Đang tải... (xem toàn văn)
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Giáo viên hướng dẫn 1 MỤC LỤC Trang Mục lục 2 Lời nói đầu 3 Chương 1 Tổng quan về hệ thống phanh của xe ôtô 4 1 1 Công dụng, yêu cầu, phân loại của hệ thống phanh 4 1 2 Kết cấu.
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………… Giáo viên hướng dẫn MỤC LỤC Trang Mục lục Lời nói đầu……………………………………………………………… .3 Chương 1: Tổng quan hệ thống phanh xe ôtô………………………… 1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống phanh……………… 1.2 Kết cấu số hệ thống phanh ………………………… .5 1.2.1 Các dạng cấu phanh……………………………………………6 1.2.2 Các dạng dẫn động phanh………………………………… Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế …………………………… ……… 19 2.1 Chọn phương án thiết kế ……………………………… ……………… 19 2.1.1 Chọn kiểu cấu phanh………………………………………… 19 2.1.2 Chọn kiểu dẫn động phanh……………………………………… 19 2.2 Các chi tiết cấu………………………………………………… 20 Chương 3: Thiết kế tính tốn hệ thống phanh………………………………….22 3.1 Số liệu cho trước…………………………………… .22 3.2 Tính tốn xây dựng hoạ đồ ……………………………………… 22 3.2.1 Xác định mơ men cần có cấu phanh……… ………… 22 3.2.2 Thiết kế tính tốn cấu phanh……………………… …………24 3.3 Thiết kế tính tốn dẫn động phanh… ………………………… .34 3.3.1 Sơ đồ dẫn động phanh……………………… .34 3.3.2 Xác định đặc tính trợ lực…………………… ………… 34 3.3.3 Xác định kích thước màng trợ lực……………………………… 36 3.3.4 Xác định đường kính xi lanh cơng tác……………………… … 36 3.3.5 Tính hành trình pittong xi lanh lực…………………… 37 3.3.6 Tính hành trình bàn đạp phanh……………………………………37 3.4 Tính bền cấu phanh………………………………………… .39 3.4.1 Tính bền guốc phanh…………………………………… .39 3.4.2 Tính bền trống phanh…………………………………… 50 3.4.3 Tính bền đường ống dẫn động phanh………………………….….51 3.4.4 Tính bền chốt phanh………………………………………………52 LỜI NĨI ĐẦU Ngành ơtơ - máy kéo chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân nói chung giao thơng vận tải nói riêng, định phần không nhỏ tốc độ phát triển kinh tế quốc gia Ngày phương tiện vận tải ngày phát triển hoàn thiện đại, đặc biệt ngành ơtơ có vượt bậc đáng kể Các thành tựu kỹ thuật điều khiển tự động, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật bán dẫn phương pháp tính tốn đại áp dụng ngành ơtơ Ở nước ta nay, xe ô tô lưu hành chủ yếu nước ngoài, lắp ráp nhà máy liên doanh có phần xe nhập cũ, loại xe đa dạng chủng loại mẫu mã chất lượng Trong loại xe xe tải đóng vai trị quan trọng việc phát triển kinh tế đất nước Xe tải phục vụ chủ yếu ngành khai khoáng, xây dựng, vận tải hàng hố Với đặc thù địa hình Việt Nam với 70% diện tích đồi núi Đường xá thường khó khăn có nhiều dốc cao dài, xe lại thường xuyên chở tải Do yêu cầu phải có hệ thống phanh tốt đảm bảo an tồn q trình vận tải, đồng thời nâng cao hiệu phanh độ ổn định phanh Trên sở em giao đề tài: “Thiết kế tính tốn phanh tơ” Nội dung đề tài bao gồm: - Mô tả khái quát chung ê thống phanh ô tô - Xác định thông số mô men phanh cấu phanh - Tính tốn thiết kế cấu phanh, dẫn động phanh Hưng Yên, ngày 01 tháng 11 năm 2020 Giáo viên hương dẫn: LÊ ANH VŨ Sinh viên thực hiện: Dương Hoàng Long CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 1.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI 1.1.1 Công dụng - Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ôtô đến giá trị cần thiết dừng hẳn ơtơ - Giữ ơtơ dừng đỗ đường dốc 1.1.2 Yêu cầu Hệ thống phanh ôtô cần đảm bảo yêu cầu sau: - Có hiệu phanh cao, nghĩa đảm bảo gia tốc phanh lớn, quãng đường phanh nhỏ ổn định phanh nhiều lần liên tục - Đảm bảo việc phân bố mômen phanh cầu xe hợp lí - Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa lực tác dụng lên bàn đạp không lớn - Dẫn động phanh có độ tin cậy, độ nhạy cao - Tạo cảm giác mức độ phanh xe cho người lái thông qua lực điều khiển phanh ( đảm bảo khả tùy động ) - Khơng có tượng tự xiết phanh - Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt - Có hệ số ma sát trống phanh má phanh cao ổn định điều kiện sử dụng - Dễ dàng điều chỉnh sửa chữa 1.1.3 Phân loại a Theo công dụng Theo công dụng hệ thống phanh chia thành loại sau: - Hệ thống phanh (phanh chân) - Hệ thống phanh dừng (phanh tay) - Hệ thống phanh dự phòng - Hệ thống phanh chậm dần b Theo kết cấu cấu phanh Theo kết cấu cấu phanh hệ thống phanh chia thành hai loại sau: - Hệ thống phanh với cấu phanh guốc - Hệ thống phanh với cấu phanh đĩa c Theo dẫn động phanh Theo dẫn động phanh hệ thống phanh chia ra: - Hệ thống phanh dẫn động khí - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực - Hệ thống phanh dẫn động khí nén - Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thuỷ lực - Hệ thống phanh dẫn động có cường hố d Theo khả điều chỉnh mômen phanh cấu phanh Theo khả điều chỉnh mômen phanh cấu phanh có hệ thống phanh với điều hoà lực phanh e Theo khả chống bó cứng bánh xe phanh Theo khả khả chống bó cứng bánh xe phanh có hệ thống phanh với chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS) 1.2 Kết cấu hệ thống phanh Hệ thống phanh ơtơ gồm có phanh phanh dừng phanh thường phanh bánh xe hay gọi phanh chân phanh dừng thường phanh tay, phanh tay thường bố trí sau trục thứ cấp hộp số bố trí bánh xe Việc dùng hai phanh, phanh phanh phụ đảm bảo độ an tồn ơtơ chuyển động dừng hẳn Hệ thống phanh có hai phần cấu phanh dẫn động phanh - Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh bố trí bánh xe nhằm tạo mômen hãm bánh xe phanh ôtô - Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền khuyếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cấu phanh Tuỳ theo dạng dẫn động: khí, thuỷ lực, khí nén hay kết hợp mà dẫn động phanh bao gồm phần tử khác Ví dụ dẫn động khí dẫn động phanh bao gồm bàn đạp thanh, địn khí Nếu dẫn động thuỷ lực dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh (tổng phanh), xi lanh cơng tác (xi lanh bánh xe) ống dẫn 1.2.1 Các dạng cấu phanh a Cơ cầu phanh đĩa Có hai loại cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định loại giá đỡ di động *Loại giá đỡ cố định Hình 1.1: Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định 1- Piston 2- Má phanh 3-Đĩa phanh 4- Giá cố định 5- Giá bắt Loại này, giá đỡ bắt cố định dầm cầu Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe hai phía đĩa phanh Trong xi lanh có pittơng, mà đầu gắn vào má phanh Một đường dầu từ xi lanh dẫn đến hai xi lanh bánh xe Khi đạp phanh, dầu từ xi lanh qua ống dẫn đến xi lanh bánh xe đẩy pittông mang má phanh ép vào hai phía đĩa phanh thực phanh bánh xe Khi phanh tác dụng lò xo hồi vị bàn đạp phanh trả vị trí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe hồi trở xi lanh chính, tách má phanh khỏi đĩa phanh kết thúc trình phanh * Loại giá đỡ di động Ở loại giá đỡ khơng bắt cố định mà di trượt ngang số chốt bắt cố định với dầm cầu Trong giá đỡ di động người ta bố trí xi lanh bánh xe với pittơng gắn vào má phanh Má phanh phía đối diện gá trực tiếp giá đỡ Hình 1.2: Cơ cấu phanh đĩa loại gias đỡ di động 1-Má phanh 2-Đĩa phanh 3-Piston 4-Giá di động 5-Giá dẫn hướng Bình thường chưa phanh giá đỡ di trượt ngang chốt nên tự lựa để chọn vị trí cho khe hở má phanh với đĩa phanh hai bên Khi đạp phanh dầu từ xi lanh theo ống dẫn vào xi lanh bánh xe Pittông dịch chuyển để đẩy má phanh ép vào đĩa phanh Do tính chất lực phản lực kết hợp với kết cấu tự lựa giá đỡ nên giá đỡ mang má phanh lại tác dụng lực lên đĩa phanh theo hướng ngược với lực má phanh pittông tác dụng Kết đĩa phanh ép hai má phanh trình phanh bánh xe thực * Ưu điểm hệ thống phanh đĩa - Lực tác dụng lên cấu phanh cân nên bị biến dạng - Áp suất phân bố bề mặt má phanh nên má phanh mòn đều, phải điều chỉnh q trình sử dụng - Thốt nhiệt tốt q trình làm việc, làm cho bề mặt ma sát có hệ số ma sát ổn định mômen phanh ổn định phanh liên tục - Đảm bảo mômen phanh ôtô chuyển động tiến lùi - Trọng lượng, kích thước nhỏ góp phần làm giảm khối lượng không treo cho ôtô - Khe hở đĩa má phanh nhỏ tức hành trình piston nhỏ tạo điều kiện để tăng tỷ số truyền dẫn động, mặt khác dễ dàng thực điều chỉnh tự động khe hở - Có khả tự làm - Kết cấu phanh đĩa cho phép dễ dàng thay má phanh * Nhược điểm hệ thống phanh đĩa - Giá thành cao - Áp suất đạt trị số lớn trường hợp phanh nguy hiểm (5MN/m ) - Các ma sát loại phanh hao mòn nhanh phanh trống b Cơ cấu phanh guốc * Cấu tạo Hình 1.3: Cơ cấu phanh guốc a Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở guốc phanh cam - Guốc phanh; - Lò xo phanh; - Bầu phanh; - Giá đỡ bầu phanh; - Đòn trục cam; - Cam ép; - Lò xo lá; - Má phanh; - Trống phanh; 10 - Chốt guốc phanh b Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở guốc phanh xi lanh thuỷ lực - Chụp cao su chắn bụi; 2- Xi lanh; - Mâm phanh; - Lò xo; - Tấm kẹp; - Guốc phanh; - Má phanh * Nguyên lí hoạt động Khi đạp phanh lên bàn đạp phanh, qua hệ thống đòn bẩy dẫn động làm quay cam phanh (6) đẩy guốc phanh ép sát vào trống phanh, trống phanh má phanh xuất lực ma sát, tạo mô men phanh cản trở quay bánh xe Vì bánh xe mặt đường xuất lực phanh Khi tác dụng lên bàn đạp phanh, cam phanh (6) xoay vị trí ban đầu, lò xo (2) kéo guốc phanh tách khỏi trống phanh Quá trình phanh kết thúc 1.2.2 Các dạng dẫn động phanh a Dẫn động phanh khí Dẫn động phanh khí gồm hệ thống thanh, đòn bẩy dây cáp Dẫn động phanh khí dùng để điều khiển nhiều cấu phanh khó đảm bảo phanh đồng thời tất bánh xe, độ cứng vững dẫn động phanh khơng nhau, khó đảm bảo phân bố lực phanh cần thiết cấu phanh Do đặc điểm nên dẫn động khí khơng sử dụng cho hệ thống phanh mà sử dụng hệ thống phanh dừng Các chi tiết cấu phanh dừng (hình 4) Hình 1.4: Cơ cấu phanh dừng Đòn quay đầu liên kết lề với phía guốc phanh, đầu liên kết với cáp dẫn động Thanh nối liên kết đầu với đòn quay đầu với guốc phanh cịn lại Khi điều khiển phanh tay thơng qua hệ thống dẫn động, cáp kéo đầu đòn quay quay quanh liên kết lề với phía guốc phanh bên trái Thông qua nối mà lực kéo đầu dây cáp chuyển thành lực đẩy từ chốt lề đòn quay vào guốc phanh bên trái lực đẩy từ kéo vào điểm tựa guốc phanh bên phải Do hai guốc phanh bung ơm sát trống phanh thực phanh bánh xe Để điều khiển cấu phanh hoạt động cần phải có hệ thống dẫn động Hệ thống dẫn động cấu phanh dừng loại thông thường bao gồm: cần kéo tay kéo (hình 5.a 5.b); dây cáp địn trung gian (5.c) Hình 1.5: Dẫn động cấu phanh dừng b Dẫn động phanh thuỷ lực * Cấu tạo chung Sơ đồ cấu tạo hệ thống dẫn động phanh thuỷ lực thể hình bên Cấu tạo chung hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực bao gồm: bàn đạp phanh, xi lanh (tổng phanh), ống dẫn, xi lanh cơng tác Hình 1.6: Dẫn động phanh thuỷ lực Dẫn động phanh thủy lực (chất lỏng chủ yếu dùng dầu) có ưu điểm độ nhạy cao (do dầu không bị nén), dễ bố trí xe Có thể phân bố lực phanh bánh xe guốc phanh theo yêu cầu thiết kế 10 Sbd ( S ) l/ l Trong đó: S0 - Hành trình pittong - Khe hở đẩy với piston xilanh 1,5 2( mm) Chọn =1,5 (mm) l, l’ - Kích thước địn bàn đạp phanh (ta chọn l =50 mm, l’=350 mm) Suy ra: Sbd (1,5 16,8) 350 128,1 (mm) 50 Vậy Sbđ < [Sbđ] = 150 mm (đối với ô tô con) 38 3.4 Tính bền cấu phanh 3.4.1 Tính bền guốc phanh Guốc phanh dùng để tán má phanh Đối với xe tải nhỏ, guốc phanh làm theo hình chữ T * Tính kích thước đến trọng tâm G Guốc phanh có mặt cắt dạng hình vẽ Yc1 = Y2 F1 F1 F2 Y2 kích thước từ trọng tâm phần đến trọng tâm phần guốc phanh F1 diện tích phần trên, F1 = a.b F2 diện tích phần dưới, F2 = c.d Sơ đồ tính bền guốc phanh Với kích thước má phanh tính tốn kích thước guốc phanh tham khảo thực tế ta có : a = 50 mm, b = mm c = mm, d = 40 mm F1 = 50.3 = 150 mm2 F2 = 4.40 = 160 mm2 R1 bán kính ngồi má guốc phanh - R1 = 138 mm R2, bán kính má guốc phanh - R2 = 135 mm; R3 = 95 mm Y2 Yc1 Yc R1/ R2/ (*) 39 Trong đó: R1/ bán kính trọng tâm phần diện tích trên, tính đến tâm tang trống R1/ R1 b 138 136,5 mm 2 R2/ bán kính trọng tâm phần diện tích dưới, tính đến tâm tang trống R2/ R2 d 40 135 115 mm 2 Thay vào (*), ta được: Y2 R1/ R2/ 136,5 115 21,5 (mm) Yc1 Y2 F1 21,5.150 10, 403 (mm) F1 F2 150 160 Yc Y2 Yc1 21,5 10, 403 11, 097 (mm) Tính bán kính đường trung hịa F1 F2 Rth = F1 F2 R1' R2' 150 160 124, 487 Thay số ta Rth = 150 160 (mm) 136,5 115 Kích thước từ tâm bánh xe đến trọng tâm guốc phanh RG = R2’ + Yc2 = 115 + 11,097 = 126,097 (mm) * Tính bền guốc phanh Do việc tính tốn xác guốc phanh phức tạp dùng phương pháp tính gần để xác định tiết diện nguy hiểm guốc phanh phải vẽ biểu đồ nội lực Ở phần xác định giá trị P, U1, R1 ta xây dựng hoạ đồ lực phanh Đặt giá trị vào guốc phanh, điểm đặt lực tổng hợp R ta phân tích thành hai thành phần lực N1 T1 Coi lực phân bố guốc phanh ta tính lực NX , TX đặt góc /2 Tại điểm tựa guốc phanh ta phân tích lực lực tổng hợp U1 hai thành phần lực U Y1 UX1 sau điểm đặt lực R ta cắt guốc phanh thành hai nửa thay vào mặt cắt lực hướng tâm N Z1 QY1, MU1 nửa lực NZ2 QY2, MU2 ngược với thành phần lực mơmen phần 40 Tính guốc phanh: - Lực tác dụng lên guốc phanh bao gồm: + Lực đẩy P xi lanh: P = 12953 (N) + Phản lực tác dụng lên điểm tựa UX, UY + Lực phân bố tang trống tác dụng lên guốc phanh: qN qt N1 60879,8 1817, 67( N ) cm 120 rt 16.3.14 180 T1 13229 394,97( N ) cm rt 16.3,14 120 180 Xét cân đoạn AB: 41 = = = 1817,67.16 = 394,97.16 (N) (N ) - Xét cân đoạn ta có: NZ1 + P.cos(X +) + TX.cos(X/2) + NX.sin(X/2) = QY1 + P.sin(X + ) - NX.cos(X/2) + TX.sin(X/2) = MU1 – P.d + NX.d’ - TX.d’’ = Với: d = a - rt.cos( + X) d’ = rt.sin(X/2) d’’ = rt – rtcos(X/2) = rt[1 – cos(X/2)] Trong đó: P: Lực đẩy guốc phanh: P = 12953 (N) a: Khoảng cách từ tâm trống phanh đến điểm đặt lực P lấy a = 132 mm = 0,132 (m) : Góc hợp trục Y đường qua tâm O điểm A guốc phanh = 21 - Xét cân điểm A ta có: Khi góc = 21 NZ1 + Pcos = => NZ1 = -12953 cos21 = -12092,67 (N) QY1 + Psin = => QY1 = -12953 sin21 = -4641,94 (N) MU1 = - Xét cân điểm B ta có: = 1817,67.16.17.37 = 394,97.16.17.37 = 8816,82 (N) = 1915,85 (N) 1 = 37 , NX = 8816,82 (N) , TX = 1915,85 (N) 42 NZ1 + P.cos(1 + ) + TX.cos(1/2) + NX.sin(1/2) = NZ1 = -P.cos(1 + ) - TX.cos(1/2) - NX.sin(1/2) NZ1 = -12953.cos(37+17,37) – 1915,85.cos(37/2) – 8816,82.sin(37/2) NZ1 = -27860,81 (N) QY1 + P.sin(1 + ) - NX.cos(1/2) + TX.sin(1/2) = QY1 = -P.sin(1 + ) + NX.cos(1/2) - TX.sin(1/2) QY1 = -12953.sin(37+21) + 8816,82.cos(37/2) – 1915,85.sin(37/2) QY1 = 2095,35 (N) MU1 – P.d + NX.d’- TX.d’’ = d = a - rt.cos( + 1) = 0,132-0,16.cos(54,37) = -0.049 (m) d’ = rt.sin(1/2) = 0,16.sin(37/2) = 0,051 (m) d’’ = rt – rt.cos(1/2) = rt.[1 – cos(1/2)] = 0,16 – 0,16.cos(37/2) = 0,073 (m) MU1 = P.d - NX.d’+ TX.d’’= 12953.-0,049 – 8816,82.0,051 + 1915,85.0,073 = -24600 (N.m) NZ1 = -27860,81 (N), QY1 = 2095,35 (N), = -24600 (N.m) - Xét cân điểm C ta có: = 1817,67.16.17,74 = 394,97.16.17,74 = 39004,63 (N) = 7956,66 (N) 2 = 74; NX = 39004,63 (N); TX = 7956,66 (N) 43 Lực tác dụng lên phần guốc phanh NZ1 + P.cos( 2 + ) + TX.cos(2/2) + NX.sin(2/2) = NZ1 = -P.cos( 2 + ) - TX.cos(2/2) - NX.sin(2/2) NZ1 = -12953.cos(74+21) – 7956,66.cos(74/2) – 39004,63.sin(74/2) NZ1 = - 36085,3 (N) QY1 + P.sin(2 + ) - NX.cos(2/2) + TX.sin(2/2) = QY1 = -P.sin(2 + ) + NX.cos(2/2) - TX.sin(1/2) QY1 = -12953.sin(74+21) + 39004,63.cos(74/2) – 7956,66.sin(74/2) QY1 = 10230,87 (N) MU1 – P.d + NX.d’ - TX.d” = d = a - rt.cos( + X) = 0.132 - 0,16.cos(21+74) = 0,09 (m) d’ = rt.sin(X/2) = 0,16.sin(74/2) = 0,13 (m) d’’ = rt – rt.cos(X/2) = rt.[1 – cos(X/2)] = 0,16 – 0,16.cos(74/2) = 0,34 (m) MU1 = P.d - NX.d’+ TX.d’’= 12953.0,09 – 39004,63.0,13 – 7956,66.0,34 = -12904,77(N.m) NZ1 = - 36085,3 (N), QY1 = 10230,87 (N), MU1 = -12904,77 (N.m) 44 Xét cân cho đoạn dưới: - Tại điểm D ta có: T = 10 ; = 11 ; c = 135 mm = 0,135 m ; 4 = 111 = 1817,67.16.111 = 394,97.16.111 = 26342,41 (N) = 12242,91 (N) Lực tác dụng lên phần guốc phanh NX = 26342,41 (N), TX = 12242,91 (N) U1y = U1.sinT = 49800,4.sin100 = 8647,75 (N) U1x = U1.cosT = 49800,4.cos100 = 49043,82 (N) NZ1 = -U1Y.cost - U1X.sint - TX.cos(4/2) - NX.sin(4/2) NZ1 = -8647,75.cos100 – 49043,82.sin100 – 12242,91.cos(111/2) – 26342,41.sin(111/2) NZ1 = -48763,68 (N) QY1 = U1Y.sint - U1X.cost - NX.cos(4/2) - TX.sin(4/2) QY1 =8647,75.sin100 – 49043,82.cos100 – 26342,41.cos(111/2) – 12242,91.sin(111/2) QY1 = -55477,3 (N) MU1 = -U1X.c.sin(4 +) + U1Y.c.[1- cos(4 +)] + 0,01.NX.rt.sin(4/2) - 0,01.TX.rt.[1 45 -cos(4/2)] MU1 = -49043,82.0,135.sin122 + 8647,75.0,135.[1 – cos122] + 0,01.26342,41.0,16.sin(111/2) - 0,01.12242,91.0,16.[1 – cos(111/2)] = -17762,65(N.m) = -48763,68 (N) , = -55477,3 (N) , = -17762,65 (N.m) - Tại điểm E: = 148 NZ1 = -U1X.sint - U1Y.cost NZ1 = -49043,82.sin10 - 8647,75.cos10 NZ1 = -34540,8 (N) QY1 = -U1X cost + U1Y.sint QY1 = -49043,82.cos10 + 8647,75.sin10 QY1 = -16964,7(N) MU2 = NZ1 = -34540,8 (N), = -16964,7 (N), MU1 = 46 Tính giá trị ta lập bảng sau: ( = + X) Vị trí Giá trị = 210 = 580 = 940 = 1320 = 1690 Nz1 (N) -24522,86 -27860,81 -36085,3 -48763,68 -34540,8 Qy1 (N) -9413,44 2095,35 -10230,87 -55477,3 -16964,7 Mu1 (N.m) -24600 -12904,77 -17762,65 Biểu đồ nội lực mô men guốc phanh 47 Qua biểu đồ nội lực mômen ta thấy điểm D điểm nguy hiểm cần kiểm tra bền NZ = - 48763,68 (N) QY = - 55477,3 (N) MU = - 17762,65 (N.m) Lực cắt Q mô men uốn Mu gây ứng suất pháp: Q Mu F F Rth 1 Ri Lực dọc N z sinh ứng suất tiếp: Trong đó: N z S x J x b F: diện tích tiết diện F = F1 + F2 = 640 + 500 = 1140 (mm2) Nz: lực dọc Mu: mômen uốn Ri: khoảng cách từ tâm đến điểm xét Rth: khoảng cách từ tâm đến đường trung hoà Rth = 132 (mm) Sx: mômen tĩnh phần bị cắt trục trung tâm Jx: mơmen qn tính tiết diện b: chiều dày phần bị cắt Mômen quán tính Jx tiết diện xác định sau: Jx R2 R3 c3 y F R1 R2 a y F c c 12 12 (14, 9, 2).1 (15 14, 2).83 J x 1, 27 50 1, 632.64 12 12 J x 285, 24 cm Tại ta có giá trị lực thông số: NZ = 48763,68 (N) QY = 55477,3 (N) MU = 17762,65 (Nm) F = 1140 (mm)2 = 0,00114(m2) RTh = 0,132 m Ri bán kính điểm xét Xét điểm ta có Ri = R1 = 0,15 m 48 55477,3 17762, 65 0,132 (1 ) 50534050,88( N / m ) 0, 00114 0,00114 0,15 => Xét điểm ta có: Ri = R2 = 0.142 m => 55477,3 17762,65 0,132 (1 ) 49761570,92( N / m2 ) 0, 00114 0, 00114 0,142 Xét điểm ta có: Ri = R3 = 0,92 m => 55477,3 17762,65 0,132 (1 ) 47009996,38( N / m ) 0, 00114 0, 00114 0,92 Mômen tĩnh Sx xác định sau: S x YdF Fc Trong đó: Fc: diện tích phần bị cắt Y: toạ độ trọng tâm phần bị cắt với trục trung hồ Ta có điểm 3,có: dF S x Tại điểm 2: S x Y2 Fc 2,9.5 14,5 cm N X S X J X b => = 6020211 (N/m2) Ứng suất tổng hợp: th 4 = 49761570,922 4.60202112 51197516,56 (N/m2) Ta có bảng ứng suất: Điểm (N/m2) (N/m2) (N/m2) 505.105 505.105 498.105 512.105 1010.105 470.105 470.105 Tại điểm có ứng suất lớn nhất, guốc phanh chế tạo thép 40 có: [ k] = 4000.105 (N/m2) Vì vậy, guốc phanh trước đủ bền 49 3.4.2 Tính bền trống phanh + Trình tự sau: - Tính áp suất q tác dụng lên trống phanh - Tính ứng suất hướng tâm ứng suất hướng kính - Kiểm tra bền a Tính áp suất tác dụng lên trống phanh Áp suất trống phanh tính theo cơng thức sau: q Mp b.rt Mp – Mômen phanh guốc phanh trước guốc phanh sau sinh Mp = 1373 Nm - Hệ số ma sát má phanh trống phanh = 0,3 b – Chiều rộng má phanh, b = 70 (mm) rt - Bán kính trống phanh, rt = 146 (mm) 0- Góc ơm ma sát, 0 = 1200 Thay số ta được: q 1373 120 0,3.0, 07.0,146 ( ) 180 1464492( N / m ) b Tính ứng suất hướng tâm ứng suất tiếp tuyến Ứng suất hướng tâm tính theo công thức kinh nghiệm sau: n qa '2 b '2 (1 ) b '2 a '2 r2 Ứng suất tiếp tuyến tính theo cơng thức kinh nghiệm sau: qa '2 b '2 t (1 ) b ' a '2 r + Với: a’ – Bán kính trống, a’ = 0,138 (m) b’ – Bán kính ngồi trống, b’ = 0,146 (m) r –Khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính, r’ = a’ n t đạt giá trị cực đại 50 n 1464492.0,1382 0,146 (1 ) 1464492( N / m ) 146( N / cm ) 2 0,146 0,138 0,138 t 1464492.0,1382 0,1462 (1 ) 26015359, 65( N / m ) 2602( N / cm ) 0,1462 0,1382 0,1382 Ta có ứng suất tương đương bằng: td n t 1462 26022 2606( N / cm2 ) Để đảm bảo an toàn ta lấy thêm hệ số an toàn n = 1,5 td 1,5.2606 3909 (N/cm2) Trống phanh làm gang CH18-36 có [ k ] = 18000 (N/cm2) So sánh thấy td = 3909 (N/cm2) < [ k ] = 18000 (N/cm2) *Kết luận: Trống phanh thiết kế đủ bền 3.4.3 Tính bền đường ống dẫn động phanh Trong tính tốn coi đường ống loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu có chiều dài lớn (Đây tốn vỏ mỏng trịn xoay chịu tải trọng phân bố đối xứng tính theo lý thuyết khơng mơ men) Theo công thức sau: t P.R P.R ; n S 2.S Trong đó: P - Áp suất bên đường ống, P = 0,8 MN/m2 R – Bán kính ống dẫn, R = 16 mm = 0,016 m S – Chiều dày đường ống, S = 0,5 mm = 0,0005 m Đối với ống dẫn làm hợp kim đồng thì: 260( MN / m ) Thay vào công thức ta được: t 0,8.0, 016 0,8.0, 016 25, 6( MN / m ) ; n 12,8( MN / m ) 0, 0005 2.0, 0005 Ứng suất tương là: td t2 n2 25, 62 12,82 28, 62( MN / m2 ) * Kết luận: Đường ống dẫn động phanh thiết kế đủ bền 51 3.4.4 Tính bền chốt phanh a Tính chốt phanh theo cắt Được tính theo cơng thức sau: c Với: U1 , 40( MN / m ) d d - Đường kính chốt, chọn d = 7,5 (mm) U1- Lực tác dụng lên chốt xác định phần U1= 49800,4 N Thay số ta có: c 49800, 27,5( MN / m ) 3,14.0, 075 b Tính chốt phanh theo chèn dập Điều kiện bền dập, công thức kinh nghiệm: d U1 , d 80( MN / m2 ) ld Với: d - Đường kính chốt, d = 7,5 (mm) U1 - Lực tác dụng lên chốt xác định phần trên: U1= 49800,4 (N) l - Chiều dài truyền sức ép vào thân chốt, l = mm Thay giá trị vào ta có: d 49800, 41500333,33( N / m2 ) 41,5( MN / m ) d 0, 03.0, 075 *Kết luận: Chốt phanh thiết kế đủ bền 52 ... phương án thiết kế 2.1.1 Cơ cấu phanh Cơ cấu phanh ơtơ chủ yếu có hai dạng: phanh guốc phanh đĩa Phanh guốc sử dụng chủ yếu ơtơ có tải trọng lớn: ? ?tô tải, ? ?tô chở khách số loại ? ?tô Phanh đĩa... THỐNG PHANH 1.1 CƠNG DỤNG, U CẦU, PHÂN LOẠI 1.1.1 Cơng dụng - Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ? ?tô đến giá trị cần thiết dừng hẳn ? ?tô - Giữ ? ?tô dừng đỗ đường dốc 1.1.2 Yêu cầu Hệ thống phanh ? ?tô. .. đề tài bao gồm: - Mô tả khái quát chung ê thống phanh ô tô - Xác định thông số mơ men phanh cấu phanh - Tính toán thiết kế cấu phanh, dẫn động phanh Hưng Yên, ngày 01 tháng 11 năm 2020 Giáo viên