Đề tài Tính toàn thiết kế hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 1.8 MT đời 2001 đến 2007

Đồ án cuối kì Hệ thống lái Đề tài: Tính toàn thiết kế hệ thống lái xe Toyota Corolla Altis 1.8 MT đời 20012007 GVHD Nguyễn Mạnh Cường SLIDESMANIA Thực hiện: nhóm GIỚI THIỆU THÀNH VIÊN TRONG NHĨM SLIDESMANIA MSSV ĐÁNH GIÁ Vũ Đức Tâm 20145042 100% Phan Thái Thiện 20145620 100% Trương Văn Sĩ 20145060 100% Huỳnh Lê Nguyên Khang 20145070 100% HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN KẾT CẤU ĐỒ ÁN 03 01 Cơ sở lý thuyết Giới thiệu đề tài 04 02 SLIDESMANIA Tổng quan hệ thống lái trên xe Toyota Corolla Altis 1.8 MT đời 2001- 2007 Tính tốn kiểm nghiệm bền Chương Giới thiệu đề tài 1.1 Tính cấp thiết đề tài • Hệ thống lái thuộc hệ thống đóng vai trị quan trọng cấu tạo tơ • Giữ tơ chuyển động theo quỹ đạo định thay đổi phương hướng • Có cấu tạo vơ phức tạp với nhiều cụm cấu, phận chức khác lại có hỗ trợ với đảm bảo an toàn tiện nghi cho xe tham gia thơng • Tạo nét riêng chi xe cá tính chủ nhân sở hữu xe với công nghệ đại 01 SLIDESMANIA Chương Giới thiệu đề tài 1.2 Mục tiêu ● Mục tiêu đề tài hiểu rõ chi tiết có kiến thức thực tính tốn thiết kế hệ thống lái xe tơ ● Kiểm nghiệm, tính tốn độ bền chi tiết hệ thống lái ● Xác định thơng số tối ưu hình thang lái để đảm bảo động học quay vòng bánh xe dẫn hướng SLIDESMANIA Chương Giới thiệu đề tài 1.3 Nội dung nghiên cứu ● Đồ án tập trung nghiên cứu, tính tốn, thiết kế, kiểm nghiệm bền chi tiết có hệ thống lái 1.4 Phương pháp nghiên cứu • Tìm hiểu thơng số, ngun lý hoạt động kết hợp mơ hình thiết kế hệ thống lái • Sử dụng bảng tra kỹ thuật để kiểm nghiệm độ bền chi tiết kết hợp với phần mềm tính tốn MATLAB Sử dụng phần mềm AUTOCAD vẽ vẽ SLIDESMANIA Chương Tổng quan hệ thống lái trên xe Toyota Corolla Altis 1.8 MT đời 2001- 2007 02 2.1 Giới thiệu xe Toyota Corolla Altis 1.8 MT đời 2001- 2007 2.2 Tổng quan hệ thống lái SLIDESMANIA 2,1 Giới thiệu xe Toyota Corolla Altis 1.8 MT ời 2001- 2007 • Phiên 2007 Toyota Corolla Altis đánh giá cao cải tiến giúp xe trông đại hơn, dù trang bị an tồn cịn sơ sài • Toyota Corolla Altis lúc bán chạy phù hợp với đối tượng khách hàng lớn tuổi, vốn có đủ điều kiện kinh tế để mua tơ • Toyota Corolla Altis đời 2007 trang bị số tiện ích gương chiếu hậu chỉnh điện, gập điện hay hệ thống SLIDESMANIA đèn kiểm soát tự động, rèm che nắng phía sau hệ thống chống trộm chìa khóa điều khiển từ xa Thơng số kỹ thuật xe SLIDESMANIA ― Irene M Pepperberg SLIDESMANIA Chiều dài tịan xe 4620 (mm) Chiều rộng tồn xe 1175 (mm) Chiều cao xe 1460 (mm) Chiều dài sở 2700 (mm) Vệt bánh trước xe 1520 (mm) Vệt bánh sau xe 1530 (mm) Thông số lốp 185/70/ R14 93H Trọng tải xe 26200 (N) Kích thước nội thất 1930 x 1485 x 1205 Chiều rộng sở ( Trước/ Sau) 1520/1520 (mm) Khoảng sáng gầm xe 130 (mm) Bán kính quay vịng tối thiểu 5,4 (m) Trọng lượng không tải 1225 ( Kg) Trọng lượng toàn tải 1630 (Kg) Loại động xy lanh thẳng hàng, 16 van DOHC, VVT-i kép, ACIS Mã động 2ZR-FE Dung tích cơng tác 1798 cc Cơng suất tối đa 103(138)/6400 (kW, vịng/phút) Mơ men xoắn tối đa 173 / 4000 Nm @ vịng/phút Dung tích binh nhiên liệu 55 ( lít) 4,4 Xác định lực momen tác dụng lên hệ thống lái 4,4,1 Xác định lực cực đại tác dụng lên bánh lái Lực lớn đặt lên vành tay lái xác định theo công thức: = 250,13N Trong đó: Pmax : lực cực đại tác dụng lên vành tay lái R : bán kính vành tay lái ic : tỷ số truyền cấu tay lái SLIDESMANIA : hiệu suất thuận cấu lái, cấu lái loại trục vít th id : tỷ số truyền truyền động lái 4,5 Thiết kế cấu lái SLIDESMANIA ― Irene M Pepperberg 4,5 Thiết kế cấu lái   4,5,1 Kiểm tra vật liệu • Để đảm bảo yêu cầu làm việc cấu lái vật liệu chế tạo – bánh thường thép 40 tơi cải thiện Có: =550 MPa =850 MPa HB=260 – 290 SLIDESMANIA 4,5 Thiết kế cấu lái   4,5,1 Kiểm tra vật liệu *Ứng suất tiếp xúc cho phép: Giới hạn bền tiếp xúc cảu bánh răng: = 650 MPa - Ứng suất tiếp xúc cho phép bánh răng: = 617,5 MPa Trong đó: + SH: hệ số an toàn, lấy SH=1,1 + ZR: hệ số xét ảnh hưởng độ nhám, ZR=0,95 + ZV: hệ số xét ảnh hưởng vận tốc vòng, ZV=1,1 SLIDESMANIA + KXH: hệ số xét ảnh hưởng kích thước bánh răng, KXH=1 + KF: hệ số xét ảnh hưởng độ bôi trơn, KF=1 4,5 Thiết kế cấu lái   4,5,1 Kiểm tra vật liệu *Kiểm nghiệm độ bền - kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: theo công thức 6.33, trang 105, [4], ta có: Do thỏa mãn điều kiện bền tiếp xúc - Kiểm nghiệm độ bền uốn: ứng suất uốn tính theo công thức: Vậy điều kiện thỏa mãn, truyền bánh – đảm bảo đủ bền trình làm việc SLIDESMANIA 4,5,2 Thiết kế cấu lái trục vít ,1 , 4,5 Tính bền trục lái 4, ,2 , Tính bền địn kéo ngang 4, 2, , Tính bền địn bên hình thang lái , 4 , ,2 SLIDESMANIA Tính bền nối bên dẫn động lái 5, , , Tính bền khớp cầu 4,5,2 Thiết kế cấu lái trục vít  4.5.2.1 Tính bền trục lái Trục lái làm thép rỗng tính theo ứng suất xoắn lực tác dụng vành tay lái: (MN/m2) Chọn vật liệu chế tạo trục lái thép C40 không nhiệt luyện, phôi chế tạo phôi thép ống, ứng suất tiếp xúc cho phép  mãn điểu kiện cho phép 4.5.2.2 Tính bền địn kéo ngang Tính bền địn kéo ngang theo chế độ phanh cực đại =10317 N ứng suất nén dọc ngang liên kết xác định theo cơng thức: SLIDESMANIA Ta có => Vậy địn kéo ngang đảm bảo độ bền ổn định 4,5,2 Thiết kế cấu lái trục vít  4.5.2.3 Tính bền địn bên hình thang lái Để đảm bảo an tồn tính ổn định q trình làm việc, đòn bên làm thép 40X Đòn bên dẫn động lái chủ yếu chịu ứng suất uốn Do ta tính bền theo điều kiện uốn: Vậy , thỏa mãn điều kiện bền uốn 4.5.2.4 Tính bền nối bên dẫn động lái Do hai đầu khớp nên chịu kéo nén đường tâm Ta tính địn nối trường hợp chịu phanh cực đại trên: Thanh nối làm vật liệu thép 40X có Vậy Do địn nối bên dẫn động lái đủ bền trình làm việc SLIDESMANIA 4,5,2 Thiết kế cấu lái trục vít   4.5.2.5 Tính bền khớp cầu ( Rơtuyn) Vật liệu chế tạo khớp cầu thép 40XH có tính: *Kiểm tra bền khớp cầu Hệ số an tồn: Như khớp cầu thỏa mãn điều kiện chèn dập bề mặt làm việc *Kiểm tra khớp cầu theo điều kiện cắt Kiểm tra độ bền cắt khớp cầu tiết diện nguy hiểm 9,12 Hệ số an toàn: Như khớp cầu thỏa mãn điều kiện cắt tiết diện nguy hiểm SLIDESMANIA 4,6 Thiết kế dẫn động lái trợ lực lái SLIDESMANIA ― Irene M Pepperberg 4,6 Thiết kế dẫn động lái trợ lực lái  4.6.1 • Tính phần tử trợ lực Công tiêu hao người lái để quay vành tay lái Thay số ta Mặt khác xe du lịch cơng trung bình giới hạn Vậy thỏa mãn điều kiện • Chỉ số hiệu tác dụng: tỷ số lực đặt vào vành tay lái khơng có trợ lực có trợ lực = 250,13/160 = 1.56 Với Pv =160N, lực lớn đặt vào vành tay lái có trợ lực SLIDESMANIA Chỉ số H thường lấy < Do H = 1,56 hợp lý 4,6 Thiết kế dẫn động lái trợ lực lái 4.6.2 Tính tốn xilanh trợ lực • Kích thước xi lanh lực cần phải đủ lớn để đảm bảo sinh lực cần thiết áp suất chất lỏng hệ thống trợ lực lái có giới hạn kích thước nhỏ áp suất dầu trợ lực phải lớn ngược lại SLIDESMANIA • Áp suất dầu bơm dầu sinh ra, có Hình 21 Kết cấu xi lanh giới hạn, cịn kích thước xi lanh phải vừa 4,6 Thiết kế dẫn động lái trợ lực lái 4.6.2   Tính tốn xilanh trợ lực  Trong : đường kính xilanh trợ lực : áp suất cực đại hệ thống cường hóa, pmax = 850N/cm2 d: đường kính cần đẩy piston Nó đường kính răng, d = 26mm : lực mà xilanh sinh + P: lực tác dụng lên vành tay lái ứng với phần trăm mô men cản thu nhận cường hóa P=Pvmax- Pv=235160=75N + ic: tỷ số tỷ số truyền cấu lái, ic = 20,4 + hiệu suất thuận cấu lái = 0,8 SLIDESMANIA Thay số:Px = 75.20,4.0,8 = 1224N Thay số vào ta được: Dx =26 mm 4,6 Thiết kế dẫn động lái trợ lực lái   Chọn đường kính ngồi kiểm bền xi lanh lực : Lấy chiều dày xi lanh lực 4mm, đường kính ngồi xi lanh lực là: Dn = Dx + 2.4 = 26 + = 34mm Tính bền:   - Vật liệu làm xi lanh chọn thép 40XH Ta có   = 6000 N/cm2  xi lanh đủ bền SLIDESMANIA SLIDESMANIA ... Thiết kế cấu lái   4,5,1 Ki? ??m tra vật liệu *Ki? ??m nghiệm độ bền - ki? ??m nghiệm độ bền tiếp xúc: theo cơng thức 6.33, trang 105, [4], ta có: Do thỏa mãn điều ki? ??n bền tiếp xúc - Ki? ??m nghiệm độ bền uốn:... mãn điều ki? ??n sai lệch lý thuyết thực tế SLIDESMANIA 4,3 Ki? ??m tra thơng số hình học cấu lái SLIDESMANIA ― Irene M Pepperberg 4,3 Xác định thơng số hình học cấu lái  4,3,1 Xác định bán kinh vòng... Altis đánh giá cao cải tiến giúp xe trông đại hơn, dù trang bị an tồn cịn sơ sài • Toyota Corolla Altis lúc bán chạy phù hợp với đối tượng khách hàng lớn tuổi, vốn có đủ điều ki? ??n kinh tế để mua