đồ án tính toán thiết kế hệ thống treo toyota corola altis 2012

NHỮNG CÔNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG TREO.- Liên kết mềm giữa bánh xe và thân xe, làm giảm tải trọng động thẳng đúng tác dụng lênthân xe và đảm bảo bánh xe lăn êm trên nền đường.- Truyền lực từ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG

KHOA CÔNG NGHỆ ÔTÔBùi Văn Phước 21160010Giảng viên hướng dẫn: Trần Dũng

NIÊN KHÓA 2023 - 2024

Bình Dương, ngày 2 tháng 11 năm 2023

MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Những vấn đề chung về hệ thống treo ……… 3

1.1.1 Những công dụng của hệ thống treo……… 3

1.1.2 Những bộ phậ cơ bản của hệ thống treo……… 3

1.1.3 Phân loại hệ thống treo……… 4

1.1.4 Những yêu cầu thiết kế hệ thống treo……… 4

1.2 Lựa chọn kết cấu hệ thống treo……… 5

1.2.1 Lựa chọn kết cấu hệ thống treo Hệ thống treo MAC PHERSON….5CHƯƠNG II: TÌM KIẾM THÔNG SỐ KỸ THUẬT XE TOYOTA COROLLA

3.5 Xác định hệ số cản trung bình của giảm chấn Ktb………… 9

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO………10

4.1 Xác định các kích thước sơ bộ……… 10

4.2 Xác định kích thước của càng chữ A……… 10

4.3 Thiết kế lò xo……….11

LỜI CẢM ƠN………15

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO.1.1.1 NHỮNG CÔNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG TREO.

- Liên kết mềm giữa bánh xe và thân xe, làm giảm tải trọng động thẳng đúng tác dụng lênthân xe và đảm bảo bánh xe lăn êm trên nền đường.

- Truyền lực từ bánh xe lên thân xe và ngược lại, để xe có thể chuyển động, đồng thời đảm bảo sự chuyển dịch hợp lý vị trí của của bánh xe so với thùng xe.

- Dập tắt nhanh các dao động của mặt đường tác động lên thân xe.

1.1.2 NHỮNG BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG TREO.

Hệ thống treo gồm 3 bộ phận chính : đàn hồi, đãn hướng và giảm chấn.- Bộ phận đàn hồi:

+ Có nhiệm vụ đưa vùng tần số dao động của xe phù hợp với vùng tần số thích hợp với người sử dụng.

+ Nối mềm giữa bánh xe và thùng xe giảm nhẹ tải trọng động tác dựng từ bánh xe lên khung, đảm bảo độ êm diệu khi chuyển động.

+ Có đường đặc tính đàn hồi phù hợp với các chế độ hoạt động của xe- Bộ phận dẫn hướng :

+ Xác định tính chất chuyển động (động học) của bánh xe với khung, vỏ xe.- Bộ phận giảm chấn :

+ Dập tắt dao động từ mặt đường lên khung xe phát sinh trong quá trình xe chuyển động trong các địa hình khác nhau một cách nhanh chóng.

+ Đảm bảo chuyển động của phần không treo nhỏ nhất, sự tiếp xúc của bánh xe trên nên đường, nâng cao khả năng bám đường và an toàn trong chuyển động Ngoài ra trong hệ

thống treo còn có các kết cấu khác như: thanh ổn định ngang, vấu giảm va đập và hạn chếhành trình.

1.1.3 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TREO.

Việc phân loại hệ thống treo dựa theo các căn cứ sau:- Theo bộ phận đàn hồi chia ra:

+ Loại bằng kim loại (nhíp lá, lò xo, thanh xoán ).+ Loại khí (loại bọc bằng cao su-sợi, máng, loại ống ).+ Loại thuỷ lực ( loại ống ).

+ Loại cao su.

- Theo bộ phận dẫn hướng đi ra:

+ Loại phụ thuộc với cầu liền ( loại riêng, loại thăng bằng ).+ Loại độc lập ( một đòn, hai đòn ).

- Theo phương pháp dập tắt dao động chia ra:

+ Loại giảm chấn thuỷ lực ( tác dụng 1 chiều, 2 chiều ).+ Loại má sát cơ ( trong bộ phận đàn hồi, dẫn hướng ).- Theo phương pháp điều khiển chia ra:

+ Hệ thống treo bị động ( không được điều khiển ).+ Hệ thống treo chủ động ( có điều khiển ).

1.1.4 NHŨNG YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO.

Trên hệ thống treo, sự liên kết giữa bánh xe và khung vỏ cần thiết phải mềm nhưng cũng phải đủ khả năng để truyền lực Quan hệ này được thể hiện ở các yêu cầu chính sau đây:+ Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính năng kỹ thuaatjcuar xe như chạy trên đường tốt hoặc xe có khả năng chạy trên nhiều loại địa hình khác nhau.

+ Bánh xe có thể chuyển dịch trong một giới hạn không gian hạn chế.

+ Quan hệ động học của bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích chính của hệ thống treo là làm mềm theo phương thẳng đứng nhưng không phá hỏng các quan hệ động học và động lực học của chuyển động bánh xe.

+ Không gây nên tải trọng lớn tại các mối liên kết với khung hoặc vỏ.

+ Có độ tin cậy lớn, độ bền cao và không gây hư hỏng bất thường Đối với ô tô con còn được chú ý đến các yêu cầu sau:

+ Giá thành thấp và mức độ phức tạp của kết cấu không quá lớn.

+ Có khả năng chống rung và chống ồn truyền từ bánh xe lên khung, vỏ xe tốt.+ Đảm bảo tính điều khiển và ổn định khi chuyển động của ô tô ở tốc độ cao.

1.2 LỰA CHỌN KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO.1.2.1 LỰA CHỌN KẾT CẤU HỆ THỐNG TREO.HỆ THỐNG TREO MAC PHERSON

Hình 1.3 : Sơ đồ cấu tạo hệ treo Mc.Pherson

1: Giảm chấn; 2 : Đòn ngang dưới; 3 : Bánh xe;4 : Lò xo; 5 : Trục giảm chấn;

P : Tâm quay bánh xe; S : Tâm nghiêng cầu xe;

Cấu tạo hệ thống treo Mc.Pherson gồm : một đòn ngang, lò xo trụ, giảm chấn.Đòn ngang có đầu trong liên kết với thân xe bởi khớp trụ, đầu ngoài nối với đầu dướicủa giảm chấn bởi khớp cầu Đòn ngang có dạng hình chữ A để đảm bảo khả năng tiếpnhận lực ngang và dọc tác động lên hệ thống treo khi xe chuyển động Trục của bánh

xe được nối cứng với vỏ của giảm chấn Đầu trên của giảm chấn liên kết với thân xebằng khớp tự lựa, đòn dưới liên kết với đòn ngang bằng khớp cầu, như vậy giảm chấnđóng vai trò vừa là trụ xoay của bánh xe (dẫn hướng) và giảm chấn Lò xo có thể đượclồng ra ngoài giảm chấn nhằm thu gọn kích thước của hệ thống treo.

CHƯƠNG II TÌM KIẾM THÔNG SỐ KỸ THUẬT XE TOYOTA COROLLAALTIS 2012.

DOHC, VVT-i kép

Dung tích bình nhiên liệu55 lít

Dài x rộng x cao (mm)4540 x 1760 x 1465

Chiều rộng cơ sở (Trước/sau - mm) 1530/1535

Toàn tải : 1634 kg

Sau : Thanh xoắn

CHƯƠNG III XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG TREO THIẾT KẾ.

+ Khối lượng của toàn xe khi không tải M0: M0 = 1260 (kg) + Khối lượng của toàn xe khi đầy tải MT: MT = 1634 (kg).

+ Khối lượng đặt lên cầu trước khi không tải M01: M01 = 756 (kg) + Khối lượng đặt lên cầu sau khi không tải M02: M02 = 504 (kg) + Khối lượng đặt lên cầu trước khi đầy tải MT1: MT1 = 817(kg) + Khối lượng đặt lên cầu sau khi đầy tải MT2: MT2 = 817 (kg) + Chiều dài cơ sở của xe L : L = 2600 (mm).

+ Kích thước bao dài x rộng x cao: 4540 x 1760 x 1465 (mm) + Kí hiệu lốp: 195/65R15

+ Khoảng sáng gầm xe khi đầy tải Hmin : Hmin = 140 (mm) + Khối lượng không được treo của cầu trước Mkt: Mkt = 64 (kg).

+ Chiều rộng cơ sở của cầu trước BT: BT = 1530 (mm) + Chiều rộng cơ sở của cầu sau BS: BS = 1535 (mm) + Chiều cao trọng tâm xe khi đầy tải hg : hg = 395 (mm).

Độ êm dịu chuyển động của ôtô như tần số dao động riêng, gia tốc dao động, vận tốc dao động, trong đồ án này đánh giá độ êm dịu của ôtô thông qua tần số dao động riêng n của hệ thống treo Đối với xe con thì tần số dao động riêng nằm trong khoảng n = 60 ¿ 90 (dđ/ph) tương ứng với tần số góc  = 6,2 9,4 (rad/s) nhằm đảm bảo không gây mệt mỏi cho người lái cũng như hành khách trên xe Do đó chọn n = 75 (dđ/ph).

3.1 XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG CỦA LÒ XO:

Mdt : Khối lượng phần được treo của ô tô đặt lên cầu trước ( kg ) Khi xe ở trạng thái không tải thì khối lượng của phần được treo là:

Trong đó:

Ct : Độ cứng của hệ thống treo đối với một bánh xe (N/m).

 : Tần số dao động riêng của hệ treo (rad/s).

Khi phanh thì cầu trước bị chúi xuống, để không xảy ra va đập cứng vào ụ tỳ trước thì độ võng động cần đảm bảo sao cho :

hg : Chiều cao trọng tâm xe khi đầy tải : hg = 395 (mm)

Chọn ϕmax = 0,80 thay vào công thức được:

fđ¿ 160.0,8.395

1300 = 38,89 (mm) Theo công thức thì lấy : fđ = 0,8.ft = 0,8 160 = 128 (mm) + Xác định khoảng sáng gầm xe H0 :

Để đảm bảo cho xe khi dao động đầu xe không bị đập vào nền đường thì độ võng động của xe phải thỏa mãn :

Trong đó: Mo',Mt': Khối lượng đặt lên một bánh xe khi không tải, khi đầy tải tĩnh ( Khi tính với một người là 55 kg và 20 kg hành lý).

3.5 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CẢN TRUNG BÌNH CỦA GIẢM CHẤN Ktb:

Hệ số dập tắt dao động của hệ thống treo được tính theo công thức: D = 2.ψ ω (rad/s)

- Chiều dài của trụ xoay đứng Kt = 160 mm - Chiều cao tai xe lớn nhất Htmaz = 810 mm

4.2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CỦA CẢNG CHỮ A:

- Kẻ đường nằm ngang biểu diễn mặt phẳng đường : dd - Vẽ đường trục đối xứng ngang Aom: Aom vuông góc dd - Trên A0m đặt: A0A1 = Hmin = 140 mm.

A1A2 = fđ = 128 mm A2A3 = ft = 160 mm A3A4 = fot = 147mm.

- Trên A0d (mặt phẳng đường ) đặt AoBo = B/2 = 765mm (Bo là điểm tiếp xúc của bánh xe và mặt đường ở trạng thái không tải).

- Tại Bo dựng B0z  dd (vì o = 0 nên đây là mặt phẳng bánh xe) - Trên đường B0d lấy ra phía ngoài của bánh xe một đoạn B0C0 B0C0 =r0= 22 mm.

- Tại C0 dựng C0n : đường nghiêng ngang của đường tâm trụ quay đứng giả tưởng với do = 120 so với phương thẳng đứng.

- Trên C0n tìm điểm O2 là điểm liên kết của giảm chấn với tai xe O2 cách mặt đường một đoạn Htmaz = 810 mm theo phương trụ đứng.

- Trên B0z đặt B0B = rbx = 317 mm.

- Tại B dựng đường vuông góc với B0z đường này cắt C0n tại C2 C2 là điểm nối cứng của trục bánh xe với vỏ giảm chấn.

- Trên C0n, từ C2 đặt xuống phía dưới một đoạn C2C1 = Kt/2 = 80mm.

C2C1 là khoảng cách từ tâm trục bánh xe tới khớp quay ngoài của đòn ngang C1

là vị trí khớp quay ngoài của đòn ngang ở vị trí không tải.

Tính đường kính dây lò xo d và số vòng làm việc n: Đường kính dây lò xo được tính thao công thức:

d≥√k Flx max.c

0,4.[τ] (mm) Trong đó:

c = D/d : Là hệ số tỷ lệ đường kính, chọn c = 8. k : Hệ số xét đến độ cong của dây lò xo,

Chọn vật liệu làm lò xo là thép 50Cr4V4 có ứng suất tiếp cho phép : Trong đó: flx : chuyển vị của lò xo:

G : Là môđun đàn hồi của vật liệu chế tạo lò xo, G = 8.109 (N/m2).d : đường kính dây lò xo, d = 12 (mm) Vậy số vòng làm việc của lò xo là : no = 3 vòng.

Tổng số vòng của lò xo : n = 3 + 2 = 5 vòng (vì lò xo có 2 vòng đầu và cuối) + Chiều cao của lò xo khi chịu nén :

lbx : Khoảng cách từ điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường đến khớp trong của đòn ngang lbx = 395,6 (mm)

lgc : Khoảng cách từ giao điểm của đường tâm giảm chấn với phương của đòn ngang đến khớp trong của đòn ngang lgc = 366,8 (mm)

Hành trình làm việc của giảm chấn :

Với Lx là chiều dài từ ụ hạn chế tới đầu trên của ty đẩy Lu=102 ( mm) Chiều dài của ty đẩy

Lh=Lu+Hp+Ly+Lp =102+268,2+19.2+25,5= 414.9 (mm).

LỜI CẢM ƠN

Lý do chọn đề tài: các phần bài tập tạo điều kiện tốt hơn cho nhóm em nắm

bắt tốt hơn và xâu chuỗi kiến thức đã được học của môn thiết kế ô tô.

Tên bài tập: thiết kế hệ thống treo độc lập Mac pherson trên xe Toyota

corolla altis 2012.