ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE 5 CHỖ

- KÈM BẢN VẼ CAD (NẾU GIAO DỊCH QUA ZALO 0985655837) . Công dụng, phân loại, yêu cầu1.1.1.Công dụngHệ thống lái giữ vai trò điều khiển hướng chuyển động của ô tô (thay đổi hay duy trì) theo tác động của người lái. Hệ thống lái tham gia cùng các hệ thống điều khiển khác thực hiện điều khiển ô tô và đóng góp vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn giao thông khi ô tô chuyển động. Hệ thống lái bao gồm các cụm và chi tiết từ cơ cấu điều khiển (vành lái) tới các cơ cấu điều khiển hướng chuyển động toàn xe.1.1.2.Yêu cầu của hệ thống lái1. Giữ chuyển động thẳng, ổn định.2. Quay vòng ngoặt trên diện tích bé, thời gian ngắn.3. Động học quay vòng phải đúng, để các bánh xe không bị trượt.4. Lái phải nhẹ nhàng, thuận tiện.5. Giảm va đập từ mặt đường lên vô lăng.6. Hạn chế tối đa ảnh hưởng của hệ thống treo với hệ thống lái,nhằm đảm bảo khả năng điều khiển hướng của ô tô khi hoat động trên đường xấu.1.1.3.Phân loạiCó nhiều cách phân loại hệ thống lái:a)Phân loại theo số lượng cầu dẫn hướng.Các bánh dẫn hướng ở cầu trước.Các bánh dẫn hướng ở cầu sau .Các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu.b)Phân loại hệ thống lái theo kiểu truyền lực . Hệ thống lái cơ khí . Hệ thống lái có trợ lực bằng thuỷ lực, bằng khí nén, hoặc kết hợp…c)Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái. Trục vít – bánh vít. Trục vít cung răng .

TRUỜNG ĐẠI HỌC CN GTVT ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TỐN Ơ TƠ MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1.1.Công dụng .4 1.1.2.Yêu cầu hệ thống lái 1.1.3.Phân loại 1.2.Kết cấu hệ thống lái .5 1.2.1.Vô lăng 1.2.2.Trục lái 1.2.3.Cơ cấu lái 1.3 Các góc đặt bánh xe 15 1.3.1 Góc nghiêng ngang bánh xe ( Camber ) 16 1.3.2 Gócnghiêng dọc trụ đứng ( caster khoảng caster ) 17 1.3.3 Góc nghiêng ngang trụ đứng( Kingpin ) .18 1.3.4 Độ chụm độ mở ( góc dỗng ) 19 1.3.5 Bán kính quay vịng (góc bánh xe , bán kính quay vịng ) 21 1.4 Dẫn động lái 22 1.5 Hệ thống lái có trợ lực 26 1.5.1 Công dụng cần thiết hệ thống trợ lực lái .26 1.5.2 Phân loại hệ thống trợ lực lái 26 1.5.3.Nguyên lý hoạt động hệ thống lái có trợ lực thủy lực .26 CHUƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI 28 2.1.Các số liệu thiết kế .28 2.2 Lựa chọn phương án thiết kế .28 2.2.1 Chọn phương án dẫn động lái .28 2.2.2 Chọn phương án cấu lái 28 2.2.3 Chọn phương án trợ lực lái 29 2.3.Tính tốn động học hệ thống lái 30 2.3.1.Tính mơ men cản quay vịng max 30 2.3.2 Tỷ số truyền hệ thống lái 32 Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh SVTH: Vũ Đức Nghĩa – Lớp : 64DCOT02 TRUỜNG ĐẠI HỌC CN GTVT ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TỐN Ơ TÔ 2.3.3 Xác định lực tác động lớn vành tay lái 32 2.4.Tính thơng số hình học dẫn động lái .33 2.4.1 Tính động học hình thang lái 33 2.4.2 Xây dựng đường đặc tính lý thuyết 36 2.5 Tính bền chi tiết hệ thống lái 39 2.5.1.Xác định bán kính vịng lăn bánh 39 2.5.2 Xác định thông số bánh 39 2.5.3 Xác định kích thước thông số 41 2.5.4.Tính bền cấu lái bánh - 41 2.5.5.Tính trục lái 46 2.5.6 Tính bền địn kéo ngang .47 2.5.7 Tính bền địn bên hình thang lái 49 2.5.8.Tính bền nối bên dẫn động lái .49 2.5.9 Tính bền khớp cầu(rotuyl) 50 CHƯƠNG3TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƯỜNG HĨA LÁI 52 3.1.Công tiêu hao người lái để quay vành tay lái 52 3.2.Xây dựng đặc tính cường hóa lái 53 3.3.Tính tốn xi lanh lực 55 3.4.Xác định suất bơm 57 3.5.Tính chi tiết van phân phối 59 3.5.1.Tính góc xoay van quay 59 3.5.2 Các thông số khác 60 KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO .65 Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh SVTH: Vũ Đức Nghĩa – Lớp : 64DCOT02 TRUỜNG ĐẠI HỌC CN GTVT ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TỐN Ơ TƠ LỜI NĨI ĐẦU Hiện ngành cơng nghiệp ô tô nước ta phát triển mạnh mẽ ngày khẳng định vai trò to lớn ngành cơng nghiệp trọng điểm quốc gia Nhận thấy tiềm công nghiệp ô tô nên nước ta chủ động mở cửa cho nhà đầu tư nước xây dựng nhà máy lắp ráp sản xuất linh kiện ô tơ nước góp phần giải vấn đề nhân lực thúc đẩy kinh tế, đóng góp khơng nhỏ vào nguồn thu phủ Với tốc độ phát triển mạnh mẽ đòi hỏi nguồn nhân lực ngành công nghiệp ô tô cần phải có trình độ chun mơn cao Điều thể việc đời nhiều trung tâm chuyên nghiên cứu phát triển công nghệ, thiết kế tính tốn, mơ lắp ráp tơ… Một hệ thống đặc biệt quan trọng ô tô hệ thống lái Hệ thống có chức điều khiển hướng chuyển động tơ, đảm bảo tính ổn định chuyển động thẳng quay vịng bánh xe dẫn hướng Trong q trình chuyển động hệ thống lái có ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn người sử dụng, đặc biệt với loại xe đại có tốc độ cao Do người ta khơng ngừng cải tiên hệ thống lái để nâng cao tính Là sinh viên trường Đại học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải , việc tìm hiểu ứng dụng cơng nghệ tiên tiến giới để áp dụng vào thực tế nước ta cần phải trọng đặc biệt Bởi chúng em giao nhiệm vụ “Thiết kế tính tốn hệ thống lái xe tơdu lịch chỗ” Tuy nhiên, với đề tài rộng đề cập đến nhiều vấn đề mẻ đòi hỏi phải có thời gian dài nghiên cứu tìm hiểu Mặc dù có nhiều cố gắng với hiểu biết thời gian tìm hiểu hạn chế nên đồ án em khơng tránh khỏi sai sót nhiều vấn đề chưa đề cập tới Em mong thầy bạn góp ý để đồ án hồn thiện Qua mở hướng nghiên cứu thiết kế tính tốn hệ thống tơ song song với tính tốn thiết kế truyền thống Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy: Chu Văn Huỳnh tận tình bảo để em hoàn thành đồ án Sinh viên thực Vũ Đức Nghĩa Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh SVTH: Vũ Đức Nghĩa – Lớp : 64DCOT02 TRUỜNG ĐẠI HỌC CN GTVT ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TỐN Ơ TƠ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1.1.Công dụng Hệ thống lái giữ vai trị điều khiển hướng chuyển động tơ (thay đổi hay trì) theo tác động người lái Hệ thống lái tham gia hệ thống điều khiển khác thực điều khiển ô tô đóng góp vai trị quan trọng việc đảm bảo an tồn giao thơng tơ chuyển động Hệ thống lái bao gồm cụm chi tiết từ cấu điều khiển (vành lái) tới cấu điều khiển hướng chuyển động toàn xe 1.1.2.Yêu cầu hệ thống lái Giữ chuyển động thẳng, ổn định Quay vịng ngoặt diện tích bé, thời gian ngắn Động học quay vòng phải đúng, để bánh xe không bị trượt Lái phải nhẹ nhàng, thuận tiện Giảm va đập từ mặt đường lên vô lăng Hạn chế tối đa ảnh hưởng hệ thống treo với hệ thống lái,nhằm đảm bảo khả điều khiển hướng ô tô hoat động đường xấu 1.1.3.Phân loại Có nhiều cách phân loại hệ thống lái: a) Phân loại theo số lượng cầu dẫn hướng - Các bánh dẫn hướng cầu trước - Các bánh dẫn hướng cầu sau - Các bánh dẫn hướng tất cầu b) Phân loại hệ thống lái theo kiểu truyền lực - Hệ thống lái khí - Hệ thống lái có trợ lực thuỷ lực, khí nén, kết hợp… c) Phân loại theo kết cấu cấu lái - Trục vít – bánh vít - Trục vít - cung Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh SVTH: Vũ Đức Nghĩa – Lớp : 64DCOT02 ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TỐN Ơ TƠ TRUỜNG ĐẠI HỌC CN GTVT - Trục vít – lăn - Trục vit – chốt quay - Cơ cấu lái loại liên hợp ( trục vít, ê cu, cung răng) - Bánh – d) Phân loại theo bố trí vành lái - Bố trí vành lái bên trái (theo luật đường bên phải ) - Bố trí vành lái bên phải (theo luật đường bên trái ) 1.2.Kết cấu hệ thống lái Sơ đồ tổng qt hệ thống lái khơng có trợ lực: Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống lái 1.Vành tay lái 5.Thanh kéo dọc 2.Trục lái 6.Đòn quay ngang 3.Cơ cấu lái 7.Hình thang lái 4.Địn quay đứng 1.2.1.Vơ lăng Vơ lăng có dạng vành trịn, có nhiệm vụ tiếp nhận lực tác động người lái truyền vào hệ thống lái 1.2.2.Trục lái Trục lái thường có dạng ống, đảm nhận việc truyền mơmen từ vơ lăng tới cấu lái Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh SVTH: Vũ Đức Nghĩa – Lớp : 64DCOT02 ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TỐN Ơ TƠ TRUỜNG ĐẠI HỌC CN GTVT 1.2.3.Cơ cấu lái Cơ cấu lái phận hệ thống lái, có nhiệm vụ biến chuyển động quay vòng trục lái thành chuyển động góc địn quay đứng đảm bảo tỉ số truyền theo yêu cầu Về chất, cấu lái hộp giảm tốc có nhiệm vụ tăng mômen truyền từ vô lăng tới bánh xe dẫn hướng Các thông số đặc trưng cho cấu lái gồm tỷ số truyền, hiệu suất thuận, hiệu suất nghịch a) Tỷ số truyền cấu lái Tỷ số truyền cấu lái định nghĩa sau: đó:: Là góc quay vơ lăng : Là góc quay trục đòn quay đứng Tỷ số truyền cấu lái khơng đổi thay đổi Quy luật thay đổi tỷ số truyền thích hợp thể giản đồ sau:            Hình 1.2 Giản đồ thể quan hệ tỷ số truyền cấu lái góc quay vành tay lái * i= góc quay vơ lăng /góc quay bánh dẫn hướng (đối với cấu lái trục - ) * Phân tích đồ thị: Với quy luật thay đổi trên, ô tô chuyển động đường thẳng với vận tốc cao, người lái phải đánh lái với góc nhỏ xung quanh vị trí trung gian, nên tỷ số truyền lớn giúp cho người lái điều khiển ô tô nhẹ nhàng Hơn tỷ số truyền lớn có tác dụng làm giảm va đập truyền ngược từ đường lên vô lăng Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh SVTH: Vũ Đức Nghĩa – Lớp : 64DCOT02 TRUỜNG ĐẠI HỌC CN GTVT ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TỐN Ơ TƠ Ở góc đánh lái lớn tỷ số truyền nhỏ giúp cho việc điều khiển linh hoạt hơn, cho phép ô tơ quay vịng chỗ hẹp, bán kính quay vịng nhỏ.Tuy nhiên cấu lái có tỷ số truyền thay đổi thường phức tạp, đắt tiền.Vì với hệ thống lái có trang bị trợ lực nên sử dụng cấu lái có tỷ số truyền không đổi b) Hiệu suất cấu lái Trong cấu lái người ta phân biệt hiệu suất thuận nghịch * Hiệu suất thuận: hiệu suất tính theo lực truyền từ vô lăng tới bánh xe Hiệu suất lớn tổn hao lượng điều khiển nhỏ, nghĩa lái nhẹ * Hiệu suất nghịch: hiệu suất tính theo lực truyền từ bánh xe lên vơ lăng, thiết kế cấu lái nên chọn hiệu suất nghịch nhỏ để giảm bớt lực truyền từ mặt đường lên vô lăng Như vậy, với hiệu suất nghịch nhỏ, lực va đập từ mặt đường truyền ngược lên vô lăng giảm đáng kể Đây ưu điểm cấu lái cần tận dụng tối đa Tuy nhiên, chọn hiệu suất nghịch q bé vơ lăng khả tự trở vị trí trung gian nhờ mô men ổn định Bởi thiết kế nên chọn hiệu suất nghịch mức độ hợp lý c) Các yêu cầu cấu lái Phần lớn yêu cầu hệ thống lái cấu lái đảm bảo Vì cấu lái cần phải đảm bảo yêu cầu sau: + Có thể quay hai chiều để đảm bảo chuyển động cần thiết xe + Có hiệu suất cao để lái nhẹ, cần có hiệu suất thuận lớn hiệu suất nghịch để va đập từ mặt đường giữ lại phần lớn cấu lái + Đảm bảo thay đổi trị số tỷ số truyền cần thiết + Đơn giản việc điều chỉnh khoảng hở ăn khớp cấu lái + Độ dơ cấu lái nhỏ + Đảm bảo kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp tuổi thọ cao Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh SVTH: Vũ Đức Nghĩa – Lớp : 64DCOT02 TRUỜNG ĐẠI HỌC CN GTVT ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TỐN Ơ TƠ + Chiếm khơng gian dễ dàng tháo lắp Lực dùng để quay vô lăng gọi lực lái, giá trị lực đạt giá trị max xe đứng yên chỗ, giảm dần tốc độ xe tăng lên đạt nhỏ tốc độ xe lớn Sự đàn hồi hệ thống lái có ảnh hưởng tới truyền va đập từ mặt đường lên vơ lăng Độ đàn hồi lớn va đập truyền lên vơ lăng ít, độ đàn hồi lớn ảnh hưởng đến khả chuyển động xe Độ đàn hồi hệ thống lái xác định tỷ số góc quay đàn hồi tính vành lái vơ lăng mô men đặt vành lái Độ đàn hồi hệ thống lái phụ thuộc vào độ đàn hồi phần tử cấu lái, đòn dẫn động d) Các dạng cấu lái thông dụng Hiện ô tô thường sử dụng loại cấu lái như: + Loại trục vít glơbơit – lăn, + Loại trục vít – ê cu bi – – cung răng, + Loại bánh – răng, + Loại trục vít – cung răng, Ngồi cịn có cấu lái: trục vít – chốt quay, bánh – cung răng… * Kiểu bánh – răng: Cơ cấu lái kiểu bánh – gồm bánh phía trục lái ăn khớp với răng, trục bánh lắp ổ bi Điều chỉnh ổ dùng êcu lớn ép chặt ổ bi, vỏ êcu có phớt che bụi đảm bảo trục quay nhẹ nhàng Thanh có cấu tạo dạng nghiêng, phần cắt nằm phía giữa, phần cịn lại có tiết diện trịn Khi vơ lăng quay, bánh quay làm chuyển động tịnh tiến sang phải sang trái hai bạc trượt Sự dịch chuyển truyền tới địn bên qua đầu răng, sau làm quay bánh xe dẫn hướng quanh trụ xoay đứng Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh SVTH: Vũ Đức Nghĩa – Lớp : 64DCOT02 ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TỐN Ơ TÔ TRUỜNG ĐẠI HỌC CN GTVT 1 11 Hình 1.3 Cơ cấu lái kiểu bánh – Trục lái Đai ốc Chụp nhựa Đai ốc đ.c Đai ốc điều chỉnh Lò xo ổ bi 10 Thanh Vỏ cấu lái 11 trục Dẫn hướng 12 ổ bi Cơ cấu lái đặt vỏ xe để tạo góc ăn khớp lớn cho truyền nghiêng, trục đặt nghiêng ngược chiều với chiều nghiêng răng, nhờ ăn khớp truyền lớn, làm việc êm phù hợp với việc bố trí vành lái xe Cơ cấu lái kiểu bánh răng- có ưu điểm sau: Cơ cấu lái đơn giản gọn nhẹ Do cấu lái nhỏ thân tác dụng dẫn động lái nên không cần đòn kéo ngang cấu lái khác Có độ nhạy cao ăn khớp trực tiếp Sức cản trượt, cản lăn nhỏ truyền mô men tốt nên tay lái nhẹ Trang GVHD: Chu Văn Huỳnh SVTH: Vũ Đức Nghĩa – Lớp : 64DCOT02 TRUỜNG ĐẠI HỌC CN GTVT ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TỐN Ơ TƠ * Cơ cấu lái trục vít lăn: Loại cấu lái sử dụng rộng rãi Trên phần lớn ơtơ Liên Xơ loại có tải trọng bé tải trọng trung bình đặt loại cấu Trên hình 1.4 trình bày cấu lái loại trục vít lăn Cơ cấu lái gồm trục vít gơbơlơit ăn khớp với lăn (có ba ren) đặt ổ bi kim trục đòn quay đứng Số lượng ren loại cấu lái trục vít lăn một, hai ba tuỳ theo lực truyền qua cấu lái A-A B Nh× n theo B A Ưu điểm: A Hình 1.4 Cơ cấu lái trục vít lăn + Nhờ trục vít có dạng glơ-bơ-it chiều dài trục vít khơng lớn tiếp xúc ăn khớp lâu diện rộng hơn, nghĩa giảm áp suất riêng tăng độ chống mài mòn Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc phân tán tùy theo cỡ ôtô mà làm lăn có hai đến bốn vịng ren + Mất mát ma sát nhờ thay ma sát trượt ma sát lăn Trang 10 GVHD: Chu Văn Huỳnh SVTH: Vũ Đức Nghĩa – Lớp : 64DCOT02 ... 1.2.Kết cấu hệ thống lái Sơ đồ tổng qt hệ thống lái khơng có trợ lực: Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống lái 1.Vành tay lái 5. Thanh kéo dọc 2.Trục lái 6.Đòn quay ngang 3.Cơ cấu lái 7.Hình thang lái. .. GTVT ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TỐN Ơ TƠ * Tác dụng góc KingPin: Giảm lực đánh lái: Khi bánh xe quay sang phải quay quanh trụ đứng với khoảng lệch tâm bán kính r 0, r0 bán kính quay bánh xe quay quanh... thang lái nên quay vơ lăng góc bánh xe dẫn hướng quay góc định Quan hệ hình học ACKERMAN Quan hệ hình học ACKERMAN biểu thị quan hệ góc quay bánh xe dẫn hướng quanh trục đứng với giả thiết tâm quay