tính toán thiết kế khung vỏ ôtô khách 26 chỗ và nghiên cứu đề xuất kết cấu đồ gá hàn mảng sàn xe

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng MỤC LỤC 1 LỜI NÓI ĐẦU 2 CHƯƠNG 1 3 1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu của khung vỏ ôtô khách: 3 1.2. Kết cấu khung vỏ ôtô: 4 CHƯƠNG 2 8 2.1. Lựa chọn phương án thiết kế: 8 2.1.1. Hình thức sản xuất và lắp ráp: 8 2.1.2. Khung xe và vỏ xe: 8 2.1.3. Lựa chọn phương án thiết kế: 8 2.2. Phân tích kết cấu khung vỏ ôtô khách COASTER 26 chỗ: 10 2.3. Lựa chọn vật liệu: 14 2.4. Xác định các thông số cơ bản của khung xương ôtô khách: 30 2.4.1. Xác định các kích thước chiều dài: 30 2.4.2. Xác định các kích thước chiều rộng: 31 2.4.3. Xác định các kích thước chiều cao: 31 2.5. Tính toán sức bền khung vỏ ôtô khách: 32 2.5.1. Tải trọng khung vỏ: 32 2.5.2. Các thông số dùng để tính bền: 39 2.5.3. Tính toán ở chế độ phanh gấp: 39 CHƯƠNG 3 58 3.1. Quy trình lắp ráp và hàn cho mảng sàn: 58 3.1.1 Gá lắp dầm ngang, dầm dọc: 58 3.1.2. Gá lắp các tấm lát sàn: 59 3.2. Đồ gá: 60 3.2.2. Đề xuất kết cấu đồ gá: 60 3.2.3. Chốt định vị gối hàn: 63 KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 Nguyễn Văn Tứ Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng LỜI NÓI ĐẦU ÔTÔ là phương tiện vận tải tự hành, dùng để vận chuyển hàng hoá, người và để hoàn thành những nhiệm vụ riêng. Tính cơ động cao, tính việt dã và khả năng hoạt động trong những điều kiện khác nhau đã tạo cho ôtô trở thành một trong những phương tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hoá và hành khách. Ở nước ta hiện nay ngành công nghiệp ôtô đang trên đà phát triển. Đặc biệt, với mật độ giao thông như hiện nay thì những chiếc ôtô khách đã đóng góp một phần quan trọng trong việc làm giảm mật độ giao thông, tránh ùn tắc và ô nhiễm môi trường xung quanh. Mặt khác, với sự có mặt của xe ôtô khách giúp con người có nhiều sự lựa chọn trong việc tham gia giao thông và nó cũng là cơ hội cho ngành sản xuất ôtô nước ta phát triển. Đối với mỗi sinh viên trước khi ra trường làm Đồ án tốt nghiệp là một công việc quan trọng, nó đánh giá trình độ và kiến thức của mỗi sinh viên sau những năm tháng học tập dưới sự chỉ bảo, dìu dắt của các thầy cô trong trường. Với những kiến thức đã được học, em đã nhận đề tài tốt nghiệp:” Tính toán thiết kế khung vỏ ÔTÔ khách 26 chỗ và nghiên cứu đề xuất kết cấu đồ gá hàn mảng sàn xe “ dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Phạm Tất Thắng Sau thời gian quy định của nhà trường cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Phạm Tất Thắng, các thầy giáo trong bộ môn và nổ lực của bản thân, cùng với sự góp ý chân thành của các bạn em đã hoàn thành đề tài này. Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai xót. Vậy em rất mong được sự góp ý, chỉ bảo tận tình của các thầy trong bộ môn và các bạn để đề tài này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Nguyễn Văn Tứ Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 2 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHUNG VỎ ÔTÔ KHÁCH 1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu của khung vỏ ôtô khách: a. Công dụng: - Khung vỏ ôtô khách dùng để đỡ các cụm nằm trên nó và giữ cho các cụm ở những vị trí tương quan với nhau. - Vỏ ôtô dùng để chứa và che hành khách, người lái các trang thiết bị trên nó. - Khung xương chủ yếu tạo độ cứng vững, tạo hình dáng cho vỏ xe và là phần đỡ một số trang thiết bị. Nó là một cơ cấu được ghép nối từ các thanh thép theo thiết kế bằng các mối hàn, bulông hoặc đinh tán. - Vỏ chủ yếu là những tấm tôn được thiết kế và được ghép nối với nhau bằng mối hàn hoặc đinh tán. b. Phân loại: Hiện nay có nhiều cách phân loại khác nhau, tổng quát có thể phân loại theo kết cấu: - Khung xương và vỏ bọc riêng biệt: Với loại này khung xương và vỏ bọc được chế tạo riêng biệt, khi lắp ráp thì lắp ráp khung xương xong sau đó mới tiến hành bọc vỏ. - Khung vỏ kết hợp: Với loại này thì một số chi tiết vừa là vỏ bọc vừa là khung xương (đoạn trên tấm ngoài cột chắn gió trước bên phải, đoạn trên tấm ngoài cột chắn gió trước bên trái, vỏ ốp ngoài cột chắn gió sau bên phải, vỏ ốp ngoài cột chắn gió sau bên trái, vỏ bao trước, vỏ ốp nóc trước, vỏ ốp nóc sau, mảnh ngoài dầm mép trên, mảnh ngoài dầm giữa). Trong quá trình lắp ráp ở một số mảng có thể tiến hành đồng thời vừa lắp ráp khung xương vừa bọc vỏ. c. Yêu cầu: Trong quá trình thiết kế hình dạng và kết cấu vỏ cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Có khoảng cách không gian đủ rộng để xếp hành khách, hàng, thiết bị … Diện tích mỗi chỗ ngồi trong ôtô phải đạt 0,384 m 2 (Theo tiêu chuẩn của xe Nguyễn Văn Tứ Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 3 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng COASTER với kích thước khoang hành khách 1850 x 6000 và 26 ghế ngồi kể cả người lái). - Hành khách lên xuống thuận tiện. - Đảm bảo cách nhiệt, cách âm, cách bụi và khí xả theo đúng yêu cầu của y tế. - Giữ cho hành khách ít chịu chấn động và tiếng ồn. - Khung vỏ có độ cứng vững, độ bền tương ứng với các cụm tổng thành khác. - Có độ cứng vững đảm bảo cho biến dạng của khung không làm ảnh hưởng đến điều kiện làm việc của các cụm cơ cấu khác trong ôtô. - Có hình dáng thích hợp ( về điều kiện khai thác, mỹ quan…). - Đảm bảo tháo lắp dễ dàng, đảm bảo tính tiện nghi, vệ sinh, che nắng, che mưa. 1.2. Kết cấu khung vỏ ôtô: Hình 1: Khung có dầm dọc 2 bên, hình thang. Hình 2: Khung hình xương cá. Hình 3: Khung hình chữ X. Nguyễn Văn Tứ Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng Hình 4: Dầm dọc thẳng. Hình 5: Dầm dọc có chi tiết thay đổi theo chiều dọc. Hình 6: Dầm dọc có chỗ uốn trong mặt phẳng thẳng đứng hoặc mặt phẳng nằm ngang. Nguyễn Văn Tứ Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 5 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng Hình 7: Sơ đồ bố trí ghế trong ôtô. Nguyễn Văn Tứ Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 6 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng Hình 8: Vỏ ốp mảng sườn trái. Hình 9: Vỏ ốp mảng sườn phải. Hình 10. Vỏ ốp mảng đuôi. Hình 11. Vỏ ốp mảng đầu. Nguyễn Văn Tứ Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 7 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KHUNG VỎ ÔTÔ KHÁCH 26 CHỖ 2.1. Lựa chọn phương án thiết kế: 2.1.1. Hình thức sản xuất và lắp ráp: Từ thực trạng của nền công nghiệp sản xuất ôtô của nước ta hiện nay. Chúng ta không có khả năng sản xuất 100% các chi tiết và tổng thành, nên bộ giao thông vận tải đã phân loại và quyết định các loại hình thức sản xuất và lắp ráp như sau: Bao gồm 3 dạng. - Dạng 1: Mọi chi tiết và tổng thành được chế tạo ở nước ngoài và lắp ráp tại Việt Nam. - Dạng 2: Loại 1: Các chi tiết và tổng thành được chế tạo ở nước ngoài, chi tiết khung vỏ chưa sơn. Lắp ráp và sơn tại Việt Nam. Loại 2: Khung vỏ chế tạo theo mảng, sơn khung vỏ và lắp ráp tại Việt Nam. - Dạng 3: Là hình thức khung vỏ chế tạo trong nước và lắp ráp. 2.1.2. Khung xe và vỏ xe: - Khung xe: Loại khung có hai xà dọc ở hai bên. Loại khung có xà dọc ở giữa. Loại khung hỗn hợp. - Vỏ xe: Loại gồm những tấm thép dập có hình dáng theo kích thước tính toán được hàn cứng với xương đã dập sẵn ( Dùng cho xe con). Loại khung xương được chế tạo bằng những thép định hình I, T, L, [… được liên kết bằng phương pháp hàn hoặc đinh tán thành hệ thanh siêu tĩnh, phía ngoài được bọc bằng thép lá hoặc tấm hợp kim nhôm. 2.1.3. Lựa chọn phương án thiết kế: a. Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế: * Với phương pháp lắp ráp sản xuất dạng 1: Nguyễn Văn Tứ Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 8 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng + Ưu điểm: - Chất lượng xe cao vì toàn bộ chi tiết của xe được sản xuất ở nước ngoài. - Lắp ráp dễ dàng vì được chế tạo trên dây truyền, thiết bị có tính công nghệ cao, quy trình kiểm tra chặt chẽ và chỉ do một hãng sản xuất. + Nhược điểm: - Do hoàn toàn nhập khẩu nên giá thành xe cao. - Phụ thuộc nhiều vào sự phân phối của hãng. * Với phương pháp lắp ráp sản xuất dạng 2: + Ưu điểm: - Là hình thức lắp ráp và sơn nên chất lượng ôtô khá cao vì phụ tùng và thiết bị đều nhập từ nước ngoài. - Việc lắp ráp dễ dàng vì đều được sản xuất trên thiết bị hiện đại. + Nhược điểm: - Phụ tùng và thiết bị đều nhập khẩu nên giá thành cao. - Do không tự sản xuất được trong nước nên phụ tùng thay thế khó khăn, mất nhiều thời gian nên không đảm bảo tính kinh tế. * Với phương pháp lắp ráp dạng 3: + Ưu điểm: - Đây là dạng nhập khẩu một phần còn một phần sản xuất trong nước. Nhập sát xi ở nước ngoài còn ở trong nước đóng mới khung vỏ và các bộ phận phụ khác. Các chi tiết được chế tạo trong nước với thiết bị hiện đại nên chất lượng vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. - Do có % nội địa hóa và Việt Nam nhập WTO nên giá thành xe hạ. Phương án này phù hợp với điều kiện kinh tế nước ta hiện nay và nó là nền móng cho nghành công nghiệp sản xuất ôtô nước ta trong tương lai. + Nhược điểm: - Vốn đầu tư ban đầu khá lớn. - Đòi hỏi tay nghề công nhân cao. b. Lựa chọn phương án thiết kế: Nguyễn Văn Tứ Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 9 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng Dựa trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm của các phương án trên và kết hợp với tình hình thực tế của nghành công nghiệp sản xuất ôtô nước ta. Ta lựa chọn phương án thiết kế là phương án thiết kế lắp ráp dạng 3. 2.2. Phân tích kết cấu khung vỏ ôtô khách COASTER 26 chỗ: Theo b theo a a B Hình 12: Tuyến hình xe COASTER. Nguyễn Văn Tứ Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 10 [...]... góc của kết cấu khung xương Dùng để gia cường mối ghép của mảng đầu với mảng sườn, mảng đuôi với mảng sườn, các chi tiết nối ghép mảng sườn với mảng sườn, các chi tiết trung gian dùng để nối các tấm vỏ ốp mảng sườn Hình 37: Chi tiết ghép nối dưới mảng sàn và mảng sườn Hình 38: Chi tiết ghép nối trên mảng sàn và mảng sườn * Đặc điểm kết cấu của khung vỏ ôtô: Với đặc điểm cấu tạo của loại khung vỏ kết hợp... Nguyễn Văn Tứ 14 Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng phương pháp hàn điểm tiếp xúc Vỏ ốp cũng được dập từ tôn tấm có độ dày δ = 0,8 mm Kết cấu của khung vỏ gồm có 6 mảng: + Mảng đầu + Mảng đuôi + Mảng nóc + Mảng sườn trái + Mảng sườn phải + Mảng sàn a Mảng đầu: - Kết cấu: Kết cấu của mảng đầu gồm có các mảng, vỏ và các chi tiết sau: Hình 20: Mảng đầu + Đoạn trên tấm ngoài cột... kích thước, vị trí của các dầm ngang, kẹp chặt bằng các thiết bị chuyên dùng + Dùng phương pháp hàn tiếp xúc điểm để hàn các dầm ngang với vỏ ốp nóc, hàn các chi tiết gia cường vào mảng f Mảng sàn: - Kết cấu: Kết cấu của mảng sàn gồm có các chi tiết sau: Nguyễn Văn Tứ 26 Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng Hình 34: Mảng sàn + Dầm dọc chính Vật liệu: Thép hộp hình chữ nhật 100x70... Khí ÔTÔ A-K43 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng Hình 17: Mảng sườn trái Hình 18: Mảng sườn phải Hình 19: Mảng sàn xe 2.3 Lựa chọn vật liệu: Khung vỏ của xe Coaster 26 chỗ thuộc loại khung vỏ kết hợp, khung xương được chế tạo bằng phương pháp dập từ tôn tấm có độ dày khác nhau tùy thuộc vào từng chi tiết nó gồm có tấm ngoài và tấm trong, khi lắp ráp chủ yếu dùng Nguyễn Văn Tứ 14 Lớp Cơ Khí ÔTÔ. .. dụng phương pháp hàn tiếp xúc điểm để nối ghép chúng lại với nhau + Để tăng độ cứng vững cho mảng người ta hàn các chi tiết gia cường vào vỏ bao trước c Mảng sườn phải: - Kết cấu: Kết cấu của mảng sườn phải gồm có các mảnh, vỏ và các chi tiết sau: B A B A Hình 23: Mảng sườn phải + Hai tấm ngoài cột cửa hành khách Vật liệu: Tôn có chiều dày δ = 1,5 mm + Hai tấm ốp trong cột cửa hành khách Nguyễn Văn... trong và tấm ngoài + Các chi tiết tấm trong cũng được đặt chồng lên nhau, sử dụng phương pháp hàn hồ quang dưới lớp thuốc bảo vệ để ghép nối các chi tiết tấm trong + Sử dụng phương pháp hàn điểm tiếp xúc để nối ghép các chi tiết tấm trong và tấm ngoài của mảng e Mảng nóc: - Kết cấu: Kết cấu của mảng nóc gồm có các mảnh, vỏ và các chi tiết sau: Hình 31: Mảng nóc Nguyễn Văn Tứ 24 Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 Đồ. .. đây: - Ưu điểm: + Do kết cấu khung xương là dập từ tôn tấm và một số chi tiết vừa đóng vai trò là khung xương vừa là vỏ bọc nên giảm được rất lớn trọng lượng bản thân nhưng vẫn đảm bảo độ cứng vững + Do kết cấu của khung loại khung này nên trong quá trình lắp ráp áp dụng được phương pháp hàn tiếp điểm, hàn tiếp xúc đường do vậy mối liên kết ít bị Nguyễn Văn Tứ 29 Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:... Chiều cao các bậc khác H3: Chiều cao từ sàn tới trần trên lối đi dọc H4: Chiều dày của vỏ và các trang thiết bị ⇒ Htb = 400 + 300 + 1800 + 130 = 263 0 (mm) Nguyễn Văn Tứ 31 Lớp Cơ Khí ÔTÔ A-K43 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng 2.5 Tính toán sức bền khung vỏ ôtô khách: Thùng xe phát sinh biến dạng do uốn và xoắn gây ra: - Uốn: gây ra do trọng lượng hàng hóa và trọng lượng bản thân (tải trọng đối... Tốt Nghiệp b Mảng đuôi: GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng - Kết cấu: Kết cấu của mảng đuôi gồm có các mảng, vỏ và các chi tiết sau: Hình 22: Mảng đuôi + Vỏ ốp ngoài phía sau bên trái Vật liệu: Tôn có chiều dày δ = 1,5 mm + Vỏ ốp trong phía sau bên trái Vật liệu: Tôn có chiều dày δ = 1 mm + Vỏ ốp ngoài phía sau bên phải Vật liệu: Tôn có chiều dày δ = 1,5 mm + Vỏ ốp trong phía sau bên phải Vật liệu: Tôn có chiều... GVHD: Th.S Phạm Tất Thắng + Sử dụng phương pháp hàn điểm tiếp xúc để nối ghép các chi tiết tấm trong và tấm ngoài của mảng d Mảng sườn trái: - Kết cấu: Kết cấu của mảng sườn trái gồm có các mảnh, vỏ và các chi tiết sau: B A B A Hình 29: Mảng sườn trái + Vỏ ốp sau: Vật liệu: Tôn có chiều dày δ = 0,8 mm + Vỏ ốp trước Vật liệu: Tôn có chiều dày δ = 0,8 mm + Tấm ngoài trụ đứng cửa sổ Vật liệu: Tôn có chiều . được học, em đã nhận đề tài tốt nghiệp:” Tính toán thiết kế khung vỏ ÔTÔ khách 26 chỗ và nghiên cứu đề xuất kết cấu đồ gá hàn mảng sàn xe “ dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Phạm Tất Thắng Sau. phương án thiết kế: 8 2.1.1. Hình thức sản xuất và lắp ráp: 8 2.1.2. Khung xe và vỏ xe: 8 2.1.3. Lựa chọn phương án thiết kế: 8 2.2. Phân tích kết cấu khung vỏ ôtô khách COASTER 26 chỗ: 10 2.3 Mảng đầu. + Mảng đuôi. + Mảng nóc. + Mảng sườn trái. + Mảng sườn phải. + Mảng sàn. a. Mảng đầu: - Kết cấu: Kết cấu của mảng đầu gồm có các mảng, vỏ và các chi tiết sau: Hình 20: Mảng đầu.