PHẦN I CƠ SỞ CỦA THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG CỦA PHẦN I Sáu chương đầu của quyển sách này trình bày các quan điểm trong thiết kế dựa trên nhữngkiến thức cơ bản đã
Trang 1MỤC LỤC Trang
PHẦN I CƠ SỞ CỦA THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT……….9
Chương 1 Bản chất của thiết kế cơ khí ………10
Tổng quan ………11
Bạn là nhà thiết kế ………
17 1.1 Nội dung của chương ……… 17
1.2 Quá trình thiết kế cơ khí ……… 17
1.3 Các kĩ năng cần thiết trong thiết kế cơ khí ……… 19
1.4 Chức năng, yêu cầu thiết kế, và chỉ tiêu đánh giá ………20
1.5 Ví dụ về kết hợp các chi tiết máy trong thiết kế cơ khí ……… 23
1.6 Sự trợ giúp của máy tính trong giáo trình ………25
1.7 Các tính toán trong thiết kế ……… 26
1.8 Các kích thước ưu tiên, ren vít, và các tiết diện tiêu chuẩn ……….26
1.9 Hệ đơn vị ……… 32
1.10 Phân biệt giữa trọng lượng, lực, khối lượng ……… 34
Tham khảo ………35
Các địa chỉ internet ……… 36
Bài tập ……… 37
Chương 2 Vật liệu trong thiết kế cơ khí ……… 39
Tổng quan ……….40
Bạn là nhà thiết kế ………41
2.1 Nội dung của chương ……… 42
2.2 Các đặc trưng của vật liệu ………43
2.3 Phân loại kim loại và hợp kim ……….55
2.4 Sự thay đổi của các thông số đặc trưng của vật liệu ………56
2.5 Thép cácbon và thép hợp kim ……… 57
2.6 Các chế độ nhiệt luyện thép ……….60
2.7 Thép không gỉ ……… 64
2.8 Thép kết cấu ……….64
Trang 22.9 Thép dụng cụ ………65
2.10 Gang ……… 65
2.11 Kim loại bột ………67
2.12 Nhôm ……… 68
2.13 Hợp kim kẽm ……… 70
2.14 Titan ……… 71
2.15 Đồng, đồng thau, đồng thanh ……….72
2.16 Hợp kim niken ………72
2.17 Nhựa ……… 73
2.18 Vật liệu compozit ……… 77
2.19 Lựa chọn vật liệu ………89
Tài liệu tham khảo ……… 90
Địa chỉ internet ……….91
Bài tập ……… 92
Chương 3 Phân tích ứng suất và biến dạng ……… 96
Tổng quan ……….97
Bạn là nhà thiết kế ……… 98
3.1 Nội dung của chương ……….102
3.2 Quan điểm thiết kế ……….103
3.3 Biểu diễn các ứng suất trên một phân tố ứng suất ……….103
3.4 Ứng suất pháp: kéo và nén ……….104
3.5 Biến dạng dưới tải trọng dọc trục ……… 105
3.6 Ứng suất cắt trực tiếp ……….106
3.7 Liên hệ giữa mômen xoắn, công suất và tốc độ quay ………108
3.8 Ứng suất xoắn ………109
3.9 Biến dạng xoắn ……… 111
3.10 Xoắn trong chi tiết có mặt cắt ngang không tròn ……….112
3.11 Xoắn trong ống thành mỏng, kín ……… 113
3.12 Ống hở và sự so sánh với ống kín ………114
3.13 Ứng suất cắt ……… 116
Trang 33.16 Tâm uốn của dầm ……….121
3.17 Độ võng của dầm ……….122
3.18 Phương trình đường đàn hồi ……….124
3.19 Dầm có mômen uốn tập trung ……… 126
3.20 Ứng suất pháp tổng hợp: nguyên lý cộng tác dụng ……… 131
3.21 Tập trung ứng suất ……… 133
3.22 Độ nhạy với vết khía và hệ số giảm độ bền ……….136
Tài liệu tham khảo ……….137
Địa chỉ internet ……… 137
Bài tập ……….137
Chương 4 Ứng suất tổng hợp và vòng Mo ……… 150
Tổng quan ……… 151
Bạn là nhà thiết kế ……… 151
4.1 Nội dung của chương ……….153
4.2 Trường hợp tổng quát của ứng suất tổng hợp ………153
4.3 Vòng tròn Mo ……….161
4.4 Bài tập về vòng tròn Mo ……….167
4.5 Trường hợp cả hai ứng suất chính có cùng dấu ……….171
4.6 Vòng tròn Mo của những chế độ ứng suất cụ thể ……… 175
4.7 Phân tích các chế độ tải trọng phức tạp ……… 177
Tài liệu tham khảo ……….178
Địa chỉ internet ……… 178
Bài tập ……….178
Chương 5 Thiết kế với các loại tải trọng khác nhau ……… 180
Tổng quan ……… 181
Bạn là nhà thiết kế ……… 183
5.1 Nội dung của chương ……….183
5.2 Các loại tải trọng và hệ số ứng suất ……… 183
5.3 Giới hạn mỏi ……… 189
Trang 45.4 Xác định giới hạn mỏi thực, sn’ ……… 190
5.5 Ví dụ xác định giới hạn mỏi thực tế ……… 197
5.6 Quan điểm thiết kế ……….199
5.7 Hệ số an toàn ……… 201
5.8 Dự đoán các hư hỏng ……….202
5.9 Các phương pháp phân tích trong thiết kế ……….210
5.10 Qui trình thiết kế tổng quát ……… 214
5.11 Ví dụ thiết kế ………218
5.12 Phép xấp xỉ thống kê trong thiết kế ……… 230
5.13 Tuổi thọ hữu hạn và phương pháp tích luỹ phá huỷ ………231
Tài liệu tham khảo ……….235
Bài tập ……….236
Chương 6 Cột ……….248
Tổng quan ……….….249
Bạn là nhà thiết kế ………250
6.1 Nội dung của chương ……….250
6.2 Các đặc trưng của mặt cắt ngang của cột ……… 251
6.3 Liên kết đầu cột và chiều dài làm việc ……… 251
6.4 Độ mảnh ……….253
6.5 Độ mảnh giới hạn ……… 253
6.6 Tính toán cột dài: Công thức Euler ………254
6.7 Tính toán cột ngắn: Công thức J.B Johnson ……….258
6.8 Bảng tính toán cột ……… 260
6.9 Các dạng phù hợp với mặt cắt ngang của cột ……….263
6.10 Thiết kế cột ……… 264
6.11 Cột cong ……… 269
6.12 Cột chịu tải lệch tâm ………272
Tài liệu tham khảo ……….276
Bài tập ……….276
Trang 5Chương 7 Truyền động đai và xích ……… 284
Tổng quan ……… 285
Bạn là nhà thiết kế ……… 287
7.1Nội dung của chương ……….287
7.2Phân loại bộ truyền đai ……… 288
7.3Truyền động đai thang ……… 290
7.4Thiết kế bộ truyền đai thang ……… 293
7.5Truyền động xích ……… 306
7.6Thiết kế bộ truyền xích ……… 308
Tài liệu tham khảo ……….322
Địa chỉ internet ……… 322
Bài tập ……….323
Chương 8 Động học bánh răng………326
Tổng quan ……… 327
Bạn là nhà thiết kế ……… 330
8.1Nội dung của chương ……….332
8.2Kết cấu của bánh răng trụ thẳng ………332
8.3Biên dạng răng thân khai của bánh răng trụ thẳng ………333
8.4Các thuật ngữ của bánh răng trụ thẳng và đặc trưng của răng ……… 335
8.5Hiện tượng cắt chân răng của bánh răng trụ thẳng ………348
8.6Tỉ số truyền và hệ bánh răng ……… 350
8.7Thông số hình học của bánh răng nghiêng ………358
8.8Thông số hình học của bánh răng côn ……… 363
8.9Các loại truyền động trục vít-bánh vít ……… 369
8.10 Thông số hình học của trục vít và bánh vít ……….371
8.11 Kết cấu của bộ truyền trục vít-bánh vít ……… 374
8.12 Tỉ số truyền của hệ bánh răng ……….378
8.13 Thiết kế hệ bánh răng ……… 381
Tài liệu tham khảo ……….389
Địa chỉ internet ……… 389
Trang 6Bài tập ……….390
Chương 9 Thiết kế bánh răng trụ thẳng ………397
Tổng quan ……… 398
Bạn là nhà thiết kế ……… 399
9.1Nội dung của chương ……….400
9.2Các khái niệm ôn tập lại ………400
9.3Lực, mômen xoắn, và công suất trong truyền động bánh răng ……… 401
9.4Chế tạo bánh răng ……… 405
9.5Chất lượng bánh răng ……….407
9.6Giới hạn mỏi ……… 413
9.7Vật liệu kim loại làm bánh răng ……….414
9.8Ứng suất uốn ……… 421
9.9Chọn vật liệu bánh răng theo ứng suất uốn ………431
9.10 Khả năng chống tróc rỗ của răng ……….437
9.11 Chọn vật liệu bánh răng theo ứng suất tiếp xúc ……… 440
9.12 Thiết kế bánh răng trụ thẳng ………445
9.13 Thiết kế bánh răng trụ thẳng theo môđun hệ mét ………452
9.14 Phân tích và thiết kế bánh răng trụ thẳng với sự trợ giúp của máy tính ……… 454
9.15 Sử dụng bảng tính để thiết kế bánh răng trụ thẳng ……… 458
9.16 Công suất truyền lớn nhất ………468
9.17 Những khảo sát thực tế về bánh răng và các yếu tố liên quan khác ………470
9.18 Bánh răng nhựa ………474
Tài liệu tham khảo ……….484
Địa chỉ internet ……… 485
Bài tập ……….487
Trang 7PHẦN I CƠ SỞ CỦA THIẾT KẾ VÀ
PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT
MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG CỦA PHẦN I
Sáu chương đầu của quyển sách này trình bày các quan điểm trong thiết kế dựa trên nhữngkiến thức cơ bản đã được học về sức bền vật liệu, khoa học vật liệu và quá trình sản xuất Nhữngkiến thức thu được từ các chương này sẽ được sử dụng trong suốt giáo trình cũng như trong thiết
kế máy hay các dự án thiết kế sản phẩm
Chương 1: Bản chất của thiết kế cơ khí giúp bạn thấy được tổng quan quá trình thiết kế
máy Một số ví dụ được lấy từ các lĩnh vực khác nhau trong công nghiệp như: sản phẩm tiêudùng, hệ thống sản xuất, các thiết bị xây dựng, nông nghiệp, các thiết bị vận chuyển, tàu thuyền
và các hệ không gian Tính hợp lí của thiết kế sẽ được thảo luận, cùng với sự minh hoạ về tính lặpcủa quá trình thiết kế Các hệ đơn vị và chuyển đổi cũng được trình bày đầy đủ
Chương 2: Vật liệu trong thiết kế cơ khí làm nổi bật các đặc trưng thiết kế của vật liệu.
Với bạn có thể nhiều phần trong chương này đã được học qua, nhưng nó vẫn được trình bày ở đây
để nhấn mạnh tầm quan trọng của việc chọn vật liệu trong quá trình thiết kế, các thông số của vậtliệu được giải thích ở đây có thể tra trong phần phụ lục
Chương 3: Phân tích ứng suất và biến dạng nhắc lại các khái niệm cơ bản về ứng suất
và chuyển vị Cần phải nắm chắc các khái niệm cơ bản được tổng kết ở đây trước khi nghiên cứunội dung sau này Chương này nhắc lại về lực kéo nén đúng tâm, ứng suất cắt, ứng suất uốn, ứngsuất xoắn
Chương 4: Ứng suất tổng hợp và vòng Mo đây là vấn đề quan trọng bởi vì nhiều vấn đề
tổng quát trong thiết kế và thiết kế các chi tiết máy ở các chương sau đều liên quan đến ứng suấttổng hợp Bạn có thể đã được học những nội dung này trong môn học về sức bền của vật liệu
Chương 5: Thiết kế với các loại tải trọng khác nhau là một sự thảo luận kĩ lưỡng về
các yếu tố thiết kế, hệ số an toàn, độ bền mỏi, và nhiều phân tích ứng suất cụ thể khác
Chương 6: Cột thảo luận về chiều dài, độ mảnh, các bộ phận chịu tải đúng tâm có xu
hướng bị hỏng bởi mất ổn định hơn là do nén, hay cắt khi vượt quá giới hạn của vật liệu Phươngpháp phân tích và thiết kế cụ thể cũng được nhắc lại tại đây
Trang 8Chương 1 Bản chất của thiết kế cơ khí
Tổng quan
Bạn là nhà thiết kế
1.5 Nội dung của chương
1.6 Quá trình thiết kế cơ khí
1.7 Các kĩ năng cần thiết trong thiết kế cơ khí
1.8 Chức năng, yêu cầu thiết kế, và chỉ tiêu đánh giá
1.11 Ví dụ về kết hợp các chi tiết máy trong thiết kế cơ khí
1.12 Sự trợ giúp của máy tính trong giáo trình
1.13 Các tính toán trong thiết kế
1.14 Các kích thước ưu tiên, ren vít, và các tiết diện tiêu chuẩn
1.15 Hệ đơn vị
1.16 Phân biệt giữa trọng lượng, lực, khối lượng
Trang 9thạo trong việc thiết
kế các chi tiết máy
Hãy nêu các sản phẩm trong một số lĩnh vực?
Các sản phẩm đó được làm từ những loại vật liệu gì?
Điểm đặc trưng nhất của sản phẩm là gì?
Các chi tiết được làm ra như thế nào?
Các bộ phận của sản phẩm được lắp ráp như thế nào?
Miêu tả các sản phẩm tiêu dùng, các thiết bị xây dựng, máy mócnông nghiệp, hệ thống sản xuất, các thiết bị vận chuyển trên mặt đất,trên không, trong không gian và cả dưới nước
Trong giáo trình này bạn sẽ thấy các công cụ để nghiên cứu nhữngkhái niệm cơ bản về chi tiết máy trong thiết kế cơ khí
Thiết kế chi tiết máy là phần không thể thiếu trong một lĩnh vực rộng hơn, tổng quát hơn đó làthiết kế cơ khí nói chung Những người thiết kế và các kĩ sư thiết kế tạo ra các máy hay hệ thốngđáp ứng những yêu cầu xác định Các thiết bị cơ khí bao gồm những bộ phận truyền công suất vàtạo ra những dạng chuyển động riêng biệt Hệ thống cơ khí được tạo thành từ một số cơ cấu cơkhí
Vì vậy, để thiết kế các thiết bị và hệ thống cơ khí bạn cần phải thành thạo trong thiết kếcác chi tiết máy riêng lẻ tạo nên hệ thống đó Nhưng bạn cũng cần biết cách kết hợp một số thànhphần và thiết bị vào cùng một hệ để có thể đáp ứng đầy đủ nhu cầu của khách hàng Những logíc
trên đây dẫn đến tên của quyển sách này là Chi tiết máy trong thiết kế cơ khí
Hãy xem xét một số lĩnh vực mà bạn có thể phải sử dụng thiết kế cơ khí Thảo luận cácvấn đề đó với giáo viên và các đồng nghiệp, những người bạn học Nói chuyện với những ngườiđang làm công việc thiết kế cơ khí trong các lĩnh vực công nghiệp Cố gắng tham quan các nhàmáy nếu có thể, hay gặp gỡ những người thiết kế và kĩ sư thiết kế tại các buổi nói chuyện của cáchội chuyên nghiệp Mô tả các sản phẩm cơ khí đã được thiết kế và chế tạo
Sản phẩm tiêu dùng: các thiết bị gia dụng (dụng cụ mở hộp, máy chế biến thức ăn,
máy trộn, lò nướng, máy hút bụi, máy giặt), máy cắt cỏ, cưa xích, các dụng cụ máy,
Trang 10mở cửa gara, hệ thống điều hoà không khí, và nhiều thứ khác Trên hình 1-1 và 1-2 làmột số ví dụ về các sản phẩm.
Hệ thống sản xuất: thiết bị vận chuyển nguyên vật liệu, băng chuyền, máy cẩu, thiết
bị vận chuyển, rôbốt công nghiệp, máy công cụ, hệ thống lắp ráp tự động, hệ thống xử
lý chuyên dùng, xe nâng, và các thiết bị đóng gói Xem hình 1-3, 1-4, và 1-5
Hình 1-1 Máy khoan truyền động đai
Trang 11Hình 1-2 Cưa xích
Hình 1-3 Hệ thống băng tải xích (Richards-Wilcox, Inc., Aurora, IL)
Trang 12 Thiết bị xây dựng: máy kéo với gầu xúc phía trước hoặc phía sau, cần trục, máy xúc,
máy cạp, máy san, xe đổ đất, máy lát đường, máy rải và máy dập máy đầm, và nhiềuthiết bị khác Xem hình 1-5 và 1-6
Máy nông nghiệp: máy kéo, máy thu hoạch (ngũ cốc, lúa mì, cà chua, bông, hoa quả,
và nhiều cây trồng khác), cái cào, máy làm cỏ, cái cày, máy bừa, máy cày, và các máyvận chuyển Xem hình 1-6, 1-7, và 1-8
Thiết bị vận chuyển: (a) Ôtô, xe tải, và xe bus, chúng bao gồm hàng trăm chi tiết cơ
khí ví dụ như hệ thống treo (lò xo, bộ giảm chấn, và hệ thống giằng); hệ thống cửa; cơcấu cần gạt nước cho kính xe; hệ thống lái; mui và thân xe gài bằng chốt; hệ thống lyhợp và phanh; hộp số; trục điều khiển; đệm điều chỉnh; và nhiều chi tiết khác của hệthống động cơ (b) Máy bay, với càng hạ cánh có thể thu lại được, cơ cấu điều chỉnhbánh lái và các van, thiết bị vận chuyển hàng hoá, cơ cấu ngả của ghế nằm, và rấtnhiều then, các thành phần kết cấu, và các cửa điều khiển Xem hình 1-9, 1-10
Tàu thuỷ: bộ tời để kéo mỏ neo, cẩu tay để nâng hàng hoá, rada và ăngten quay, cơ
cấu lái bánh lái, bánh răng và trục dẫn, nhiều bộ cảm biến và hệ thống bảng điềukhiển
Thiết bị không gian: vệ tinh, tàu con thoi, trạm vũ trụ, hệ thống phóng tàu, trong đó
là rất nhiều hệ thống cơ khí với các thiết bị như giàn ăngten, cửa, hệ thống cập bến,các tay rôbốt, các thiết bị giảm chấn, thiết bị an toàn cho hàng hoá, thiết bị điều chỉnhdụng cụ đo, bộ khởi động động cơ đẩy, và hệ thống đẩy
Hình 1-4 Máy lắp ráp tự động với các bộ phận tự hành
Trang 13Hình 1-5 Máy cẩu công nghiệp (Air Technical Industries, Mentor, OH)
Hình 1-6 Máy kéo với bộ phận chất tải lắp phía trước (Case IH, Racine, WI)
Hình 1-7 Máy kéo và dụng cụ (Case IH, Racine, WI)
Hình 1-8: Máy kéo (Case IH, Racine, WI)
Bạn có thể thêm bao nhiêu ví dụ về các thiết bị, hệ thống cơ khí vào danh sách trên đây?Một số điểm đặc biệt của các sản phẩm trong danh sách trên?
Trang 14Hãy nêu một số loại cơ cấu đã được đưa ra?
Hãy nêu một số loại vật liệu đã được sử dụng trong các sản phẩm?
Các bộ phận được làm ra như thế nào?
Các chi tiết được lắp thành sản phẩm hoàn chỉnh như thế nào?
Trong giáo trình này, bạn sẽ tìm thấy các công cụ cần thiết để nghiên cứu về chi tiết máy trong thiết kế cơ khí Trong phần giới thiệu của mỗi chương là bản tiến trình tóm tắt “Bạn là nhà thiết kế” Mục đích của các bước trên là khơi dậy suy nghĩ của bạn với nội dung đã trình bày
trong chương và nêu ra các ví dụ về các vấn đề thực tế mà bạn có thể áp dụng
Hình 1-9 Cơ cấu dẫn động cửa máy bay (The Boeing Company, Seattle WA)
Trang 15Hình 1-10 Lắp ráp càng hạ cánh của máy bay (The Boeing Company, Seattle WA)
Trang 16Bạn là nhà thiết kế
Bây giờ, xem như bạn là một người thiết kế
chịu trách nhiệm về thiết kế những sản phẩm
mới, ví dụ như máy khoan đai cho gia đình
trong hình 1-1 Bạn cần chuẩn bị những gì về
chuyên môn để có thể hoàn thành thiết kế đó?
Các bước tiếp theo sẽ là gì? Bạn sẽ cần những
thông tin gì? Bạn sẽ trình bày các tính toán
như thế nào, để bản thiết kế là tin cậy, và sản
phẩm sẽ thực hiện được chức năng yêu cầu
của nó?
Câu trả lời tổng quát cho các câu hỏi trênđược trình bày trong chương này Khi bạnhoàn thành chương trình của quyển sách này,bạn sẽ học được các phương pháp thiết kế, nó
sẽ trợ giúp cho bạn khi thiết kế các chi tiếtmáy khác nhau Bạn cũng sẽ biết cách để kếthợp một vài chi tiết máy thành một hệ thống
cơ khí hoàn chỉnh theo mối quan hệ giữachúng với nhau
1-1 Nội dung của chương
Sau khi hoàn thành chương này bạn sẽ có tiếp thu được
1 Nhận dạng các hệ thống cơ khí dựa trên các nguyên lý được thảo luận trong giáo trình
để hoàn thành việc thiết kế các hệ thống đó
2 Liệt kê những kĩ năng thiết kế cần thiết để sử dụng trong thiết kế cơ khí
3 Nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kết hợp các chi tiết máy riêng lẻ thành một hệ
thống máy hoàn thiện hơn
4 Mô tả các nội dung chính của qui trình tạo ra sản phẩm.
5 Viết báo cáo về chức năng và yêu cầu thiết kế cho các thiết bị cơ khí
6 Xây dựng tiêu chí để đánh giá các thiết kế đề ra.
7 Làm việc với những hệ đơn vị thích hợp trong tính toán thiết kế cơ khí gồm cả hai hệ
là hệ Anh và hệ mét SI
8 Phân biệt giữa lực và khối lượng, biểu diễn một cách chính xác trong cả hai hệ đơn vị.
9 Trình bày các tính toán thiết kế một cách chuyên nghiệp, rõ ràng, và ngăn nắp để
những người chỉ thông thạo trong các lĩnh vực khác cũng có thể hiểu và đánh giáđược
1-2 Quá trình thiết kế cơ khí
Mục tiêu cơ bản của thiết kế cơ khí là tạo ra các sản phẩm hữu ích đáp ứng nhu cầu củakhách hàng và có độ tin cậy, hiệu suất cao, an toàn, kinh tế, cũng như thực tế trong chế tạo Hãyxem xét một cách tổng quát khi trả lời câu hỏi, “Ai là khách hàng của sản phẩm hay hệ thống màmình sắp thiết kế?” Xem xét tiến trình sau đây:
Trang 17khác có thể bao gồm người thiết kế quá trình đóng gói, nhân viên chế tạo dụng cụ, vànhân viên bảo dưỡng, sửa chữa dụng cụ
Bạn đang thiết kế một bộ phận của thiết bị máy móc phục vụ cho hoạt động sản xuất Khách hàng gồm kĩ sư sản xuất người chịu trách nhiệm về hoạt động sản xuất,
người vận hành máy, nhân viên lắp đặt máy, và nhân viên bảo dưỡng máy để chúnghoạt động tốt
Bạn đang thiết kế hệ thống công suất để mở cánh cửa lớn trên máy bay chở khách Khách hàng bao gồm những người cần cánh cửa hoạt động được cả trong trạng
thái bình thường cũng như khi có sự cố, người đi qua cánh cửa trong khi làm việc,những nhân viên chế tạo thiết bị mở, người lắp đặt, người thiết kế kết cấu máy bay –người phải điều chỉnh tải trọng tạo ra bởi thiết bị mở trong khi bay và trong khi hoạtđộng, các chuyên viên bảo dưỡng – người bảo dưỡng cho hệ thống, và những ngườithiết kế nội thất cần che chắn thiết bị mở khi sử dụng và cho phép tiếp cận để lắp đặt
và bảo dưỡng
Điều cốt yếu mà bạn nên biết là nhu cầu và kỳ vọng của tất cả các khách hàng trước khi bắt đầuquá trình thiết kế Người tiếp thị chuyên nghiệp thường chú ý nắm bắt chính xác nhu cầu củakhách hàng, và người thiết kế có thể làm việc với họ như là thành viên của nhóm phát triển sảnphẩm
Nhiều phương pháp được sử dụng để xác định nhu cầu của khách hàng Một phương pháp
phổ biến được gọi là phân phối chức năng hay QFD, yêu cầu (1) xác định tất cả đặc điểm và hệ số
sử dụng mà khách hàng mong muốn và (2) đánh giá tầm quan trọng tương ứng của các hệ số Kếtquả của phương pháp QFD là một tập hợp chi tiết các yêu cầu về chức năng và thiết kế của sảnphẩm (xem tham khảo 8)
Một vấn đề cũng rất quan trọng cần chú ý là thiết kế thế nào để đáp ứng tất cả các hoạtđộng theo ý khách hàng và bảo dưỡng sản phẩm trong suốt chu kì tuổi thọ Trên thực tế, sẽ là rấtquan trọng khi cân nhắc đến việc giải quyết sản phẩm thế nào sau khi làm hết thời gian sử dụng
Tất cả các yếu tố như trên, có tác động đến sản phẩm cũng như qui trình tạo ra sản phẩm hay
PRP (xem tham khảo 3, 10) Một số yếu tố bao gồm trong PRP như sau:
Đặc trưng về thương mại để đánh giá các yêu cầu của khách hàng
Nghiên cứu để xác định công nghệ phù hợp được sử dụng trong sản phẩm
Các nguyên liệu và bộ phận sẵn có có thể kết hợp với sản phẩm
Thiết kế và phát triển sản phẩm
Vận hành thử
Tài liệu thiết kế
Liên hệ với người bán và người mua
Chú ý đến tất cả các nguồn nguyên liệu và tiếp thị
Tay nghề của nguồn lao động
Các máy móc và phương tiện sẵn có
Khả năng của hệ thống sản xuất
Trang 18 Kế hoạch sản xuất và sự điều chỉnh hệ thống sản xuất.
Hệ thống và nhân viên cung cấp sản phẩm
Các yêu cầu về hệ thống chất lượng
Kế hoạch hoạt động và bảo dưỡng
Hệ thống phân phối để sản phẩm đến tay khách hàng
Hoạt động và kế hoạch bán hàng
Giá gốc và các giá cạnh tranh đưa ra
Yêu cầu phục vụ của khách hàng
Ảnh hưởng đến môi trường trong khi sản xuất, hoạt động, và tiêu huỷ sản phẩm
Các yêu cầu pháp lý
Khả năng huy động các nguồn vốn
Bạn có thể bổ sung vào danh sách này?
Bạn sẽ thấy thiết kế sản phẩm chỉ là một phần của quy trình tổng thể Trong giáo trình này, chúng
tôi sẽ chỉ tập trung chủ yếu vào quá trình thiết kế, về khả năng chế tạo các thiết kế của bạncũng cần được xem xét Sự chú ý đồng thời đến thiết kế sản phẩm và thiết kế quá trình sản
xuất thường được gọi là thiết kế đồng thời Chú ý rằng quá trình này là một phần nhỏ của
quá trình tạo ra sản phẩm Rất nhiều tài liệu khác sẽ trình bày cách tiếp cận chung đếnthiết kế cơ khí như tham khảo 6,7 và 12-16
1-3 Những kĩ năng cần có trong thiết kế cơ khí
Các kĩ sư và người thiết kế cơ khí sử dụng nhiều kĩ năng và kiến thức trong công việchàng ngày của họ, bao gồm:
1 Bản vẽ phác, bản vẽ kĩ thuật, và thiết kế với sự trợ giúp của máy tính (CAD).
2 Các đặc trưng của vật liệu, xử lí vật liệu, và công nghệ chế tạo.
3 Các ứng dụng hoá học như chống mài mòn, lớp phủ, sơn.
4 Tĩnh học, động lực học, sức bền vật liệu, động học, và cơ cấu.
5 Các kĩ năng giao tiếp, lắng nghe, trình bày, và làm việc theo nhóm.
6 Cơ học chất lỏng, nhiệt động học, và truyền nhiệt.
7 Công suất thuỷ lực, những vấn đề cơ bản của hiện tượng điện, và điều khiển công
nghiệp
8 Sơ đồ thí nghiệm và thử nghiệm các vật liệu và hệ thống cơ khí.
9 Sự sáng tạo, giải quyết các vấn đề, và quản lý dự án.
10 Phân tích ứng suất.
11 Các kiến thức riêng về đặc điểm làm việc của các chi tiết máy như bánh răng, bộ
