thiết kế và vẽ trục trung gian của tàu thủy

Trong nội dung của đề tài “Tự động hóa thiết kế và vẽ trục trung gian” ta sử dụng phần mềm Auto LISP để thực hiện quá mở rộng và tuỳ biến các chức năng của AutoCad.. Về căn bản những phi

PHẦN I:

MỞ ĐẦU

1.1 Cơ sở lý thuyết

Tự động hóa thiết kế là lĩnh vực hết sức phức tạp, nó yêu cầu khả

năng rất cao của người thiết kế Nhưng giá trị , lợi ích mà tự động hóa mang lại là vô cùng to lớn Khả năng tự động hóa rất đa dạng và có nhiều phương pháp để đi tới thành công Trong nội dung của đề tài “Tự động hóa thiết kế

và vẽ trục trung gian” ta sử dụng phần mềm Auto LISP để thực hiện quá

mở rộng và tuỳ biến các chức năng của AutoCad

Hiện nay AutoLisp đã được hãng Autodesk phát triển theo các số hiệuphát hành của AutoCad Về căn bản những phiên bản sau vẫn sử dụng được những chương trình lập bằng phiên bản trước, ngược lại thì không được do

có một số biến hệ thống và lệnh của AutoCad giữa các phiên bản không

giống nhau nên việc dùng chung có gặp một số trở ngại Do vậy yêu cầu

người lập trình AutoLisp phải nắm thật vững AutoCad để sử dụng AutoLisp một cách hiệu quả

AutoLisp là một ngôn ngữ lập trình thông dịch, nghĩa là dịch đến

dòng nào thực hiện dòng đó và cho kết quả, không có trình biên dịch riêng

Một tập hợp các câu lệnh của AutoLisp được gọi là hàm Lisp và tệp (file)

chứa các hàm gọi là tệp (file) Lisp có phần mở rộng là *.Lsp

Với AutoLisp, người dùng có thể dễ dàng truy cập đến dữ liệu của

AutoCad, có thể thay đổi, tạo mới, xoá bỏ các đối tượng, thêm các thông tin vào bản vẽ thực hiện các công việc Tự động hoá trong thiết kế

Sử dụng Autolisp ta co the viết các chương trình tạo các lệnh mới

trong AutoCAD hoặc các chương trình tự động thiết kế các bản vẽ được sử dụng thường xuyên để góp phần tăng năng suất thiết kế Bạn có thể sử dụng bất kỳ soạn thảo nào để để tạo ra các chương trình Autolisp

1.2 Đặt vấn đề

Đề tài: “thiết kế và vẽ trục trung gian của tàu thủy” là loại đề tài tự

động thiết kế bản vẽ Từ các dữ liệu đầu vào ta có thể tính toán ra thông số rồi thực hiên lệnh vẽ

Với việc tự con người tính toán rồi vẽ theo đề tài thì sẽ phải mất khá nhiều thời gian và công sức Thay vào đó khi ta sử dụng phần mềm để tính toán thiết kế và vẽ thì bây giờ công việc trở nên đơn giản và thuận tiện hơn rất nhiề lần Mặt khác với xu thế phát triển của xã hội hiện nay thì công nghệthông tin đang tiến tới đỉnh cao thì việc hội nhập các phần mềm để tính toán trở thành một sự tất yếu, nó ảnh hưởng trực tiếp đến sự tồn vong của doanh nghiêp

Cùng với sự phát triển đó thì đề tài như một ví dụ nho nhỏ về sản

phẩm của tự động hóa mang lại những tiện ích mới cho con nghười

Tuy vậy nhưng sản phẩm tự động hóa lại yêu cầu người thiết kế phải

có trình độ cao và bề dày kinh nghiệm Sản phẩm tạo ra yêu cầu rất cao về khả năng ứng dụng thực tế do vậy yêu cầu nhà thiết kế phải có con mắt quansát rất tinh tường và lựa chọn ra những phương án tối ưu

Sản phẩm của đề tài là bản vẽ trục trung gian tàu thủy, một thiết bị màhầu hết các tầu hiện nay đều có Khi thiết kế tầu ta đều phải thiết kế các trục trung gian do vậy để quá trình được nhanh hơn ta sử dụng Autolisp để tạo ra một chương trình để tự động tính toán thiết kế và vẽ trục trung gian.

Ta có mô hình sản phẩm:

Hình 1.2 Trục trung gian

PHẦN II:

XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH

2.1 Liệt kê và phân tích các vấn đề

Để có thể viết chương trình ta sử dụng phần mềm Autolisp ta có các cách viết sau:

- Viết trực tiếp:

Tại dòng nhắc Command: của AutoCad ta có thể gõ các câu lệnh theo

cú pháp của AutoLisp Lệnh này sẽ được thực thi ngay và cho kết quả trên màm hình tại vùng dòng lệnh, nhưng lệnh này không lưu trữ được

- Viết thành chương trình:

Dùng chương trình soạn thảo (dạng mã ASCII) bất kỳ hoặc Visual

LISP, viết thành chương trình như một tạp tin nguồn có phần mở rộng *.lsp

Tên tệp tuân thủ theo qui ước của hệ điều hành, thường không quá 8

ký tự, giữa các ký tự không có khoảng trống

Vậy ta sẽ lựa chọn phương pháp viết thành chương trình

Trong quá trình thiết kế và vẽ ta cần sử dụng đến các công thức để

tính toán ta sẽ lấy trong cuốn quy pham 2010 để làm cở sở tính toán

Để cho chương trình dễ kiểm soát lỗi ta chia chuong trình ra thành

nhiều chương trình con sau đó sẽ liên kết các chương trình con đó lại với

nhau để tạo ra chương trình hoàn chỉnh

Đối tượng sử dụng chương trình là các sinh viên và các kỹ sư có trình

độ và đã có kiến thức căn bản về phần mềm Autolisp và tính toán thiết kế

trục nên ta sẽ hạn chế giải thích và ta sẽ sử dụng các thuật ngữ chuyên ngành

và các ngôn ngữ chuyên môn

Do sự hạn chế về thời gian cũng như kiến thức chuyên môn nên trong chương trình mức độ hoàn thiện vẫn còn chưa đạt cao và tính tối ưu còn

chua rõ Tuy vậy nhung với sự cố gắng lỗ lực hết mình thì sản phẩm cũng

dần hoàn thiện và mức độ ứng dụng cũng được tăng lên

2.2 Phân tích các đặc điểm dữ liệu

Ta có cơ sở tính toán của trục:

( các công thức sử dụng trong quy phạm 2010)

Trục trung gian là trục hoặc các đoạn trục nối trục chong chóng (hoặc trục ống bao) với trục lực đẩy Nhiệm vụ chính của trục trung gian là truyền mômen xoắn đến chong chóng

Trong quá trình làm việc, đoạn trục này ngoài chịu tải do mômen xoắncòn chịu trọng lượng bản thân, lực đẩy của chong chóng và tải trọng bổ sung

do biến dạng cục bộ của hệ trục hay vỏ tàu Tuy nhiên, điều kiện làm việc

của đoạn trục này nhẹ nhàng nhất so với các đoạn trục khác nên đường kính trục thường nhỏ nhất

Trên đoạn trục trung gian có các ổ đỡ trung gian có thể là ổ đỡ trượt hoặc ổ lăn để đỡ các đoạn trục

d0 – đường kính yêu cầu của trục

H – công suất liên tục của động cơ

N – vòng quay của động cơ

Ts – giới hạn bền kéo của vật liệu làm trụcF1, k1 – các hệ số tra bảng

K – hệ số trục rỗng

Công thức tính đường kính bulong:

3 0

2 ( 160) 0.65

.

b

b

d Ts d

n D T

+

=Trong đó:

Nền tảng của việc xác định đường kính các đoạn trục là đi giải quyết bài toán sức bền dựa trên phụ tải tác dụng lên hệ trục trong quá trình làm

việc

Nhưng việc giải quyết một cách thông thường như vậy là tương đối

phức tạp vì khó xác định được chính xác độ lớn của phụ tải tác dụng lên hệ trục Vì thế phương pháp này chỉ là gần đúng và nếu xét trong điều kiện thực

tế thì không hoàn toàn phù hợp

Tuy nhiên theo kinh nghiệm thực tế thì kết quả tính toán theo phương pháp này vẫn đảm bảo sự làm việc an toàn của hệ trục Do đó đến nay

phương pháp này vẫn được áp dụng

Số liệu kết quả tính đường kính trục phải ra số nguyên tròn trục hoặc

số cuối là số 5

Yêu cầu của đề tài là khi ta nhập công suất của động cơ, vòng quay,

giới hạn bền kéo của vật liệu làm trục, làm bulong thì yêu cầu chương trình của ta phải tự động tính toán và cuối cùng vẽ ra được bản vẽ trục trung gian

Yêu cầu bản vẽ sản phẩm phải có tính chính xác cao và có tính mỹ

quan cần thiết do vậy ta sẽ sử dụng các màu sắc khác nhau để vẽ các đường

có tính chất khác nhau để tạo tính mỹ quan cho sản phẩm

Số liệu tính toán đầu vao toàn bộ là các số thực lớn hơn không cho

nên khi nhập dữ liệu vào yêu cầu số liệu phải chính xác nếu người dùng

nhập sai phải yêu cầu nhập lại, nếu có thể thì đưa ra dòng chữ để hướng dẫn người sử dụng

Nâng cao tính đa dạng của sản phẩm, tránh xảy ra sự đôn điệu cho sảnphẩm để cho sản phẩm được sử dụng rộng dãi

Trên bản vẽ nên có các chú thích cho sản phẩm và đường ghi kích

thước tại các vị trí cần thiết

2.3 Lập sơ đồ thuật toán

Ta có sơ đồ tổng quát để thực hiện tạo ra chương trình:

Hình 2.3 sơ đồ thuật toán

Trong đó:

• h – Công suất của máy chính

• n – Vòng quay của máy chính

• Ts – Giới hạn bền kéo của vật liệu làm trục

• Tb – Giới hạn bền kéo của vật liệu làm bulong

Private Sub CommandButton3_Click()

Dim cmui, clai As Double

If ComboBox3.Value = "" Then

MsgBox "Chon do con truc phia mui", , "Thong bao"

Exit Sub

Else

Select Case ComboBox3.ListIndex

Case 0 'do con 1/10

Select Case ComboBox2.ListIndex

Case 0 'do con 1/10

Case 3 'do con 1/20

clai = 1 / 20

End Select

End If

'Ve truc trung gian

Dim l As Double 'chieu dai truc trung gian

Dim l1 As AcadLine

Dim d(0 To 2) As Double

Dim c(0 To 2) As Double

Dim tam(0 To 2) As Double

Dim dcmui, dclai As Integer

Dim conlai, conmui, renlai, renmui As Integer

dcmui = d0 - Round(con * cmui, 0)

dclai = d0 - Round(con * clai, 0)

'duong tam truc

On Error Resume Next

ThisDrawing.Linetypes.Load "ACAD_ISO04W100", "acad.lin"

d(0) = 80#: d(1) = 640#: d(2) = 0#

c(0) = 1060#: c(1) = 640#: c(2) = 0#

tam(0) = 550#: tam(1) = 540#: tam(2) = 0#

Set kichthuoc = ThisDrawing.ModelSpace.AddDimAligned(d, c, tam)kichthuoc.TextHeight = 5

tam(0) = 550#: tam(1) = 640#: tam(2) = 0#

Set kichthuoc = ThisDrawing.ModelSpace.AddDimAligned(d, c, tam)kichthuoc.TextHeight = 5

Dim point1(0 To 2) As Double

Dim point2(0 To 2) As Double

point1(0) = 635: point1(1) = 640 + (d1 / 2 / sc): point1(2) = 0

point2(0) = 638: point2(1) = 640 + (d1 / 2 / sc): point2(2) = 0

point1(0) = 80#: point1(1) = 640#: point1(2) = 0#

point2(0) = 1060#: point2(1) = 740#: point2(2) = 0#

s1.Select acSelectionSetAll, point1, point2

point1(0) = 80#: point1(1) = 640#: point1(2) = 0#

point2(0) = 1060#: point2(1) = 640#: point2(2) = 0#

For Each i1 In s1

Set mir = i1.Mirror(point1, point2)

Next

' Viet chu trong khung ten

Dim textObj As AcadMText

mt(14) = "TRUONG DAI HOC HANG HAI VIET NAM": mt(13)

= "KHOA CO KHI": mt(12) = "NGANH MAY TAU THUY": mt(11) =

"LOP": mt(10) = "Nguoi ve"

mt(9) = "Kiem tra ": mt(8) = "Ngay ve ":

mt(7) = "BAI TAP LON TU DONG HOA THIET KE": mt(6) =

"TRUC TRUNG GIAN": mt(5) = "S.luong": mt(4) = "K.luong": mt(3) = "Tyle"

mt(2) = "So to": mt(1) = "To so": mt(0) = "Kho":

Set lineObj = ThisDrawing.ModelSpace.AddLine(dd, c)

Private Sub CommandButton3_Click()

Dim cmui, clai As Double

If ComboBox3.Value = "" Then

MsgBox "Chon do con truc phia mui", , "Thong bao"

Exit Sub

Else

Select Case ComboBox3.ListIndex

Case 0 'do con 1/10

Select Case ComboBox2.ListIndex

Case 0 'do con 1/10

'Ve truc trung gian

Dim l As Double 'chieu dai truc trung gian

Dim l1 As AcadLine

Dim d(0 To 2) As Double

Dim c(0 To 2) As Double

Dim tam(0 To 2) As Double

Dim dcmui, dclai As Integer

Dim conlai, conmui, renlai, renmui As Integer

Dim sc As Double

Dim kichthuoc As AcadDimAligned

Dim str As String

d0 = TextBox6.Value

l = TextBox7.Value

sc = l / 900

con = d0 * 2

ren = Round(d0 * 0.8, 0)

dcmui = d0 - Round(con * cmui, 0)

dclai = d0 - Round(con * clai, 0)

'duong tam truc

On Error Resume Next

ThisDrawing.Linetypes.Load "ACAD_ISO04W100", "acad.lin"

tam(0) = 550#: tam(1) = 540#: tam(2) = 0#

Set kichthuoc = ThisDrawing.ModelSpace.AddDimAligned(d, c, tam)kichthuoc.TextHeight = 5

tam(0) = 550#: tam(1) = 640#: tam(2) = 0#

Set kichthuoc = ThisDrawing.ModelSpace.AddDimAligned(d, c, tam)kichthuoc.TextHeight = 5

Set lwp = ThisDrawing.ModelSpace.AddLightWeightPolyline(t1) lwp.Layer = "netmanh"

Dim point1(0 To 2) As Double

Dim point2(0 To 2) As Double

point1(0) = 635: point1(1) = 640 + (d1 / 2 / sc): point1(2) = 0

point2(0) = 638: point2(1) = 640 + (d1 / 2 / sc): point2(2) = 0

point1(0) = 80#: point1(1) = 640#: point1(2) = 0#

point2(0) = 1060#: point2(1) = 740#: point2(2) = 0#

s1.Select acSelectionSetAll, point1, point2

point1(0) = 80#: point1(1) = 640#: point1(2) = 0#

point2(0) = 1060#: point2(1) = 640#: point2(2) = 0#

For Each i1 In s1

Set mir = i1.Mirror(point1, point2)

Next

' Viet chu trong khung ten

Dim textObj As AcadMText

Dim dc(0 To 2) As Double

Dim i As Integer

Dim mt(0 To 14) As String

Dim Width As Integer

mt(14) = "TRUONG DAI HOC HANG HAI VIET NAM": mt(13)

= "KHOA CO KHI": mt(12) = "NGANH MAY TAU THUY": mt(11) =

"LOP": mt(10) = "Nguoi ve"

mt(9) = "Kiem tra ": mt(8) = "Ngay ve ":

mt(7) = "BAI TAP LON TU DONG HOA THIET KE": mt(6) =

"TRUC TRUNG GIAN": mt(5) = "S.luong": mt(4) = "K.luong": mt(3) = "Tyle"

mt(2) = "So to": mt(1) = "To so": mt(0) = "Kho":

Set textObj = ThisDrawing.ModelSpace.AddMText(dc, Width,

' Ve duong bao khung

Set lineObj = ThisDrawing.ModelSpace.AddLine(dd, c)

2.5 Thử nghiệm chương trình và kết luận

Sau khi hoàn thành chương trình ta cho chương trình chạy với bảng sốliệu: H = 3000 (kW);N = 200 (v/p);Ts = 550 (N/mm2);Tb = 650 (N/mm2)

2.6.Hướng dẫn sử dụng

- Thực hiện các lệnh lần lượt như trên.

- Nhập các thông số H(kW),N(v/p),Ts(N/mm2), Tb(N/mm2)

Chú ý : Khi ta nhập các số liệu không phù hợp vào thì chương trình đã bắt ta

nhập lại số liệu

- Thực hiện lệnh vẽ và chọn điểm bắt đầu vẽ

- Kết quả được hiện trên màn hình Autocad

2.7.Nhận xét, đánh giá

Do thời gian thực hiện đề tài còn hạn chế nên sản phẩm chưa được tối ưu.

Với chương trình này giúp sinh viên hiểu them về quá trình tự động hóa Sảnphẩm tạo ra đưa vào ứng dụng phần nào đã tạo cho quá trình học tập thêm

hoàn chỉnh

Để chương trình được hoàn thiện sinh viên đã tham khảo tài liệu:

“Lập trình thiết kế với AutoLISP và Visual LISP” và các phần mềm tương

tự khác cùng với sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn Em mong

muốn sau này sẽ có cơ hội để hoàn thiện mở rộng đề tài của mình