Chương 18: Tính toán bộ phận dẫn hướng Ở phần kết cấu của hệ thống treo độc lập, bộ phận đàn hồi chỉ chịu tải trọng thẳng đứng còn lực bền và tiếp tuyến là do các chi tiết của bộ phận dẫ
Trang 1Chương 18: Tính toán bộ phận dẫn
hướng
Ở phần kết cấu của hệ thống treo độc lập, bộ phận đàn hồi chỉ chịu tải trọng thẳng đứng còn lực bền và tiếp tuyến là do các chi tiết của bộ phận dẫn hướng chịu
Khi tính độ bền các chi tiết của bộ phận dẫn hướng có thể lấy
hệ số động tương đương như khi tính toán cầu ô tô
Hệ thống treo độc lập với cơ cấu hướng hai đòn được sử
dụng ở ô tô du lịch và ô tô tải nhiều cầu có tính năng không quá cao
Để xác định kích thước cơ bản của bộ phận dẫn hướng ta tính toán tải trọng theo ba trường hợp đã tính với nửa trục và cầu chủ động
* Trường hợp 1: Lực kéo hay lực phanh cực đại: Xi = Ximax
X1max = Z1 ; = 0,7 0,8 hệ số bám dọc, lực ngang Y = 0
* Trường hợp 2: lực ngang cực đại Y = Ymax = m1.G1 1; 1 = 1 hệ
số bám ngang, hệ số m1 = 1, lực dọc Xi = 0
* Trường hợp 3: Lực thẳng đứng cực đại Zi = Zmax
2
1
max
G
K
Z i đ ; Kđ Hệ số tải trọng động
Kđ = 2 3 Đối với ô tô có tính năng thông qua thấp
Kđ = 3 4 Đối với ô tô có tính năng thông qua cao
Trang 2Tính toán các trường hợp cụ thể:
Trường hợp 1:
Có tác dụng đồng thời của các lực:
Z1p = Z1t = Z1 và X1p = X1t = Xi ( Trên hình vẽ)
bx
m
2
1
1
1
Z1 = m1p G1 _ gbx
2
X1 = m1p G1 f
2
Z1 = m1p G1
2
Z1 từ cam của trụ quay tác dụng lên thanh đứng của bộ phận dẫn
hướng (Trình bày hình vẽ) Trên đoạn cánh tay đòn (b1 - r1) lực
này sẽ gây mô men Z1 (b1 - r1) cân bằng với mô men Fv2
Lấy mô men đối với điểm A1, ta có Fr2 = Z1 (b1 - r1) do đó
F = Z1 b1 - r1
r2
Lực phanh X1 gây nên tải trọng lên khớp trên và dưới Xt và Xd
Xt = X1 b
Trang 3Xđ = X1 c
r2
S = X1 rbx
r2
Mô men phanh Mp = X1 vbx qua đĩa từ của phanh có khuynh hướng quay thanh đứng là của bộ phận dẫn hướng Trong mặt
phẳng chứa bánh xe Mp cân bằng với mô men Sr2 Nhờ đó ta tính được giá trị của S
Do đó hợp lực của khớp quay trên và khớp quay dưới ta có:
S Xt = X1 rbx b
r2
S + Xđ = X1 rbx q
r2
U = X1 = l
l1
Trang 4Lực do
do lực X1 gây ra trong thanh kéo ngang của hình thang lái ( trên hình vẽ)
l:khoảng cách từ giữa viết bánh xe đến trụ đứng
l1: khoảng cách từ cổ ngồng quay đến trục thanh kéo ngang
U: sinh ra các lực Ut và Ud ; bằng cách lần lượt lấy mô men với điểm A1 và B1 của lực U ta có:
Ut = X1 l b
Như vậy trong trường hợp này đòn trên chịu nén hay kéo do lực (F
Ut ) và uốn do lực ( S Xt ) Đòn dưới chịu uốn trong mặt
phẳng vuông góc với trục ô tô do lực Z2, Z1 ( Z2 lực nén lò xò phía trái ; Z2 = Z1.r1/a1) và uốn trong mặt phẳng nằm song song với a1 khung do lực (S + Xđ) cũng như chịu kéo lực do các lực (F+Uđ)
Trang 5Hình 9.a: Sơ đồ tính toán để chọn các kích thước cơ bản của bộ
phận hướng ở hệ thống treo độc lập
2 Trường hợp 2
Trang 6Trên hình vẽ các hợp lực Z1p và Z1t được tính theo các công thức :
Z1t =G1 (1+ 2hg f 1 ) - gbx
Hình 9.b: Sơ đồ tính toán để chọn các kích thước cơ bản của bộ
phận hướng ở hệ thống treo độc lập
Z1p = G1 (1- 2hg f 1 ) - gbx
Để tăng độ dự trữ liền, có thể tính Z1p, Z1t không trừ đi trọng lượng gbx
Z1t =G1 (1+ 2hg f 1 )
Z1p = G1 (1- 2hg f 1 )
Còn các lực
Y1t = G1 (1+ 2hg f 1 ) f 1
Y1p = G1 (1- 2hg f 1 ) f 1
Trang 7Phản lực trượt ngang Y1 tác dụng lên cánh tay đòn ( rbx b ) sinh
ra mô men y1 ơơ (rbx ơơ- b) cân bằng với mô men do lực Q tác dụng lên đòn dưới của bộ phận hướng ở đây là lực chỉ chung cho
cả hai bên trái và phải do đó:
Qt = Y1t rbx b ; Qp = Y1p Rbx b
Trong trường hợp 2, tải trọng tác dụng lên đòn trên của ngỗng quay phải chịu uốn do lực Z1p , Z 2p và chịu kéo do lực (F1p + Q1p + Y1p)
Đòn trên của ngổng quay bên trái chịu nén hay chịu kéo do lực (F1t Qt ) Đòn dưới ngỗng quay trái chịu nén hay chịu kéo do lực (Y1t + Qpơ - F1t ) và bị lực uốn do lực Z1t , Z2t
3 Trường hợp 3
Lực F1t ơ = F1p = F được xác định khi
Z1t = Z1p = kđ G1
2
Z2t = Z2p = kđ G1 r1
Trang 82 a1
F = kđ G1 (b1 r1)
Do đó
Lực Z1t = Z1p nén lò xo vừa nêu trong trường hợp 2 Đòn trên trong trường hợp này chịu nén hay uốn dọc do lực F Đòn dưới trái chịu uốn do Z2t , đòn dưới phải chịu uốn do Z 2p ; cả hai đòn kéo
do lực F
Trường hợp các đòn của hệ thống treo đặt nghiêng theo mặt phẳng ngang hay mặt phẳng dọc khi tính phải kể đến các góc nghiêng Các đòn của hệ thống treo thường chế tạo bằng thép 30, 35 hay 40 Đôi khi thanh đứng ở giữa chế tạo bằng thép 30x hay 40x, các đòn của hệ thống treo đôi khi dập từ thép ít cacbon 10 hay 15
bộ phận đàn hồi
I Phân loại
1 Phần tử đàn hồi bằng kim loại
a) Nhíp: Sử dụng ở hệ thống treo độc lập và phụ thuộc
Trang 9c) Thanh xoắn: sử dụng ở hệ thống treo độc lập.
2 Phần tử đàn hồi kim loại
a) Loại đàn hồi bằng cao su
b) Loại đàn hồi nhờ khí ép
c) Loại thuỷ lực
Lợi dụng ưu điểm của từng loại, người ta sử dụng loại bộ phận đàn hồi liên hợp gồm hai hay nhiều loại phần tử đàn hồi