Đồ án nguyên lý máy: thiết kế cơ cấu cầu nâng cắt kéo

Thời đại ngày nay, là giai đoạn thế giới phát triển mạnh mẽ về nhiều mặt, nhiều lĩnh vực, trong đó cơ khí là lĩnh vực được nhiều quốc gia quan tâm phát triển. Các máy công cụ không ngừng được cải tiến sản xuất, phục vụ đắc lực cho con người trong quá trình phát triển. Đối với Việt Nam, là một nước đang trong quá trình phát triển thì lĩnh vực cơ khí nói chung và đặc biệt là máy công cụ nói riêng lại càng được ưu tiên phát triển. Thiết kế môn học Nguyên Lý Máy là một yêu cầu bắt buộc đối với các sinh viên chuyên ngành cơ khí, đặc biệt là với các học viên, sinh viên nằm trong hệ thống các Trường kỹ thuật. Đây là công việc thú vị và rất cần thiết giúp cho sinh viên làm quen với công việc của một người kỹ sư thiết kế. Trong quá trình thực hiện đồ án, cùng với sự hướng dẫn của thầy, học viên, sinh viên phải tìm tòi nghiên cứu tài liệu, là giai đoạn giúp sinh viên hệ thống kiến thức đồng thời bổ sung và hoàn thiện kiến thức để có được nền tảng kiến thức vững chắc trước khi ra trường, phục vụ đất nước. Đối với bản thân nhóm tôi, trải qua thời gian thực hiện đồ án đã giúp nhóm tôi hiểu biết thêm được nhiều điều có ích để bổ sung vào vốn kiến thức của mình. Trong quá trình thực hiện đồ án, tôi đã nhận được sự giúp đỡ đặc biệt là các thầy thuộc khoa kỹ thuật cơ sở. Trong đó có sự chỉ bảo rất tận tình và chu đáo của thầy Huỳnh Đức Thuận ở Bộ môn Nguyên lý máy thuộc khoa kỹ thuật sơ sở. Nhóm tôi xin chân thành cảm ơn thầy đã giúp nhóm tôi hoàn thành đồ án này! Mặc dù rất cố gắng, nhưng thời gian và năng lực có hạn, thiếu sót là điều không thể tránh khỏi. Mong thầy thông cảm và sữa sai cho nhóm chúng tôi! 1.Cầu nâng ô tô là gì? Cầu nâng ô tô là một loại thiết bị dùng để nâng lên hạ xuống một chiếc ô tô. Nó có thể dùng để rửa xe, sửa chữa, thay lốp, kiểm tra gầm hay đỗ xe. Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại cầu nâng ô tô, mỗi loại phục vụ cho nhu cầu và mục đích sử dụng khác nhau của chủ đầu tư 2.Cầu nâng ô tô có những loại nào? Hiện nay, có rất nhiều loại cầu nâng ô tô, nhưng phổ biến nhất thì có một số loại cầu nâng tiêu biểu sau đây: a) Cầu nâng 1 trụ Đây là loại cầu nâng thường dùng trong các gara xe hơi chủ yếu để rửa xe, cầu loại này được lắp trực tiếp xuống nền thông qua móng nền liên kết với hệ thống bơm dầu. Nguyên lý hoạt động chủ yếu dựa vào bơm khí nén thủy lực vào móng xylanh đẩy trụ piston lên Loại này phải lắp cố định, chi phí cao nhưng có khả năng quay 360o, thuận tiện cho việc rửa xe.

TP.Hồ Chí Minh, năm 2017

LỜI MỞ ĐẦU - -

Thời đại ngày nay, là giai đoạn thế giới phát triển mạnh mẽ về nhiều mặt, nhiềulĩnh vực, trong đó cơ khí là lĩnh vực được nhiều quốc gia quan tâm phát triển Cácmáy công cụ không ngừng được cải tiến sản xuất, phục vụ đắc lực cho con ngườitrong quá trình phát triển Đối với Việt Nam, là một nước đang trong quá trình pháttriển thì lĩnh vực cơ khí nói chung và đặc biệt là máy công cụ nói riêng lại càngđược ưu tiên phát triển

Thiết kế môn học Nguyên Lý Máy là một yêu cầu bắt buộc đối với các sinhviên chuyên ngành cơ khí, đặc biệt là với các học viên, sinh viên nằm trong hệ thốngcác Trường kỹ thuật Đây là công việc thú vị và rất cần thiết giúp cho sinh viên làmquen với công việc của một người kỹ sư thiết kế Trong quá trình thực hiện đồ án,cùng với sự hướng dẫn của thầy, học viên, sinh viên phải tìm tòi nghiên cứu tài liệu,

là giai đoạn giúp sinh viên hệ thống kiến thức đồng thời bổ sung và hoàn thiện kiếnthức để có được nền tảng kiến thức vững chắc trước khi ra trường, phục vụ đất nước.Đối với bản thân nhóm tôi, trải qua thời gian thực hiện đồ án đã giúp nhóm tôi hiểubiết thêm được nhiều điều có ích để bổ sung vào vốn kiến thức của mình

Trong quá trình thực hiện đồ án, tôi đã nhận được sự giúp đỡ đặc biệt là cácthầy thuộc khoa kỹ thuật cơ sở Trong đó có sự chỉ bảo rất tận tình và chu đáo củathầy Huỳnh Đức Thuận ở Bộ môn Nguyên lý máy thuộc khoa kỹ thuật sơ sở

Nhóm tôi xin chân thành cảm ơn thầy đã giúp nhóm tôi hoàn thành đồ án này!

Mặc dù rất cố gắng, nhưng thời gian và năng lực có hạn, thiếu sót là điều khôngthể tránh khỏi Mong thầy thông cảm và sữa sai cho nhóm chúng tôi!

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng 9 năm 2017

Học viên thực hiện

Thay mặt nhóm, nhóm trưởng

Võ Đăng Phương

MỤC LỤC

Trang

I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

II Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

III MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

IV ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 7

1 Đối tượng, phạm vi

2 Phương pháp nghiên cứu

I TỔNG QUAN VỀ CẦU NÂNG Ô TÔ

1.Cầu nâng ô tô là gì?

2.Cầu nâng ô tô có những loại nào?

II CÁC LOẠI CẦU NÂNG TRONG THỰC TIỄN CUỘC SỐNG 10

1 Cầu nâng một trụ TX-RS 4000

5 Cầu nâng hình bình hành Auto lift pl6k 6,600lb 20

1 Cầu nâng cắt kéo nâng bụng 2 tầng

4 Cầu nâng cắt kéo 1 tầng đơn giản kểu nâng gầm 26

IV CÁC LOẠI XE 4 CHỖ, 7 CHỖ THÔNG DỤNG HIỆN NAY 27

1 Kích thước của một số loại xe thông dụng

2 Khối lượng trung bình của các loại xe thông dụng:

PHẦN III: THIẾT KẾ CƠ CẤU & NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

I YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐẶT RA CHO CƠ CẤU:

1) Ý tưởng thiết kế

2) Yêu cầu kỹ thuật đặt ra cho cơ cấu

1 Vẽ phác thảo lược đồ động cơ cấu

3) Xếp loại cơ cấu

1) Thiết kế bàn nâng 6

2) Thiết kế thanh chéo chính (khâu 3,4) và thanh chằng(khâu 2,5): 35

I PHÂN TÍCH CẤU TẠO CƠ CẤU

1 Vẽ họa đồ cơ cấu.

3 Số bật tự do và xếp loại cơ cấu :

II PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU

1 Bài toán vị trí, phương pháp dựng hình

2 Không gian làm việc 39

3 Thời gian di chuyển

I XÉT CƠ CẤU TẠI VỊ TRÍ 1:

I ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA CƠ CẤU SO VỚI CƠ CẤU CÙNG LOẠI:

II ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI ĐỀ TÀI THEO THỰC TẾ:

III TỰ ĐÁNH GIÁ VIỆC THỰC HIỆN ĐỒ ÁN:

PHẦN V: ỨNG DỤNG MỘT SỐ PHẦN MỀM TRONG

I ỨNG DỤNG AUTODESK INVENTOR 2016 TRONG

MÔ PHỎNG VÀ THAM KHẢO TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC:

II.CÁCH SỬ DỤNG PHẦN MỀM INVENTOR 2017 ỨNG DỤNG

PHẦN I:

ĐẶT VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT

I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Nền kinh tế càng phát triển kèm theo các cơ chế nhập khẩu của chính phủ đã nới lỏng tạo điều kiện cho người dân có cơ hội sở hữu ô tô trở nên dễ dàng hơn Chính vì lẽ đó mà những năm gần đây lượng xe ô tô tham gia lưu thông trên đường tăng một cách chóng mặt

Đi kèm với sự tăng trưởng về số lượng ô tô là các đơn vị sửa chữa bảo dưỡng Điển hình là các trung tâm Services của các hãng xe lớn mọc lên khắp các tỉnh thành trên

cả nước như: Toyota, Honda, Hyundai

Tại sao sự quan tâm đầu tiên của chủ garage lại là cầu nâng ô tô, bởi vì đây là thiết bị có nhiều công dụng trong dịch vụ sửa chữa, nó đáp ứng được nhu cầu đa dạng của nhiều loại hình dịch vụ với những chủng loại cầu nâng ô tô khác nhau

Cùng với sự phát triển nhanh của các loại cầu nâng ô tô với năng suất cao, hiệu suất làm việc tốt, trong đó có cầu nâng cắt kéo Trong đồ án thiết kế cơ cấu này, nhóm 5 chúng tôi sẽ thiết kế, cải tiến cầu nâng ô tô loại cầu nâng cắt kéo quy mô hộ gia đình Cầu nâng ô tô loại này thường có công suất thấp, gọn nhẹ, tiện cho quá trình di chuyển, lắp đặt và có thể dùng trong mọi điều kiện hoàn cảnh Đồng thời khắc phục được tình trạng thay đổi trọng tâm trong hầu hết các loại cầu nâng cắt kéohiện nay Dựa trên ý tưởng đó, nhóm chúng tôi tiến hành tìm hiểu các loại cầu nâng cắt kéo và cải tiến chúng

II Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

Thực hiện thành công đề tài này giúp giải quyết các vấn đề an toàn khi cầu nâng cắt kéo thay đổi trọng tâm, tăng độ ổn định của cơ cấu, đồng thời loại bỏ cơ cấu cố định vị trí của cầu nâng cắt kéo dùng piston Cơ cấu hoạt động bằng cơ học thông thường không dùng động cơ điện, máy nén khí, máy nén dầu nên có thể triển khai trong mọi điều kiện

III MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu cải tiến cầu nâng cắt kéo từ loại dùng piston tác dụng lực đẩy trên thanh chéo thành cầu nâng cắt kéo dùng trục vít tác dụng lực vào chân thanh chéoNghiên cứu cải tiến cầu nâng cắt kéo từ 2 bánh lăn (hoặc con trượt) sang 4 bánh lăn (hoặc con trượt), đảm bảo trọng tâm đi theo đường thẳng đứng

IV ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Đối tượng, phạm vi

Các loại cầu nâng ôtô đặc biệt là cầu nâng cắt kéo

Các cơ cấu nâng hàng cắt kéo trong cuộc sống

2 Phương pháp nghiên cứu

Bằng các kiến thức đã được học ở các môn cơ lý thuyết, sức bền vật liệu,

nguyên lý máy, chi tiết máy,….cùng với học tập từ các tài liệu, sách báo, trang mạng

và các cơ cấu trong thực tế

Trao đổi, học hỏi kinh nghiệm, kiến thức từ giáo viên, đồng chí đồng đội đặc biệt bám sát giáo viên trong quá trình làm đồ án

Sử dụng các phần mềm hiện đại để vẽ hình, giải quyết một số bài toán trong thiết kế, phân tích

…

PHẦN II:

TỔNG QUAN VỀ CẦU NÂNG Ô TÔ

I TỔNG QUAN VỀ CẦU NÂNG Ô TÔ

1.Cầu nâng ô tô là gì?

Cầu nâng ô tô là một loại thiết bị dùng để nâng lên hạ xuống một chiếc ô tô

Nó có thể dùng để rửa xe, sửa chữa, thay lốp, kiểm tra gầm hay đỗ xe Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại cầu nâng ô tô, mỗi loại phục vụ cho nhu cầu và mục đích sử dụng khác nhau của chủ đầu tư

2.Cầu nâng ô tô có những loại nào?

Hiện nay, có rất nhiều loại cầu nâng ô tô, nhưng phổ biến nhất thì có một số loại cầu nâng tiêu biểu sau đây:

a) Cầu nâng 1 trụ

Đây là loại cầu nâng thường dùng trong các gara xe hơi chủ yếu để rửa xe, cầu loại này được lắp trực tiếp xuống nền thông qua móng nền liên kết với hệ thống bơmdầu

Nguyên lý hoạt động chủ yếu dựa vào bơm khí nén thủy lực vào móng xylanh đẩy trụ piston lên

Loại này phải lắp cố định, chi phí cao nhưng có khả năng quay 360o, thuận tiện cho việc rửa xe

b) Cầu nâng 2 trụ:

Cầu nâng ô tô hai trụ là cầu nâng được sử dụng phổ biến nhất trong các gara phổ thông cũng như các hãng dịch vụ sửa chữa ô tô của các nhà sản xuất thương hiệu hàng đầu thế giới

Thiết bị này có ưu điểm là không gian thao tác khá rộng, chiều cao nâng khá lớn, chính vì vậy việc bố trí lắp ráp và điều khiển dễ dàng và có thể làm được hầu hết các công việc sửa chữa trên cầu này Trung bình tải trọng của cầu nâng 2 trụ thường rơi vào khoảng từ 3,5 tấn đến 4 tấn

Hai nguyên lí nâng chính của cầu nâng ô tô này là cầu nâng thuỷ lực và cầu nâng trục vít:

Cầu nâng thuỷ lực thực hiện do dùng áp suất dầu do bơm dầu sinh ra để làm lựcnâng Ta thấy nguyên lí này áp dụng trên hầu hết các cầu nâng của Mỹ và Trung Quốc

Cầu nâng trục vít dùng chuyển vị của trục vít me trong hai trụ để nâng các tay cầu Nguyên lí này được áp dụng trên cầu nâng của Italia thường Hiện nay, trong các trạm bảo hành, trung tâm sửa chữa cầu nâng này thường được bố trí trong khu vực sửa chữa chung (General repair Bay)

Ưu điểm nổi bật của cầu này là có thanh liên động giữa hai trụ nên tính an toàn cao hơn rất nhiều so với loại hai trụ độc lập.

c) Cầu nâng 4 trụ:

Cầu nâng 4 trụ là hệ thống cầu nâng ô tô khá quan trọng trong các trung tâm sửa chữa với nhiều tính năng mà không phải lọai cầu nào cũng có thể đảm nhận được

Có loại dành cho sửa chữa chung và loại chuyên dùng cho thiết bị đo góc đặt bánh xe: Thiết bị này thường được bố trí trong các gara hạng trung tương đối chuyênnghiệp trở lên

Ưu điểm nổi bật của cầu nâng ô tô này là có độ an toàn cao và chiều cao nâng thích hợp Ngoài ra, thiết bị có thể trang bị thêm kích nâng phụ để nâng độc lập từngcầu xe phục vụ cho các công việc có liên quan đến việc điều chỉnh hay tháo rời, lắp đặt bộ phận gầm, phanh xe

Cầu nâng ô tô chuyên dụng cho phép kiểm tra góc đặt bánh xe bên ngoài chứcnăng đảm nhận như cầu cho sửa chữa chung còn được trang bị thêm đĩa kiểm tra góclái và các tấm di trượt phục vụ cho các công việc kiểm tra của thiết bị kiểm tra góc đặt bánh xe

II CÁC LOẠI CẦU NÂNG TRONG THỰC THỰC TIỄN CUỘC SỐNG

Trong phần này nhóm chỉ đưa ra một số loại cầu nâng tiêu biểu cho các nhóm

cơ cấu hoạt động khác nhau, trong thực tế còn nhiều loại nữa mà nhóm chưa đề cập đến:

1 Cầu nâng một trụ TX-RS 4000

Ưu điểm

Nguyên lí rửa xe ô tô của cầu nâng ô tô 1 trụ là hoạt động bằng khí nén thủy lực không dùng bằng điện, nghĩa là áp lực khí nén để đẩy nhớt và ty cầu cao lên để tải trọng nằm phía trên cầu sẽ được nâng lên cao theo ý người sử dụng Nên khi sử dụng cầu nâng ô tô 1 trụ rửa xe sẽ có máy nén khí rửa xe có lưu lượng và áp lực đủ lớn Thông thường máy nén khí rửa xe được sản xuất bởi 2 công ty khác nhau, tuy nhiên hầu hết các đơn vị cung cấp cho khách hàng cầu nâng ô tô 1 trụ rửa xe thường cung cấp cả máy nén khí và các thiết bị khác để đảm bảo thiết bị sau khi lắp đặt sẽ đivào sử dụng luôn

Có 2 loại cầu nâng ô tô 1 trụ rửa xe là : cầu nâng 1 trụ kiểu gầm và cầu nâng ô

tô 1 trụ nâng toàn xe

Nâng gầm nghĩa là cầu nâng ô tô 1 trụ chỉ nâng mình gầm xe và 4 bánh xe ra ngoài, sẽ giúp người thợ rửa xe rửa sạch bụi bẩn bánh xe và thay luôn vỏ lốp ô tô

Đối với cầu nâng ô tô 1 trụ nâng toàn xe thì kiểu này được nhiều garage dùng khá phổ biến vì đây là loại cầu nâng được cả 4 bánh, ưu điểm sử dụng là khi xe chạylên không cần căn chỉnh mà vẫn đảm bảo được sự chắc chắn an toàn, như thế sẽ tiết kiệm được thời gian cho người sử dụng đồng thời giúp người sử dụng dễ dàng lau chùi dưới gầm xe

Nhược điểm

- Giá thành cao giá trung bình trên 50 triệu đồng

- Lắp đặt cố định, phức tạp, phải làm móng cho cầu nâng

-Chỉ phù hợp cho rửa xe nhưng chưa thuận tiện cho sữa chữa, bảo dưỡng

2 Cầu nâng 2 trụ

Gồm có 2 loại: cầu nâng 2 trụ kiểu giằng trên và cầu nâng 2 trụ giằng dưới

a) Cầu nâng 2 trụ giằng trên LT4000C

Ưu điểm:

- Đối với cầu nâng được thiết kế là giằng trên thì dây cáp và ống dầu sẽ đều nằm ở trên cao nên đảm bảo rất thoải mái và gọn gàng trong công việc khi cho xe vào vị trí và nâng lên Với loại cầu nâng 2 trụ giằng trên này nó sẽ rất an toàn và chắc chắn đối với người dùng.

- Cầu nâng có thể nâng cao thấp tùy vào người sử dụng, khi ô tô được nâng cao lên thì việc quan sát phần gầm và sữa chữa sẽ rộng rải và thuận tiện hơn

- Cầu nâng sử dụng hệ thống thủy lực thông qua hệ thống piston xi lanh và cân bằng bằng dây cáp

- Cáp không cọ sát trong quá trình nâng hạ nên đảm bảo độ bền cáp và an toàn

Nhược điểm:

- Lắp đặt cố định, chiếm diện tích lớn

- Không phù hợp với các loại xe có mui cao

- Phải chỉnh tay nâng chính xác mới đảm bảo an toàn

b) Cầu nâng 2 trụ giằng dưới LT-4000B

- Cầu nâng bằng hệ thống thủy lực an toàn thông qua hệ thống piston xi lanh vàcân bằng bằng dây cáp đã thông qua kiểm định nên rất an toàn cho người sử dụng

- Lắp đặt nhanh chóng, dễ dàng trong thời gian ngắn có thể sử dụng đươc.

3.Cầu Nâng 4 Trụ HL-3300J/W

Cầu nâng 4 trụ là một loại thiết bị nâng hạ oto được sử dụng trong các gara chuyên sửa chữa oto hoặc gia đình Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, oto là một loại phương tiện phổ biến và được nhiều người ưa dùng

Ưu điểm:

- Có sức nâng tối đa lớn

- Tối ưu cho kiểm tra chung và thay dầu, bởi cầu nâng bốn trụ có độ vững chắc cao hơn và phép đưa xe vào cầu dễ dàng

- Cầu nâng 4 trụ có thời gian sử dụng lâu dài, độ hao mòn ít mà vẫn đảm bảo được độ bền, an toàn khi cần

- Cầu nâng 4 trụ được dùng vào việc cân chỉnh độ chụm góc đặt bánh xe một cách chính xác nhất

- Rất phù hợp để lưu trữ xe lâu dài, bởi xe được nâng toàn bộ Ngoài ra khi nâng, phần lòng trong của cầu có thể được dùng để đỗ một xe khác

Cầu nâng xếp xe loại 4 trụ:

5 Cầu nâng hình bình hành Auto lift pl6k 6,600lb.

III Các loại cầu nâng cắt kéo

1 Cầu nâng cắt kéo nâng bụng 2 tầng

Cầu nâng cắt kéo 2 tầng có chiều cao nâng lớn hơn các loại 1 tầng nhưng vẫn đảm bảo được độ bền, độ ổn định cho cơ cấu Đồng thời cơ cấu dùng nâng gầm ôtô

sẽ thuận tiện cho quá trình bảo dưỡng, sữa chữa lốp xe, bánh xe

Lược đồ động cho cầu nâng GL3000A

2 Cầu nâng cắt kéo 2 tầng (1 tầng phụ)

Loại cầu nâng này có ưu điểm là tải nâng lớn hơn, vững chắc hơn, đồng thời

có trang bị một cầu nâng phụ bên trên dùng nâng gầm xe cho quá trình bảo dưỡng,

sữa chữa lốp xe, bánh xe Cơ cấu nâng bánh xe có độ an toàn cao hơn loại nâng gầm.

Lượt đồ động cho WL-007 với bậc tự do bằng 2 điều khiển bằng 2 piston một cho cầu nâng chính và một cho cầu nâng phụ

3 Cầu nâng cắt kéo di động

Loại cầu nâng này có ưu điểm là nhỏ gọn, thuận tiện, có thể di chuyển ngay cả khi đang nâng ôtô Đây là một bước cải tiến mới cho cầu cầu nâng hộ gia đình cần

sự nhỏ gọn, tiện dụng nhưng vẫn đảm bảo độ an toàn Nhưng cầu nâng này vẫn còn một số khuyết điểm do cấu tạo nhỏ gọn nên độ vững chắc chưa cao so với các loại khác, chiều cao nâng xe tương đối thấp, tuổi thọ thấp

Lượt đồ động cho cầu nâng EAE EE-TS6600 với một bậc tự do điều khiển bằng piston

Trong đồ án này, nhóm chúng tôi sẽ dựa trên cơ cấu cầu nâng của EAE TS6600

EE-Để làm ý tưởng cho thiết kế và là thông số kích thước xem xét, gợi ý cho thiết kế

4 Cầu nâng cắt kéo 1 tầng đơn giản kểu nâng gầm

Đây là đại diện cho cơ cấu nâng xe bằng cắt kéo đơn giản nhưng hiệu quả với sức nâng ở mức trung bình, chiều cao nâng xe tương đối cao

Lượt đồ động cho cầu nâng SP-7X

IV CÁC LOẠI XE 4 CHỖ, 7 CHỖ THÔNG DỤNG HIỆN NAY

1 Kích thước của một số loại xe thông dụng

Nghiên cứu các loại xe thông dụng hiện nay để chọn kích thước bàn nâng, khoảng cách giữa 2 bàn nâng và các thông số khác cho phù hợp:

1 Xe Kia Morning SLX Dài x Rộng x Cao: 3550 x 1595 x 1480 (mm)

2 Xe Matiz SE của Daewoo Dài x Rộng x Cao: 3495 × 1495 × 1485 (mm)

3 Xe Toyota Camry Dài x Rộng x Cao: 4825 x 1820 x 1480 (mm)

4 Xe Toyota Vios Dài x Rộng x Cao: 4300 x 1700 x 1460 (mm)

5 Xe Toyota Inova Dài x Rộng x Cao: 4555 x 1770 x 1745 (mm)

6 Xe Zace DX Dài x Rộng x Cao: 4520 x 1670 x 1850 (mm)

7 Xe Laser Ghia 1.8L MT Dài x Rộng x Cao: 4470 x 1705 x 1430 (mm)

8 Xe Escape 2.3L I4 AT Dài x Rộng x Cao: 4475 x 1825 x 1770 (mm)

9 Xe CL500 Coupe Dài x Rộng x Cao: 4989 x 1875 x 1408 (mm)

10 Ford Mondeo 2.0 Dài x Rộng x Cao: 4805 x 1812 x 1440 (mm)

11 Land Cruiser GX 4.5 Dài x Rộng x Cao: 5195 x 1940 x 1860 (mm)

2 Khối lượng trung bình của các loại xe thông dụng:

- Khối lượng trung bình của các loại xe 4 chỗ, 7 chỗ thông dụng hiện nay rơi vào khoảng 1,5 tấn đến 2,5 tấn

PHẦN III:

THIẾT KẾ CƠ CẤU

& NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CƠ CẤU

I YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐẶT RA CHO CƠ CẤU:

1) Ý tưởng thiết kế

Các cơ cấu cầu nâng cắt kéo hiện có trên thị trường đã đảm bảo được các yêu cầu đặt ra cho một cơ cấu nâng hạ ô tô, nhưng nó cũng còn một số điểm hạn chế như:

- Dùng cơ cấu nâng hạ bằng Piston thủy lực có giá thành bộ cơ cấu cao,

- Phải dùng thêm cơ cấu khóa vị trí khi nâng cơ cấu lên

- Khi cơ cấu cắt kéo hoạt động trọng tâm cơ cấu liên tục thay đổi dẫn đến tình trạng mất cân bằng, mức độ ổn định chưa cao

- Chi phí cho bảo dưỡng hệ thống bơm thủy lực cao

Để khắc phục được tình trạng trọng tâm thay đổi khi cho di chuyển tịnh tiến 2 con trượt cùng phía của các cơ cấu cầu nâng cắt kéo hiện nay, nhóm quyết định cho

di chuyển cả 4 con trượt và dùng thanh chằng để cố định vị trí và trọng tâm cho cơ cấu Trọng tâm của cơ cấu lúc này luôn nằm trên đường thẳng đứng đi qua trung điểm của bàn nâng

Để loại bỏ cơ cấu khóa vị trí khi nâng xe, nhóm đề xuất ý tưởng dùng hệ thống dẫn động bằng trục vít vì trục vít có cơ chế tự hãm tốt đồn thời có lực sinh ra lớn Nhưng trong bản đồ án này, nhóm chúng tôi xin không đề cập đến cơ cấu dẫn động bằng trục vít, nhóm chỉ xét cơ cấu cầu nâng cắt kéo

2) Yêu cầu kỹ thuật đặt ra cho cơ cấu

Căn cứ vào thông số kỹ thuật của các cơ cấu cầu nâng cắt kéo đã nêu ở

chương II, đồng thời với ý tưởng cải tiến một vài giá trị thông số khắc phục một số điểm hạn chế trên, nhóm đặt ra yêu cầu về kỹ thuật cho thiết kế gồm:

- Cầu nâng thuộc loại nâng gầm

- Sức nâng tối đa: 2,5 tấn

- Chiều cao nâng tối đa:1300mm

- Chiều cao hạ tối thiểu: 180mm

- Thời gian nâng trung bình: 65s

* Một số yêu cầu khác:

- Cơ cấu có cấu tạo đơn giản, dễ bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế

- Chiếm không gian hoạt động phù hợp, có thể dễ bố trí, lắp ghép

II THIẾT KẾ CƠ CẤU CẦU NÂNG CẮT KÉO

1 Vẽ phác thảo lược đồ động cơ cấu

Trên cơ sở của cơ cấu các khâu bản lề đã được học kết hợp với yêu cầu của cơcấu, chúng ta thiết kế cơ cấu gồm có: 10 khâu, 9 khớp bản lề và 4 khớp tịnh tiến Cơcấu được phác thảo cơ bản như hình sau:

Cơ cấu cầu nâng cắt kéo ở trạng thái nâng

Cơ cấu cầu nâng cắt kéo ở trạng thái hạ

Trong đó:

- Khâu 1: là đế của bàn nâng

- Khâu 2 và 5: là thanh chằng cho cơ cấu không dịch chuyển ngang

- Khâu 3 và 4: là 2 thanh chéo chính của cầu nâng

Vậy số bậc tự do của cơ cấu bằng một, tức là ta chỉ cần đặt lực ở khâu 7 là đủ

để cơ cấu hoạt động theo ý muốn

3) Xếp loại cơ cấu

- Tách nhóm tĩnh định:

4 khâu 6 khớp

4 khâu 6 khớp

Khâu dẫn và giá

Vậy đây là cơ cấu loại 2

4) Nguyên lý hoạt động của cơ cấu:

Từ trạng thái hạ, xe hơi chạy vào bàn nâng 6 Sau khi cố định vị trí xe, người điều khiển thực hiện nâng xe bằng cách quay bộ truyền trục vít truyền lực vào con trượt 7 đẩy con trượt vào trong (sang trái) Lực được truyền qua thanh chéo 4 đến khớp G rồi qua thanh chéo 3, thanh chằng 2 nối với thanh chéo 3 và đế 1 giúp giữ không cho cả cơ cấu dịch chuyển sang trái theo lực đẩy của con trượt 7, đồng thời

nó làm cho con trượt 8 tịnh tiến sang phải, khớp G và con trượt 9, 10 được nâng lên Con trượt 9, 10 tiến lại gần nhau đồng thời đi lên đẩy bàn nâng 6 lên cao Thanh chằng 5 nối thanh chéo 4 và bàn nâng 6 có tác dụng giữ chắc bàn nâng, không cho bàn nâng chuyển động tịnh tiến trên con trượt 9, 10

Khi muốn hạ xe xuống, người điều khiển quay bộ truyền trục vít ngược lại kéo con trượt 7 ra ngoài (sang phải) Lực được truyền qua thanh chéo 4 đến khớp G rồi qua thanh chéo 3, thanh chằng 2 nối với thanh chéo 3 và đế 1 giúp giữ không cho

cả cơ cấu dịch chuyển sang phải theo lực kéo của con trượt 7, đồng thời nó làm cho con trượt 8 tịnh tiến sang trái, khớp G và con trượt 9, 10 được hạ xuống Con trượt

9, 10 đi ra xa nhau đồng thời kéo bàn nâng 6 đi xuống Xe lùi ra khỏi bàn nâng

III THIẾT KẾ KÍCH THƯỚC SƠ BỘ

Để cơ cấu hoạt động theo ý muốn với độ cao nâng tối đa là 1300mm Trong đó:

- Căn cứ vào kích thước các gầm xe thông dụng nhóm chọn được chiều dài cho bàn nâng để các con trượt hoạt động là khoảng 1600mm, nhưng do kích thước con trượt nên bàn nâng sẽ được chọn cao hơn là khoảng 1670mm

- Từ đó, chiều dài tối đa của 2 thanh chéo phải nhỏ hơn chiều dài bàn nâng, tức

là nhỏ hơn 1670mm Nhóm chọn chiều dài 2 thanh chéo chính là 1600mm

- Chiều dài 2 thanh chằng bằng 1 phần 4 chiều dài 2 thanh chéo chính, tức là chiều dài 2 thanh chằng bằng 400mm

- Để cơ cấu nâng cao được khoảng 1300mm thì khoảng hoạt động của các khâu

Trạng thái nâng cao nhất:

I G

IV THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT

Trong phần này một số tính toán chỉ mang tính tương đối, ước lượng giúp choviệc tính toán thiết kế dễ dàng hơn nhưng vẫn đảm tính đúng đắn của nguyên lý vàsai sót không cao

Qua tìm hiểu kích thước các loại xe 4 chỗ, 7 chỗ thông dung trên thị trườnghiện nay, các loại cầu nâng cắt kéo đang được sử dụng, cùng các yêu kỹ thuật đặt racho cơ cấu, nhóm chúng tôi đưa ra số liệu thiết kế như sau:

1) Thiết kế bàn nâng 6

Nhóm thiết kế cơ cấu nâng cắt kéo thuộc loại nâng gầm ô tô, vì thế các số liệu

về kích thước bàn nâng được tính toán dựa trên cơ sở kích thước các loại xe 4 chỗ, 7chỗ thông dụng trên thị trường hiện nay

Về hình dạng: Giữ lại hình dạng kết cấu của bàn nâng di động EAE TS6600 đã giới thiệu ở phần II

EE-Bàn nâng gồm một khung hình chữ nhật nâng gầm xe, trên bàn nâng có lắp cáctấm nhựa chịu lực để chống trầy xước cho xe đồng thời tăng độ ma sát cho xe vớibàn nâng Vị trí đặt tấm nhựa chính là vị trí chịu tải trọng chính của xe Nhóm vẫngiữ nguyên bản thiết kế vị trí tấm nhựa của EAE EE-TS6600

Nhưng có thay đổi một số thông số về kích thước như sau:

- Chiều dài bàn nâng là 1670mm nằm gọn trong gầm xe, vị trí gắn tấm nhựa đỡ

xe có thể thay đổi cho phù hợp với các loại xe khác nhau

- Chiều rộng bàn nâng là 1200mm

- Tiết diện thanh làm khung:

+ Hai thanh chịu lực chính là thanh chữ U có tiết diện 200x75x5,6mmkhối lượng 148kg/6m, dài 1670mm Lòng trong chữ U dùng làm rãnh cho bánh xe(con trượt 9,10 di chuyển) Hai đầu bịt kín

+ Các thanh liên kết 2 thanh truyền lực chính thanh chữ nhật40x60x800x2,5mm, khối lượng: 21,31kg/6m, hàn cứng vào hai thanh nâng chínhcách đầu 2 thanh nâng chính 388mm 2 thanh nối này có tác dụng kết nối 2 thanh

nâng chính tạo thành một khung cứng ổn định, chống lật ngang cho 2 thanh nângchính và độ nâng không đều của hai thanh.

-Về trọng tâm: bàn nâng có cấu trúc đối xứng tâm qua 2 đường chéo của bànnâng

-Khối lượng: (chỉ tính bàn nâng, bỏ qua khối lượng các tấm đệm lấp thêm bànnâng)

+ Hai thanh chính: 82,39kg

+ Hai thanh nối: 5,68kg

Tổng: 88,07kg

Sơ đồ bàn nâng:

2) Thiết kế thanh chéo chính (khâu 3,4) và thanh chằng(khâu 2,5):

- Đây là phần cải tiến chính của đồ án này, ngoài hai thanh chéo chính (khâu3,4) chịu lực, nhóm thiết kế thêm hai thanh chằng (khâu 2,5): một cách chân củathanh chéo kéo theo (khâu 4) một khoảng 400mm, một cách đầu thanh chéo nối vớikhâu dẫn (khâu 3) một đoạn 400mm

- Hai thanh chằng này nối hai thanh chéo chính với khớp quay ở giữa bàn nâng(khâu 6) và khớp quay ở giữa đế của bàn nâng (khâu 1 cố định)

- Dựa trên hình dạng của thanh chéo chính cầu nâng di động EAE EE-TS6600,nhóm chỉ thay đỗi một số kích thước cho phù hợp với yêu cầu đặt ra cho cơ cấu,

- Căn cứ vào các loại thép hộp đang có trên thị trường, nhóm chọn các loại théphộp với tiết diện:

+ Hai thanh chéo chính dùng thép hộp hình chữ nhật có kích thước70x70x1600x4,5mm, nặng 55,53kg/6m

+ Thanh chằng (khâu 2,5) là thanh chịu lực kéo ngang khá lớn đặc biệt

là thanh chằng dưới, nó nối với khâu cố định để chằng không cho cơ cấu chạy ngang

và dùng để giữ thanh chéo khâu 4, giúp hai thanh chéo tạo được góc chéo lớn hơnnên chúng tôi chọn thép có kích thước là 35x70x400x2,8, nặng 4,554kg/m

+ Các trục nối giữa 2 bộ cắt kéo chọn thép tròn đặt S45C 25có khốilượng 23,5/6m, có chiều dài là: 1185mm, 1185mm, 955mm Trên trục 955, tại trungđiểm lắp bánh vít để nhận truyền động từ trục vít

3) Thiết kế phần đế (khâu 1).

Phần đế có nhiệm vụ nâng đỡ toàn bộ cơ cấu và cả khối lượng của xe, đồngthời là khâu cố định cho các khâu khác hoạt động tương đối với nó Các bánh xe(khâu 7,8) sẽ lăn và chuyển động ngang trên đế Khớp E nối đế với thanh chằngdưới (khâu 2) để giữ cơ cấu cắt kéo không chuyển động ngang

Dựa trên cơ sở các bộ phận đế của các cơ cấu cắt kéo khác cùng với nguyên lýhoạt động của cơ cấu đã thiết kế, nhóm thiết kế lại bộ phận đế như sau:

- Về hình dạng phần khung tương tự với hình dạng của phần bàn nâng (khâu 6),chỉ có thay đổi về vị trí hai thanh nối dời ra hai đầu, đồng thời có thêm một thanhnối cách lòng trong thanh nối đầu tiên 530mm khoảng cách này để lắp trục vít độdài răng 500mm ở giữa làm bộ phận truyền lực dẫn động Trong đồ án này, nhómchúng tôi không phân tích về trục vít, chỉ thiết kế cơ cấu cầu nâng cắt kéo

- Kích thước ngoài của đế (khâu 1) là 1200x1710mm Độ dài 1710mm do cóthêm phần chuyển động của bánh vít ra ngoài biên thêm 400mm so với bàn nâng(khâu 6)

- Khớp E nối tấm đế (khâu 1) với thanh chằng dưới (khâu 2) đặt ở giữa khoảng

di chuyển của các thanh chéo chính, tức là cách đầu không có trục vít là 835mm

- Trọng tâm:

- Khối lượng: (bỏ qua trục vít)

+ Hai thanh chính (thép chữ U): 84,36kg

+ Ba thanh nối 40x60: 8,52kg

+ Tổng: 92,88kg

TỔNG HỢP

(mm)

KHỐI LƯỢNG (kg)

GHI CHÚ

200x75x5,6x171040x60x2,5x800