TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO
Nhiệm vụ
- Tiếp nhận và dập tắt các dao động của mặt đường với ô tô;
- Truyền lực dẫn động và truyền lực phanh;
- Đỡ thân xe và duy trì mối quan hệ hình học giữa thân xe và bánh xe trong mọi điều kiện chuyển động.
Công dụng
Hệ thống treo là tập hợp các cơ cấu kết nối đàn hồi giữa khung hoặc vỏ ô tô với cầu hoặc hệ thống chuyển động Nó đóng vai trò là liên kết mềm giữa bánh xe và khung xe, với chức năng chính là cung cấp độ đàn hồi và ổn định cho xe.
Để đảm bảo bánh xe chuyển động êm dịu theo phương thẳng đứng, cần hạn chế tối đa các dao động không mong muốn như lắc ngang và lắc dọc Sự truyền lực giữa bánh xe và khung xe bao gồm các lực thẳng đứng, lực dọc và lực bên Việc xác định động học chuyển động của bánh xe, lực kéo và lực ma sát giữa mặt đường và bánh xe là rất quan trọng, cùng với các mô men phản lực tác động lên gầm và thân xe Đặc biệt, cần dập tắt các dao động thẳng đứng do mặt đường không bằng phẳng gây ra, vì những dao động này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến tuổi thọ của xe, hàng hóa và sức khỏe của người ngồi trong xe Do đó, tính êm dịu của xe là một tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lượng xe.
Khi ô tô di chuyển, lốp xe đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và giảm thiểu rung động, dao động cũng như va đập, nhằm bảo vệ hành khách và hành lý, đồng thời nâng cao tính ổn định của xe.
Yêu cầu
Phần tử đàn hồi kết nối bánh xe với thân xe, giúp giảm va đập từ mặt đường và đảm bảo sự êm ái khi ô tô di chuyển Để thực hiện tốt nhiệm vụ này, phần tử đàn hồi cần có độ cứng phù hợp với tải trọng xe, tạo ra dao động tần số thấp theo yêu cầu, vì tải trọng xe thường thay đổi Chuyển dịch của phần tử treo không nên quá lớn, cần có kết cấu nhỏ gọn để duy trì trọng tâm thấp Ngoài ra, phần tử này phải hoạt động tin cậy, an toàn, có tuổi thọ cao và dễ bảo trì, đồng thời mang lại sự êm dịu mà không gây va đập cứng.
Phần tử dẫn hướng chịu trách nhiệm truyền tải lực dọc, lực ngang và mô men từ mặt đường lên khung xe Động học của phần tử này ảnh hưởng đến đặc tính dịch chuyển của bánh xe, góp phần vào tính ổn định và khả năng quay vòng của ô tô Để thực hiện hiệu quả chức năng này, phần tử dẫn hướng cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản.
+ Giữ nguyên động học bánh xe khi ô tô chuyển động;
Khi sử dụng bánh xe dẫn hướng, cần tránh thay đổi góc nghiêng , vì sự thay đổi này có thể làm trụ đứng nghiêng về phía sau, dẫn đến giảm độ ổn định của xe Ngoài ra, khi bánh xe di chuyển thẳng đứng, độ chụm bánh xe cũng bị thay đổi (góc thay đổi), ảnh hưởng đến quỹ đạo chuyển động của ô tô, khiến ô tô không bám đúng đường.
Đảm bảo truyền lực ngang, lực dọc và mô men từ bánh xe lên khung xe một cách hiệu quả mà không gây ra biến dạng rõ rệt, đồng thời không làm dịch chuyển các chi tiết của bánh treo.
Giữ đúng động học của hệ thống dẫn động lái là rất quan trọng, đảm bảo rằng sự dịch chuyển thẳng đứng và sự quay quanh trụ đứng của bánh xe không bị ảnh hưởng lẫn nhau.
Độ nghiêng của thùng xe trong mặt phẳng ngang cần được giữ ở mức thấp để đảm bảo sự ổn định Bộ phận hướng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định khoảng cách giữa các phần tử đàn hồi, như khoảng cách nhíp Tùy thuộc vào thiết kế của bộ phận hướng, khoảng cách này có thể lớn hoặc nhỏ, ảnh hưởng đến vị trí tâm của độ nghiêng bên.
+ Bộ phận hướng phải đảm bảo bố trí hệ thống treo trên ô tô thuận tiện;
+ Kết cấu bộ phận hướng đơn giản dễ sử dụng, chăm sóc, bảo dưỡng;
+ Trọng lượng phải nhỏ, đặc biệt là phần không được treo.
Giảm chấn có vai trò quan trọng trong việc dập tắt dao động của thân xe và lốp xe, chuyển hóa cơ năng thành nhiệt năng để đảm bảo độ êm dịu khi xe di chuyển Hiện nay, ô tô chủ yếu sử dụng giảm chấn thủy lực để thực hiện nhiệm vụ này Để đạt hiệu quả tối ưu, giảm chấn cần phải đáp ứng các tiêu chí nhất định.
+ Dập tắt nhanh các dao động của thân xe có tần số và biên độ lớn;
+ Dập tắt chậm các dao động của thân xe có tần số và biên độ nhỏ;
+ Hạn chế các lực truyền qua giảm chấn lên thân xe;
+ Làm việc ổn định khi ô tô chuyển động trong các điều kiện đường xá khác nhau và nhiệt độ không khí khác nhau;
+ Trọng lượng, kích thước bé, giá thành hạ.
Phân loại
1.1.4.1 Theo bộ phận đàn hồi
Theo bộ phận đàn hồi hệ thống treo được chia ra thành những loại sau đây:
1.1.4.2 Theo bộ phận dẫn hướng
Bánh xe và cách bố trí các bộ phận có thể chia thành hai nhóm chính: hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập Hệ thống treo phụ thuộc là một trong những loại hệ thống treo, nơi các bánh xe được kết nối với nhau, giúp cải thiện sự ổn định và khả năng chịu tải của xe.
Hệ thống treo phụ thuộc có thiết kế với các bánh xe gắn trên một dầm cầu liền, trong đó bộ phận giảm chấn và đàn hồi được đặt giữa thùng xe và dầm cầu Sự dịch chuyển thẳng đứng của một bánh xe sẽ ảnh hưởng đến chuyển vị của bánh xe phía bên kia Các loại hệ thống treo phụ thuộc bao gồm nhiều kiểu khác nhau.
-Loại lò xo (lá nhíp). b Hệ thống treo độc lập
Hệ thống treo độc lập cho phép các bánh xe trên cùng một cầu di chuyển một cách độc lập với thùng xe, nghĩa là khi một bánh xe chuyển động, bánh xe còn lại không bị ảnh hưởng Hệ thống này được chia thành nhiều loại khác nhau.
5 2 3 a) Hệ thống treo phụ thuộc b) Hệ thống treo độc lập
Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống treo
1 Thùng xe; 2 Bộ phận đàn hồi; 3.Bộ phận giảm chấn; 4 Dầm cầu
5 Các đòn liên kết của hệ treo
Cấu tạo chung của hệ thống treo
Trên ô tô hiện nay, có hai nhóm hệ thống treo chính: hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập Hệ thống treo phụ thuộc thường được sử dụng trên ô tô tải, trong khi hệ thống treo độc lập phổ biến hơn ở các mẫu ô tô du lịch Cấu tạo của hệ thống treo bao gồm ba bộ phận cơ bản.
Bộ phận dẫn hướng, bộ phận đàn hồi và bộ phận giảm chấn.
Bộ phận đàn hồi là thành phần quan trọng nối giữa bánh xe và thùng xe, giúp điều chỉnh tần số dao động để phù hợp với cơ thể con người (60-80 lần/ph) Nó có thể được bố trí linh hoạt trên xe, cho phép bánh xe di chuyển theo phương thẳng đứng Bộ phận này bao gồm một hoặc nhiều phần tử đàn hồi, được chia thành hai loại: phần tử đàn hồi bằng kim loại như nhíp, lò xo trụ, thanh xoắn và phần tử đàn hồi phi kim loại như vấu cao su, khí nén, thuỷ khí.
Bộ nhíp lá bao gồm các lá nhíp dẹt với tiết diện hình chữ nhật, có chiều dài và bán kính cong đa dạng, được xếp chồng lên nhau Các lá nhíp được kết nối chặt chẽ bằng bu lông chữ U để ngăn ngừa xô dọc, trong khi đó, các quang nhíp phụ giúp chống xô ngang hiệu quả.
Hình 1.2 Bộ phận đàn hồi loại nhíp
1 Khung xe ; 2 Vấu chống va đập;
Lò xo trụ chủ yếu sử dụng trong ô tô du lịch làm bộ phận đàn hồi Lò xo trụ có thể có tiết diện tròn hay vuông.
1 Dầm cầu; 2 Đòn dưới; 3.Lò xo trụ.
Lò xo trụ được chế tạo từ dây thép lò xo đặc biệt, quấn thành hình ống, giúp hấp thụ và giảm thiểu va đập khi có tải trọng Khi lò xo bị nén, dây lò xo sẽ xoắn lại, lưu trữ năng lượng ngoại lực Loại lò xo này thường được sử dụng trong hệ thống treo độc lập của xe du lịch, mang lại sự êm ái và ổn định cho hành trình.
Thanh xoắn là một bộ phận quan trọng trong một số ô tô du lịch, có cấu trúc đơn giản nhưng bố trí lắp đặt khó khăn do chiều dài lớn của nó Được làm từ thép lò xo, thanh xoắn sử dụng tính đàn hồi để giảm thiểu sự lắc lư của xe Một đầu của thanh được cố định vào khung xe, trong khi đầu còn lại gắn vào kết cấu chịu tải xoắn Ngoài ra, thanh xoắn cũng có thể được sử dụng như một thanh ổn định, góp phần nâng cao hiệu suất vận hành của xe.
Hình 1.4 Bộ phận đàn hối loại khí.
Bộ phận đàn hồi loại khí có cấu tạo theo kiểu bình cao xu, trong đó có chứa khí nén.
Hệ thống treo có khả năng tự động điều chỉnh độ cứng bằng cách thay đổi áp suất bên trong các phần tử đàn hồi, giúp duy trì độ võng tĩnh và tần số dao động riêng không đổi trước các tải trọng tĩnh khác nhau.
Hình 1.5 Bộ phận đàn hồi thủy khí.
1 Chất khí; 2 Pít tông ngăn cách; 3 Van tiết lưu
4 Pít tông và đòn đấy giảm chấn; 5 Chất lỏng
Bộ phận đàn hồi thủy khí kết hợp cơ cấu điều khiển thủy lực và chấp hành khí nén, tạo thành hệ treo thuỷ khí với chức năng giảm chấn hiệu quả Hệ thống này bao gồm hai buồng: buồng trên chứa khí nén và buồng dưới chứa chất lỏng, được ngăn cách bởi màng cao xu hoặc piston Thân của bộ phận này là ống giảm chấn, bên trong có chất lỏng và các van tiết lưu cho phép dầu chảy qua, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả.
Do làm kín chất lỏng dễ dàng hơn chất khí nên bộ phận đàn hồi thủy khí gọn hơn bộ phận đàn hồi khí.
*Đàn hồi loại cao su
Trên xe con, vấu cao su được tích hợp trong vỏ giảm chấn, giúp tăng cứng và hạn chế hành trình của bánh xe Điều này không chỉ giảm thiểu hành trình làm việc của bánh xe mà còn hấp thụ dao động thông qua việc tạo ra nội ma sát khi vấu cao su bị biến dạng dưới tác động của ngoại lực.
Bộ phận dẫn hướng xác định động học và tính chất dịch chuyển của bánh xe so với khung hoặc vỏ xe, đồng thời truyền tải lực dọc (bao gồm lực kéo và lực phanh), lực ngang, cũng như các mô men phản lực và mô men phanh.
Bộ phận dẫn hướng cần có kết cấu đơn giản, dễ sử dụng và trọng lượng nhẹ, đặc biệt là phần không được treo Số lượng khớp, điểm bôi trơn của hệ thống treo và số các đăng cho bánh xe chủ động cũng ảnh hưởng đến hiệu suất Giảm trọng lượng phần không được treo sẽ giúp tăng độ êm dịu cho xe.
Hình 1.6 Bộ phận dẫn hướng
1 Bộ phận dẫn hướng 1 đòn ngang; 2 Bộ phận dẫn hướng 2 đòn ngang bằng nhau;
3 Bộ phận dẫn hướng hai đòn ngang không bằng nhau.
Hiện nay thường dung hai loại giảm chấn:
- Giảm chấn ống: Giảm chấn 1 lớp vỏ và giảm chấn 2 lớp vỏ.
Giảm chấn đòn có cấu tạo bao gồm thân giảm chấn gắn với khung xe và cần lắc nối với dầm cầu Bên trong, giảm chấn chứa xi lanh với hai piston tì vào cam quay có van một chiều Các van tiết lưu và đường dẫn dầu kết nối các không gian A và B, trong khi xi lanh được chứa đầy dầu để hoạt động hiệu quả.
Hình 1.7 Bộ phận giảm chấn đòn 1.Cam quay; 2 Mức dầu; 3 Cần lắc; 4 Đòn dọc; 5 Gắn với dầm cầu;
6 Van tiết lưu 2; 7 Đường dầu 2;8 Van 1 chiều;9 Đường dầu 1;
10 Van tiết lưu 1; 11 Lò xo yếu; 12 Lò xo van mạnh
*Bộ phận giảm chấn ống
- Bộ phận giảm chấn ống 1 lớp vỏ
Hình 1.8 Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn ống thuỷ lực một lớp vỏ có tác dụng hai chiều
1 Van 1chiều; 2 Đũa đẩy; 3 Cụm làm kín; 4 Xy lanh;
5.Buồng chứa dầu; 6 Pít tông; 7 Van một chiều;8 Khoang chứa khí
-Giảm chấn ống hai lớp vỏ
Hình 1.9 Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn hai lớp vỏ có tác dụng hai chiều Trong đó: 1 Khoang vỏ trong; 2 Phớt làm kín; 3 Bạc dẫn hướng;
4 Vỏ chắn bụi; 5 Đũa đẩy; 6 Piston; 7 Van cố định; 8 Vỏ ngoài
TÍNH TOÁN KIẾM NGHIỆM HỆ THỐNG TREO XE FORD EVEREST
Các thông số cơ bản
Bảng các thông số cơ bản
Tên thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
1 Kích thước bao LxBxH mm 4805x1770x1890
2 Chiều dài cơ sở L 0 mm 2680
3 Chiều rộng cơ sở trước / sau B 0 mm 1480/1455
4 Khoảng sáng gầm xe h s mm 210
Phân bố lên cầu trước
Phân bố lên cầu sau
Phân bố lên cầu trước
Phân bố lên cầu sau
7 Khối lượng không treo cầu trước
Khối lượng không treo cầu sau
8 Công suât cực đại Nemax kw/vg 81/3900
9 Góc nghiêng ngang trụ xoay đứng 0 Độ 11
10 Sự thay đổi góc nghiêng ngang trụ đứng Độ 3
11 Góc nghiêng ngang bánh xe o Độ 0
12 Bán kính vết bánh xe quay quanh trụ đứng ro mm 16
13 Chiều dài trụ đứng Kr Mm 160
14 Tâm quay tức thời của thùng xe nằm dưới mặt đường hs mm 50
Tính kiểm nghiệm hệ thống treo trước
2.2.1 Kiểm nghiệm bền đòn ngang dưới Đòn ngang dưới có cấu trúc hình chữ A được bắt vào thân xe qua 2 khớp trụ Đầu ngoài bắt với cam quay Rô tuyn Việc sử dụng 2 đầu trong nối với thân xe bằng khớp bản lề để tăng độ cứng vững cho hệ treo.Trạng thái chủ lực chủ yếu là kéo, nén, uốn, tiết diện của đòn ngang dưới, tham khảo và khi kiểm bền giả thiết rằng: một phần càng chữ A chịu toàn bộ tải trọng Do vậy có thể tính toán như sau:
* Trường hợp 1: Chỉ có lực Z
Fz = 8780,44 N. Đòn ngang dưới sẽ chịu kéo và uốn dọc:
Fz đóng vai trò là lực cắt và gây uốn dọc trong mặt phẳng zoy
Hình 2.8.Sơ đồ phân bố lực Z tác dụng lên đòn ngang dưới
- Ứng suất tiếp lớn nhất được xác định theo công thức:
Thay vào ta có: max = 3/2 8780,44/2400 = 5,49(N/mm 2 )
Với vật liệu thép 50Xbp0 Mpa.
max< [].với n = 1,5: hệ số an toàn
Vậy đòn ngang dưới thoả mãn điều kiện bền về mặt cắt
Thành phần Fz tạo ra mômen uốn dọc lớn nhất tại điểm kết nối của đòn ngang với khung xe Tại tâm khớp trụ, mômen uốn bằng 0, do đó cần kiểm nghiệm tại mặt cắt gần nhất (mặt cắt 1-1) để xác định ứng suất uốn lớn nhất theo công thức.
- Mu : Mômen uốn trên mặt cắt ngang
Mu = Fz l 80,44.300&34132(N.mm 2 ). l: Chiều dài khoảng cách từ điểm F đến mặt cắt 1-1 ; l00(mm).
- Jx: Mô men quán tính của mặt cắt ngang
- y: Tung độ của điểm đang xét đến trục trung hoà OE, lấy tại điểm có tung độ max: y 30 (mm)
Thay các giá trị trên vào công thức ta có:
247 (N/mm 2 ) Với vật liệu thép 50Xbp0 Mpa
+ Thành phần Fy gây ra kéo đúng tâm.
Hình 2.9.Sơ đồ phân bố lực Z và X tác dụng lên đòn ngang dưới
Fz: Đóng vai trò là lực cắt và gây ra mô men uốn dọc trong mặt phẳng (zoy) + ứng suất tiếp max:max = S
Qy: Lực cắt Qy = Fz = 3484 (N/mm 2 ).
Với vật liệu thép 50Xbp0 Mpa.
+Fz gây ra mômen uốn dọc:
Tương tự trường hợp 1 ta có
Mà mômen Mu=Fz.l= 3484 30045200(N.mm).
- Thành phần Fy gây ra kéo đúng tâm.
- Thành phần Fx gây ra lực cắt và mômen uốn ngang trong mặt phẳng (xoy). + ứng suất tiếp max xác định theo công thức:
Qy: Lực cắt Qy = Fx = 4729,53 (N/mm 2 ).
Với vật liệu thép 50Xbp0 Mpa
+ Fx gây ra mômen uốn ngang: ứng suất uốn lớn nhất xác định theo công thức:
Hình 2.10 Sơ đồ phân bố lực Z và Y tác dụng lên đòn ngang dưới Đòn ngang dưới sẽ chịu nén và uốn dọc:
- Fz đóng vai trò là lực cắt và gây uốn dọc trong mặt phẳng zoy.
+ứng suất tiếp lớn nhất được xác định theo công thức:
Qy: Lực cắt ngang Qy = Fz = 8503,58 (N).
S: Diện tích tiết diện S = 40.60 = 2400 (mm 2 ).
Thay vào ta có: max 3.8503,58 2.2400 = 5,3(N/mm 2 ) Với vật liệu thép 50Xbp0(Mpa)
H Fy d 1 với n = 1,5: Hệ số an toàn
Với đòn ngang dưới thoả mãn điều kiện bền về mặt cắt.
Thành phần Fz tạo ra mô men uốn dọc lớn nhất tại điểm tiếp xúc của đòn ngang với khung xe Tại khớp nối dạng trụ, mô men uốn tại tâm khớp bằng 0 Để xác định ứng suất uốn lớn nhất, ta kiểm nghiệm tại mặt cắt gần đó (mặt cắt 1-1) theo công thức phù hợp.
Mu : Mô men uốn trên mặt cắt ngang
Jx: Mô men quán tính của mặt cắt ngang y: Tung độ của điểm đang xét đến trục trung hoà oz.
Mu = Fz l = 8503,58 300%51074(N.mm). l: Chiều dài từ đầu đến vị trí mặt cắt 1-1, l = 300 (mm).
= 320000 (mm 4 ) y: lấy tại điểm có tung độ max y = 30 (mm)
Thay các giá trị trên vào công thức ta có:
239,2 (N/mm 2 ) Với vật liệu thép 50Xbp0 Mpa
Vậy đòn ngang dưới đảm bảo đủ bền.
Rôtuyn là khớp cầu giữa đòn ngang và cam quay, chủ yếu chịu lực cắt, uốn và chèn dập Trong bài viết này, chúng ta sẽ tính toán độ bền cho rôtuyn của đòn dưới, vì đòn dưới phải chịu lực lớn hơn.
Trường hợp 2: Qc= F x 2 F y 2 4729,53 2 658, 07 2 4775,1( ) N Trường hợp 3: Qc=Fy"082,71(N). Ở đây ta tính cho trường hợp 3 có lực cắt lớn nhất Qc"082,71 (N). -S:Diện tích tiết diên nguy hiểm mặt cắt E-E
d: đường kính chỗ thắt rôtuyn, d = 15(mm).
Vật liệu chế tạo rôtuyn là thép 42CrMo4V có b 1000(MPa)1000(N/mm 2 ).
Vậy rôtuyn đảm bảo bền cắt.
Tính theo ứng suất uốn
- h: Tung độ lớn nhất, h=9 mm.
Kiểm tra theo ứng suất uốn:
Vật liệu chế tạo rôtuyn là thép 42CrMo4V có b 1000(MPa)1000(N/mm 2 ).
Rôtuyn thoả mãn điều kiện bền uốn.
Tính theo chèn dập : cd S cd
+ Scd: diện tích mặt chèn dập
* Tính theo trường hợp có lực Fz lớn nhất:
=> Rôtuyn thoả mãn điều kiện bền
2.2.3 Kiểm nghiệm bền lò xo
Trong hệ thống treo, lò xo là phần tử đàn hồi có nhiệm vụ làm êm dịu chuyển động.
Lò xo trong quá trình làm việc chỉ chịu tác dụng của tải trọng thẳng đứng Z, mà không truyền lực dọc lực ngang.
Dựa trên phân tích động lực học, tải trọng động trị số Z là trường hợp có giá trị lớn nhất, do đó, việc thiết kế cần phải tuân theo chế độ tải trọng này để đảm bảo hiệu quả và an toàn.
Lực lớn nhất tác dụng lên lò xo
Lò xo được tính toán cho trường hợp chịu tải trọng động lớn nhất
- Llx: Chiều dài cánh tay đòn đặt lò xo llx$0(mm).
- Lt: Chiều dài đòn ngang trên lt)0(mm).
Lực nhỏ nhất tác dụng lên lò xo
G01: Tải trọng đặt lên cầu trước khi không tải.
Kiểm nghiệm lò xo theo điều kiện:
0= 700:Giới hạn mỏi xoắn của dây lò xo trong chu trình đối xứng.
:Hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước tiết diện dây lò xo ( =2).
:Hệ số xét đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình (=0,1).
=> Đảm bảo điều kiện bền
2.2.4 Kiểm nghiệm bền thanh ổn định
Thanh ổn định của hệ thống treo được thiết kế để giảm thiểu khả năng lắc ngang của thùng xe, đồng thời san đều tải trọng thẳng đứng lên bánh xe Nhờ đó, khả năng ổn định chuyển động của xe được nâng cao, mang lại sự an toàn và thoải mái khi di chuyển.
Xuất phát từ góc nghiêng cho phép của thùng xe du lịch hiện nay thường đặt
Kiểm bền cho thanh ổn định theo tải trọng lớn nhất tác dụng lên thanh.
Tải trọng lớn nhất được tính bằng: i i P
Z 2. Trong đó: - Z T i : Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bánh xe bên trái.
- Z P i : Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bánh xe bên phải.
- i Chỉ số đối với cầu trước ta có:
Thay số vào ta có:
Tải trọng đặt lên đầu thanh ổn định lớn nhất: max 1
Mô men lớn nhất tác dụng vào thanh ổn định là: max max 13112,77.0,1 1311, 28( ).
Thanh ổn định chịu xoắn nên ta kiểm tra theo ứng suất tiếp:
Góc xoắn lớn nhất trên chiều dài chịu lực: max max 4
Chọn vật liệu làm thanh ổn định thép 60SiCr7 có:
Ta có hệ số an toàn n = 1,5 2,5 chọn n = 1,8.
=>Thanh ổn định thoả mãn điều kiện bền.
Sơ đồ bố trí thanh xoắn:
Hình 2.13 Sơ đồ lực tác dụng lên thanh xoắn
1.Bánh xe; 2 Giảm chấn; 3 Thanh hướng trên;
4 Ụ cao su; 5 Thanh hướng dưới; 6.
Bề rộng của xe là: B t 80 mm
Bề rộng vết bánh xe: B bx 45 mm
Như vậy khoảng cách ltx theo sơ đồ bố trí là:
- Từ sơ đồ bố trí và tải trọng tĩnh tác dụng lên bánh xe ta tính được mô men tác dụng lên thanh xoắn là:
Trong thiết kế, khi sử dụng thanh xoắn loại đơn, đường kính của thanh xoắn có thể được xác định dựa trên công thức sức bền vật liệu Để tính toán ứng suất tiếp, cần áp dụng các phương pháp và công thức phù hợp nhằm đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong thiết kế.
(tktt ôtô Nguyễn Trọng Hoan)
: ứng suất tĩnh cho phép 0.10 6 (N), d=0,02m suy ra: τ = 16.2500,12/3,14.0,02 3 = 781,32.10 6 (N)< [τ]=> đảm bảo điều kiện bền
Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo sau
2.3.1 Kiểm nghiệm bền tai nhíp h o
Hình 2.19 Sơ đồ tính tai nhíp
Trong đó:D: Đường kính trong của tai nhíp h0: Chiều dầy lá nhíp chính (h0=0, 7cm) b: Chiều rộng lá nhíp (b|m)
Tai nhíp chịu tác dụng của lực kéo Pk hay lực phanh Pp Trị số của lực này được xác định theo công thức sau:
: hệ số bám của bánh xe với đất Lấy = 0,7
Zbx: phản lực của đất lên bánh xe
Theo phần trên ta có Zbx= 6077,5(N)
Tai nhíp làm việc theo uốn, nén (hoặc kéo) Ứng suất uốn ở tai nhíp là:
Ứng suất nén (hoặc kéo) ở tai nhíp là:
bh Ứng suất tổng hợp ở tai nhíp được tính theo công thức:
Ứng suất tổng hợp cho phép [th]50MN/m 2 5000N/cm 2
Như vậy đường kính trong max của tai nhíp được xác định theo công thức:
Chọn đường kính trong tai nhíp: D = 3,6(cm) = 36(mm) Ứng suất tổng hợp lớn nhất sinh ra là:
1 7.0,7) 240,26 (N/cm 2 ) Vậy tai nhíp đủ bền.
2.3.2 Kiểm nghiệm bền chốt nhíp Đường kính chốt nhíp được chọn bằng đường kính trong danh nghĩa của tai nhíp
Chọn thép hợp kim có thành phần carbon thấp (20X) làm vật liệu chế tạo chốt nhíp, sau đó thấm carbon trước khi tôi để đảm bảo ứng suất chèn dập đạt tiêu chuẩn cho phép.
Chốt nhíp được kiểm nghiệm theo ứng suất chèn dập:
Trong đó: -D: Đường kính chốt nhíp D= 3,6(cm)
- b: Bề rộng của lá nhíp chính b=7(cm)
Thay số ta có: chèn dập 4254, 25
(N/cm 2 ) Như vậy ứng suất chèn dập sinh ra nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu,
chèn dập