đồ án thiết kế cơ cấu phanh xe tải, công thức bánh xe 4x2, trọng tải 4 tấn

Đồ án môn học kcôtô hc vin kTQS Khoa: ng lực HVTH: Ngun Kim Long cộng hồ xã hội chủ nghĩa việt nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIệM Vụ đồ án Họ tên : NGuyễn Kim Long Lớp : xe quân sự-K37 Đầu đề thiết kế Tính tốn thiết kế cấu phanh xe tải, công th ức bánh xe 4x2, tr ọng tải Các số liệu ban đầu TT Thơng số kí hiệu Giá trị Đơn vị 74000 Trọng lượng toàn xe G N 18100 Trọng lượng phân bố lên cầu trước Gt N Chiều dài sở ôtô L 3.7 m ϕ Hệ số bám lốp – mặt đường 0.75 Gia tốc cực đại Jpmã m/s Công thức lốp xe 8.25 - 20 inch Nội dung thuyết minh - Phân tích đặc điểm kết cấu cấu phanh - Tính tốn, thiết kế cấu phanh Các vẽ ( ghi rõ loại vẽ kích thước vẽ) - Bản vẽ kết cấu cấu phanh cầu sau (A0) - Bản vẽ sơ đồ hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực (A3) Cán hướng dẫn …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Đồ án môn học kcôtô HVTH: NguyÔn Kim Long Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : …………………………… Ngày hoàn thành nhiệm vụ …………10/7/2006…………… Ngày …10……tháng …7… năm 2006 cán hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên ) Võ Quốc Đại Kết đánh giá : - Quá trình thiết kế …………… - Điểm thuyết minh…………… - Bản vẽ thiết kế………………… Ngày ….tháng …năm 2006 Học viên hoàn thành Ngày ……tháng……năm 2006 (ký tên ) Mục lục Đồ án môn học kcôtô HVTH: Nguyễn Kim Long Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu Chương I: Phân tích đặc điểm kết cấu cấu phanh Cơng dụng Yêu cầu Phân tích kết cấu cấu phanh Căn chọn cấu phanh 4.1 Cơ cấu phanh có chốt tựa phía lực đẩy lên guốc 4.2 Cơ cấu phanh có chốt tựa khác phía lực đẩy lên guốc 4.3 Cơ cấu phanh có chốt tựa phía chuyển dịch guốc 4.4 Cơ cấu phanh cường hố có chốt tựa chung cho hai guốc Chương II: Tính tốn, thiết kế cấu phanh Mục đích nhiệm vụ tính tốn 1.1 Mục đích 1.2 Nhiệm vụ tính tốn Thơng số ban đầu dùng để tính tốn, thiết kế cấu phanh Xác định mô men cần sinh cấu phanh Xác định thông số cấu phanh 4.1 Cơ cấu phanh cầu trước 4.1.1 Chọn thơng số hình học cấu phanh 4.1.2 Xác định mô men phanh guốc phanh sinh 4.2 Cơ cấu phanh cầu sau 4.2.1 Chọn thơng số hình học cấu phanh 4.2.2 Xác định mô men phanh guốc phanh sinh Kiểm nghiệm khả làm việc cấu phanh 5.1 Tính tốn xác định cơng ma sát riêng 5.2 Tính tốn xác định áp suất bề mặt mỏ phanh Đồ án môn học kcôtô HVTH: Nguyễn Kim Long 5.3 Tính tốn xác định tỷ số khối lượng tồn ơtơ tổng di ện tích ma sát má phanh 5.4 Tính tốn nhiệt phát trình phanh 5.5 Kiểm tra tượng tự xiết cấu phanh 5.5.1 Đối với cấu phanh cầu trước 5.5.2 Cơ cấu phanh cầu sau Kết luận Ti liu tham kho Li núi u Đồ án m«n häc kc«t« HVTH: Ngun Kim Long Ngày nay, tơ chiếm vị trí quan trọng ng ành kinh t ế qu ốc dân Nó đảm bảo khả vận chuyển hàng hoá h ành khách lúc, nơi thời điểm Đối với người học viên vấn đề việc làm m ột đồ án đặc biệt môn chuyên ngành cơng việc quan trọng Qua đánh giá khả năng, trình độ thật người học viên Chỉ có làm đồ án mơn học người học hiểu m ột cách đẩy đủ thật sâu s ắc vấn đề lí thuyết Đồng thời cho phép phát tri ển t sáng tạo người học Hệ thống phanh ô tô hệ thống quan tr ọng cấu phanh có vai trị định việc bảo đảm an tồn cho người lái Nó cịn có khả nâng cao vận tốc chuyển động trung bình xe Do vậy, đồ án “ Tính tốn thiết kế cấu phanh cho xe tải, công thức bánh xe 4X2, trọng tải tấn” đồ án quan trọng Nội dung đồ án bao gồm: - Phần thuyết minh + Phân tích đặc điểm kết cấu cấu phanh + Tính tốn thiết kế cấu phanh - Phần vẽ + Bản vẽ kết cấu cấu phanh sau (A0) + Bản vẽ s đồ hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực (A3) Trong trình làm đồ án nhận hướng dẫn tận tình thầy giáo Trung uý, KS Võ Quốc Đại Nhưng trình độ thân, thời gian cịn hạn chế, kinh nghiệm thực tế cịn thiếu nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận bảo thầy giáo, góp ý kiến bạn lớp Tôi xin chân thành cảm ơn Học viên thực Nguyễn Kim Long §å ¸n m«n häc kc«t« HVTH: Ngun Kim Long Chương I Phân tích đặc điểm kết cấu cấu phanh Công dụng - Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ôtô dừng hẳn đến tốc độ Ngoài hệ thống phanh dùng để giữ cố định xe thời gian dừng xe - Đối với ôtô, hệ thống phanh hệ thống quan trọng đảm bảo cho ơtơ chuyển động an tồn tốc độ cao, cho phép lái xe điều chỉnh tốc độ chuyển động dừng xe tình nguy hiểm Nhờ mà nâng cao vận tốc trung bình xe, chất lượng vận chuyển an tồn cho người hàng hố q trình xe chuyển động Yêu cầu Hệ thống phanh cần đảm bảo yêu cầu sau: - Phải đảm bảo hiệu phanh trường hợp tiến, lùi dừng lại - Đảm bảo thời gian chậm tác động phanh phải nhỏ, thường chủ yếu định dẫn động phanh - Quãng đường phanh ngắn phanh đột ngột trường hợp nguy hiểm Muốn có quãng đường phanh ngắn cần đảm bảo gia t ốc chậm dần cực đại - Phanh êm dịu trường hợp để bảo đảm ổn định ôtô phanh - Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa lực tác dụng lên bàn đạp hay cần điều khiển không lớn - Phân bố mômen phanh bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám phanh với cường độ - Cơ cấu phanh nhiệt, bao kín tốt có hệ thống bảo vệ tốt - Các chi tiết có tuổi thọ cao, đủ bền, có trọng lượng có kích th ước nh ỏ để giảm lực quán tính Phân tích đặc điểm két cấu cấu phanh Cơ cấu phanh có nhiệm vụ tạo mơ men phanh cần thiết giữ ổn định chất lượng phanh qỳa trỡnh s dng Đồ án môn học kcôtô HVTH: NguyÔn Kim Long Cơ cấu phanh thường chia làm loại bản: Cơ cấu phanh gu ốc, cấu phanh đĩa cấu phanh dải Hiện ô tô, cấu phanh bánh xe cấu phanh trục truyền sử dụng chủ yếu cấu phanh guốc Nó phân loại sau: - Cơ cấu phanh có chốt tựa phía lực tác d ụng lên gu ốc phanh - Cơ cấu phanh có chốt tựa khác phía lực tác d ụng lên gu ốc phanh - Cơ cấu phanh có chốt tựa phía chuyển dịch guốc - Cơ cấu phanh có cường hố có chốt tựa chung cho guốc phanh Cấu tạo cấu phanh guốc bao gồm: Tang phanh quay bánh xe Các guốc phanh có gắn bề mặt đệm ma sát bố trí xum quanh tang phanh, đầu quay chốt, đầu lại tỳ vào cam phanh tác động lị xo kéo Ngun lí làm việc đạp bàn đạp phanh, qua hệ thống đòn dẫn động làm xoay cam phanh ép sát vào tang phanh Do tang phanh guốc phanh xuất lực ma sát, tạo mô men cản tr s ự quay bánh xe bánh xe m ặt đường xu ất l ực phanh Pp Sự ép guốc phanh vào tang phanh lớn mơ men phanh cấu phanh(hoặc lực phanh Pp) lớn Khi thơi tác d ụng lên bàn đạp phanh qúa trình phanh kết thúc Các chọn loại cấu phanh Khi thiết kế cấu phanh cần phải thoả mãn yêu cầu sau: - Hiệu hoạt động - Độ ổn định làm việc - Độ tin cậy làm việc Ngoài cấu phanh cần có khả hấp thụ khuyếc tán n ăng lượng nhiệt để không làm giảm hiệu cấu phanh phanh liên tục Cần đảm bảo độ cứng kết cấu, khả làm việc êm m ất mát lượng nhỏ phanh Do chọn dạng cấu phanh cần phải vào chuẩn sau: - Căn vào kết cấu cụ thể ô tô bánh xe tương ứng - Căn vào mô men phanh cần thiết cầu - Căn vào ưu nhược điểm cấu phanh Việc đánh giá ưu khuyết điểm loại cấu phanh sở quan trọng cho việc chọn phương án thiết k ế cho phép ng ười sử dụng có sở để chọn loại cấu phanh cỏch ti u v phự hp Đồ án môn häc kc«t« HVTH: Ngun Kim Long với yếu cầu kĩ thuật, điều kiện sản xuất, ph ương án ch ế t ạo, giá thành sản phẩm 4.1 Loại phanh guốc có chốt tựa phía lực đẩy lên guốc P1 P2 Y2 X2 X1 Y1 Hình Sơ đồ nguyên lý cấu tạo cấu phanh có chốt tựa phía, lực đẩy lên guốc Đặc điểm của cấu có lực tác dụng lên gu ốc phanh b ằng P1 = P2 đường kính piston xilanh công tác nh Nh ưng mômen ma sát guốc phanh trước lớn guốc phanh sau Do mômen ma sát guốc phanh trước (do phản lực tiếp tuyến Y1 gây ra) có xu hướng cường hố cho lực dẫn động, cịn mơmen ma sát guốc phanh sau (do phản lực tiếp tuyến Y2 gây ra) có xu hướng chống lại lực dẫn động Ưu điểm loại cấu phanh hiệu phanh cấu phanh tạo xe tiến xe lùi Nhược điểm cấu phanh khơng cân phản lực X1, X2 Y1, Y2 khơng Do guốc phanh trước có khả cường hố nên guốc trước mịn nhanh guốc sau guốc có chiều dài cung Để khắc phục tượng mịn khơng ta làm chiều dài guốc trước lớn guốc sau Với kết cấu thường sử dụng cho xe xe tải hng nh nh GAZ 66 chng hn: Đồ án m«n häc kc«t« HVTH: Ngun Kim Long Hình Cơ cấu phanh xe GAZ-66 Xilanh phanh bánh xe Mâm phanh Lò xo kéo Guốc phanh Tấm ma sát 6.Đệm tỳ dẫn hướng Bulông lệch tâm Lị xo bulơng lệch tâm Chốt lệch tâm 10 Đệm lệch tâm 11 Chốt tựa Mâm phanh gắn mặt bích dầm cầu Các guốc phanh đặt chốt lệch tâm Dưới tác dụng lò xo kéo guốc phanh ép chặt vào cam lệch tâm ép đầu t ựa v piston xilanh công tác làm cho piston xilanh sát g ần Xilanh phanh bánh xe gắn chặt mâm phanh Giữa piston xilanh phanh bánh xe có lị xo để piston luôn ép sát vào guốc phanh Trên bề mặt guốc phanh có gắn má phanh S ự b ố trí c c cấu phanh hình vẽ có đặc điểm hiệu phanh tiến lớn lùi, má phanh trước mịn nhiều má phanh sau Vì v ậy má phanh mịn nên má phanh trước làm dài so với má phanh sau Để giữ cho guốc phanh có hướng chuy ển d ịch ổn định mặt phẳng thẳng đứng mâm phanh có gắn đệm tỳ dẫn hướng §å ¸n m«n häc kc«t« HVTH: Ngun Kim Long 4.2 Cơ cấu phanh có chốt tựa khác phía lực tác dụng lên gu ốc b ằng P1 Y2 X1 X2 Y1 P2 Hình Sơ đồ nguyên lý cấu tạo cấu phanh có chốt tựa khác phía, lực đẩy lên guốc Đặc điểm cấu có hai xilanh phanh bánh xe đặt riêng rẽ cho guốc chốt tựa riêng rẽ bố trí khác phía Các phản lực pháp tuyến tiếp tuyến mômen ma sát guốc phanh X1 = X2 Y1 = Y2 Mms_1 = Mms_2 Ưu điểm loại thuộc loại cân bằng, cường độ hao mòn ma sát nhau, chế độ làm việc hai guốc phanh l Ngoài hiệu phanh theo chiều tiến đạt chất lượng cao guốc làm việc guốc trước Nhược điểm hiệu phanh giảm mạnh xe chuyển động lùi kết cấu cấu phanh phức tạp phải bố trí hai xilanh công tác Cơ cấu phanh dạng áp dụng xe vận t ải có t ải tr ọng trung bình cầu trước tơ Hình kết cấu cấu phanh xe bọc thộp trinh sỏt BRDM 10 Đồ án môn học kcôtô HVTH: NguyÔn Kim Long G1, G2 - Tải trọng tương ứng tác dụng lên bánh xe cầu tr ước sau trạng tĩnh mặt đượng nằm ngang a, b - Khoảng cách tương ứng từ trọng tâm ôtô đến cầu L - Chiều dài sở ôtô ϕ - Hệ số bám bánh xe với mặt đường Thay số vào ta được: Pp1 = 1810.9,81 1,791.0,75 = 11925,45 [N] Pp2 = 5590.9,81 0,744.0,75 = 15299,77 [N] - Bán kính tính tốn bánh xe : rk=λl.r ( m ) Trong đó: + r bán kính tính tốn bánh xe + λl hệ số biến dạng lốp Do bánh xe sử dụng lốp áp suất thấp nên ta có: λl = 0,93 … 0,935 Ta chọn : λl = 0,932 Từ kí hiệu lốp: 8,25 – 20 ta có: + Đường kính lốp:d = 508 + Chiều rộng lốp: [mm] B = 209,55 [mm] Ta có bán kính bánh xe thiết kế: r= d + B [mm] Vậy bán kính tính tốn bánh xe là: rk = λl.( d + B ) [mm] Thay số vào ta được: rk = 0,932.( 1 508 + 209,55 ) = 0,432 [m] 1000 21 Đồ án môn học kcôtô HVTH: Nguyễn Kim Long Do ôtô có cấu phanh hệ thống phanh công tác đặt tr ực ti ếp t ất bánh xe nên mômen phanh cần sinh cấu phanh bánh xe cầu là: - Đối với bánh xe cầu trước Mp1= Pp1.rk [Nm] - Đối với bánh xe cầu sau Mp2= Pp2.rk [Nm] Thay số vào ta được: Mp1 = 11925,447.0,432 = 5151,79 [Nm] Mp2 = 15299,774.0,432 = 6609,5 [Nm] Xác định thông số cấu phanh 4.1 Cơ cấu phanh cầu trước 4.1.1.Chọn thơng số hình học cấu phanh Hình 11 Sơ đồ thơng số hình học cấu phanh cầu trước * Chọn cỏc thụng s ca c cu phanh: 22 Đồ án m«n häc kc«t« HVTH: Ngun Kim Long - Dạng cấu phanh: Cơ cấu phanh có chốt tựa khác phía lực đẩy lên chốt - Bán kính tang phanh : Rt = 190 [mm] - Chiều rộng má phanh : b = 90 [mm] - Khoảng cách từ tâm cấu phanh đến xilanh phanh: a= 150 [mm] - Khoảng cách từ tâm cấu phanh đến chốt tựa: c = a = 150 [mm] - Khoảng cách từ chốt tựa đến tang phanh: e = 160 [mm] - Khoảng cách từ tâm cấu phanh đến chốt tựa chung: d = Rt – e Thay số vào ta có: d = 190 – 160 = 30 [mm] - Hệ số ma sát má phanh tang phanh: µ = 0,35 * Guốc trước - Góc từ trục đứng đến điểm đầu ma sát β1=45 - Góc từ trục đứng đến điểm cuối ma sát β2=145 * Guốc sau - Góc từ trục đứng đến điểm đầu ma sát β’1= 40 - Góc từ trục đứng đến điểm cuối ma sát β’2=145 4.1.2 Xác định mômen phanh guốc phanh sinh a Trường hợp áp suất phân bố lên má phanh p = const Góc ơm má phanh: D = β0 Trong đó: 23 Đồ án môn học kcôtô HVTH: Nguyễn Kim Long β0 = ( β2 - β1) π 180 [rad] Thay số vào ta được: β0= ( 145 – 45 ) π = 1,745 [rad] 180 A = cosβ1- cosβ2 Thay số vào ta A = cos(45) – cos(145) = 1,526 [rad] B =sinβ2 - sinβ1 Thay số vào ta B = sin(145) - sin(45) = - 0.1322 [rad] Do cấu phanh có chốt tựa khác phía lực đẩy lên guốc nên lực đẩy lên guốc phanh m ột cấu phanh cầu tr ước tính theo cơng thức sau: Mτ P1 = P1’ = k (a + c) cos ϕ T ( 2.3 ) Trong đó: Mơ - Là mơmen phanh cấu phanh cần thiết phải sinh [Nm] Cosö - Là hệ số xác định theo cơng thức sau Cosư = d  1−    Rt  Thay số vào ta được: Cosö =  30  1−    190  = 0,987 kT hệ số xác định theo công thức sau đây: kT = c A c.B − −1 µ Rt.D Rt.D + Thay A, B, D, Rt, c ́vào ta được: 24 c A c.B + +1 Rt.D Rt.D Đồ ¸n m«n häc kc«t« HVTH: Ngun Kim Long 1 + 0,15.1,526 0,15.(−0.132) 0,15.1,526 0,15.( −0.132) kT = − −1 + + = 1,3126 0,35.0,19.1,745 0,19.1,745 0,35.0,19.1,745 0,19.1,745 Thay Mơ, kT, a, c cosư vào cơng thức ( 2.3 ) ta P1 = P1’ = 5150,99 = 13130 [N] 1,3126.(0,15 + 0,15).0,987 Mômen phanh guốc trước cấu phanh bánh trước(guốc bên trái) sinh ra: MP1 = P (a + c ) cos ϕ c A cB − −1 RDµ RD [Nm] Thay số vào ta 13130.(0,15 + 0,15).0,987 MP1 = 0,15.1,526 − 0,15.(−0,132) − = 3800 [Nm] 0,19.1,745.0,35 0,19.1.745 Mômen phanh guốc sau cấu phanh trước (guốc bên phải) sinh là: MP1’ = P1 '.(a + c) cos ϕ c A c.B − −1 R.D.µ R.D [Nm] Thay số vào ta MP1’ = MP1= 3800 [Nm] b Trường hợp áp suất phân bố lên má phanh theo quy luật đường sin ( p = pmax.sinâ) Góc ôm má phanh D D =cosâ1 – cosâ2 [rad] Thay số: D = cos45 – cos145 = 1,5258 [rad] 25 Đồ án môn học kcôtô HVTH: Nguyễn Kim Long A= 1 â0 - ( sin2 â2 – sin2 â1) A= π 120 - ( sin2.145 – sin2.45) = 1,3578 180 Thay số: B= ( sin2â2 – sin2â1) Thay số: B= ( sin245 – sin2145) = - 0,0576 Tương tự ta có kT = c A c.B − −1 µ Rt.D Rt.D + c A c.B + +1 µ Rt.D Rt.D Thay A, B, D, Rt, c ́vào ta được: kT = 0,15.1,3578 0,15.(−0,056) − −1 0,35.0,19.1,5258 0,19.1,5258 + 0,15.1,3578 0,15.( −0,056) + + = 1,31 0,35.0,19.1,5258 0,19.1,5258 Thay Mô, kT, a, c, cosư vào cơng thức ( 2.1 ) ta được: P1 = P1’ = 5150,99 = 14390,48 [N] 1,387.(0,15 + 0,15).0,987 Mômen phanh guốc trước cấu phanh bánh trước(guốc bên trái) sinh là: MP1 = P (a + c) cos ϕ c A c.B − −1 R.D.µ R.D [Nm] Thay số vào ta được: 14390,48.(0,15 + 0,15).0,987 MP1 = 0,15.1,357 − 0,15.(−0.056) − = 3820,24 [Nm] 0,19.1,528.0,35 0,19.1,528 Mômen phanh guốc sau cấu phanh trước(guốc bên phải) sinh l: 26 Đồ án môn học kcôtô HVTH: Nguyễn Kim Long MP1’ = MP1 = P1 '.(a + c) cos ϕ c A c.B − − =3820,24 [Nm] R.D.µ R.D 4.2 Cơ cấu phanh cầu sau 4.2.1.Thơng số hình học cấu Hình 2.3 Sơ đồ thơng số hình học cấu phanh cầu sau * Chọn thông số cấu phanh: - Dạng cấu phanh: Cơ cấu phanh chốt tựa phía lực đẩy lên guốc - Bán kính tang phanh: Rs = 190 [mm] - Chiều rộng má phanh : b = 90 [mm] - Khoảng cách từ tâm cấu phanh đến xilanh phanh: a = 150 [mm] - Khoảng cách từ tâm cấu phanh đến chốt tựa: c = a = 150 [mm] - Khoảng cách từ chốt tựa đến tang phanh: e = 160 [mm] - Khoảng cách từ tâm cấu phanh đến chốt tựa chung: d = Rs – e Thay số vào ta có: d = 190 – 150 = 40 [mm] 27 Đồ án môn học kcôtô HVTH: Nguyễn Kim Long - Hệ số ma sát má phanh tang phanh: µ = 0,35 * Guốc trước: - Góc từ trục đứng đến điểm đầu ma sát: β1 = 35 - Góc từ trục đứng đến điểm cuối ma sát: β2 = 145 * Guốc sau: - Góc từ trục đứng đến điểm đầu ma sát: β’1 = 55 - Góc từ trục đứng đến điểm cuối ma sát: β’2 = 1450 4.2.2 Xác định mômen phanh guốc phanh sinh a.Trường hợp áp suất phân bố lên bề mặt má phanh (p = const ) - Góc ơm má phanh D = β0 Trong β0 = ( β2 - β1) π [rad] 180 Thay số vào ta được: β0= ( 145 – 35 ) π = 1,919 [rad] 180 A = cosβ1- cosβ2 Thay số vào ta được: A = cos(35) – cos(145) = 1,6377 [rad] B =sinβ2 - sinβ1 Thay số vào ta được: B = sin(145) - sin(35) = - 0,244 [rad] Ta có: Cosö =  d  1−    Rs Thay s vo ta c: 28 Đồ án m«n häc kc«t« HVTH: Ngun Kim Long Cosư =  30  1−    190  = 0,987 Hệ số kT xác định sau: c A c.B − −1 µ Rt.D Rt.D kT = + c A c.B + +1 µ Rt.D Rt.D Thay A, B, D, Rt, c ́vào ta được: 1 + 0,15.(−0,244) 0,15.1,637 kT = 0,15.1,637 − 0,15.(−0,244) − + + = 1,4245 0,35.0,19.1,919 0,19.1,919 0,35.0,19.1,919 0,19.1,919 Thay số vào công thức (2.3) ta được: P1 = P1’ = 6609,53 = 15370,37 [N] 1,4245.(0,15 + 0,15).0,987 Mômen phanh guốc trước cấu phanh sau (guốc bên trái) sinh là: MP1 = P1 (a + c) cos ϕ c A c.B − −1 Rt.D.µ Rt.D [Nm] Thay số vào ta được: 15670,37.(0,15 + 0,15).0,987 MP1 = 0,15.1,637 − 0,15.1,637 − = 3910,82 [Nm] 0,19.1,919.0,35 0,19.1,919 Mômen phanh guốc sau cấu phanh sau( guốc bên phải) sinh là: MP1’ = P1 '.(a + c) cos ϕ c A c.B + +1 R.D.µ R.D [Nm] Thay số vào ta được: MP1’ 15670,37.(0,15 + 0,15).0,987 = 0,15.1,637 + 0,15.1,637 + = 1240 [Nm] 0,19.1,919.0,35 0,19.1,919 b Trường hợp áp suất phân bố lên má phanh theo quy luật đường sin 29 Đồ án môn học kcôtô HVTH: Nguyễn Kim Long ( p = pmax.sinâ) - Góc ơm má phanh D D =cos(â1) – cos(â2) [rad] Thay số vào ta được: D = cos(35) – cos(145) = 1,637 [rad] A= 1 â0 - ( sin2 â2 – sin2 â1) A= π 110 - ( sin2.145 – sin2.35) = 1,429 180 Thay số: B= ( sin2â2 – sin2â1) Thay số: B= ( sin2145 – sin235) = Tương tự ta có kT = c A c.B − −1 µ Rt.D Rt.D + c A c.B + +1 µ Rt.D Rt.D Thay A, B, D, Rt, c ́vào ta được: 1 + 0,15.1,429 kT = 0,15.1,429 − + = 1,368 0,35.0,19.1,637 0,35.0,19.1,637 Thay số vào công thức ( 2.3 ) ta được: P1 = P1’ = 6609,83 = 16306,07 [N] 1,369.(0,15 + 0,15).0,987 Mômen phanh guốc trước (guốc bên trái ) sinh là: MP1 = P1 (a + c) cos ϕ c A c.B − −1 R.D.µ R.D [Nm] Thay số vo c: 30 Đồ án môn học kcôtô HVTH: Nguyễn Kim Long 16306,07.(0,15 + 0,15).0,987 0,15.1,429 MP1 = = 3880 [Nm] −1 0,35.0,19.1,637 Mômen phanh guốc sau cấu phanh sau (guốc bên phải) sinh là: P1 '.(a + c) cos ϕ c A c.B + +1 R.D.µ R.D MP1’ = [Nm] Thay số vào ta được: MP1’ 16306,07.(0,15 + 0,15).0,987 0,15.1,429 = = 125,11 [Nm] +1 0,35.0,19.1,637 Kiểm nghiệm khả làm việc cấu phanh 5.1.Tính tốn xác định cơng ma sát riêng Công ma sát riêng xác định sở má phanh thu tồn động ơtơ phanh ơtơ vận tốc ban đầu : G.V0 lms= [KNm/m2] 2.g F∑ ( 2.4 ) Trong : - Là trọng lượng tồn ơtơ đủ tải [KG] G V0 - Là vận tốc ô tô bắt đầu phanh Giả sử V0 = 60 km/h = 16,667 [m/s] g - Là gia tốc trọng trường (g=9,81 m/s2) FÓ - Là tổng diện tích tồn má phanh cấu phanh [m2] FÓ = Fccp trước + Fccp sau Trong đó: Fccp trước - Là tổng diện tích má phanh cầu trước Fccp sau - Là tổng diện tích má phanh cầu sau * Diện tích cấu phanh cu trc 31 Đồ án môn học kcôtô HVTH: NguyÔn Kim Long Fccp trước = 2.b.R_t π ( â’0 + â0) 180 Thay Rt, â’0, â0 b vào ta được: Fccp trước = 2.0,09.0,19 π ( 100 + 105 ) = 0,1223 [m2] 180 * Diện tích cấu phanh cầu sau Fccp sau = 2.b.R_s π ( â’0 + â0) 180 Thay Rs, â’0, â0 b vào ta được: Fccp sau = 2.0,09.0,19 π ( 110 + 90 ) = 0,11932 [m2] 180 Vậy ta có tổng diện tích má phanh cấu phanh là: FÓ = 0,1223 + 0,1193 = 0,2416 [m2] Thay số vào công thức (2.4) ta được: lms = 7400.9,81.10 −3.16,667 = 4166,23 [KNm/m2 ] 2.9,81.0,2416 Trị số công ma sát riêng cho phép cấu phanh xe tải là: [lms] =3000 … 7000 [ KNm/m2 ] Thời gian phục vụ má phanh phụ thuộc vào cơng ma sát riêng, cơng lớn nhiệt độ phát phanh cao, tang phanh bị nóng nhiều má phanh chóng bị hỏng Ta thấy trị số công ma sát riêng nằm phạm vi cho phép V ậy c c ấu phanh thoả mãn điều kiện thoát nhiệt trình phanh 5.2 Tính tốn xác định áp suất bề mặt má phanh Giả thiết áp suất bề mặt má phanh phân bố đều, ta xác định giá tr ị áp suất bề mặt ma sát theo cơng thức sau : p= Mτ µ b.Rt β [MN/m2] Trong đó: 32 ( 2.5 ) §å ¸n m«n häc kc«t« HVTH: Ngun Kim Long Mơ - Mô men sinh cấu phanh ́ - Hệ số ma sát â0 - Là góc ôm má phanh b - Chiều rộng má phanh Rt - Là bán kính tang phanh * Đối với cầu trước Thay Môt, Rt, bt, ́và â0_t vào công thức (2.5) ta được: 5151,79.10 −6 p1 = = 1,9248 0,35.0,09.0,19 2.2,093 [MN/m2 ] * Đối với cầu sau Thay Môs, Rs, bs, ́và â0_s vào công thức (2.5) ta 6609,83.10 −6 p2 = = 1,833 0,35.0,09.0,19 2.2,355 [MN/m2 ] áp suất bề mặt má phanh phụ thuộc vào nguyên liệu chế tạo má phanh tang phanh Đối với má phanh giá tr ị áp suất cho phép bề mặt má phanh nằm khoảng: [ p ] = 1,5 … 2,0 [MN/m2 ] Ta nhận thấy p1, p2 < [ p ] má phanh đảm bảo độ bền trình làm việc 5.3 Tính tốn xác định tỷ số khối lượng tồn ơtơ tổng diện tích ma sát má phanh Thời gian phục vụ má phanh được đánh giá tỷ số q: M q= F ∑ Trong đó: M - Là khối lượng tồn b ca ụtụ M =7400 [KG] 33 Đồ án môn häc kc«t« HVTH: Ngun Kim Long FĨ - Là tổng diện tích bề mặt má phanh má phanh t ất cấu phanh Thay số vào ta được: q= 7400 = 3.02.104 0,2416 [KG/m2] Theo quy định xe tải thì: q = 2,5 … 3,5.104 [KG/m2] So sánh với tiêu chuẩn cho phép ta đánh giá tỷ số khối lượng toàn b ộ ơtơ tổng diện tích ma sát má phanh xe nằm kho ảng cho phép, đảm bảo yêu cầu độ bền chi tiết tuổi thọ cấu phanh Trên sở kết luận má phanh xe đảm bảo độ bền để làm việc lâu dài 5.4 Tính tốn nhiệt phát trình phanh Trong trình phanh, động ô tô chuyển thành nhiệt tang phanh chi tiết khác, phần nhiệt mơi tr ường khơng khí Phương trình nhiệt cân nhiệt phanh lực phanh P P gây lên sau quãng đường phanh dS thời gian dt PP dS = Z.Gt.c.dT + Ft.K0.V.T.dt 427 ( 2.6 ) Trong đó: - Gt: Khối lượng tang phanh chi tiết tang phanh có liên quan tới tang phanh [Kg] - c : Nhiệt dung riêng vật liệu làm tang phanh c = 0,125 [Kcal/ Kg.độ] - dT : Độ tăng nhiệt độ tang phanh sau thời gian dt [ 0C ] - T : Hiệu nhiệt độ tang phanh khơng khí [0C ] - Ft : Diện tích bề mt lm mỏt ca tang phanh 34 [m2] Đồ án m«n häc kc«t« HVTH: Ngun Kim Long - K0 : Hệ số truyền nhiệt tang phanh khơng khí [W/m2.10K ] - Z : Số bánh xe có cấu phanh - V : Vận tốc vòng tang phanh [m/s] Khi phanh với cường độ phanh lớn nhất, nhiệt truyền khơng khí khơng đáng kể, bỏ qua thành phần thứ hai phương trình (2.6) Ta có: PPmax dS = Z.Gt.c.dT 427 Tích phân phương trình ta được: Ga V T2 = T + 108500.Z c.Gt ( 2.7 ) Trong đó: T2 - Nhiệt độ tang phanh T1 - Nhiệt độ mơi trường khơng khí Sử dụng kết tài liệu khác ta xác định được: Gt = 17 ( kg ) Giả sử ta phanh xe điều kiện: + Nhiệt độ môi trường T1 = 250c + Với vận tốc phanh V0 = 60 (Km/h) = 16,67 (m/s) Thay số vào công thức (2.7) ta 7400.22,22 T2 = 25 + = 27,51 ( 0c ) 108500.4.0,125.17 Theo kết thực nghiệm phanh xe điều kiện độ tăng nhiệt độ tang phanh không vượt 15 0c Như theo kết tính tốn cấu phanh đảm bảo điều kiện làm việc phanh 5.5 Kiểm tra tượng tự xiết cấu phanh Hiện tượng tự xiết (tự phanh) xảy má phanh ép sát vào tang phanh lực ma sát mà không cần tác động lực P xilanh công tác lên 35 ... xe Do vậy, đồ án “ Tính tốn thiết kế cấu phanh cho xe tải, công thức bánh xe 4X2, trọng tải tấn? ?? đồ án quan trọng Nội dung đồ án bao gồm: - Phần thuyết minh + Phân tích đặc điểm kết cấu cấu phanh. .. vụ đồ án Lời nói đầu Chương I: Phân tích đặc điểm kết cấu cấu phanh Công dụng Yêu cầu Phân tích kết cấu cấu phanh Căn chọn cấu phanh 4. 1 Cơ cấu phanh có chốt tựa phía lực đẩy lên guốc 4. 2 Cơ cấu. .. cấu phanh thường chia làm loại bản: Cơ cấu phanh gu ốc, cấu phanh đĩa cấu phanh dải Hiện ô tô, cấu phanh bánh xe cấu phanh trục truyền sử dụng chủ yếu cấu phanh guốc Nó phân loại sau: - Cơ cấu phanh