Hệ thống treo trước loại phụ thuộc nhíp đơn có giảm chấn

Tên đề tài Tính toán thiết kế hệ thống treo trước của ô tô loại phụ thuộc nhíp đơn có giảm chấn MỤC LỤC CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1 1 Tổng quan hệ thống treo 1 1 1 Giới thiệu chung về hệ thống treo 1 1 2 Kết cấu hệ thống treo loại nhíp trên ô tô 1 2 Trình tự thiết kế CHƯƠNG II THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO Các thông số phương án cho trước Sơ đồ nguyên lý của hệ thống treo Phân tích, lựa chọn kết cấu một số phần tử cơ bản của hệ thống treo Thiết kế bộ phận đàn hồi 2 1 1 Xây dựng đường đặc tính đàn hồi của hệ t.

Tên đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống treo trước tơ loại phụ thuộc nhíp đơn có giảm chấn MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hệ thống treo 1.1.1 Giới thiệu chung hệ thống treo 1.1.2 Kết cấu hệ thống treo loại nhíp tơ 1.2 Trình tự thiết kế CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO 2.1 Các thông số phương án cho trước 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống treo 2.3 Phân tích, lựa chọn kết cấu số phần tử hệ thống treo 2.4 Thiết kế phận đàn hồi 2.4.1 Xây dựng đường đặc tính đàn hồi hệ thống treo 2.4.2 Xây dựng đường đặc tính đàn hồi phần tử đàn hồi 2.4.3 Tính tốn thơng số hình học nhíp 2.4.4 Kiểm nghiệm bền nhíp 2.4.5 Kiểm nghiệm bền quang nhíp 2.4.6 Kiểm nghiệm bền chốt nhíp tai nhíp Thiết kế phần tử giảm chấn Xác định hệ số cản cần thiết giảm chấn 2.5 2.5.1 2.5.2 2.5.3 Xây dựng đường đặc tính giảm chấn Xác định kích thước ngồi giảm chấn CHƯƠNG III: THIẾT LẬP BẢN VẼ KẾT CẤU 3.1 Cơ sở thiết lập vẽ kết cấu hệ thống treo nhíp 3.2 Thiết lập vẽ kết cấu tổng thể hệ thống treo nhíp đơn pg CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hệ thống treo 1.1.1 Giới thiệu hệ thống treo 1.1.1.1 Công dụng hệ thống treo - Liên kết mềm bánh xe thân xe, làm giảm tải trọng động thẳng đứng tác dụng lên thân xe đảm bảo bánh xe lăn êm loại địa hình - Truyền lực từ bánh xe lên thân xe ngược lại, để xe chuyển động, đồng thời đảm bảo chuyển dịch hợp lý vị trí bánh xe so với thùng xe - Dập tắt nhanh dao động mặt đường tác dụng lên thân xe 1.1.1.2 Phân loại - Theo loại phận đàn hồi chia ra: + Loại kim loại (gồm có nhíp lá, lị xo, xoắn) + Loại khí (loại bọc cao su – sợi; loại bọc màng, loại ống) + Loại thủy lực (loại ống) + Loại cao su (gồm loại chịu nén loại xoắn) - Theo sơ đồ phận dẫn hướng chia ra: + Loại phụ thuộc với cầu liền (gồm có loại riêng loại thăng bằng.) + Loại độc lập (một đòn, hai đòn …) - Theo phương pháp dập tắt dao động chia ra: + Loại giảm chấn thủy lực (gồm loại tác dụng chiều loại tác dụng chiều) + Loại ma sát (ma sát phận đàn hồi, phận dẫn hướng) 1.1.1.3 Yêu cầu - Khi xe quay vịng, tăng tốc phanh vỏ xe khơng bị nghiêng, ngửa hay chúc đầu - Phải đảm bảo cho xe chuyển động ổn định có tính điều khiển cao - Giảm chấn phải có hệ số dập tắt dao động thích hợp để dập tắt dao động hiệu quả êm dịu - Có khối lượng nhỏ, đặc biệt phần không treo - Kết cấu đơn giản, dễ bố trí Làm việc bền vững, tin cậy 1.1.2 Kết cấu hệ thống treo loại nhíp tơ Hệ thống treo bao gồm phận chính: phận đàn hồi, phận dẫn hướng, phận giảm chấn, phận ổn định ngang vấu hạn chế hành trình 1.1.2.1 Bộ phận đàn hồi - Công dụng: Giữ nhiệm vụ hấp thụ dao động từ mặt đường, làm giảm tác động sức nặng lên khung xe, giúp bánh xe di chuyển êm ái, ổn định - Phân loại: gồm hai loại phận đàn hồi phận đàn hồi dạng kim loại thường nhíp, lị xo, xoắn phận đàn hồi gồm phần tử đàn hồi phi kim loại cao su, khí ép, thủy lực Phân tích kết cấu nhíp: a Cấu tạo pg Hình 1.1: Kết cấu nhíp nhíp phụ hệ thống treo có độ cứng thay đổi Nhíp; Đai nhíp; Quang nhíp; Gối di động; Ống bạc chốt nhíp; Bu lơng chốt nhíp b Đặc điểm kết cấu - Các nhíp lắp ghép thành bộ, có phận kẹp ngang để tránh khả xơ ngang nhíp làm việc - Bộ nhíp bắt chặt với dầm cầu thơng qua quang nhíp, liên kết với khung thơng qua tai nhíp quang treo - Đặc tính đàn hồi: Đường đặc tính đàn hồi nhíp coi tuyến tính, tức độ cứng thay đổi tác dụng tải trọng, - Để tăng cứng người ta dùng cách sau: + Dùng nhíp phụ + Dùng vấu tỳ đầu nhíp với chỗ bắt quang nhíp + Bố trí nghiêng móc treo nhíp + Bố trí nhíp liên kết để chịu lực dọc, cịn nhíp khác bố trí tự c Ưu điểm, nhược điểm - Ưu điểm: + Nhíp vừa cấu đàn hồi, vừa cấu dẫn hướng phần làm nhiệm vụ giảm chấn nghĩa thực toàn chức hệ thống treo + Với chức dẫn hướng, nhíp truyền lực dọc (lực kéo lực phanh) lực ngang từ bánh xe qua cầu xe lên khung + Chức đàn hồi theo phương thẳng đứng + Ngoài nhíp có khả truyền mơmen từ bánh xe lên khung Đó mơmen kéo mơmen phanh - Nhược điểm: + Trọng lượng nhíp nặng tất phận đàn hồi khác, nhíp kể giảm chấn chiếm từ 5,5% - 8% trọng lượng thân tơ + Vì có ma sát nhíp nên nhíp khó hấp thu rung động nhỏ từ mặt đường + Thời hạn phục vụ ngắn ứng suất ban đầu, trạng thái ứng suất phức tạp, lực tác động lặp lại nhiều lần pg + Đường đặc tính đàn hồi địi hỏi phải đường cong thực tế độ cứng thân nhíp số d Phạm vi sử dụng - Ngày nhíp sử dụng chủ yếu dòng xe thương mại hạng nặng xe tải, xe du lịch, dòng SUV, xe BUS toa xe lửa Do số tính chất mà có nhíp có (vừa phận đàn hồi, vừa hướng tham gia giảm chấn) Mặc dù nhíp cịn số hạn chế khắc phục tương đối tốt số điểm cịn chưa hồn thiện 1.1.2.2 Bộ phận giảm chấn Công dụng: Làm giảm hạn chế dao động bánh xe thân xe Đảm bảo độ bám đường tốt Phân loại: gồm có giảm chấn thủy lực giảm chấn ma sát Phân tích kết cấu giảm chấn hai lớp vỏ: a Cấu tạo: - Trên ô tô chủ yếu sử dụng giảm chấn ống thủy lực hai lớp vỏ có tác dụng hai chiều Hình 1.2: Cấu tạo giảm chấn hai lớp vỏ Vỏ trong; Phớt làm kín; Bạc dẫn hướng; 4, Vỏ che ngồi Trục giảm chấn; Piston cụm van; Cụm van bù; Vỏ A Buồng trên; B Buồng dưới; C Buồng bù b Nguyên lý làm việc: - Hành trình nén: Khi bánh xe đến gần khung xe cần piston mang theo van dịch chuyển xuống phía sâu vào xilanh, thể tích khoang B giảm, dầu bị nén với áp suất tăng đẩy van II mở cho phép dầu thông khoang từ khoang B sang khoang A Do thể tích cần piston chốn thể tích chất lỏng định nên lượng thể tích tương đương chuyển vào buồng bù C thông qua van IV Lực cản giảm chấn sinh dòng chất lỏng tiết lưu qua van pg - Hành trình trả: Ngược lại hành trình nén, bánh xe xa khung xe cần piston mang theo van chuyển động lên khỏi xy lanh, thể tích khoang A giảm, áp suất tăng ép dầu thông qua van I chảy sang khoang B Đồng thời cần piston dịch chuyển khỏi xy lanh nên phần thể tích thiếu hụt bù lại nhờ thể tích dầu từ buồng bù C chảy vào khoang B thông qua van III Sức cản sinh dòng chất lỏng tiết lưu qua van đẩy xy lanh giảm chấn lên đồng thời qua trả thân xe lại vị trí ban đầu c Ưu, nhược điểm - Ưu điểm: Tuổi thọ cao so với loại lớp vỏ, giá thành hạ, trọng lượng nhẹ - Nhược điểm: Bao kín khơng tốt, làm việc tần số cao, biên độ lớn xảy tượng trộn hịa khơng khí với dầu tạo nên bọt khí chất lỏng, giảm chấn có buồng bù lớn gây nên giảm hiệu làm việc giảm chấn d Phạm vi ứng dụng: - Phù hợp với nhiều loại xe, từ dòng xe nhỏ đến xe tải chịu tải trọng lớn Ngày loại giảm chấn lớp vỏ dần thay loại lớp vỏ trở thành loại giảm chấn số hãng xe lựa chọn cho hệ thống treo 1.1.2.3 Bộ phận dẫn hướng Cống dụng: Đảm bảo động học xe, hướng bánh xe di chuyển theo phương thẳng đứng Ngồi chúng cịn giữ vai trị tiếp nhận, truyền lực mô men bánh xe lên khung xe, vỏ xe Phân loại phận dẫn hướng theo sơ đồ phận dẫn hướng ta chia làm hai hệ thống treo độc lập loại hệ thống treo phụ thuộc Bộ phận dẫn hướng hệ thống treo phụ thuộc - Ở hệ thống treo phụ thuộc phần tử đàn hồi nhíp nhíp đảm nhận ln vai trị phận dẫn hướng (hình 1.3g) Nếu phần tử đàn hồi không thực chức phận dẫn hướng người ta dùng cấu đòn hay chữ V Hình 1.3: Sơ đồ phận dẫn hướng hệ thống treo phụ thuộc 1.2 Trình tự thiết kế - Phân tích phương án bố trí hệ thống treo: Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp pg - Tính tốn thiết kế hệ thống treo trước: + Xây dựng đường đặc tính đàn hồi hệ thống treo đặc tính đàn hồi phần tử đàn hồi + Xác định chiều dài nhíp, chiều dày chiều rộng; số lượng nhíp; chiều dài nhíp + Kiểm nghiệm bên nhíp theo phương pháp đường cong chung + Kiểm nghiệm bền quang nhíp + Kiểm nghiệm bền chốt nhíp tai nhíp + Tính chọn giảm chấn: xây dựng đường đặc tính giảm chấn; xác định hệ số cần thiết giảm chấn; xác định đường kính chiều dài giảm chấn + Kiểm tra CHƯƠNG II: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ 2.1 Các thông số phương án cho trước Bảng 2.1: Phương án thiết kế Phương án 20 Loại ô tơ Ơ tơ khách Trọng lượng khơng tải cầu trước: Go1 Trọng lượng có tải cầu trước: Ga1 55700(N) Chiều dài sở 6150 Ký hiệu lốp 13R22,5 Hệ thống treo sau Phụ thuộc nhíp đơn có giảm chấn 70000(N) 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống thiết kế - Hầu hết loại ô tô khách sử dụng hệ thống treo phụ thuộc có nhíp làm phần tử đàn hồi - Các bánh xe bên trái bên phải liên kết với dầm cầu cứng, nhíp đặt trực tiếp lên dầm cầu Khi bên bánh xe dao động bánh bị dao động theo pg Hình 2.1 Sơ đồ thiết kế hệ thống treo 2.3 Phân tích, lựa chọn kết cấu số phần tử hệ thống treo a Chọn loại nhíp - Chọn nhíp loại nửa êlíp: + Loại sử dụng rộng rãi Trong loại cầu ô tô gắn phần cịn đầu nhíp nối với khung + Phần khối lượng khơng treo bắt nhíp hai đầu nhíp bắt với phần treo khớp Hình 2.2: Loại nhíp nửa e-líp b Chọn tiết diện nhíp Hình 2.3: Các loại tiết diện nhíp a- Tiết diện chữ nhật; b- Tiết diện thang; c- Tiết diện lõm Khi làm việc, mặt nhíp chịu kéo, cịn mặt chịu nén Do tính chất kim loại chịu kéo kém, người ta thiết kế tiết diện để nâng cao đường trung hòa, nhằm tăng tuổi thọ nhíp Chọn nhíp có tiết diện hình (a): đơn giản, đễ chế tạo, bảo dưỡng, sửa chữa c Chọn loại tai nhíp Do tải trọng tác dụng lớn (xe tải), ta chọn (b) tai nhíp gia cường thêm cách uốn nhíp thứ đến gần trục thẳng đứng uốn theo vịng pg • Hình 2.4: Các loại tai nhíp a- Tai nhíp đơn; b- Tai nhíp kép có gia cường; b- Loại tai nhíp khơng uốn cong Phương pháp bắt nhíp + giảm chấn vào cầu xe Nhíp bắt quang nhíp (1) thơng qua bu lơng đai ốc (2) Hình 2.5: Phương pháp bắt nhíp giảm chấn Hai bên tai nhíp bắt với khung xe thông qua chốt , bắt chặt cố định đai ốc đệm nối nối lên khung xe thông qua đỡ.Giảm chấn thủy lực (3) kết nối với nhíp bắt bu lông nối phần treo không treo; phần treo thân xe; phần không treo bánh xe + Đầu giảm chấn nối với thân xe bu lông thơng qua khung sắt thẳng đứng Hình 2.5a: Đầu giảm chấn + Đầu giảm chấn lắp lỏng với cầu xe thông qua chốt đảm bảo giảm chấn chuyển động tương đối so với khung xe pg Hình 2.5b: Đầu giảm chấn Gối nhíp trước nối trực tiếp với khung xe chốt cố định , gối nhíp sau nối với khung xe chốt di động 2.4 Thiết kế phận đàn hồi 2.4.1 Xây dựng đường đặc tính đàn hồi hệ thống treo Là đồ thị biểu diễn quan hệ hàm số tải trọng thẳng đứng tác dụng lên hệ thống treo chuyển vị hệ thống treo đo tâm bánh xe Do hệ thống treo đối xứng hai bên nên tính tốn thiết kế ta cần tính tốn cho bên Chọn độ võng tĩnh không tải hệ thống treo: �� = 140 (mm)=14(cm) -Tải trọng tĩnh tác dụng lên bánh xe cầu trước không tải: Zt = = = 27850 (N) Trong đó: G01 = 55700(N) trọng lượng không tải cầu trước -Tải trọng tĩnh tác dụng lên bên bánh xe cầu trước đầy tải: === 35000 (N) -Độ cứng bên bánh xe hệ thống treo xe không tải: C1 = = = 198,929 (N/mm)=1989,29(N/cm) -Độ võng tĩnh lớn nhất: fmax = = = 176(mm)=17,6(cm) Hình 2.6: Đường đặc tính đàn hồi hệ thống treo 2.4.2 Tính tốn thơng số hình học nhíp pg a Xác định chiều dài tổng quát nhíp: Được tính chọn theo điều kiện bố trí chung xe ôtô công thức kinh nghiệm theo chiều dài sở xe Đối với nhíp sau xe khách: Ln = (0,4 ÷ 0,55) L , chọn Ln = 0,4L Trong đó: Ln: Chiều dài tổng quát nhíp L: Chiều dài sở xe thiết kế, L = 6150 (mm) → Ln = 0,4.6150= 2460 (mm) = 246 (cm) b Lựa chọn bố trí nhíp: Bộ nhíp theo xe thiết kế loại nửa elip đối xứng với nhau, Mômen quán tính tổng cộng xác định theo cơng thức: �∑ = Trong đó: E: Mơđun đàn hồi vật liệu uốn, E = 2.107 (N/cm2) α: hệ số dạng nhíp, α =1,25 ÷1,4 chọn α = 1,4 ft: Độ võng tĩnh xe không tải chọn ft = 14 cm C1: Độ cứng nhíp: = 198,929 (N/mm)=1989,29(N/cm) �∑ = = 43,18 (cm4) c Xác định tiết diện nhíp: Các giả thiết thiết kế tiết diện nhíp: Tổng đại số mơ men qn tính nhíp mơ men quán tính tổng cộng Số nhíp n chọn giới hạn: Đối với xe khách n = ÷ 14 Chọn n = + Tỷ lệ bề rộng b chiều cao h chọn giới hạn: = ÷ 10 Chọn = Dựa giả thiết nêu giá trị �∑ , ta có: �∑ = → �∑ = → h = 1,87 cm ; b = 11,22 cm d) Chiều dài nhíp pg 10 Do thiết kế nhíp có hai dài (L = L2) bắt đầu tính chọn chiều dài từ thứ 2.8: Sơ đồ tính tốn chiều dài nhíp Theo sơ đồ ta có: L = L2 = − = 116 (cm) Trong đó: d: khoảng cách quang nhíp; Chọn d = 14 cm L1: chiều dài ½ nhíp tính từ quang nhíp ❖ Xác định chiều dài nhíp thứ (L3) : L = L1 − Trong đó: - h1; h2:Chiều dày thứ thứ (vì độ dày nhíp nhíp chọn nên h1 = h2 = h) - W1: Mômen chống uốn nhíp thứ W1 = → W1 = = 6,54 (cm3) P1: lực tác dụng lên nhíp σ= Ứng suất σ nhíp tính sau: Trong đó: hci : Khoảng cách từ đường trung hồ tiết diện ngàm nhíp đến tiết diện hình chữ nhật hci(cm) k: Hệ số ảnh hưởng nhíp cuối đến phân chia không ứng suất cho nhíp khác Được tính theo cơng thức kinh nghiệm sau: k = (1− � 0) = pg 12 Trong đó: Jn: mơ men qn tính cuối (thứ n) ; α0 : hệ số xét đến gia tăng ứng suất cuối (α0 = 1,2 ÷ 1,3) → chọn α0 = 1,2); n: số nhíp (n = 7) k = = 0,966 L3 = L1 − = 116 - = 96,79(cm) Chọn L3 = 97 (cm) Vậy chiều dài nhíp thứ là: l3 = 2.97 + 14 = 208 (cm) ❖ Xác định chiều dài nhíp thứ (L4): Á� �ụ�� �� : L4 = L3 − � vớ��3 = �1 = * (1− ) → �1 = * (1− ) = * (1− ) = 1,03 → �3 = = 13,98 (cm) → L4 = L3 − �3 = 97 – 13,98= 83,02 (cm) chọn L4 = 83 (cm) Vậy chiều dài nhíp thứ 4: l4 = 2.83 + 14 = 180 (cm) ❖ Xác định chiều dài nhíp thứ (L5): Á� �ụ�� ��: L5 = L4 – �4 vớ� �4 = �2 = − = − = − =0,981 → �4 = = = 15,84 (cm) → L5 = L4 – �4 = 83 – 15,84 = 67,16 (cm) chọn L5 = 68 (cm) Vậy chiều dài nhíp thứ 5: l5 = 2.68 + 14 = 150 (cm) ❖ Xác định chiều dài nhíp thứ (L6): Á� �ụ�� ��: L6 = L5 – �5 vớ� �5 = �3 = − = − = − = 0,987 → �5 = = = 16,05 (cm) → L6 = L5 – �5 = 68 – 16,05 = 51,95(cm) chọn L6 = 52 (cm) Vậy chiều dài nhíp thứ 6: l6 = 2.52 + 14 = 118 (cm) ❖ Xác định chiều dài nhíp thứ (L7): Á� �ụ�� ��: L7 = L6 – �6 vớ� �6 = �4 = − = − = − = 0,999 → �6 = = = 16,07 (cm) → L7 = L6 – �6 = 52 – 16,07= 35,93 (cm) chọn L7 = 36 (cm) Vậy chiều dài nhíp thứ 7: l7 = 2.36 + 14 = 86(cm) 2.9 Bảng chiều dài nhíp: Chiều dài nhíp pg 13 Nhíp số Nhíp số Nhíp số Nhíp số Nhíp số Nhíp số Nhíp số = 246(cm) = 246(cm) = 208(cm) = 180(cm) = 150(cm) = 118(cm) = 86(cm) 2.4.3 Kiểm nghiệm bền nhíp - Kiểm tra độ bền nhíp theo phương pháp đường cong chung + Khi nhíp biến dạng tác dụng tải trọng đó, tất nhíp ơm sát với suốt tất chiều dài, tạo thành đường cong chung, nhíp khơng có khe hở + Ở tiết diện ngang nhíp tổng mơ men nội lực tổng mô men ngoại lực: =M Trong : : mơmen nội lực thứ i tiết diên nghiên cứu k: Số nhíp tiết diện M: Mơ men ngoại lực pg 14 - Xét tiết diện B-B hình vẽ: • Giả thiết : Tại mặt cắt B-B ta có: = P.X - Từ ta xác định momen nội lực nhíp (lá thứ i) = - Áp dụng với tiết diện nguy hiểm (X = L1) = Trong : - Lực tác dụng lên đầu nhíp P: P = → = = 17500 (N) - �1: �ℎ� ề� �à� �á �ℎí� �ớ� �ặ� �ắ� ���� ℎ�ể� - � �: ����� ��á� �í�ℎ �á �ầ� �í�ℎ �� = → = = = 290000 (N.cm) Vì số nhíp n=14: →= Với = = (cm3) →= = = 44342,5(N/) 443,425 (MN/) - So sánh ứng suất với tải trọng tĩnh cho phép, Thoả mãn điều kiện bền: < [ = 600 (MN/) pg 15 2.4.4 Kiểm nghiệm bền tai nhíp Tai nhíp thường tính theo ứng suất tổng hợp bao gồm ứng suất uốn, ứng suất nén (hay ứng suất kéo) ứng suất uốn nhíp là: Hình 2.10: Sơ đồ lực kiểm nghiệm bền tai nhíp Ta có: Ứng suất uốn tai nhíp : = Trong đó: = : = + : lực kéo tiếp tuyến cực đại hay lực phanh cực đại tác dụng lên tai nhíp (MN) ==ϕ + Chọn ϕ = 0,7 ;= →P= = = = 0,7 = 24500 (N) + hc: chiều dày nhíp (cm), (hc = 1,87 cm) + D: đường kính tai nhíp (mm) Chọn D = 20 (mm) = (cm) + b: bề rộng nhíp (cm), (b = 11,22 cm) Ứng suất nén tai nhíp : = = = 1167,7 (N/) = 11,677 (MN/) Ứng suất tổng hợp tai nhíp tính theo: = (3.+ ) = + ) = 24296,02(N/) =242,96 (MN/) → Thỏa mãn điều kiện bền: ≤ [] = 350 (MN/) pg 16 2.4.5 Kiểm nghiệm bền chốt nhíp Loại thép dùng chế tạo chốt nhíp loại thép bon trung bình (thép 30 40) , xianua hóa: [σcd] = 7,59 (MN/m2) = 7,5 (N/mm2) Đường kính chốt nhíp chọn đường kính danh nghĩa tai nhíp Dch = 40 (mm) = 4,0 (cm) Ta có sơ đồ tính tốn chốt nhíp Hình 2.11: S đ tính b ền ch ốt nhíp -Kiểm nghiệm theo ứng suất chèn dập: = = = = 670,86 ( N/) -Kiểm nghiệm ứng suất cắt : === 1434.99 ( N/) =>Ứng suất chèn dập ứng suất cắt sinh nhỏ ứng suất cho phép vật liệu =>Như chốt nhíp đảm bảo đủ bền pg 17 2.4.6 Kiểm nghiệm bền quang nhíp Ta quy đổi lực tác dụng lên quang nhíp bánh xe.Các lực gồm lực ma sát, lực ngang lực dọc + Lực ngang: Yn = Zn = 0,9 = 0,9 = 31500 (N) Trong Zn: tải trọng thẳng đứng : hệ số trượt ngang bánh xe (0,9÷1) Chọn = 0,9 + Lực dọc: Yd = Zd = 0,8 = 0,8 = 28000 (N) Trong Zd: tải trọng thẳng đứng : hệ số trượt dọc bánh xe (0,6÷0,8) Chọn = 0,8 Để đảm bảo bu lơng quang nhíp làm việc tác động lực ngang dọc thì: Yd < Fms > Yn mà Fms = N μ Trong N: lực xiết bulong μ: hệ số ma sát (0,2÷0,3), Chọn μ=0,25 → N > 126000 (N) Chọn bu lơng quang bên nhíp, lực xiết bu lông: = = = 63000 (N) 2.4 Thiết kế phần tử giảm chấn 2.4.1 Xác định hệ số cản cần thiết giảm chấn Trong hệ thống treo, giảm chấn có tác dụng dập tắt dao động M ức độ dập tắt dao động giảm chấn đặc trưng thông số: hệ số dập tắt dao động tương đối ψ Hệ số dập tắt dao động tương đối thể m ức độ dập t dao động giảm chấn hệ thống treo Quan hệ hệ số thông số hệ thống treo, xác định sau: = Trong đó: : Hệ số lực cản quy dẫn giảm chấn đặt hệ thống treo C: Độ cứng bên hệ thống treo: C =(N/m) M: Khối lượng tĩnh bánh xe: M = : Độ võng tĩnh phần tử đàn hồi: = 0,086 (m) g: Gia tốc trọng trường; g = 9,81 (m/) pg 18 Hệ số dập tắt dao động 0,15 ÷ 0,3 chọn 0,2 -Như vậy, hệ số cản hệ thống treo xác định theo công thức: =2 => = 10656,35 (N.s/m) -Lực cản giảm chấn tính sau: P = K Trong đó: P: Lực cản giảm chấn (N) K: Hệ số cản giảm chấn (hệ số cản thực tế) (N*s/m) V: Vận tốc dịch chuyển tương đối piston xi lanh giảm chấn (m/s) m: Số mũ, giá trị m phụ thuộc vào giá trị V, vùng vận tốc giảm chấn (V = 0,3 m/s) giá trị m = ÷ 2.Trong tính tốn ta lấy m = -Lực cản hệ thống treo tính tương tự vậy: =* Trong đó: : Lực cản hệ thống treo giảm chấn gây (N) : Hệ số cản hệ thống treo giảm chấn gây (N*s/m) : Vận tốc dao động tức vận tốc bánh xe so với thân xe (m/s) -Với loại giảm chấn ống thuỷ lực tác dụng hai chiều đặt nghiêng so với phương thẳng đứng góc tính theo cơng thức sau: K=* K=.10656,35 =14208,46 (N.s/m) Trong đó: Góc nghiêng giảm chấn với phương thẳng đứng ta chọn α = 30° 2.5.1.1 Tính tốn hệ số cản giảm chấn -Ta có phương trình: => Trong đó: Kn, Ktr: Hệ số cản chấn động phận giảm chấn tương ứng với hành trình nén trả; α: hệ số thực nghiệm (2,5 ÷ 3) → chọn α = 2.5.1.2 Tính lực cản giảm chấn Đặc tính giảm chấn gồm giai đoạn: Giai đoạn 1: pg 19 -Giai đoạn làm việc bình thường với vận tốc nhỏ: (= =0,3 ) gọi hành trình nén nhẹ trả nhẹ -Trong giai đoạn hệ số cản giảm chấn Lực cản tối đa hành trình tính sau: +Hành trình nén : = 0,3=2131,269 (N) +Hành trình trả : = 0,3=6393,807 (N) Giai đoạn 2: -Giai đoạn làm việc chế độ giảm tải vận tốc lớn (khi V > 0,3m/s), lúc van giảm tải mở hệ số giảm chấn giảm xuống: Khi tính tốn lấy: -Vận tốc làm việc tối đa giảm chấn thường không vượt 0.6(m/s) Lực cản tối đa hành trình tính sau: +Hành trình nén: =>=2131,269+*(0,6-0,3)= 3410,03 (N) +Hành trình trả: =>=6393,807 +*(0,6-0,3)= 10230,1 (N) 2.4.2 Xây dựng đường đặc tính giảm chấn Đồ thị đặc tính giảm chấn biểu diễn mối quan hệ lực cản giảm chấn vận tốc giảm chấn Góc phần tư thứ đồ thị đặc tính q trình nén (thời kỳ cầu xe gần vào khung xe), góc phần tư thứ đồ thị đặc tính q trình trả (thời kỳ cầu xe xa khung xe) , lực cản giảm chấn hành trình nén trả , vận tốc giảm chấn hành trình nén trả pg 20 Đường đặc tính giảm chấn 2.4.3 Tính tốn kích thước giảm chấn a Hình 2.12: Kích thước sơ giảm chấn Xác định kích thước ngồi giảm chấn Với trọng lượng toàn xe G =165000 N, chọn đường kính pittong theo bảng 2.5 → Chọn = 70 mm pg 21 Bảng 2.5: Bảng tham khảo thông số giảm chấn Trọng lượng tồn (104N) 1÷1,5 4÷6 8÷12 12÷16 16÷2 Đường kính piston (mm) 20÷25 30÷35 40÷45 50÷60 70÷8 Hành trình piston (mm) 150÷20 180÷20 200÷30 200÷30 300 - Lấy đường kính pittong d làm thông số bản, thông số khác xác định Đường kính thanh: = (0,4 ÷ 0,6) → = 0,4.70 = 28 mm Đường kính ngồi xi lanh cơng tác: - = 1,1.= 1,1.70 = 77 mm Đường kính ống ngồi: - D = (1,25 ÷ 1,5) = (87,5÷105) → Chọn D = 95 mm Đường kính ngồi ống ngồi: - = 1,1.D = 104,5 mm Tính tốn thông số chiều dài giảm chấn: - Chiều dài thiết kế giảm chấn phụ thuộc vào chiều dài kích th ước c phần giảm chấn + Chiều dài phần đầu giảm chấn: = (1,1 ÷ 1,5) = 77 ÷ 105 (mm) Chọn = 80 (mm) + Chiều dài phận làm kín: = (0,75 ÷ 1,5) = 52,5 ÷ 105(mm) Chọn = 60 (mm) + Chiều dài piston giảm chấn: = (0,75 ÷ 1,1) = 52,5 ÷ 77 (mm) Chọn = 55 (mm) + Chiều dài phần đế van giảm chấn: = (0,4 ÷ 0,9) = 28 ÷ 63 (mm) Chọn = 35 (mm) + Hành trình cực đại của giảm chấn: = (3 ÷ 5) = (210 ÷ 300) mm pg 22 Chọn = 250mm b Tính tốn nhiệt giảm chấn Giảm chấn dập tắt dao động cách hấp thụ lượng dao động chuyển hoá lượng thành nhiệt Công suất tiêu thụ giảm chấn xác định sau: = Trong : : Công suất tiêu thụ giảm chấn V: Vận tốc chuyển động tương đối piston xi lanh Diện tích toả nhiệt giảm chấn phải đủ lớn để làm việc căng thẳng, nhiệt độ giảm chấn không vượt nhiệt độ cho phép Chế độ làm việc căng thẳng xác định là: V = 0,3 (m/s) → =.= 1278,76 (J) Công suất tỏa nhiệt: = 427 (- ) Trong : �: Hệ số truyền nhiệt α = 0,12 ÷ 0,168 (J/ hK) → Chọn α = 0,15 : Giới hạn nhiệt độ giảm chấn = 120°C = 393°K : Nhiệt độ môi trường = 20° = 293°K F: Diện tích toả nhiệt giảm chấn Với giả thiết giảm chấn toả nhiệt diện tích xung quanh, ta có cơng suất tiêu thụ giảm chấn công suất toả nhiệt vật thể kim loại có diện tích toả nhiệt F Cân hai công suất ta tính diện tích toả nhiệt F: = 427 (- ) → F = = = 0,199 ( Với giả thiết giảm chấn toả nhiệt diện tích xung quanh, ta có diện tích toả nhiệt tính sau: F = π.D.( + L) Với D, L đường kính chiều dài xi lanh ngồi giảm chấn.Ta có: = 104,5 mm = 0,1045 (m) Như với diện tích toả nhiệt ta chọn chiều dài toàn xi lanh giảm chấn cho diện tích toả nhiệt xi lanh lớn diện tích toả nhiệt thực tế + Chiều dài toàn xi lanh giảm chấn: L = = = 0,55 (m) CHƯƠNG III: THIẾT LẬP BẢN VẼ KẾT CẤU 3.1 Cơ sở thiết lập vẽ kết cấu hệ thống treo nhíp pg 23 Các loại nét vẽ tiêu chuẩn thể qua bảng sau: 3.1: Các loại nét vẽ ứng dụng Trong đó, chiều rộng nét vẽ ký hiệu b (mm) chọn theo quy định sau: 0.18; 0.25; 0.35; 0.5; 0.7; 1; 1.4 Trên vẽ A3 A1 nên chọn b = 0.5 - Các nét vẽ sau tô đậm phải đạt đồng chiều rộng, độ đen cách vẽ (chiều dài nét gạch, khoảng cách gạch …) - Khi hai hay nhiều nét vẽ trùng vẽ theo thứ tự ưu tiên sau: • Nét liền đậm (Đường bao thấy, cạnh thấy) • Nét đứt (Đường bao khuất, cạnh khuất) • Nét chấm gạch mảnh (Giới hạn mặt phẳng cắt có hai nét đậm hai đầu) • Nét chấm gạch mảnh (Đường tâm, trục đối xứng) • Nét liền mảnh (Đường kích thước) - Trong trường hợp, tâm đường tròn phải xác định giao điểm hai đoạn gạch nét chấm gạch; nét đứt, nét chấm gạch phải giao gạch • Một số kí hiệu vật liệu mặt cắt thường dùng vẽ sau: Hình 3.2 Các kí hiệu mặt cắt 3.2 Thiết lập vẽ kết cấu tổng thể hệ thống treo trước pg 24 Nhíp số Nhíp số Nhíp số Nhíp số Nhíp số Nhíp số Nhíp số Chiều dài nhíp = 246(cm) = 246(cm) = 208(cm) = 180(cm) = 150(cm) = 118(cm) = 86(cm) pg 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Cao Trọng Hiền, PGS.TS Đào Mạnh Hùng, Lý thuyết ô tô Nhà xuất Giao thông Vận tải, 2010 [2] TS Trương Mạnh Hùng, Bài Giảng cấu tạo ô tô, 2006 [3] PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan, Tập giảng thiết kế tính tốn tơ Nhà xuất Bách Khoa – Hà Nội [4] PGS.TS Nguyễn Khắc Trai, PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan, Kết cấu ô tô Nhà xuất Bách Khoa – Hà Nội [5] ThS Nguyễn Hùng Mạnh, Bài Giảng cấu tạo ô tô, 2009 [6] Ngô Khắc Hùng, Kết cấu tính tốn tơ Nhà xuất Giao thơng Vận tải, 2008 [7] Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng, Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB Khoa Học Kỹ Thuật [8] Nguyễn Văn Hồi, Nguyễn Doanh Phương, Phạm Văn Khái, Sửa chữa gầm ô tô, NXB Lao Động – Xã Hội [9] Nguyễn Văn Tồn (2010), Cơng nghệ bảo dưỡng sửa chữa ô tô [10] Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy, NXB Giáo Dục [11] Lê Minh Trì, Kỹ Thuật Sửa Chữa Hệ Thống Lái Hệ Thống Treo Ơ tơ Khung Gầm Ơ tơ Hiện Đại, NXB Khoa Học Kỹ Thuật [12] Nguyễn Khắc Trai, Cấu tạo gầm ô tô xe tải xe buýt, NXB GTVT Hà Nội [13] Hồng Đình Long, Giáo trình kỹ thuật sửa chữa ô tô, NXB Giáo Dục [14] Nguyễn Văn Tồn (2010), Cơng nghệ bảo dưỡng sửa chữa tô [15] Nguyễn Khắc Trai (2002), Cấu tạo gầm xe con, NXB GTVT pg 26 ... xe Phân loại phận dẫn hướng theo sơ đồ phận dẫn hướng ta chia làm hai hệ thống treo độc lập loại hệ thống treo phụ thuộc Bộ phận dẫn hướng hệ thống treo phụ thuộc - Ở hệ thống treo phụ thuộc phần... lốp 13R22,5 Hệ thống treo sau Phụ thuộc nhíp đơn có giảm chấn 70000(N) 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống thiết kế - Hầu hết loại ô tô khách sử dụng hệ thống treo phụ thuộc có nhíp làm phần tử đàn... Phân tích phương án bố trí hệ thống treo: Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp pg - Tính tốn thiết kế hệ thống treo trước: + Xây dựng đường đặc tính đàn hồi hệ thống treo đặc tính đàn hồi phần tử