Thiết kế xe chạy bằng năng lượng lò xo

Trong quá trình thực hiện mô hình, chúng em đã cố gắnghoàn thiện đề tài bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, đề tài đến nay đã hoàn thành.Thông qua việc nghiên cứu này chúng e

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

BÀI THI ĐÁNH GIÁ CUỐI KỲ

HỌC PHẦN: NHẬP MÔN KỸ THUẬT

THIẾT KẾ XE CHẠY BẰNG NĂNG LƯỢNG LÒ

XO

TP Hồ Chí Minh, 2022

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

PERT Kỹ thuật Ước lượng và Đánh giá Chương trìnhGANTT Là một dạng thể hiện tiến độ dự án cổ điển nhất

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1 Danh sách thành viên nhóm 4

Bảng 2 Kế hoạch thời gian thực hiện dự án 6

Bảng 3 Xác định rủi ro và giải quyết vấn đề 8

Bảng 4 Mục tiêu và tiêu chí đánh giá xe 9

Bảng 5 Số liệu thông số thiết kế của xe 10

Bảng 6 Thông số thiết kế ảnh hưởng của xe 11

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH Ả

Sơ đồ 1 Sơ đồ PERT 7

Sơ đồ 2 Sơ đồ GANTT 7

Sơ đồ 3 Kết quả thử nghiệm của 4 mẫu xe 14

Sơ đồ 4 So sánh kết quả của mẫu quyết định với 4 mẫu trước 17

YYHình 1 Xe 1 13

Hình 2 Xe 2 13

Hình 3 Xe 3 13

Hình 4 Xe 4 13

Hình 5 Thiết kế cuối cùng 14

Hình 6 Thiết kế cuối cùng 15

MỤC LỤC

LỜI GIỚI THIỆU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN 2CHƯƠNG 2: QUẢN LÝ DỰ ÁN 5CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KỸ THUẬT 8CHƯƠNG 4: DỮ LIỆU THỬ NGHIỆM CUỐI CÙNG VÀ KẾT QUẢ CỦA

DỰ ÁN 14CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 15TÀI LỆU THAM KHẢO 16

LỜI GIỚI THIỆU

Trước hết, chúng em xin chân thành cảm ơn trường Đại Học CôngNghiệp Thực Phẩm và khoa Công Nghệ Cơ khí đã tạo điều kiện để sinh viênthực hiện đề tài này nhầm rèn luyện và vận dụng kiến đã học vào thực tiễn cũngnhư có thêm các kiến thức mới hữu ích qua việc học tập về nhập môn kỹ thuật.Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Ngọc Dũng đã tận tình giúp đỡchúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài Và xin gởi lời cảm ơn đến cácthành viên trong nhóm đã giúp đỡ nhau hoàn thành đề tài này

Đây là một đề tài nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình “Xe chạy bằngnăng lượng lò xo” Trong quá trình thực hiện mô hình, chúng em đã cố gắnghoàn thiện đề tài bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, đề tài đến nay

đã hoàn thành.Thông qua việc nghiên cứu này chúng em đã học được nhữngvấn đề như làm việc nhóm, quản lý dự án,hành trang của nghề kỹ sư,…Song dohiểu biết về lý thuyết và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên không thể tránhkhỏi sai sót Chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo thêm của các thầy cô vàcác bạn để có thể học hỏi thêm về đề tài này

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN1.1 Quá Trình Hình Thành Nhóm:

1.1.1 Hợp Đồng Nhóm:

- Là một văn bản cam kết giữa các thành viên trong nhóm với nhau để thực hiện một dự án có sự đồng tình của mỗi cá nhân trên tinh thần tự giác,tự nguyện và có trách nhiệm không ràng buộc điều kiện trước khi bắt đầu thỏa thuận làm việc nhóm

1.1.2 Mục đích và nhiệm vụ của nhóm:

a Mục đích:

 Mọi thành viên trong tổ chức sẽ càng đồng lòng hướng tới mục tiêu và dốc sức cho thành công chung của tập thể khi họ cùng nhau xác định và vạch ra phươngpháp đạt được chúng

 Khi các thành viên cùng góp sức giải quyết một vấn đề chung, họ học hỏi được cách xử lý mọi nhiệm vụ đơn giản hay khó khăn; họ học hỏi từ những thành viên khác và cả người lãnh đạo Thúc đẩy quản lý theo nhóm là cách tốt nhất đểphát huy năng lực của các thành viên

 Hoạt động theo nhóm mang lại cơ hội cho các thành viên thoả mãn những nhu cầu về bản ngã, được đón nhận và thể hiện mọi tiềm năng

 Quản lý theo nhóm giúp phá vỡ bức tường ngăn cách, tạo sự cởi mở và thân thiện giữa các thành viên và người lãnh đạo

 Thông qua việc quản lý theo nhóm, các thành viên có thể học hỏi và vận dụng phong cách lãnh đạo từ cấp trên của mình Điều đó tạo sự thống nhất về cách quản lý trong tổ chức

 Hoạt động theo nhóm giúp phát huy khả năng phối hợp những bộ óc sáng tạo

 Hoàn thiện kỹ năng làm việc nhóm và các kỹ năng khác của các thành viên

1.1.3 Sự lãnh đạo của nhóm: Nhóm trưởng lãnh đạo, thành viên đóng góp

 Xác định mục đích của cả nhóm

 Định rõ vai trò và trách nhiệm

 Hoàn thiện kỹ năng thấu hiểu con người

 Hãy là tấm gương cho mọi người noi theo

 Khi thành công đến, hãy ngợi ca nó

1.2 ĐIỀU LỆ NHÓM

1.2.1 Các nội dung chính:

Hợp đồng này là kết quả thảo luận của và thống nhất của tất cả các thành viên

trong nhóm trong một cuộc hộp mặt và quyết định:

 Các nguyên tắc làm việc nhóm

 Kế hoạch giao tiếp của nhóm

 Các hướng giải quyết vi phạm và quy tắc thưởng và phạt của nhóm

 Các chỉ tiêu đánh giá các thành viên cuối môn học

1.2.2 Các nguyên tắc làm việc nhóm:

Những điều mà mọi thành viên trong nhóm phải làm theo:

 Đi học, đi hợp đúng giờ

 Có tinh thần trách nhiệm với nhóm, với tập thể, nghiêm túc trong hoạt động nhóm

 Biết lắng nghe, cho ý kiến

 Luôn đặt lợi ích của nhóm lên hàng đầu

Những điều mà mọi thành viên trong nhóm không được làm:

 Nghĩ học, nghĩ hợp không có lý, không báo trước

 Chửi tục, ăn nói thiếu tôn trọng

 Gây mất đoàn kết, lợi dụng bạn bè vì lợi ích cá nhân

 Thờ ơ, bất cần, không quan tâm các công việc của nhóm

1.2.3 Kế hoạch giao tiếp nhóm:

 Tần suất gặp mặt: 1 tuần ít nhất một lần, tùy theo lượng công việc của nhóm

 Thời gian: thứ tư và chủ nhật hàng tuần ( có thể thay đổi)

 Địa điểm: thư viện trường CNTP hoặc quán café

Thông báo thông qua: Group Facebook hoặc group Zalo của nhóm

 Nếu thành viên không hồi đáp thông báo họp nhóm hoặc một thông báo bất kì từ nhóm trưởng hay các thành viên khác trong vòng 24h thì sẽ nhậnđược một tin nhắn thông báo lại hoặc gọi điện trực tiếp

1.2.4 Hướng giải quyết vi phạm và quy tắc thưởng và phạt của nhóm Giải pháp và quy tắc phạt:

 Những hành vi vi phạm các nguyên tắc chung của trường, của nhóm lần đầu

sẽ bị nhắt nhỡ, nếu còn tái phạm thì bị phạt đống tiền quỹ với số tiền lớn nhỏ từ 10000đ – 50000đ tùy mức độ vi phạm, nặng nhất là loại ra khỏi nhóm

 Những hành vi gây mất đoàn kết, lợi dụng bạn bè sẽ bị loại ra khỏi nhóm

 Nếu giao công việc mà không làm sẽ bị loại ra khỏi nhóm

 Nếu làm chậm trể công việc được phân công sẽ bị trừ điểm trong điểm tổng của nhóm

 Động viên, khích lệ, giúp đỡ các thành viên trong nhóm vượt qua khó khăn,hoàn thành công việc

Qui tắc thưởng:

 Nếu làm tốt các công việc nhóm giao, giúp thành viên khác hoàn thành công việc hoặc góp ý, đưa ra những ý kiến hay góp phần vào thành công của nhóm sẽ được ghi nhận và khen thưởng từ quỹ nhóm.

 Hoàn thành tốt các qui tắc chung sẽ được thưởng các buổi liên quan của nhóm tự tôt chức.Tùy theo sự đống góp lớn nhỏ mà có phần thưởng xứng đáng

CHƯƠNG 2: QUẢN LÝ DỰ ÁN

2.1 Điều Lệ Dự Án

Tuyên bố công việc: Chế tạo được xe chạy bằng năng lượng lò xo sử dụng

nguồn năng lượng lò xo của bẫy chuột, đáp ứng được yêu cầu đảm bảo về kết cấu của bẫy chuột, tham giao cuộc thi đua giữa các sản phẩm với nhau và đạt được điểm tối đa

 Tên dự án : thiết kế và chế tạo xe chạy bằng năng lượng lò xo

1 Cuộc thi chiếc xe di chuyển với khoảng cách xa nhất

2 Cuộc thi xe di chuyển khoảng cách 5m với thời gian ngắn nhất

 Phạm vi dự án: sản phẩm phải được cung cấp năng lượng của lò xo từ

bẫy chuột theo qui định của đồ án



 Business Case:

+ Tiêu chí thành công:

 Sự tích cực và hợp tác giữa các thành viên trong nhóm

 Hoàn thành các tiến độ dự án trước thời hạn

 Không vượt quá ngân sách đề ra

 Hỗ trợ nhau khi 1 thành viên gặp khó khăn + Ngân sách: 750.000VND

+ Kế hoạch thực hiện & Các mốc quan trọng của dự án:

+ Giả định và Ràng buộc:

 Hoàn thành công việc trước thời gian quy định của dự án

 Không vượt ngân sách đề ra

 Xe chỉ được xử dụng lò xo từ bẫy chuột + Rủi ro:

 Những thành viên trong nhóm mâu thuẫn về ý kiến

 Các thành viên trong nhóm không tích cực tham gia họp nhóm

 Chi phí không đủ để thực hiện chế tạo sản phẩm

Bảng 2 Kế hoạch thời gian thực hiện dự án

Các mốc quan trọng Ngày bắt đầu Ngày hoàn thành

Đo lường/ đánh giá các

Phân tích các giai đoạn

Cải tiến giai đoạn thực

2.2 Phát triển sơ đồ PERT

2.3 Phát triển sơ đồ GANTT

Sơ đồ 2 Sơ đồ GANTT

Sơ đồ 1 Sơ đồ PERT

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KỸ THUẬT

3.1 Xác định vấn đề,mục tiêu và tiêu chí đánh giá dự án

3.1.1 Xác định vấn đề cần giải quyết:

-Dự án: xe chạy bằng năng lượng lò xo(bẫy chuột)

-Nhu cầu cần thiết kế: để thi đấu với các nhóm khác

-Mục tiêu là:

Xe phải được thiết kế bằng bẫy chuột theo quy định của đồ án

Xe phải chạy được tối thiểu 10 m

Xe phải đạt vận tốc 10m/phút sau khi đi được 5m

Bảng 3 Xác định rủi ro và giải quyết vấn đề

Những rủi ro có thể xảy ra trong dự

án:

-không tìm đc nguồn nguyên vật liệu

-Các thành viên trong nhóm không đc

tiếng nói chung

-Không đáp ứng yêu cầu cần thiết của dự

- Lắng nghe để thấu hiểu,nói rõ quan điểm cá nhân mỗi người, Xác định mối quan tâm chung,tôn trọng ý kiến lẫn nhau,…

-tìm và khắc phục lỗ hỏng trong dự án

-tìm ra lỗi trục trặc và khắc phục trong khâu chế tạo xe

-giảm bớt những vật liệu không cần thiết

để tối ưu mẫu xe một cách đơn giản nhất -tận vật liệu tái chế

-có thể hẹn ở thư viện,quán cafe sau khi tan học,ai có xe thì có thể qua chờ thành viên còn lại tới điểm hẹn

3.1.2 Xác định mục tiêu và tiêu chí đánh giá

-Giảm sức cản của không khí bằng cách làm cho đầu xe nhỏ và trơn láng

-bánh xe nhỏ có khả năng xử lý tốt hơn ở nhưng địa hình gồ ghề dốc cao do hiện tượng quán tính

-bánh xe to giúp di chuyển dễ hơn ở những địa hình phẳng như sàn,mặt bàn hoặc địa hình hơi gồ ghề như mặt xi măng,nhựa đường

-buộc dây vào cánh tay đòn của lo xò và giữ

Bảng 4 Mục tiêu và tiêu chí đánh giá xe

Bánh tr ướ c

13 cm Bánh sau

13 cm Khung xe

20 x 35.5 x 20 cm Bẫẫy chu t ộ

20 cm Kho ng cách gi a các lỗẫ tr c ả ữ ụ

14 cm

1 cẫy đũa dài quẫấn dẫy

38 cm

3.2 Thông số thiết kế

3.3 Các thông số thiết kế ảnh hưởng tới xe

Bảng 5 Số liệu thông số thiết kế của xe

Chi phí mắc hơn bánh đĩa,độ ma sát cao

- Tiết kiệm trọng lượng,chi phí rẻ,dễ làm

Độ ma sát cao làm chậm xe,dễ bị hư hại trong quá trình thử nghiệm

- Giảm độ ma sát,trơn tru mượt mà hơn trục gỗ

Chi phí mắc hơn trục gỗ,cắt gọt vật liệu khó khăn hơn

- Giảm sức nặng cho xe,dễ đục khoét

Dễ bị tổn hại khi bị tác động mạnh

- Dễ chế tạo,dễ kiếm vật liệu,bền

- Độ co dãn cao thuận lợi cho sự bức tốc của xe,dễ chế tạo,độ bền cao

Bảng 6 Thông số thiết kế ảnh hưởng của xe

3.4 Chế Tạo các nguyên mẫu

Bước 1: chuẩn bị nguyên vật liệu

Bước 2: tiến hành thực hiện chế tạo xe

- cưa và gắn các miếng ván gỗ lại với nhau để

tạo thành khung xe

- đục lỗ trên khung để nhét bạc đạn vào làm

trục bánh xe,sau đó gọn 2 thanh gỗ có sẳn để làm cánh tay đòn sao cho vừa khích với ổ quay trong của bạc đạn

- tháo các bộ phận không cần thiết trên bẫy chuột và gắn thanh đũa ở giữa lò xo-gắn đĩa vào cánh tay đòn để làm bánh xe

-buộc dây vào cánh tay đòn của 2 bánh sau và đầu dây còn lại buộc và thanh đũa gắn

ở giữa bẫy chuột

Bước 3: tiến hành thử nghiệm xe

- sau khi hoàn thành xe và cho xe chạy thử nhiều lần để đưa ra được kết quả khá hiệu quả là 9m và vận tốc là 0,49m/s

Dưới đây là 4 mẫu xe thử nghiệm:

Hình 1 Xe 2

Hình 2 Xe 1

Sơ đồ 3 Kết quả thử nghiệm của 4 mẫu xe

- Xe 2 có kết quả sau cùng tốt nhất, khoảng cách tối đa sau 2 lần thử là 10.2m với tốc độ 0.55m/s

CHƯƠNG 4: DỮ LIỆU THỬ NGHIỆM CUỐI CÙNG VÀ KẾT

QUẢ CỦA DỰ ÁN

4.1 Dữ liệu thử nghiệm cuối cùng:

Sau khi thử nghiệm và đo lường lại các nguyên mẫu,chúng em đã quyết định

sẽ chọn khung xe bằng gỗ,bánh xe làm bằng bìa xốp cứng bởi vì xe làm bằng khung

gỗ xe làm xe nhẹ dễ di chuyển hơn và mang lại cảm giác chắc chắn,bánh xe lúc trước được làm bằng đĩa cd nhưng trong quá trình chạy hay làm xe dễ bị nứt,gãy và vì dịch bệnh nên việc mua đĩa rất khó khăn và hạn chế nên chúng em đã thay bằng bìa xốp cứng ,việc tận dụng lại những vật xung quanh giúp cho kinh phí làm xe giảm bớt và thời gian tìm vật liệu cũng bớt đi phần nào.Và dưới đây là mẫu xe cuối cùng của nhómchúng em:

Hình 6 Thiết kế cuối cùng

Hình 7 Thiết kế cuối cùng

4.3 kết quả cuối cùng của xe:

- Sau lần cho chạy lần cuối cùng thì xe đã cho ra được kết quả đạt mục tiêu mà dự án

đề ra là 12m2 và vận tốc là 0.56m/s

4.4 So sánh kết quả với 4 mẫu thử nghiệm

- Sau 2 lần thử nghiệm, khoảng cách tối đa có thể đạt được là 12.2m với tốc độ

0.56m/s Vượt chỉ tiêu đề ra là 10m, đây là kết quả tốt nhất trong 5 nguyên mẫu được chế tạo

4.5 Đánh giá các kết quả đạt được

 Quá trình chế tạo xe có đôi chút vất vả do vật liệu làm ra xe hơi khó tìm kiếm

và gia công chế tạo

 Giá thành chế tạo xe sẽ ở mức cao so với 4 nguyên mẫu trước, nhưng lại ở mứctrung bình nếu như để nhóm chế tạo ra 1 chiếc xe mang tính chất quyết định

cho dự án của nó

 Xe chạy vô cùng tốt ở khoảng 8m đầu tiên sau khi lăn bánh, nhưng sẽ gặp các vấn đề về hướng di chuyển và trục bánh xe ở những quãng đường cuối, tuy vậykết quả sau cùng xe đạt được vẫn đủ để đạt được yêu cầu đề ra cũng như làm hài lòng các thành viên nhóm 3

Sơ đồ 4 So sánh kết quả của mẫu quyết định với 4 mẫu trước

Đ n v m/sơ ị

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN

Cuối cùng sau những nỗ lực và công sức mà cả nhóm bỏ ra đã chế tạo thành công mẫu

xe mà dự án đã đề ra theo định hướng ban đầu,qua đó chúng em đã học được cách làmviệc nhóm cùng nhau,giải quết những vấn đề khó khăn,học cách trở thành kỹ sư và quản lý dự án kỹ thuật,v.v…

TÀI LỆU THAM KHẢO

[1] Thế, Nguyễn Huy "Nhập môn Kỹ thuật cơ điện tử." (2019).

[2] Jumper, W.D., 2012 Modeling the mousetrap car The Physics Teacher, 50(3),

pp.137-142.

[3] Anderson, J (2020, october 6) engineeredmechanicalsystems Retrieved from https://www.engineeredmechanicalsystems.com/build-a-mousetrap-car/