BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP TỐI ƯU HÓA THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THỰC NGHIỆM TAY QUAY CON TRƯỢT LINH HOẠT GVHD: TS. LÊ MINH TÀI SVTH: NGUYỄN NGỌC NHẬT MSSV: 11104072 SVTH: CHÂU VĂN HẬU MSSV: 11104050 SKL 0 0 4 2 1 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 do an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: TỐI ƯU HÓA THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THỰC NGHIỆM TAY QUAY CON TRƯỢT LINH HOẠT Giảng viên hƣớng dẫn: TS.
LÊ MINH TÀI Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC NHẬT MSSV:11104072 CHÂU VĂN HẬU MSSV:11104050 Lớp: 111040C Khoá: 2011 - 2015 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Kỹ thuật Công nghiệp NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: TS. LÊ MINH TÀI Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC NHẬT MSSV: 11104072 CHÂU VĂN HẬU MSSV: 11104050 1.
Tên đề tài: Tối ƣu hóa thiết kế và chế tạo thực nghiệm tay quay con trƣợt linh hoạt. Các số liệu, tài liệu ban đầu: [1] E. Tanık, “Transmission angle in compliant slider-crank mechanism,”Mechanism and Machine Theory, vol. Howell, Compliant Mechanisms.
John Wiley and Sons Inc, New York, 2001, ch. Lammering, “On mechanical properties of planar flexure hinges of compliant mechanisms,” Mech. Mechanics applied to engineering. London, Longman, Green and Co.
Factor of safety and working stress.Transactions of ASME, vol. [6] Phần mềm Solid Work, Matlab, ANSYS 3. Nội dung chính của đồ án: - Khảo sát, lựa chọn và xây dựng model bằng phần mềm Solid work - Xây dựng mô hình toán và mô phỏng bằng ANSYS cho cơ cấu tay quay con trƣợt - Lựa chọn phƣơng pháp tối ƣu hóa để thực hiện việc tối ƣu hóa thiết kế nâng cao tính chất cơ khí của sản phẩm này - Gia công chế tạo sản phẩm tay quay con trƣợt linh hoạt - Thực nghiệm kiểm tra tính chất cơ khí và so sánh với kết quả mô phỏng 4. Các sản phẩm dự kiến - 1 cuốn luận văn chứa đựng toàn bộ phần thiết kế tính toán và mô phỏng và tối ƣu hóa cũng nhƣ quá trình thực nghiệm để kiểm tra sản phẩm đã chế tạo - 1 đĩa CD chứa nội dung luận văn - 1 cơ cấu tay quay con trƣợt đƣợc chế tạo sau khi đã thiết kế và tối ƣu hóa 5.
Ngày giao đồ án: 21/09/2015 do an 6. Ngày nộp đồ án: 05/01/2016 TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) TS. LÊ MINH TÀI Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) do an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Tối ƣu hóa thiết kế và chế tạo thực nghiệm tay quay con trƣợt linh hoạt - GVHD: TS. Lê Minh Tài - Họ tên sinh viên: Nguyễn Ngọc Nhật MSSV: 11104072 Châu Văn Hậu MSSV: 11104050 - Lớp: 111040C - Địa chỉ sinh viên: 219 Hoàng Diệu 2- P.
Thủ Đức- TP.HCM - Số điện thoại liên lạc: 0984268680 - Email: nhatnnspkt@gmail.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 05/01/2016 - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc.Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Hồ Chí Minh, ngày …. Ký tên do an LỜI CẢM ƠN Trong quá trình đất nƣớc ta đang trên con đƣờng công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nƣớc vào năm 2020 thì lĩnh vực công nghệ - kỹ thuật nói chung và ngành cơ khí nói riêng là một trong những ngành tiên phong của nƣớc ta, tạo ra nhiều máy móc, sản phẩm đáp ứng cho nhu cầu xã hội ngày càng cao.
Vì vậy đòi hỏi kỹ sƣ cơ khí và cán bộ cơ khí phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết vấn đề cụ thể trong sản xuất, sửa chữa sau khi ra trƣờng. Với việc đã đƣợc trang bị đầy đủ kiến thức về lĩnh vực cơ khí - vật liệu ở nhà trƣờng cộng với tinh thần học hỏi, sự nổ lực và đầy nhiệt huyết của một sinh viên sắp ra trƣờng. Hứa hẹn trong tƣơng lai chúng em sẽ là những tân kỹ sƣ đƣợc làm việc trong môi trƣờng chuyên nghiệp vận dụng đƣợc những kiến thức bổ ích đã học để giải quyết những vấn đề cụ thể trong công việc nhằm đạt đƣợc các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật và góp phần hoàn thiện, phát triển bản thân. Mục tiêu của đồ án này là tạo điều kiện cho ngƣời học hệ thống, củng cố và nắm vững toàn bộ kiến thức đã học để vận dụng vào việc thiết kế, xây dựng và quản lý các quy trình chế tạo sản phẩm cơ khí.
Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu tối ƣu hóa quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng. Các số liệu, thông số do tra bảng, tính toán và mô phỏng đều dựa vào các tài liệu tham khảo và kinh nghiệm của thầy cô hƣớng dẫn… Tuy nhiên, do đây là lần đầu thực hiện đồ án và do kiến thức còn hạn hẹp nên chúng em không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình thiết kế, tính toán. Chúng em rất mong thầy cô góp ý, bổ sung để kiến thức của chúng em đƣợc vững vàng hơn. Cuối c ng chúng em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô trong khoa cơ khí.
Đ c biệt là thầy Lê Minh Tài đã tận tình giúp đ , hƣớng dẫn để chúng em hoàn thành đồ án này. Sinh viên thực hiện Nguyễn Ngọc Nhật, Châu Văn Hậu do an TÓM TẮT ĐỒ ÁN TÊN ĐỀ TÀI TỐI ƯU HÓA THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THỰC NGHIỆM TAY QUAY CON TRƯỢT LINH HOẠT Nếu một cái gì đó đƣợc uốn cong để làm ra những cái gì khác những vẫn có ý nghĩa sử dụng thì đó là “compliance” hay “flexibility”. Nếu nhƣ sự linh hoạt của một cấu kiện có thể cho phép nó bị uốn cong cũng đồng thời giúp nó thực hiện một công việc hữu ích khác thì đó là một cơ cấu linh hoạt (compliant mechanism). Ý tƣởng của việc sử dụng cơ cấu linh hoạt trong thiết kế các sản phẩm đã đƣợc bắt g p, nhƣng các nhà thiết kế truyền thống đã sử dụng một cái máy để vận hành.
Họ thƣờng d ng những bộ phận cứng ho c cứng tuyệt đối liên kết lại với nhau bằng các khớp quay hay bản lề ho c là những khớp trƣợt. Nhƣng khi quan sát trong tự nhiên, chúng ta thấy một ý tƣởng hoàn toàn khác với các bộ phận cứng tuyệt đối đƣợc kết nối. Hầu hết sự di chuyển của chúng là rất mềm dẻo thay vì cứng nhắc, và những chuyển động đó đến từ việc uốn cong của các bộ phận linh hoạt. Khóa luận tốt nghiệp này giải quyết một vấn đề kỹ thuật là thiết kế, tối ƣu hóa và chế tạo cơ cấu tay quay con trƣợt đàn hồi.
Qua đó sinh viên đã sử dụng các phần mềm Solid Work và ANSYS để thiết kế và mô phỏng cơ cấu. Bên cạnh đó mô hình cơ cấu sau khi thiết kế đã đƣợc tối ƣu hóa bằng phƣơng pháp Taguchi dựa trên độ bền mỏi. Cuối c ng cơ cấu tay quay con trƣợt đàn hồi tối ƣu đã đƣợc chế tạo và thực nghiệm kiểm tra với kết quả sai số tối đa là 4 %, rất gần với kết quả mô phỏng. Do điều kiện trang thiết bị hỗ trợ và thời gian nghiên cứu không cho phép thực hiện ở kích thƣớc micrometer, đề tài chỉ tập trung vào việc thiết kế và chế tạo đƣợc mô hình tay quay con trƣợt đàn hồi ở kích thƣớc milimeter.
Trong tƣơng lai đề tài này sẽ đƣợc phát triển làm cơ sở cho việc thiết kế các cơ cấu đàn hồi phức tạp hơn ở kích thƣớc micrometer. do an ABSTRACT OPTIMAL DESIGN AND EXPERIMENTAL MANUFACTURE OF A SLIDER- CRANK COMPLIANT MECHANISM If something bends to do what it is meant to do, then it is compliant. If the flexibility that allows it to bend also helps it to accomplish something useful, then it is a compliant mechanism. The idea of using compliant mechanisms in products is catching on, but traditionally when designers need a machine that moves, they commonly use very stiff or rigid parts that are connected with hinges or sliding joints.
But when we look at nature we see an entirely different idea from rigid parts connected at joints - most moving things in nature are very flexible instead of stiff, and the motion comes from bending the flexible parts. This thesis solves a technical problem is to design, optimize and manufacture a slider-crank compliant mechanism. Whereas, students used ANSYS and Solid Work softwares to design and simulate the structure. Besides a model of mechanism after the design has been optimized by Taguchi method based on the fatigue life.
Finally the optimum slider-crank compliant mechanism was fabricated and experimentally tested with the maximum error is about 4% which is very close to the simulation results. Due to the condition of the equipment supporting and research time not allow micrometer in size, the thesis only focused on the design and manufacture the prototype of a compliant slider-crank mechanism in millimeter-size. In the future this topic will be developed as the basis for the design of the more complex compilant mechanisms in micrometer-size. do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.
HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Kỹ thuật công nghiệp PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ và tên sinh viên: Nguyễn Ngọc Nhật MSSV: 11104072 Châu Văn Hậu MSSV: 11104050 Tên đề tài: Tối ƣu hóa thiết kế và chế tạo thực nghiệm cơ cấu tay quay con trƣợt linh hoạt Ngành đào tạo: Kỹ thuật công nghiệp (K11) Họ và tên GV hƣớng dẫn: TS. Lê Minh Tài Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên:. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN: 2.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: .Kết quả đạt được:.
Những tồn tại (nếu có):. Đánh giá: Điểm Điểm đạt TT Mục đánh giá tối đa được 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đ ng format với đ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2.