Tiểu luận môn thiết kế ô tô momen phanh cần thiết tại các cơ cấu phanh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC  TIỂU LUẬN MÔN THIẾT KẾ Ô TÔ GVHD: MSc Đặng Quý SVTH: Đoàn Văn Tịnh MSSV: 20145729 Lớp thứ - Tiết 4,5 Mã lớp: VEDE320231_22_1_10 Tp Hồ Chí Minh, Tháng 12 năm 2022 NHẬN XÉT Ký tên MSc Đặng Quý MỤC LỤC THIẾT KẾ Ô TÔ - ĐỀ PHẦN MOMEN PHANH CẦN THIẾT TẠI CÁC CƠ CẤU PHANH PHẦN XÁC ĐỊNH GĨC δ VÀ BÁN KÍNH ρ CỦA LỰC TỔNG HỢP TÁC DỤNG VNG GĨC LÊN MÁ PHANH .6 PHẦN TÍNH TỐN LỰC CẦN THIẾT TÁC DỤNG LÊN GUỐC PHANH F 1, F2 VÀ CÁC LỰC R1, R2, U1, U2 KHI F1 = F2 TÀI LIỆU THAM KHẢO 12 THIẾT KẾ Ô TÔ - ĐỀ Hãy tính tốn cấu phanh guốc cầu sau xe tải có cầu Cho biết: Khối lượng toàn xe 14460 kg, g=10m/s 2, hệ số phân bố tải trọng lên cầu là: n 1=0,24; n2=0,76 (xem lại “Lý thuyết ô tô”-Chương 7), bán kính tính tốn bánh xe r b=392 mm, φ=0 , 76, hệ số thay đổi tải trọng tác dụng lên câu phanh m 1p=1,15; m2p=0,93 Áp suất phân bố má phanh phanh theo quy luật: q =qmax Sinβ Cho trước giá trị sau chung guốc phanh: F1, ⃗ F2 : 145 mm  Bán kính trống phanh: rt=160 mm; Khoảng từ O đến ⃗ o o o  β 1=17 , β 2=127 , β 0=110 ; Khoảng cách OO1 =OO2 =130mm o O1 O O2=36 (góc O1O OO2 với đường thẳng  Hệ số ma sát μ=0 ,3 ; Góc ^ đứng qua tâm O 18o; O1, O2: điểm tựa guốc phanh trái, phải) Hãy tính giá trị sau: 1) Momen phanh cần thiết cấu phanh (2đ) 2) Xác định góc δ bán kính ρ lực tổng hợp tác dụng vng góc lên má phanh (khơng cần hình vẽ) (1đ) 3) Tính tốn lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh F 1, F2 phản lực R1, R2, U1, U2 F1 = F2 (4đ) (phải có hình vẽ cấu phanh, lực tác dụng tam giác lực phải dựng xác) (3đ)  Lưu ý: Khi tính câu phải có hình vẽ theo Hình 8.6-b c (Giáo trình Thiết kế tơ -TG: Đặng Quý – XB năm 2021) Phải vẽ hình máy tính, khơng copy hình Giáo trình mạng File Giáo trình có sẵn Nếu copy bị trừ 3đ Cấm copy Tiểu luận Nếu copy tiểu luận: đ Tiểu luận phải đánh máy, in giấy A4 đóng thành tập Sau nhận đề, 07 ngày sau phải nộp, sinh viên không nộp 0đ cho thi cuối kỳ môn Mỗi sinh viên phải tự làm, không làm chung với sinh viên nộp tiểu luận (Nên chọn F1 = F2 = 20 mm dựng tam giác lực) Giảng viên đề GVC MSc Đặng Quý PHẦN MOMEN PHANH CẦN THIẾT TẠI CÁC CƠ CẤU PHANH Hình Các lực tác dụng lên xe phanh Giải thích đại lượng: G – Trọng lượng tốn tơ tải đầy G1, G2 – Tải trọng tương ứng (phản lực đường) tác dụng lên cầu trước cầu sau trạng thái tĩnh, bề mặt nằm ngang m1p, m2p – Hệ số thay đổi tải trọng tương ứng lên cầu trước cầu sau phanh a, b – Khoảng cách tương ứng từ trọng tâm ô tô đến cầu trước cầu sau L – Chiều dài sở ô tô φ – Hệ số bám dọc lốp đường (φ=0 , ÷ , 8) r b – Bán kính làm việc trung bình bánh xe ' φ – Hệ số đặc trưng cho cường độ phanh (φ '=0 , ÷ , 5) Z1, Z1 – Phản lực pháp tuyến mặt đường tác dụng lên bánh xe trước sau F ω – Lực cản gió Fj – Lực quán tính phanh hg – Khoảng cách từ mặt đường đến trọng tâm xe n1, n2 – Hệ số phân bố tải trọng lên cầu trước sau Đối với tơ lực phanh cực đại tác dụng lên bánh xe cầu sau phanh đường phẳng là: F p 2= G2 Ga m φ= m φ 2p L 2p Với: m=14460 kg ; g=10 m/s , n 2=0 ,76 m2 p=0 , 93 ; φ=0 , 76 ⇒ G=mg=14460.10=144600 N ⇒ G2=G n 2=144600.0 ,76=109896 N ⇒ F p 2= 109896 , 93.0 , 76=38837 ,25 N Ở ô tô cấu phanh đặt trực tiếp tất bánh xe (phanh chân) Do moomen phanh tính tốn cần sinh cấu phanh guốc cầu sau là: M p 2=F p r b = G2 G ' m2 p φ r b= a−φ hg ) φ r b ( 2L Với rb – Bán kính làm việc trung bình bánh xe Thay F p r b=392 mm=0,392 m, ta được: ⇒ M p 2=38837 , 25.0,392=15224 , Nm PHẦN XÁC ĐỊNH GĨC δ VÀ BÁN KÍNH ρ CỦA LỰC TỔNG HỢP TÁC DỤNG VNG GĨC LÊN MÁ PHANH Trường hợp áp suất má phanh phân bố theo quy luật đường sin q=q max sin β : Khi áp suất phân bố theo quy luật đường sin phần tử dN1 dT1 tác dụng lên má phanh là: d N 1=q max b r t sin β dβ d T =μ qmax b r t sin β dβ Trong đó: rt – Bán kính trống phanh b – Chiều rộng má phanh dβ – Góc ơm phần tử má phanh xét μ – Hệ số ma sát trống phanh má phanh Chiếu lực dN1 lên trục, ta có: d N X =qmax b r t sin ( β)dβ d N Y =q max b r t sin ( β ) cos (β )dβ = qmax b r t sin ( β ) dβ Từ đó: β2 β2 N X =∫ d N 1=¿ qmax b r t∫ sin ( β )dβ ¿ β1 β1 ¿ q max b r t ¿ β2 β2 1 N Y =∫ d N y =¿ q max b r t∫ sin(2 β)dβ ¿ β β ¿ q max b r t ¿ Góc δ là: tan δ= N 1Y cos β1−cos β2 = N X β o+ sin β 1−sin β Chú ý: Trong công thức ta đổi từ độ rad để tính Thay β 1=17 o ; β 2=127 o ; β o =110o , tađược : 17 π 127 π −cos ( ( ) 180 180 ) ⇒ tan δ = =0,2060892 110 π 17 π 127 π 2( + sin (2 −sin ( 180 ) 180 ) 180 ) cos −1 o ⇒ δ=tan ( 0,2060892 )=11 ,65 Mômen phanh sinh phần tử má phanh là: d M ' p 2=r t d T 1=μ qmax b r t sin β dβ Mômen phanh sinh má phanh sau là: β2 M ' p 2=∫ d M ' p 2=¿ μ qmax b r t ¿ ¿ β1 Lực tổng hợp N1 là: N 1= √ N 21 X + N 21Y Bán kính ρ xác định theo công thức: ρ= M ' p2 M ' p2 = =2 r t ¿ ¿ T1 μ N1 Chú ý: Trong công thức ta đổi từ độ rad để tính Thay β 1=17 o ; β 2=127 o ; β o =110o ; r t =160 mm=0 ,16 m, ta : ⇒ ρ=2.160 ¿ ¿ ¿ 182 ,21 mm=0,18221 m Trong đó: β , β – Góc đầu góc cuối má phanh β o – Góc ơm má phanh PHẦN TÍNH TỐN LỰC CẦN THIẾT TÁC DỤNG LÊN GUỐC PHANH F 1, F2 VÀ CÁC LỰC R1, R2, U1, U2 KHI F1 = F2 Chọn cầu sau: F , F2 ∈ M p Ta có: β 1=17 o ; β 2=127 o ; r t=160 mm=0 , 16 m o ⇒ δ=11 ,65 ; ρ=182 ,21 mm=0,18221 m Quy luật phân bố áp suất q =qmax Sinβ Biết hệ số ma sát μ=0 ,3 N góc φ o Góc φ o xác định sau: Lực R1 lực tổng hợp N1 T1 ⃗R tạo với ⃗ Vì hệ số ma sát nên φ 1=φ2 tan φ1= T μ N1 T2 = =μ= =tan φ 2=0 , N1 N N2 −1 o ⇒ φ1=φ 2=φ o=tan ( ,3 )=16 , Từ số liệu có: β 1=17 o ; β 2=127 o ; β 0=110 o ; r t =160 mm ; δ=11, 65o ; o F1, ⃗ F2 : 145 mm; Khoảng cách OO1 =OO2 ρ=182, 21 mm ; φ o=16 , ; Khoảng từ O đến ⃗ o O1 O O2=36 (góc O1O OO2 với đường thẳng đứng qua tâm O =130mm; Góc ^ 18o; O1, O2: điểm tựa guốc phanh trái, phải) Ta vẽ sau: Hình Sơ đồ tính tốn cấu phanh với guốc phanh có điểm tựa cố định riêng rẽ phía lực ép lên guốc phanh Trong đó: R1, R2 – Lực tổng hợp tác dụng lên guốc phanh N1, N2 – Lực tổng hợp tác dụng thẳng góc lên guốc phanh T1, T2 – Lực ma sát tổng hợp tác dụng lên guốc phanh F1, F2 – Lực ép tác dụng guốc phanh Bán kính r o xác định theo công thức: r o =r 1=r =ρ sin φo =182, 21 sin(16 , 7)=52 , 36 mm=0,05236 m Mômen cấu phanh guốc là: M p 2=M ' p + M ' ' p 2=R1 r o + R2 r o=(R1 + R2)r o ⇒ R1 + R2 ¿ Với M p 2=15224 , Nm ; r o=52 , 36 mm=0,05236 m M p2 ro ⇒ R1 + R2 ¿ 15224 , (1) 0,05236 Quy tắc để dựng tam giác lực: + Phải chuyển đổi từ đơn vị đo lực (N) sang đơn vị độ dài (mm) + Tỉ lệ chuyển đổi giữ nguyên cho hai tam giác lực + Một cạnh tam giác lực định biểu thị lực phải song song với đường thẳng mang lực lực có sẳn hình vẽ ta dựng (Hình 2) Quy ước: F1, F2, R1, R2, U1, U2: độ lớn lực (N) |F 1| ,|F 2|,|R1|,| R2|,|U 1| ,|U 2|: độ dài lực (mm) Vì F1 = F2 (N) ⇒ Độ dài F1 = Độ dài F2 Lấy F1, F2 làm sở để dựng hai tam giác lực Chọn |F 1|=|F 2|=20 mm Dựa vào quy tắt nêu ta dựng hai tam giác lực sau: Hình Hai tam giác lực Từ hình 3, đo độ dài |R1|,|R2|,|U 1|,|U 2|,ta được: |R1|=67 , 79 mm ;|R2|=31 , 36 mm |U 1|=50 , 00 mm ;|U 2|=12 , 22 mm Lập tỉ lệ độ dài cạnh tương ứng hai tam giác lực, ta được: 10 |R2| 31 , 36 R = = (2) |R1| 67 , 79 R1 Từ (1) (2) ta tìm độ lớn lực R1, R2 (N): Từ ( ) ⇒ R2=R 31 ,36 thay vào ( ) , ta : 67 , 79 R1 + R1 31 , 36 15224 , ¿ 67 ,79 0,05236 ⇒ R1 =198796 , 05 N Thay R1 vừa tìm vào (2): ⇒ R2 =91964 , 07 N Lập tỉ lệ chuyển đổi đơn vị: R1 = |R1| ( ) 198796 , 05 N =k 67 , 79 mm Trong đó: k tỉ lệ chuyển đổi đơn vị (k không đổi cho hai tam giác) Từ đó, ta có: U1 = |U 1| U2 = U2 198796 , 05 =k= ⇒ U 2=35835 , 49 N 12 , 22 67 , 79 = F1 198796 , 05 =k= ⇒ F1=F 2=58650 , 55 N 20 67 , 79 |U 2| F1 |F 1| U1 198796 ,05 =k = ⇒ U 1=146626 ,38 N 50 67 ,79 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Thiết kế ô tô -TG: Đặng Quý – XB năm 2021 12