Đồ án thiết kế tính toán ô tô đề tài thiết kế hệ thống treo cho xe con

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Hưng Yên, ngày…… tháng…… năm 202 Giáo viên phản biện SVTH: NGUYỄN HIẾU TÙNG GVHD: ĐỒNG MINH TUẤN Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Hưng Yên, ngày…… tháng…… năm 202 Giáo viên hướng dẫn MỤC LỤC SVTH: NGUYỄN HIẾU TÙNG GVHD: ĐỒNG MINH TUẤN Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1 Sự hình thành phát triển .6 1.2 Chức năng, phân loại yêu cầu hệ thống treo 1.2.1 Chức hệ thống treo .6 1.2.2 Phân loại hệ thống treo 1.2.3 Yêu cầu hệ thống treo 1.3 Nguyên lí làm việc chung hệ thống treo .8 1.3.1 Nguyên lí làm việc hệ thống treo phụ thuộc 1.3.2 Nguyên lý làm việc hệ thống treo độc lập 1.4 Hệ thống treo MAC PERSON 10 1.5 Các phận hệ thống treo xe 12 1.6 Kết cấu chi tiết hệ thống treo xe 14 1.6.1 Lò xo 14 1.6.2 Bộ giảm chấn 17 1.6.2.1 Khái quát chung 18 1.6.2.2 Các kiểu giảm chấn 19 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRÊN XE Ơ TƠ CON 23 2.1 Tính toán sơ đồ treo .24 2.1.1 Xác định hệ số phân bố khối lượng phần treo 24 2.1.2 Xác định khối lượng phần treo phân bố lên cầu 25 SVTH: NGUYỄN HIẾU TÙNG GVHD: ĐỒNG MINH TUẤN Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ 2.1.3 Xác định độ cứng treo .25 2.1.4 Xác định hành trình tĩnh bánh xe 25 2.1.5 Xác định hệ số dập tắt dao động khối lượng phần treo 26 2.2 Tính tốn dao động tơ 28 2.2.1 Xác định tần số dao động riêng hệ số dập tắt dao động hệ 28 2.2.2 Xác định biên độ dao động khối lượng phần treo khối lượng phần không treo 30 2.3 Tính tốn thiết kế phận hệ thống treo 32 2.3.1 Tính tốn thiết kế lị xo 32 2.3.2 Tính tốn thiết kế giảm chấn 35 KẾT LUẬN 47 SVTH: NGUYỄN HIẾU TÙNG GVHD: ĐỒNG MINH TUẤN Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ LỜI NĨI ĐẦU Trong đời sống kinh tế xã hội nay, nhu cầu chuyên chở hàng hoá hành khách lớn Có nhiều phương tiện giao thơng tham gia giải vấn đề này, phương tiện khơng thể thiếu tơ Những năm gần số lượng ôtô lưu thông lớn, chủng loại phong phú đa dạng: xe tải, xe khách, xe Chính mà địi hỏi - kĩ sư ôtô tương lai phải nhanh chóng nắm bắt cơng nghệ sản xuất ơtơ để từ cải tiến chất lượng phận xe, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày cao người, đẩy mạnh công nghiệp ôtô đất nước giải vấn đề việc làm cho người lao động Trên ơtơ, hệ thống treo có vai trị quan trọng, định đến ổn định chuyển động bánh xe đường Đối với xe vấn đề quan trọng hơn, xe chạy vận tốc cao nên đòi hỏi ổn định chuyển động cao đặc biệt đáp ứng nhu cầu ngày cao người tiện nghi thoải mái vận hành xe Đề tài thiết kế mà em giao là: “ Thiết kế hệ thống treo cho xe ” Trên sở phân tích ưu nhược điểm loại hệ treo yêu cầu bố trí cụ thể xe, ta tính tốn thiết kế hệ treo trước hệ thống treo độc lập Yêu cầu hệ treo đặt phải xác định tất kích thước hệ thống treo, vị trí đặt khâu khớp đòn cho đảm bảo mặt động lực học bố trí cụ thể xe thuận tiện đạt độ êm dịu chuyển động tốt Trong trình làm đồ án cố gắng trình độ thời gian có hạn nên khơng thể tránh khỏi sai sót em mong đóng góp ý kiến thầy bạn bè để đồ án em hồn thiện Trong trình làm em cám ơn bảo tận tình thầy Đồng Minh Tuấn giúp đỡ em nhiều Em xin trân thành cảm ơn! Hưng Yên, ngày…… tháng…… năm 202 Sinh Viên thực Tùng Nguyễn Hiếu Tùng SVTH: NGUYỄN HIẾU TÙNG GVHD: ĐỒNG MINH TUẤN Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1 Sự hình thành phát triển - Xã hội loài người bắt đầu xuất phương tiện vận tải quan tâm đến vấn đề dao động chúng Ngay từ xuất phương tiện giao thông xe kéo, ban đầu người ta nối cứng bánh xe với khung xe Việc di chuyển thích hợp cho việc thồ hàng mà không tiện cho người ngồi xe Về sau người tìm xăm lốp giảm bớt chấn động xe Khi khoa học kỹ thuật phát triển, người ta xây dựng thành cơng mơ hình tốn q trình dao động ơtơ Để từ đó, thiết kế cấu liên kết mềm dập tắt chấn động từ mặt đường lên xe trình chuyển động Các cấu hình thành lên hệ thống treo ôtô 1.2 Chức năng, phân loại yêu cầu hệ thống treo 1.2.1 Chức hệ thống treo - Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ tơ với bánh xe, có tác dụng làm êm dịu cho trình chuyển động, đảm bảo động học bánh xe (bánh xe dao động mặt phẳng thẳng đứng) truyền lực khung vỏ với bánh xe Xe chuyển động có êm dịu hay khơng phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng hệ thống treo - Để đảm bảo chức hệ thống treo thường có phận chủ yếu: + Bộ phận hướng + Bộ phận đàn hồi + Bộ phận giảm chấn 1.2.2 Phân loại hệ thống treo + Phân loại theo dạng phận dẫn hướng: Hệ thống treo phụ thuộc: hệ thống treo mà bánh xe bên trái bên phải liên kết với dầm cứng (liên kết dầm cầu liền), bánh xe bị chuyển dịch (trong mặt phẳng ngang thẳng đứng) bánh xe bên bị dịch SVTH: NGUYỄN HIẾU TÙNG GVHD: ĐỒNG MINH TUẤN Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ chuyển Ưu điểm hệ thống treo phụ thuộc cấu tạo đơn giản, rẻ tiền, bảo đảm độ êm dịu chuyển động cần thiết cho xe có tốc độ chuyển động không cao Nếu hệ thống treo phụ thuộc có phần tử đàn hồi nhíp làm nhiệm vụ phận dẫn hướng + Hệ thống treo độc lập: hệ thống treo mà bánh xe bên phải bánh xe bên trái khơng có liên kết cứng Do dịch chuyển bánh xe không gây nên dịch chuyển bánh xe Tùy theo mặt phẳng dịch chuyển bánh xe mà người ta phân hệ thống treo độc lập có dịch chuyển bánh xe mặt phẳng ngang, mặt phẳng dọc đồng thời hai mặt phẳng dọc ngang Hệ thống treo độc lập sử dụng xe có kết cấu rời, có độ êm dịu xe cao, nhiên kết cấu phận hướng phức tạp, giá thành đắt - Theo phần tử đàn hồi: + Loại kim loại: Nhíp lá, lị xo xoắn, xoắn + Loại cao su: Chịu nén chịu xoắn + Loại khí nén thủy khí - Theo phương pháp dập tắt dao động: + Loại giảm chấn thủy lực: Tác dụng chiều hai chiều + Loại giảm chấn ma sát cơ: Gồm ma sát phận đàn hồi phận dẫn hướng 1.2.3 Yêu cầu hệ thống treo - Đảm bảo nối mềm phù hợp với tính êm dịu chuyển động yêu cầu tức hệ thống có tần số dao động riêng nằm giới hạn (60 đến 120) lần/phút - Giảm tối thiểu va đập cứng, hạn chế xung lực tác dụng từ bánh xe lên khung - Đảm bảo hệ số bám trung bình bánh xe với đường - Dập tắt nhanh dao động thân xe đường - Trọng lượng phần không treo phải nhỏ SVTH: NGUYỄN HIẾU TÙNG GVHD: ĐỒNG MINH TUẤN Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ - Hạn chế đến mức nhiều chuyển động theo phương không mong muốn, bánh xe dẫn hướng, nhằm đảm bảo tính điều khiển ơtơ - Nghiêng ngang thùng xe nhỏ: ôtô con:6° đến 8°; ôtô khách 6° đến 12°; ôtô tải 6° đến 12° - Tại vị trí liên kết với khung vỏ khơng gây nên tải trọng lớn đảm bảo tuổi thọ liên kết - Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính kĩ thuật xe chạy nhiều địa hình khác - Bánh xe có khả chuyển dịch giới hạn không gian hạn chế - Quan hệ động học bánh xe phải hợp thỏa mãn mục đích hệ thống treo làm mềm theo phương thẳng đứng không phá hỏng quan hệ động lực học động học chuyển động bánh xe - Có độ bền cao, độ tin cậy lớn điều kiện sử dụng phù hợp với tính kỹ thuật, khơng gặp hư hỏng bất thường 1.3 Nguyên lý làm việc chung hệ thống treo 1.3.1 Nguyên lí làm việc hệ thống treo phụ thuộc Khi ô tô chạy đường mặt đường không phẳng làm cho khung xe dao động theo phương thẳng đứng (nhờ phận dẫn hướng xe) Bộ phận đàn hồi (nhíp lá), phận giảm chấn (giảm xóc) bắt với khung xe nên khung xe dao động làm cho hai phận dao động theo Khi có chuyển hóa lượng từ sang nhiệt dao động tắt dần - Bộ phận đàn hồi (nhíp lá): nhíp ép sát vào nhờ gơng nên nhíp dao động sinh ma sát nhíp Làm cho xe vừa chuyển động êm dịu đao động rập tắt từ từ SVTH: NGUYỄN HIẾU TÙNG GVHD: ĐỒNG MINH TUẤN Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ - Bộ phận giảm chấn (giảm xóc): Là phận hấp thụ lượng học bánh xe thân xe Ngày thường sử dung loại giảm chấn thủy lực có tác dụng hai chiều trả nén Ở hành trình nén giảm chấn (bánh xe dịch chuyển đến gần khung xe) giảm chấn giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung Ở hành trình trả (bánh xe dịch chuyển xa khung) giảm chấn giảm bớt xung lực va đập bánh xe đường, tạo điều kiện đặt “êm” bánh xe đường giảm bớt phản lực truyền ngược từ mặt đường tác dụng vào thân xe - Thanh ổn định: Khi xe chuyển động đường không phẳng quay vòng, dười tác dụng lực li tâm độ nhiêng khung xe, phản lực thẳng đứng hai bánh xe cầu thay đổi dẫn tới tăng độ nghiêng thùng xe làm xấu khả truyền lực dọc lực bên bánh xe với mặt đường Nhờ ổn định san phản lực thẳng đứng hai bánh xe giúp cho xe chuyển động ổn định Ngồi xe cịn có phận địn truyền lực có tác dụng truyền phần tải trọng khung xe xuồng cầu 1.3.2 Nguyên lý làm việc hệ thống treo độc lập Toàn hệ thống treo trước đặt giá treo nhằm tạo thuận lợi cho việc lắp ráp Các đòn ngang nối với giá treo nhờ khớp trụ đặt nghiêng vào xe Trong lị xo trụ có ụ cao su hạn chế hành trình Giảm chấn đạt địn ngang nhắm giảm tải cho đòn ngang Thanh ổn định đặt trước cầu xe nối với hệ hệ treo đòn thẳng đứng qua đệm cao su Kết cấu làm giảm ma sát đầu ổn định mà cho phép đầu ổn định di chuyển tự Khi xe chuyển động Do mặt đường không phẳng làm cho khung xe dao động theo phương thẳng đứng Nhờ có giảm chấn (giảm xóc) phận đàn hồi (lị xo) dao động nhanh chóng rập tắt nhờ có chuyển hóa lượng từ thành nhiệt Thanh ổn định: Khi xe chuyển động đường khơng phẳng quay vịng, tác dụng lực li tâm độ nhiêng khung xe, phản lực thẳng đứng SVTH: NGUYỄN HIẾU TÙNG GVHD: ĐỒNG MINH TUẤN Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ hai bánh xe cầu thay đổi dẫn tới tăng độ nghiêng thùng xe làm xấu khả truyền lực dọc lực bên bánh xe với mặt đường Nhờ ổn định san phản lực thẳng đứng hai bánh xe giúp cho xe chuyển động ổn định 1.4 Hệ thống treo MAC PERSON Hệ thống treo Mac person loại hệ thống treo với nhiều ưu điểm, việc cải tiến nhược điểm lắp ráp hệ thống treo cũ giảm số điểm gắn với khung xe từ điểm (2 địn hình tam giác nằm song song với nhau, liên kết qua nối) xuống điểm với ống nhún phần dẫn hướng hệ thống đòn ngang gắn với trục bánh xe, tạo đơn giản hóa hệ thống treo là: Chỉ có đỡ dưới, trụ chống mâm bánh, giảm chấn, lị xo ,vì giá thành sản xuất rẻ, khoang động loại xe dẫn động cầu trước giảm nhẹ giải phóng khơng gian động Hình 1: Sơ đồ hệ thống treo Mac person Hệ thống treo Mac person phát triển mạnh kết cấu khung xe liên khối ngày sử dụng rộng Giảm xóc kiểu bỏ địn thay lò xo ống nhún, gắn với khung xe qua đệm cao su Thay cho ống ngang, người ta quay lại sử SVTH: NGUYỄN HIẾU TÙNG GVHD: ĐỒNG MINH TUẤN Trang 10