Tính toán thiết kế hệ thống treo xe du lịch

MỤC LỤ LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1.Nhiệm vụ, công dụng, yêu cầu, phân loại .4 1.1.2 Công dụng 1.1.3 Yêu cầu .5 1.1.4 Phân loại 1.2 Cấu tạo chung hệ thống treo 1.2.1 Bộ phận đàn hồi 1.2.2 Bộ phận dẫn hướng 11 1.3 Lựa chọn phương án thiết kế 13 1.4 Nội dung, phương pháp nghiên cứu 13 1.4.1 Phương pháp nghiên cứu 13 1.4.2 Nội dung 13 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO .14 2.1 Tính tốn thơng số 14 2.1.1 Các thông số ban đầu .14 2.1.2 Tính thơng số 15 2.2 Tính toán thiết kế hệ thống treo trước 22 2.2.1 Xây dựng đường đặc tính hệ thống treo trước 22 2.2.2 Động học hệ treo hai đòn ngang 23 2.2.3 Chọn kiểm bền phận 34 2.3 Tính tốn hệ thống treo sau 50 2.3.1 Xây dựng đường đặc tính hệ thống treo sau .50 2.3.2.Tính tốn nhíp 51 2.3.3 Chọn tính bền số phận 60 CHƯƠNG 3: CHẨN ĐOÁN VÀ BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG TREO 72 3.1 Chẩn đoán bảo dưỡng sửa chữa hệ thống treo trước .72 3.1.1 Chẩn đoán hệ thống treo trước 72 3.1.2 Trình tự tháo hệ thống treo trước 72 3.1.3 Bảo dưỡng sửa chữa 74 3.1.4 Lắp hệ thống treo trước 75 3.2 Chẩn đoán bảo dưỡng sửa chữa hệ thống treo sau 75 3.2.1 Chẩn đoán hệ thống treo sau 75 3.2.2 Trình tự tháo hệ thống treo sau .76 3.2.3 Bảo dưỡng sửa chữa 77 3.2.4 Trình tự lắp hệ thống treo sau 78 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 LỜI NÓI ĐẦU Trong phát triển kinh tế nay, ôtô ngày đóng vai trị quan trọng Cùng với phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ, công nghiệp ô tô giới phát triển ngày cao, cho đời nhiều loại xe ô tô đại phục vụ cho nhu cầu sử dụng người Việc thiết kế hệ thống, cụm chi tiết ôtô ngày quan tâm nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng ôtô Đối với Việt Nam nhập linh kiện, phụ tùng lắp ráp từ nước với thuế nhập khẩu,thuế xuất khẩu, thuế tiêu thụ đặc biệt… Đã làm cho giá xe tăng cao, gây khó khăn cho người tiêu dùng Ngồi xe chuyển động đường có nhiều yếu tố tác động như: Tải trọng, vận tốc chuyển động, lực cản khơng khí, điều kiện mặt đường yếu tố luôn thay đổi gây ảnh hưởng không nhỏ tới trình chuyển động xe Chúng làm trình chuyển động xe ổn định, gây mệt mỏi cho người sử dụng, làm giảm tuổi thọ xe đặc biệt gây an toàn tính mạng cho người ngồi xe Hệ thống treo ơtơ có vai trị quan trọng, góp phần nâng cao độ êm dịu an tồn chuyển động ơtơ Có nhiều hệ thống treo với cấu tạo, chức công dụng khác nhau, loại lại có ưu, nhược điểm riêng Việc thiết kế hệ thống treo phù hợp với thơng số kết cấu xe nâng cao tính tiện nghi độ êm dịu cho xe.Với lý em chọn đề tài“Tính tốn thiết kế hệ thống treo xe du lịch ” với mục đích xây dựng quy trình tính tốn thiết kế cho xe cụ thể để phục vụ cho ngành công nghiệp ô tơ nước ngày phát triển Trong q trình nghiên cứu đồ án, em nhận giúp đỡ thầy môn, với giúp đỡ tận tình thầy Đỗ Thành Phương giúp em thực đồ án trình độ thời gian có hạn nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong thầy thơng cảm đóng góp ý kiến để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2023 Sinh viên thực Phan Trọng Lưu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1.Nhiệm vụ, công dụng, yêu cầu, phân loại 1.1.1 Nhiệm vụ - Tiếp nhận dập tắt dao động mặt đường với ô tô; - Truyền lực dẫn động truyền lực phanh; - Đỡ thân xe trì mối quan hệ hình học thân xe bánh xe điều kiện chuyển động 1.1.2 Công dụng Hệ thống treo tập hợp tất cấu để nối đàn hồi khung vỏ ôtô với cầu hay hệ thống chuyển động Hệ thống treo hiểu hệ thống liên kết mềm bánh xe khung xe vỏ xe Mối liên kết treo xe mối liên kết đàn hồi có chức sau đây: + Tạo điều kiện thực cho bánh xe chuyển động tương đối theo phương thẳng đứng với khung xe vỏ xe theo yêu cầu dao động êm dịu, hạn chế tới mức chấp nhận chuyển động khơng muốn có khác bánh xe lắc ngang, lắc dọc; + Truyền lực bánh xe khung xe bao gồm lực thẳng đứng, lực dọc lực bên; + Xác định động học chuyển động bánh xe, truyền lực kéo lực phát sinh ma sát mặt đường bánh xe, lực bên mômen phản lực đén gầm thân xe; + Dập tắt dao động thẳng đứng khung vỏ sinh mặt đường không phẳng; + Khi ô tô chuyển động đường không phẳng xẽ chịu ảnh hưởng dao động mặt đường mấp mô gây Những dao động ảnh hưởng xấu đến tuổi thọ xe, hàng hoá, đặc biệt người ngồi xe Vì vậy, tính êm dịu xe tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lượng xe; + Khi ô tô chuyển động, với lốp hấp thụ cản lại rung động, dao động va đập xe để bảo vệ hành khách, hành lý cải thiện tính ổn định 1.1.3 Yêu cầu a Phần tử đàn hồi Phần tử đàn hồi dùng để nối đàn hồi bánh xe thân xe, làm giảm va đập đột ngột từ đường lên, đảm bảo độ êm dịu cần thiết ô tô chuyển động Để thực nhiệm vụ trên, phần tử đàn hồi phải có độ cứng phù hợp với tải trọng xe, nhằm tạo dao động với tần số thấp thân xe theo yêu cầu đề (do tải trọng xe thực tế biến động, có lúc tơ đủ tải, có lúc tơ non tải, cần thiết phải có phần tử đàn hồi thay đổi độ cứng theo tải trọng) Chuyển dịch phần tử treo không lớn Kết cấu nhỏ gọn, đảm bảo trọng tâm xe thấp Làm việc tin cậy an tồn, tuổi thọ cao, chăm sóc bảo dưỡng đơn giản, thuận tiện, trình làm việc êm dịu khơng có va đập cứng b Phần tử dẫn hướng Phần tử dẫn hướng có nhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang mô men từ mặt đường lên khung xe (hay vỏ xe) Động học phần tử dẫn hướng xác định đặc tính dịch chuyển bánh xe khung xe ảnh hưởng tới tính ổn định tính quay vịng ô tô Để thực chức năng, nhiệm vụ trên, phần tử dẫn hướng cần đảm bảo yêu cầu sau: + Giữ nguyên động học bánh xe ô tô chuyển động; + Với bánh xe dẫn hướng nên tránh thay đổi góc nghiêng   thay đổi làm trụ đứng nghiêng sau, nên độ ổn định xe Khi bánh xe dịch chuyển thẳng đứng làm thay đổi độ chụm bánh xe (thay đổi góc  ), làm thay đổi quĩ đạo chuyển động ô tô làm cho ô tô không bám đường; + Đảm bảo truyền lực ngang, lực dọc, mô men từ bánh xe lên khung xe mà không gây biến dạng rõ rệt, không làm dịch chuyển chi tiết bánh treo; + Giữ động học dẫn động lái, nghĩa dịch chuyển thẳng đứng quay quanh trụ đứng bánh xe không phụ thuộc vào nhau; + Độ nghiêng thùng xe mặt phẳng ngang phải bé Bộ phận hướng có ảnh hưởng đến khoảng cách phần tử đàn hồi (khoảng cách nhíp), tuỳ theo phận hướng mà ta có khoảng cách lớn hay bé, phận nhíp cịn ảnh hưởng đến vị trí tâm độ nghiêng bên; + Bộ phận hướng phải đảm bảo bố trí hệ thống treo ô tô thuận tiện; + Kết cấu phận hướng đơn giản dễ sử dụng, chăm sóc, bảo dưỡng; + Trọng lượng phải nhỏ, đặc biệt phần không treo c.Phần tử giảm chấn Giảm chấn để dập tắt dao động thân xe lốp xe cách chuyển dao động thành nhiệt năng, đảm bảo độ êm dịu cần thiết cho xe chuyển động Trên ô tô chủ yếu sử dụng giảm chấn thuỷ lực Để đảm bảo thực nhiệm vụ trên, giảm chấn cần phải: + Dập tắt nhanh dao động thân xe có tần số biên độ lớn; + Dập tắt chậm dao động thân xe có tần số biên độ nhỏ; + Hạn chế lực truyền qua giảm chấn lên thân xe; + Làm việc ổn định ô tô chuyển động điều kiện đường xá khác nhiệt độ không khí khác nhau; + Có tuổi thọ cao; + Trọng lượng, kích thước bé, giá thành hạ 1.1.4 Phân loại a Theo phận đàn hồi Theo phận đàn hồi hệ thống treo chia thành loại sau đây: -Loại lị xo; -Loại nhíp; -Loại xoắn; -Loại thủy khí; -Loại cao su; -Loại hơi(khí); - Loại liên hợp b.Theo phận dẫn hướng Theo đặc điểm bánh xe cách bố trí phận theo cách khác chia làm nhóm là: hệ thống treo phụ thuộc hệ thống treo độc lập *Hệ thống treo phụ thuộc Trong hệ thống treo phụ thuộc bánh xe đặt dầm cầu liền, phận giảm chấn đàn hồi đặt thùng xe dầm cầu liền Do dịch chuyển bánh xe theo phương thẳng đứng gây nên chuyển vị bánh xe phía bên kia.Trong hệ thống treo phụ thuộc có loại sau: -Loại dầm xoắn; -Loại nối; -Loại lò xo (lá nhíp) *Hệ thống treo độc lập Hệ thống treo độc lập hệ thống treo co chuyển vị bánh xe cầu độc lập thùng xe (Khi bánh xe chuển vị không xảy chuyển vị liên kết bánh xe lại) Trong hệ thống treo độc lập phân loại sau: -Dạng treo đòn ngang; -Dạng treo Mc.Pherson; -Hệ treo đòn dọc; -Hệ treo đòn chéo 1 34 a) Hệ thống treo phụ thuộc b) Hệ thống treo độc lập Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống treo Thùng xe; Bộ phận đàn hồi; 3.Bộ phận giảm chấn; Dầm cầu Các đòn liên kết hệ treo 1.2 Cấu tạo chung hệ thống treo Trên tơ thường sử dụng nhóm hệ thống treo hệ thống treo phụ thuộc hệ thống treo độc lập Hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhiều tơ tải cịn hệ thống treo độc lập sử dụng nhiều ô tô du lịch.Hệ thống treo gồm phận là: Bộ phận dẫn hướng, phận đàn hồi phận giảm chấn 1.2.1 Bộ phận đàn hồi Bộ phận đàn hồi phận mềm nối bánh xe thùng xe, nhằm biến đổi tần số dao động cho phù hợp với thể người (60  80 lần/ph) Bộ phận đàn hồi bố trí khác xe cho phép bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng Nó bao gồm hay số phần tử đàn hồi chia loại phần tử đàn hồi kim loại ( nhíp, lị xo trụ, xoắn) phần tử đàn hồi phi kim loại ( vấu cao su, khí nén, thuỷ khí…) *Bộ nhíp Bộ nhíp cấu tạo nhíp dẹt tiết diện hình chữ nhật,có độ dài bán kính cong khác nhau, xếp chồng lên Các nhíp bắt chặt với chống xô dọc bu lơng chữ U, chống xơ ngang quang nhíp phụ Hình 1.2 Bộ phận đàn hồi loại nhíp Khung xe ; Vấu chống va đập; Chốt Lá nhíp; 5.Quang nhíp; Quang treo *Lị xo trụ Lị xo trụ chủ yếu sử dụng ô tô du lịch làm phận đàn hồi Lị xo trụ có tiết diện trịn hay vng Hình 1.3 Lị xo trụ Dầm cầu; Đòn dưới; 3.Lò xo trụ Lò xo trụ làm từ dây thép lò xo đặc biệt, quấn thành hình ống Khi đặt tải lên lị xo, dây lị xo bị xoắn bị nén Lúc này, lượng ngoại lực dự trữ va đập bị giảm bớt Lò xo dùng nhiều xe du lịch với hệ thống treo độc lập *Thanh xoắn Thanh xoắn dùng số tơ du lịch, có kết cấu đơn giản bố trí khó khăn xoắn có chiều dài lớn Nó thép lị xo, dùng tính đàn hồi xoắn cản lại “sự lắc” xe Một đầu xoắn cố định vào khung, đầu gắn vào kết cấu chịu tải xoắn.Thanh xoắn dùng làm ổn định *Đàn hồi loại khí Hình 1.4 Bộ phận đàn hối loại khí Bình chứa khí; Bộ giảm chấn; Bộ dẫn hướng 10