thiết kế hệ thống lái cho xe ô tô tải 2,5 tấn

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................................4 CHƯƠNG I..................................................................................................................................5 TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI.................................................................................................5 1. Công dụng, phân loại và yêu cầu.......................................................................................5 1.1. Công dụng.....................................................................................................................5 1.2. Các trạng thái quay vòng của xe....................................................................................5 1.3. Phân loại hệ thống lái....................................................................................................6 2. Các bộ phận hợp thành hệ thống lái ô tô..........................................................................7 2.1. Vành lái.........................................................................................................................7 2.2. Trục lái..........................................................................................................................8 2.3. Cơ cấu lái......................................................................................................................8 2.4. Góc đặt bánh xe...........................................................................................................16 2.5. Dẫn động lái................................................................................................................21 2.6. Hệ thống lái có trợ lực.................................................................................................23 CHƯƠNG II...............................................................................................................................25 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ..............................................................25 1. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu lái......................................................25 1.1. Bánh răng – thanh răng................................................................................................25 1.2. Trục vít – ê cubi – thanh răng – cung răng..................................................................25 2. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế dẫn động lái.................................................25 2.1. Dẫn động lái với hình thang lái 4 khâu........................................................................25 2.2. Dẫn động lái với hình thang lái 6 khâu........................................................................26 3. Phân tích lựa chọn phương án cường hóa lái.............................................................26 3.1. Cường hóa điện...........................................................................................................26 3.2. Cường hóa khí nén......................................................................................................26 3.3. Cường hóa thủy lực.....................................................................................................27 CHƯƠNG III.............................................................................................................................28 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LÁI XE TẢI 2,5 TẤN – XE THAM KHẢO: HUYNDAI 2,5 TẤN HD65..........................................................................................................................................28 Các số liệu thiết kế....................................................................................................................28 I. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CỦA HỆ THỐNG LÁI.......................................................29 1. Tính toán động học hình thang lái...........................................................................29 2. Xây dựng đường cong đặc tính hình thang lái lý thuyết........................................31 3. Xây dựng đường cong đặc tính hình thang lái thực tế...........................................31 NGUYỄN TƯỜNG HƯNG – Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG K55 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE TẢI 4. Xác định mô men cản quay vòng tại chỗ................................................................34 5. Xác định lực cực đại tác dụng lên vành tay lái.......................................................37 6. Xác định góc quay vành lái và bán kính quay vòng ô tô........................................38 II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU LÁI TRỤC VÍT – Ê CUBI – THANH RĂNG – CUNG RĂNG........................................................................................................................39 1. Thông số hình học.....................................................................................................39 2. Thiết kế bộ truyền trục vít – ê cubi.........................................................................39 3. Thiết kế bộ truyền thanh răng cung răng.............................................................43 3.1. Chọn vật liệu..............................................................................................................44 3.2. Xác định các thông số của bộ truyền..........................................................................44 III. TÍNH BỀN HỆ THỐNG LÁI...........................................................................................47 1. Tính bền trục lái.......................................................................................................47 2. Tính bền đòn quay đứng..........................................................................................48 3. Tính bền đòn kéo dọc...............................................................................................50 4. Tính bền đòn kéo ngang...........................................................................................51 5. Tính bền đòn bên......................................................................................................53 6. Tính bền khớp cầu (Rô tuyn)...................................................................................54 CHƯƠNG IV.............................................................................................................................56 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƯỜNG HÓA LÁI.............................................................................56 I. CÁC YÊU CẦU CỦA CƯỜNG HÓA LÁI....................................................................56 II. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ CƯỜNG HÓA LÁI.............................................56 1. Một số phương án bố trí cường hóa hệ thống lái...................................................56 2. Chọn van phân phối.................................................................................................60 3. Nguyên lý làm việc của van phân phối kiểu van xoay............................................60 III. TÍNH TOÁN CƯỜNG HÓA LÁI..............................................................................61 1. Lực lái lớn nhất đặt lên vành tay lái........................................................................61 2. Xây dựng đặc tính cường hóa lái.............................................................................61 3. Xác định lực tính toán..............................................................................................63 4. Tính toán xilanh lực.................................................................................................64 5. Tính chọn bơm trợ lực.............................................................................................66 6. Tính toán các chi tiết của van phân phối................................................................67 CHƯƠNG V..............................................................................................................................70 BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI...................................................................70 I. BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI..............................................................70 1. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống...................................................................................70 2. Sửa chữa chi tiết hệ thống lái...................................................................................70

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE TẢI MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI .5 Công dụng, phân loại và yêu cầu .5 1.1 Công dụng 1.2 Các trạng thái quay vòng xe 1.3 Phân loại hệ thống lái Các phận hợp thành hệ thống lái ô tô 2.1 Vành lái .7 2.2 Trục lái 2.3 Cơ cấu lái 2.4 Góc đặt bánh xe 16 2.5 Dẫn động lái 21 2.6 Hệ thống lái có trợ lực .23 CHƯƠNG II .25 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 25 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế cấu lái 25 1.1 Bánh – 25 1.2 Trục vít – ê cubi – – cung 25 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế dẫn động lái .25 2.1 Dẫn động lái với hình thang lái khâu 25 2.2 Dẫn động lái với hình thang lái khâu 26 Phân tích lựa chọn phương án cường hóa lái 26 3.1 Cường hóa điện 26 3.2 Cường hóa khí nén 26 3.3 Cường hóa thủy lực 27 CHƯƠNG III 28 TÍNH TỐN HỆ THỐNG LÁI XE TẢI 2,5 TẤN – XE THAM KHẢO: HUYNDAI 2,5 TẤN HD65 28 Các số liệu thiết kế 28 I TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC CỦA HỆ THỐNG LÁI .29 Tính tốn động học hình thang lái 29 Xây dựng đường cong đặc tính hình thang lái lý thuyết 31 Xây dựng đường cong đặc tính hình thang lái thực tế 31 NGUYỄN TƯỜNG HƯNG – Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG K55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE TẢI Xác định mơ men cản quay vịng chỗ 34 Xác định lực cực đại tác dụng lên vành tay lái .37 Xác định góc quay vành lái bán kính quay vịng tơ 38 II TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU LÁI TRỤC VÍT – Ê CUBI – THANH RĂNG – CUNG RĂNG 39 Thơng số hình học 39 Thiết kế truyền trục vít – ê cubi .39 Thiết kế truyền - cung 43 3.1 Chọn vật liệu 44 3.2 Xác định thông số truyền 44 III TÍNH BỀN HỆ THỐNG LÁI 47 Tính bền trục lái .47 Tính bền địn quay đứng 48 Tính bền đòn kéo dọc .50 Tính bền địn kéo ngang 51 Tính bền địn bên 53 Tính bền khớp cầu (Rơ tuyn) 54 CHƯƠNG IV 56 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƯỜNG HÓA LÁI 56 I CÁC YÊU CẦU CỦA CƯỜNG HÓA LÁI 56 II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ CƯỜNG HĨA LÁI 56 Một số phương án bố trí cường hóa hệ thống lái 56 Chọn van phân phối .60 Nguyên lý làm việc van phân phối kiểu van xoay 60 III TÍNH TỐN CƯỜNG HĨA LÁI 61 Lực lái lớn đặt lên vành tay lái 61 Xây dựng đặc tính cường hóa lái 61 Xác định lực tính tốn 63 Tính tốn xilanh lực .64 Tính chọn bơm trợ lực 66 Tính toán các chi tiết của van phân phối 67 CHƯƠNG V 70 BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI 70 I BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI 70 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống 70 Sửa chữa chi tiết hệ thống lái 70 NGUYỄN TƯỜNG HƯNG – Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG K55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE TẢI SỬA CHỮA HỆ THỐNG LÁI .71  Những tượng hư hỏng hệ thống lái 71  Kiểm tra điều chỉnh cấu lái .73  Kiểm tra dẫn động lái và khắc phục khe hở 74  Kiểm tra trợ lực lái 74 KẾT LUẬN 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 LỜI NÓI ĐẦU Trong nền kính tế tăng trưởng mạnh mẽ của nước ta, nhu cầu về giao NGUYỄN TƯỜNG HƯNG – Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG K55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỚNG LÁI XE TẢI thơng vận tải ngày càng lớn Vai trò quan trọng của ô tô ngày càng được khẳng định vì ô tô có khả động cao, vận chuyển được người và hàng hóa nhiều loại địa hình khác Những năm gần đây, lượng ô tô tải có xu hướng tăng lên, đặc biệt là loại ô tô tải 2,5 tấn với ưu điểm về khả động, tính kinh tế và thích hợp với nhiều mục đích sử dụng khác Với ô tô nói chung và ô tô tải nói riêng, an toàn chuyển động là chỉ tiêu hàng đầu việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng của phương tiện Một các hệ thống quyết định đến tính an toàn và ổn định chuyển động là hệ thống lái Với đồ án tốt nghiệp của em, em đã bản hoàn thành việc thiết kế hệ thống lái cho xe ô tô tải 2,5 tấn Sau nhiều ngày dưới sự chỉ bảo hướng dẫn tận tình của thầy NGUYỄN TRỌNG HOAN và sự tìm hiểu của em, em đã bản hoàn thành đồ án tốt nghiệp Trong quá trình thực hiện, chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót Do đó em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy để đồ án của em được hoàn thiện đầy đủ Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày……tháng……năm 2015 Sinh viên NGUYỄN TƯỜNG HƯNG CHƯƠNG I TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI Công dụng, phân loại và yêu cầu 1.1 Công dụng Hệ thống lái ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động tơ nhờ quay vịng bánh xe dẫn hướng để giữ phương chuyển động thẳng hay NGUYỄN TƯỜNG HƯNG – Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG K55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE TẢI chuyển động cong ô tô cần thiết Việc điều khiển hướng chuyển động xe thực sau: vành lái tiếp nhận lực tác động người lái truyền vào hệ thống lái, trục lái truyền mô men từ vô lăng tới cấu lái, cấu lái tăng mô men truyền từ vành lái tới dẫn động lái, dẫn động lái truyền chuyển động từ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng Kết cấu lái phụ thuộc vào cấu chung xe chủng loại xe Để quay vòng người lái cần phải tác dụng vào vơ lăng lực Đồng thời cần có phản lực sinh từ mặt đường lên mặt vng góc với bánh xe Để quay vịng bánh xe dẫn hướng phải quay quanh tâm quay tức thời quay vòng 1.2 Các trạng thái quay vòng xe Sự chuyển động thay đổi hướng chuyển động xe đường trình phức tạp Khi xe chuyển động đường vòng với tốc độ thấp ứng với vị trí góc quay vành tay lái định v1 xe quay vòng với bán kính quay vịng R0 tương ứng Đây coi trạng thái quay vòng tĩnh (quay vòng đủ) Trong thực tế xe thường chuyển động tốc độ lớn, q trình quay vịng động, trạng thái quay vịng đủ xảy mà thường gặp trạng thái quay vòng thiếu quay vòng thừa xảy sở việc thay đổi tốc độ chuyển động, đàn hồi lốp hệ thống treo Khi quay vòng thiếu, để thực quay vịng xe theo bán kính R người lái phải tăng góc quay vành lái lượng δ v1 Khi quay vòng thừa, để thực quay vòng xe theo bán kính R0 người lái phải giảm góc quay vnh lỏi mt lng v1 Ro Trạ ng thá i qua y vòng thiê u: Rqv>Ro Rqv Quay vũng tha quay vòng thiếu trạng thái quay vòng nguy hiểm, làm tính ổn định điều khiển xe chúng gia tăng lực ly tâm (vận tốc quay vòng xe tăng kéo theo lực ly tâm quay vòng tăng) Ở trạng thái yêu cầu người lái phải có kinh nghiệm xử lý tốt Vấn đề chất tải, độ đàn hồi lốp có ảnh hưởng tới tính quay vịng tính an tồn chuyển động xe, đặc biệt xe có vận tốc lớn NGUYỄN TƯỜNG HƯNG – OÔ TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG K55 O1 Ro THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE TẢI R qv ĐỒ AN TễT NGHIấP Trạ ng thá i qua y vòng thõa : Rqv