độ bền và an toàn.

1.1. Thiết kế khung sườn

Khung sườn được thiết kế tối ưu để chịu tải trọng tối đa 150 kg và tốc độ 40 km/h. Vật liệu ASTM A35 Steel được lựa chọn nhờ độ bền và khả năng chịu lực tốt. Phần mềm Solidworks giúp tạo mô hình 3D chi tiết, trong khi Workbench kiểm tra ứng suất và biến dạng. Kết quả mô phỏng cho thấy khung xe đạt hệ số an toàn cao, đảm bảo độ bền trong quá trình sử dụng.

1.2. Thiết kế ergonomic

Thiết kế ergonomic được áp dụng để tối ưu hóa trải nghiệm người dùng. Chiều cao yên, vị trí ghi đông và góc nghiêng được tính toán để phù hợp với tư thế ngồi thoải mái. Điều này giúp giảm mệt mỏi khi di chuyển trên địa hình đồi núi và tăng hiệu quả sử dụng.

II. Chế tạo xe đạp

Quá trình chế tạo xe đạp bao gồm gia công các bộ phận và lắp ráp thành sản phẩm hoàn chỉnh. Chế tạo chính xác và chế tạo bền bỉ là hai yếu tố chính được đảm bảo trong quá trình này. Các bộ phận như khung sườn, hệ thống giảm xóc và bánh xe được gia công theo bản vẽ chi tiết. Sau khi lắp ráp, xe được chạy thử nghiệm để đánh giá hiệu suất và độ ổn định.

2.1. Gia công khung sườn

Khung sườn được gia công từ vật liệu thép ASTM A35, đảm bảo độ bền và khả năng chịu lực. Quy trình gia công bao gồm cắt, hàn và xử lý bề mặt để chống gỉ. Kết quả kiểm tra cho thấy khung sườn đáp ứng được yêu cầu về độ bền và độ chính xác.

2.2. Lắp ráp hệ thống truyền động

Hệ thống truyền động bao gồm động cơ điện, bộ truyền xích và bàn đạp được lắp ráp theo thiết kế. Trợ lực điện tử được tích hợp để hỗ trợ người dùng khi di chuyển trên địa hình khó khăn. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.

III. Hiệu quả năng lượng

Hiệu quả năng lượng là yếu tố quan trọng trong thiết kế xe đạp trợ lực điện. Động cơ 500W-48V được lựa chọn để đảm bảo hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng. Công nghệ xanh được áp dụng để giảm thiểu tác động môi trường. Kết quả thử nghiệm cho thấy xe đạt tốc độ tối đa 40 km/h với mức tiêu thụ năng lượng thấp.

3.1. Lựa chọn động cơ

Động cơ 500W-48V được lựa chọn nhờ hiệu suất cao và khả năng tiết kiệm năng lượng. Trợ lực động cơ giúp người dùng di chuyển dễ dàng trên địa hình đồi núi mà không cần tốn nhiều sức lực.

3.2. Tối ưu hóa hiệu suất

Việc tối ưu hóa hiệu suất được thực hiện thông qua việc điều chỉnh tỷ số truyền và cải thiện hệ thống điều khiển. Kết quả cho thấy xe đạt hiệu suất cao với mức tiêu thụ năng lượng thấp, phù hợp với xu hướng công nghệ xanh.

IV. Giải pháp di chuyển

Giải pháp di chuyển được đề xuất nhằm tối ưu hóa trải nghiệm người dùng trên địa hình khó khăn. Hệ thống giảm xóc và bánh xe được thiết kế để đảm bảo độ ổn định và thoải mái khi di chuyển. Xe đạp thông minh được tích hợp các tính năng hỗ trợ như điều khiển điện tử và cảm biến để tăng cường an toàn và hiệu quả.

4.1. Hệ thống giảm xóc

Hệ thống giảm xóc được thiết kế để giảm thiểu rung động và tăng độ ổn định khi di chuyển trên địa hình đồi núi. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống giảm xóc hoạt động hiệu quả, mang lại trải nghiệm thoải mái cho người dùng.

4.2. Bánh xe và vành bánh

Bánh xe và vành bánh được lựa chọn để đảm bảo độ bền và khả năng chịu lực. Bánh béo và vành đúc được sử dụng để tăng độ ổn định và giảm thiểu nguy cơ hỏng hóc khi di chuyển trên địa hình khó khăn.

Nghiên cứu thiết kế và chế tạo xe đạp địa hình trợ lực điện