GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ INTRODUCE THE SOFTWARE ECONOMIC DESIGNING FOR TRANSMISSION SYSTEMS Lê Văn Uyển, Vũ Lê Huy Bộ môn Cơ sở thiết kế máy Rô bốt, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tóm tắt : Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí công việc phức tạp tốn nhiều thời gian, nhu cầu xây dựng sử dụng phần mềm cho công việc lớn Phục vụ nhu cầu đó, báo giới thiệu phần mềm “Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí” tập thể cán Bộ môn Cơ sở thiết kế máy Rô bốt lập Phần mềm sử dụng cho mục đích thiết kế sản xuất giảng dậy Abstract : Economic designing for transmission systems is very complex and time-intensive, so that demanding in establishing and using the softwares for this work is very large Serving that demanding, this article introduces the software “Economic designing for Transmission systems” is made by members of the Department of Designing of Machinery and Robot Giới thiệu Ngày nay, hệ thống dẫn động khí ngày sử dụng nhiều với phát triển công nghiệp, đặc biệt nước ta thời kỳ công nghiệp hoá đại hoá diễn mạnh mẽ Cùng với công việc tính toán thiết kế hệ dẫn động khí cần quan tâm nhiều Đây nội dung quan trọng, thiếu chương trình đào tạo kỹ sư khí trường đại học kỹ thuật giới Việt Nam [1] Tuy nhiên công việc tính toán thiết kế hệ dẫn động phức tạp tốn nhiều thời gian nên nhu cầu cần có phần mềm hỗ trợ lớn, kể thực tế sản xuất giảng dậy Động Bộ truyền đai Hộp giảm tốc Nối trục Tang cáp Hình Sơ đồ Hệ dẫn động tời kéo Trên hình ví dụ sơ đồ hệ dẫn động tời kéo, có truyền (một truyền đai hai truyền bánh trụ), trục, hộp giảm tốc cần tính thiết kế, rõ ràng khối lượng tính thiết kế thiết lập vẽ lớn [2, 3] Đối với hệ dẫn động nói chung có thành phần giống nhau, sở nhận xét tiến hành phân tích đặc điểm hệ dẫn động để tổng quát hoá tiến hành xây dựng phần mềm tính toán thiết kế tự động cho hệ dẫn động từ việc tính toán thiết kế theo thông số yêu cầu phận công tác kết vẽ thiết kế Qua phân tích, thành viên môn Cơ sở thiết kế máy Rô bốt xây dựng phần mềm “Tính toán thiết kế Hệ dẫn động khí” có nhiệm vụ tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí theo thông số yêu cầu phận công tác, cho kết cuối báo cáo kết tính thiết kế vẽ lắp hộp giảm tốc vẽ chế tạo chiết hộp giảm tốc Bài báo vào giới thiệu cấu trúc, tổ chức khả ứng dụng phần mềm Cấu trúc tổ chức phần mềm Dữ liệu đầu vào (số liệu thiết kế) Hệ thống sở liệu (1) Tính toán thiết kế Bản báo cáo (File Text Excel) Kết phục vụ vẽ thiết kế tự động (2) Vẽ thiết kế tự động Bản vẽ thiết kế 2D Mô hình 3D Hình Sơ đồ chức tổng quan phần mềm Phần mềm “Tính toán thiết kế Hệ dẫn động khí” lập sở phải đảm bảo thực chức sơ đồ trình Phần mềm có hai nhóm chức (1) tính toán thiết kế (2) vẽ thiết kế tự động Đặc thù hai nhóm chức khác biệt cần thực môi trường khác Nhóm (1) thực công việc tính toán thiết kế tương đối phức tạp, đồng thời phải đảm bảo tính linh hoạt thực lập trình theo nhóm dễ cập nhật, sửa đổi, đồng thời phải chương trình chạy độc lập không phụ thuộc vào phần mềm khác Do lập trình bẳng ngôn ngữ C++ trình biên dịch Microsoft Visual C++ tổ chức theo mô đun thư viện liên kết động (DLL) liên kết lại với qua chương trình thực thi (EXE) [4, 5] Các mô đun thư viện liên kết động (DLL) chương trình thực thi (EXE) nhóm có quan hệ liên kết thể hình Trong thư viện ProfUIS223n.dll, ToolInter.dll ResIconBmp.dll phục vụ việc tạo giao diện; thư viện OBCtm.dll thư viện định nghĩa đối tượng tra cứu liệu sở; thư viện sau có chức tương ứng : DC_TST.dll - tính chọn động phân phối tỉ số truyền BT_Dai.dll - tính thiết kế truyền đai BT_BRang.dll - tính thiết kế truyền bánh (cả bánh trụ côn) BT_TV_BV.dll - tính thiết kế truyền trục vít bánh vít BT_Xich.dll Khopnoi.dll Truc.dll Olan.dll - tính thiết kế truyền xích - tính chọn khớp nối - tính thiết kế trục - tính chọn ổ lăn ProfUIS223n.dll ToolInter.dll ResIconBmp.dll OBCtm.dll DC_TST.dll BT_Dai.dll BT_BRang.dll Khopnoi.dll HTD.exe BT_TV_BV.dll Truc.dll CTM2_a.exe BT_Xich.dll Olan.dll CTM2_b.exe CTMCenter.exe Hình Sơ đồ liên kết mô đun nhóm (1) Các thư viện liên kết lại gọi để đảm nhiệm chức tính toán tương ứng thông qua chương trình thực thi EXE sau : HTD.exe - chương trình tính thiết kế hệ dẫn động khí CTM2_a.exe - chương trình tính thiết kế truyền CTM2_b.exe - chương trình tra cứu tính chọn ổ lăn CTMCenter.exe - chương trình chính, liên kết tới chương trình Nhóm (2) thực công việc vẽ thiết kế tự động, giúp tạo vẽ lắp vẽ chế tạo cách tự động dựa kết tính thiết kế thu từ chương trình nhóm (1) Đặc thù nhóm vẽ thiết kế, mặt khác ngành khí sử dụng phần mềm AutoCAD công cụ hỗ trợ cho công việc nên nhóm thực môi trường AutoCAD [6] Trong môi trường AutoCAD lập trình hỗ trợ thêm lệnh cho ngôn ngữ khác Basic (VBA), C\C++, , nhiên với ngôn ngữ biên dịch phụ thuộc vào phiên AutoCAD gây bất tiện gặp phiên AutoCAD Rất may mắn AutoCAD có hỗ trợ ngôn ngữ lập trình thông dịch AutoLISP, với ngôn ngữ không phụ thuộc vào phiên AutoCAD Do phần mềm nhóm (2) lập trình ngôn ngữ AutoLISP, chương trình đặt thư mục LISP với chương trình nhóm Với hai nhóm chức phần mềm thực ngôn ngữ khác lại sử dụng chung thư viện sở liệu Thư viện sở liệu đặt thư mục DATA với chương trình nhóm (1) Sử dụng chung hệ thống sở liệu cho ngôn ngữ khác gây trở ngại định, vấn đề khắc phục phương pháp nêu mục Phương pháp xử lý liệu Để thống file liệu sử dụng với nhiều ngôn ngữ khác nhau, đặc biệt phải sử dụng cho ngôn ngữ AutoLISP Ngôn ngữ AutoLISP sử dụng file liệu dạng text (dạng văn bản) đồng thời dựa ý tưởng xử lý danh sách ngôn ngữ AutoLISP [7], tiến hành phân tích đưa cách định dạng bảng liệu mô tả hình ;Đây dòng thích [1] : Dữ liệu * Phần liệu Hàng khoá ; Hết phần bảng Số liệu tra Hình Minh hoạ định dạng file liệu Cảc bảng liệu phải tuân theo quy định sau: - Các ký tự sau dấu chấm phẩy ; thích, dòng thích không xen vào liệu bảng, phép xuất trước sau phần liệu bảng - Bắt đầu phần liệu kiểu phần liệu đó, ký hiệu phần liệu đặt cặp dấu ngoặc vuông [], sau ký hiệu tiêu đề phần liệu Trong file liệu cặp dấu[] nên ký hiệu khác nhau, có ký hiệu rỗng, tức cặp dấu [] không chứa bất ký ký tự - Trong bảng liệu, hàng bắt đầu dấu hoa thị * xếp vào hàng khoá, hàng khoá dùng cho bảng tra hai chiều, hàng khoá tách riêng đưa vào phần khoá Như bảng có hàng khoá tuỳ theo mục đích sử dụng bảng - Kết thúc phần bảng phải có dấu chấm phẩy ; đặt đầu dòng cuối phần bảng đó, không cần kết thúc file, phần liệu khác bắt đầu cặp dấu [] - Trong file có nhiều phần liệu xác định phân biệt ký hiệu phần liệu kết thúc dấu ; - Các phần tử bảng liệu dòng phải cách tối thiểu ký tự cách (hay ký tự trống) ký tự tab Nếu phần tử bảng chuỗi ký tự đặt cặp dấu nháy kép "" Bắt đầu Mở file liệu i=1; tradulieu=sai sai Đọc dòng thứ i iPrograms>CTM Khi thực chương trình CTMCenter có giao diện hình Từ giao diện chương trình này, người sử dụng gọi tới ứng dụng tương ứng HTD.exe, CTM2_a.exe, CTM2_b.exe chọn chức “Chạy AutoCAD ” để gọi chương trình AutoCAD cài đặt thêm menu có tên “CTM” vào AutoCAD Hình Giao diện chương trình CTMCenter Hình Giao diện ban đầu HTD.exe 4.1 Giới thiệu chương trình HTD.exe Chương trình dùng để tính toán thiết kế hệ dẫn động khí Khi chạy chương trình HTD.exe có giao diện ban đầu hình Người sử dụng tạo liệu đầu vào mở file liệu tạo trước đó, giao diện hình Trên đó, người dùng cần nhập thông số phận công tác điều kiện làm việc hệ dẫn động, giá trị lưu file chức “Lưu” “Lưu với tên khác ” Khi nhập xong liệu chuyển sang trang “Thiết kế” hình để thực bước tính thiết kế cho hệ dẫn động, trình tính thiết kế phải tuân theo trình tự định biết tài liệu [2], chẳng hạn chưa tính phần “Chọn động phân phối tỉ số truyền” chưa thể tính thiết kế phần bên dưới, phần tính thiết kế đánh dấu có ghi bên Ở đây, chương trình HTD gọi tới thư viện liên kết động để thực tính toán thiết kế phần tương ứng Các kết tính thiết kế trình tự tính thiết kế lưu lại chọn chức “Lưu” chương trình Sau tính thiết kế xong, người dùng chuyển sang trang “Kết quả” để xem kết tính thiết kế xuất kết báo cáo Excel file liệu đầu vào cho phần vẽ thiết kế hình 10 Trình tự tính thiết kế cụ thể truyền, khớp nối, ổ lăn xem tài liệu [2], giao diện nội dung giới thiệu [9] tài liệu kèm phần mềm Hình Giao diện nhập liệu chương trình HTD.exe Hình Giao diện tính thiết kế chương trình HTD.exe Hình10 Giao diện xem kết tính toán chương trình HTD.exe 4.2 Giới thiệu chương trình CTM2_a.exe Chương trình CTM2_a.exe dùng để tính toán thiết kế truyền động khí truyền bánh trụ, bánh côn, trục vít bánh vít, truyền đai, truyền xích Khi chạy chương trình có giao diện hình 11, người dùng lựa chọn loại truyền cần tính thiết kế nhập thông số yêu cầu để tính thiết kế Các thông số lưu file chức “Lưu vào file ” lấy vào từ file liệu Hình 11 Giao diện chương trình CTM2_a.exe tạo lần trước chức “Lấy từ file ” Nhập xong liệu, người dùng cần chọn chức “Tính thiết kế ” để thực tính thiết kế truyền, chương trình gọi tới thư viện liên kết động để thực tính toán thiết kế truyền tương ứng Sau tính thiết kế truyền, người dùng lựa chọn chức “Kết ” cho giao diện hình 12 để xem kết tính thiết kế xuất báo cáo lưu tệp tin dùng cho phần vẽ thiết kế AutoCAD Hình 12 Giao diện xem kết chương trình CTM2_a.exe 4.3 Giới thiệu chương trình CTM2_b.exe Chương trình CTM2_b.exe có nhiệm vụ tính chọn ổ lăn dùng để tra cứu thông số ổ lăn Chương trình có giao diện hình 13 Chức “Nhập liệu tính chọn ổ lăn ”, lựa chọn chức chương trình gọi tới thư viện Olan.dll để thực nhập liệu cho công việc tính chọn ổ lăn hình 14, sau trình tính chọn ổ lăn Khi tính chọn ổ xong, người dùng xem lại kết tính chọn chức “Xem kết tính chọn ổ lăn ”, chức có giao diện tương tự hình 12 Chức thứ hai chương trình “Tra thông số ổ lăn ”, công cụ dùng để tra cứu thông số kích thước ổ lăn Khi thực nhiệm vụ có giao diện hình 15 Hình13 Giao diện chương trình CTM2_b.exe 4.4 Giới thiệu phần nhiệm vụ vẽ thiết kế tự động Từ chương trình CTMCenter (Hình 6) chọn chức “Chạy AutoCAD ” gọi phần mềm AutoCAD đồng thời cài đặt thêm vào AutoCAD menu “CTM” (Hình 16) đảm nhiệm nhiệm vụ tạo vẽ cách tự động Khi sử dụng lệnh menu này, gọi hộp thoại tương ứng để người dùng nhập thông số cần thiết lấy số liệu từ file kết xuất từ chương trình tính thiết kế nêu Toàn phần lập trình ngôn ngữ AutoLISP chạy môi trường AutoCAD Ví dụ chọn lệnh “Hop giam toc cap > HGT Khai trien ” gọi hộp thoại nhập liệu hình 17, chọn OK cho vẽ lắp hộp giảm tốc khai triển hình 16 theo số liệu nhập Trong menu CTM có chức tương ứng thể Các chức cho phép vẽ đĩa xích cho xích lăn, vẽ vẽ chế tạo cho bánh trụ bánh côn, vẽ mô hình 3D truyền bánh trụ bánh côn, vẽ loại ổ lăn vẽ lắp hộp giảm tốc Nếu người dùng lựa chọn chức “Go bo menu CTM ” cho phép gỡ bỏ menu CTM khỏi phần mềm AutoCAD Hình 14 Nhập liệu tính chọn ổ lăn Hình 15 Giao diện tra thông số ổ lăn Hình 16 Chức Vẽ thiết kế “CTM” phần mềm AutoCAD Hình 17 Hộp thoại nhập liệu vẽ tự động Bản vẽ lắp Hộp giảm tốc Kết luận Phần mềm “Tính toán thiết kế Hệ dẫn động khí” lập trình với giao diện thân thiện, sử dụng ngôn ngữ tiếng Việt tạo thuận lợi cho người sử dụng sinh viên Việt Nam Toàn trình tính thiết kế sở liệu lấy theo tài liệu [1, 2, 3] tài liệu sử dụng phổ biến Việt Nam nên dễ dàng tiếp cận Tuy nhiên hạn chế phần mềm chưa cung cấp đủ sở liệu theo tiêu chuẩn khác sử dụng nhiều thực tế Ngoài phần mềm số hạn chế định chưa đầy đủ, phát triển cập nhật tương lai Tuy có hạn chế phần mềm cung cấp công cụ hỗ trợ đắc lực cho trình tính toán thiết kế hệ dẫn động cách tự động từ số liệu đầu vào, tính thiết kế cho kết cuối báo cáo vẽ Với phần mềm sử dụng cho sản xuất giảng dậy Đặc biệt với môn học Chi tiết máy Đồ án môn học chi tiết máy, ứng dụng để tính toán thiết kế hệ dẫn động đồ án Ngày nay, khối lượng môn học kiến thức ngày nhiều, mặt khác khối lượng đồ án lớn phức tạp nên cho phép sinh viên ứng dụng phần mềm vào trình làm đồ án Tức trình làm đồ án môn học này, cần yêu cầu sinh viên tự tính toán số nội dung định, nội dung khác tương tự cho phép sinh viên sử dụng phần mềm để hỗ trợ cho đồ án Điều giúp sinh viên có thêm kỹ ứng dụng tin học trình thiết kế, kỹ thiếu kỹ sư thời kỳ đại hoá phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin tin học Cuối cùng, tác giả mong nhận quan tâm đóng góp ý kiến hỗ trợ mặt kỹ thuật tài để phần mềm phát triển ngày hoàn thiện sớm đưa phần mềm vào ứng dụng thực tế Tài liệu tham khảo [1] Trịnh Chất (2001) Cơ sở thiết kế máy chi tiết máy Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [2] Trịnh Chất - Lê Văn Uyển (2001) Tính toán thiết kế máy hệ dẫn động khí, tập Nhà xuất giáo dục Hà Nội [3] Trịnh Chất - Lê Văn Uyển (2001) Tính toán thiết kế máy hệ dẫn động khí, tập Nhà xuất giáo dục Hà Nội [4] Hoàng Ngọc Giao (1996) Lập trình C++ ?, tập 1, Nhà xuất thống kê [5] Dương Quang Thiện (1998) Lập trình Windows dùng Visual C++ MFC, tập 3, Nhà xuất thống kê [6] Pgs.Ts Bành Tiến Long - Ths Nguyễn Chí Quang - Ths Hoàng Vĩnh Sinh (1998) AutoCAD kỹ thuật lập trình ứng dụng Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [7] PTS Trần Công Nghị - Vũ Tiến Đạt Ngôn ngữ AutoLISP dùng AutoCAD Nhà xuất thành phố Hồ Chí Minh [8] Lê Văn Uyển, Trịnh Đồng Tính, Đỗ Đức Nam, Vũ Lê Huy (2004) Một phương pháp xây dựng xử lý sở liệu phần mềm "Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí" Tuyển tập công trình Hội nghị khoa học toàn quốc Cơ học vật rắn biến dạng lần thứ Trang 967-977, Tập Đồ Sơn, 27-28/8/2004 [9] Lê Văn Uyển, Trịnh Đồng Tính, Vũ Lê Huy, Đỗ Đức Nam, Lê Hồ Nam (2003) Ứng dụng công nghệ 3D thiết kế mô truyền dẫn khí Đề tài cấp B2003-28-84