Xe máy là phương tiện giao thông phổ biến nhất ở nước ta. Để giảm lực tác động lên xe và người điều khiển thì hệ thống giảm chấn đóng một vai trò hết sức quan trọng. Nhận thấy tính cần thiết của hệ thống giảm xóc nên đề tài thiết kế hệ thống giảm xóc được đề xuất trong học phần “ đề án thiết kế”.
Đề Án Thiết Kế MỤC LỤC MỤC LỤC 1 PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG 2 PHẦN III: CÁCH THÁO, LẮP VÀ BẢO DƯỠNG GIẢM XÓC TRƯỚC 9 TRÌNH TỰ THÁO 9 TRÌNH TỰ LẮP 9 3.1 CÁCH KIỂM TRA VÀ BẢO DƯỠNG GIẢM XÓC 9 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, phương tiên giao thông đóng vai trò quan trọng trong đời sống hằng ngày. Nó phục vụ nhu cầu đi lại của con người. Bên cạnh đó nó đóng góp một phần vào sự phát triển của xã hội. Nhờ có các phương tiện giao thông mà hàng hóa được vận chuyển dễ dàng hơn. Xe máy là phương tiện giao thông phổ biến nhất ở nước ta. Để giảm lực tác động lên xe và người điều khiển thì hệ thống giảm chấn đóng một vai trò hết sức quan trọng. Nhận thấy tính cần thiết của hệ thống giảm xóc nên đề tài thiết kế hệ thống giảm xóc được đề xuất trong học phần “ đề án thiết kế”. Đây là một trong những đề án sinh viên ngành Kỹ Thuật Cơ Khí phải thực hiện trong chương trình đào tạo. Nhằm giúp sinh viên làm quen với công việc của một kỹ sư thiết kế cơ khí. Để hiểu rõ các công việc, phương pháp tiếp cận và thiết kế một thiết bị trong thực tế. Nhằm thực hiện mục tiêu đó, là sinh viên của trường Đại học kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên nói riêng và các sinh viên của những trường kỹ thuật nói chung, luôn cố gắng phấn đấu trong học tập và rèn luyện, trao dồi kiến thức khi đang ngồi trên ghế nhà trường để sau khi ra trường có thể đóng góp một phần trí tuệ và sức lực vào công cuộc đổi mới của đất nước. Qua đề án thiết kế, em đã tổng hợp được một số kiến thức chuyên môn. Nhưng với những hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm thưc tế nên đề án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô để đề án của em được hoàn thiện hơn. Em xin gửi lời cám ơn đến sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong khoa, đặc biệt là các thầy cô đã hướng dẫn tận tình giúp em hoàn thành đề án này. Em xin chân thành cảm ơn ! 1 Đề Án Thiết Kế PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 MỞ ĐẦU Việt nam là một nước đang phát triển theo con đường xã hội chủ nghĩa, với mục tiêu phát triển sự nghiệp công nghiệp hóa- hiện đại hóa đất nước. Hiện nay đất nước ngày càng phát triển, đời sống của nhân dân dần được cải thiện. Mỗi gia đình đều có thể sở hữu ít nhất một chiếc xe máy để phục vụ cho việc đi lại dễ dàng hơn. Xe máy là phương tiện giao thông chủ yếu ở nước ta cả về số lượng cũng như khối lượng vận chuyển hàng hóa trên toàn quốc, đặc biệt tại các khu đô thị và các khu vực kinh tế phát triển, trong đó mô tô và xe máy chiếm vị trí quan trọng nhất. Năm 2005, mô tô, xe máy đáp ứng 62,7% nhu cầu đi lại tại Hà Nội và 77,9% tại TPHCM, trong khi đó đóng góp của xe khách và taxi chỉ là 3,5% tại Hà Nội và tại TPHCM là 5,9%; của xe buýt là 8,4% tại Hà Nội và 5,9% tại TPHCM. Theo một thống kê của Bộ Giao thông Vận tải, tính đến tháng 8/2011, lượng xe máy đăng ký lưu hành đã đạt mức 33,4 triệu chiếc. Hiện nay có nhiều hãng sản xuất xe máy nổi tiếng như Honda, Yamaha, Suzuki…đang có mặt tại Việt Nam. Vậy nên xe máy có hình dáng, kích thước, mẫu mã, giá cả vô cùng phong phú. Xe máy Honda Super Dream là dòng xe được bày bán khá phổ biến trên thị trường. Nó xuất hiện đầu tiên ở Việt Nam qua con đường nhập khẩu từ Thái Lan với mức giá hơn 30 triệu đồng. Nhưng sau đó, Honda công bố mẫu xe Super Dream Việt Nam với mức giá bình dân hơn mà vẫn giữ được những ưu điểm nổi trội như: chất 2 Đề Án Thiết Kế lượng ổn định, tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện với môi trường. Super Dream đã là người bạn thân thiết, là niềm tự hào của nhiều gia đình Việt từ năm 1997. Chúng ta đã biết Việt Nam có địa hình rất phức tạp và chất lượng của các con đường chưa cao. Khi xe đi vào đoạn đường ghồ ghề thì xe bị dao động mạnh gây mất an toàn cho người điều khiển. Do đó, thiết kế hệ thống giảm xóc nói chung và hệ thống giảm xóc trước xe máy nói riêng là một vấn đề cần quan tâm. Do vậy đề tài ĐỀ ÁN THIẾT KẾ: “GIẢM XÓC TRƯỚC XE MÁY” là rất cần thiết và có tính thực tiễn cao. 1.1.1 Mục địch nghiên cứu • Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của giảm xóc trước xe máy. • Nghiên cứu chức năng và vật liệu chế tạo từng chi tiết. • Công nghệ chế tạo giảm xóc. • Hướng cải tiến 1.1.2 Phương pháp nghiên cứu Trước tiên mua một bộ giảm xóc trước trên thị trường. Sau đó tiến hành tháo rời các chi tiết để nghiên cứu, tìm hiểu các chức năng và vật liệu chế tạo của từng chi tiết. Sử dụng thước panme, thước cặp đo kích thước của từng chi tiết.Khi đã có kích thước của chi tiết thì sử dụng các phần mềm thiết kế để đưa ra bản vẽ chế tạo. Dùng các kiến thức đã học như: sức bền, chi tiết máy và nguyên lý máy …để phân tích được thiết kế, tính toán và kiểm tra bền cho các chi tiết. 1.2 HỆ THỐNG GIẢM XÓC TRƯỚC 1.2.1 Công dụng 3 Đề Án Thiết Kế Hệ thống giảm xóc được thiết kể để giảm chấn động cho người và xe. Nó giúp người lái đỡ mệt và dễ điều khiển xe. Bên cạnh đó nó còn đảm bảo sự bền chắc của các mối ghép và kéo dài thời gian sử dụng của xe. 1.2.2 Phân loại Xe máy thường dùng ba loại giảm xóc sau [1]: + Giảm xóc lò xo: dùng cho bánh trước và bánh sau, dùng cho nhiều kiểu xe máy. + Giảm xóc lò xo có càng phụ: dùng cho bánh trước xe nữ kiểu Nhật (Honda, Yamaha, Suziki …) Hình 1: Giảm xóc trước của Honda Super Cub 81 + Giảm xóc lò xo có dầu nhờn (giảm xóc dầu) còn gọi là giảm xóc thủy lực: dùng trong nhiều kiểu xe máy đời mới. 4 Đề Án Thiết Kế Hình 2: Giảm xóc của Wave Hình 3: Giảm xóc trước của Airblade 1.2.3 Tính sẵn có trên thị trường Phụ tùng thay thế của hãng xe máy như: Honda, Yamaha, Suzuki …hiện đang có mặt tại hầu hết các đại lý và hiệu sửa chữa, bảo dưỡng xe máy trên toàn quốc. Vì vậy việc mua hay thay thế một bộ giảm xóc cho xe máy là rất dễ dàng. Bên cạnh đó các bộ giảm xóc có nhiều mẫu mã và kiểu dáng đẹp mắt đăc biệt giá cả phù hợp với thu nhập của người dân. Ví dụ như: một đôi giảm xóc trước xe máy Honda Super Dream giá bán trên thị trường là 500-600 nghìn/đôi,vỏ giảm xóc trước combiz của Exciter - Sirius - Jupiter -nouvo LX có giá 600 nghìn/đôi. 1.3 GIỚI THIỆU VỀ GIẢM XÓC TRƯỚC XE MÁY HONDA SUPER DREAM Giảm xóc trước của Honda Super Dream là một trong những bước tiến bộ vượt trội về công nghệ khi ứng dụng giảm xóc dạng xy-lanh vào các loại xe dân dụng. Hình 1.3: Giảm xóc trước của Honda Super Dream 5 Đề Án Thiết Kế Trước nó hầu hết các loại xe dân dụng đều được sử dụng dạng thụt đòn bẩy (càng phụ 1) hình 1. Dạng giảm xóc này có nhược điểm là tuổi thọ các khớp kém (khớp giữa càng phụ 1 với xi lanh 2) nên xe dễ mất ổn định. Mặt khác, nó có tay đòn dài (càng phụ 1) và lực tác dụng lên tay đòn theo nguyên tắc đòn bẩy nên không chịu được lực tác dụng lớn nên thường bị nâng lên quá mức. Giảm xóc dạng xy-lanh tỏ ra vượt trội trong khả năng giảm, triệt tiêu rung động truyền từ bánh trước lên tay lái làm cho xe vận hành một cách nhẹ nhàng trong điều kiện đường không bằng phẳng, giảm rung động lên tay lái làm cho người điều khiển thoải mái hơn. Một cộng dụng không kém phần quan trọng là hỗ trợ giảm quán tính trong việc dừng xe đột ngột, nâng cao độ an toàn đối với phương tiện và người điều khiển, giảm hiện tượng trượt bánh trước khi phanh. PHẦN II: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 2.1 CẤU TẠO 1. Xy-lanh 2. Piston 3. Phớt chắn dầu 4. Ốc nắp piston 5. Gioang nắp piston 6. Lò xo giảm xóc 7. Vòng cách 8. Phớt chắn dầu 9. Vòng đệm cao su 10.Lò xo đệm 11. Ty giảm xóc 12.Vòng chặn 13.Vòng đệm 14.Vít xả dầu 6 4 3 6 Đề Án Thiết Kế Hình 2.1: Cấu tạo của giảm xóc trước xe máy dream 2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG L u k b m v x Hình 2.2.1: Sơ đồ nguyên lý của giảm xóc 7 5 2 7 8 1 14 11 9 12 13 10 Đề Án Thiết Kế Nguyên tắc giảm chấn của giảm xóc trước cũng khá đơn giản là dùng lực đàn hồi của lò xo giảm xóc cộng thêm lực cản của lượng dầu trong xy-lanh. Khi đi trên đường gồ ghề, lực chấn động theo phương thẳng đứng từ mặt đường truyền qua bánh xe đến giảm xóc. + Khi piston 2 đi xuống thì làm cho lò xo 6 bị nén. Đồng thời dầu phía dưới piston cũng bị nén lại. Do phía trong của ty giảm xóc 11 rỗng nên dầu được đưa lên phía trên và vào phía trong piston. + Khi piston đi lên, dầu từ trong piston bị hút trở lại. Lúc này lò xo 6 dần trở về trạng thái ban đầu. Piston đi xuống và đi lên làm cho biên độ dao động của lực chấn động giảm dần nhờ lực đàn hồi của lò xo thụt cộng thêm lực cản của dầu trong xy-lanh. Quá trình này xảy ra cho đến khi lực chấn động bị dập tắt hoàn toàn. So sánh khi xe không có hệ thống giảm xóc và khi xe có hệ thống giảm xóc. + Khi xe không có hệ thống giảm xóc: nếu xe máy chuyển động trên đường gồ ghề thì lực chấn động làm cho thân xe dao động với biên độ lớn và thời gian dập tắt hoàn toàn dao động kéo dài. + Khi xe có hệ thống giảm xóc: Biên độ dao động và thời gian dập tắt hoàn toàn dao động được rút ngắn. Hình 2.2.2: So sánh khi xe không có hệ thống giảm xóc với khi xe có hệ thống giảm xóc. 8 Đề Án Thiết Kế PHẦN III: CÁCH THÁO, LẮP VÀ BẢO DƯỠNG GIẢM XÓC TRƯỚC TRÌNH TỰ THÁO + Dùng cle lục giác tháo vít xả dầu 14 để xả hết dầu ra ngoài. +Tháo ốc nắp piston 4. + Tháo phớt chắn dầu 3. Khi tháo được phớt chắn dầu 3 ta lấy được piston 2, lò xo 6, ty giảm xóc 11, lò xo đệm 10 và xy-lanh 1. Trong piston gồm có vòng đệm 13 và vòng chặn 12 nhưng không tháo hai chi tiết này vì sau khi tháo có thể làm hỏng kết cấu. Nếu trường hợp hai chi tiết này hỏng thì khi đó nên thay giảm xóc mới. + Trong xy-lanh tháo vòng cách 7 và dùng vam tháo phớt chắn dầu 8. TRÌNH TỰ LẮP + Lắp lò xo 10 vào ty giảm xóc 11 sau đó lắp vào piston 2. + Lắp phớt chắn dầu 8 và vòng cách 7 vào xy-lanh 1. + Lắp vít xả dầu để cố định ty giảm xóc trong piston với xy-lanh. + Lắp lò xo 6 và phớt dầu 3. + Lắp ốc nắp piston 4 sau khi đã đổ dầu vào trong piston. 3.1 CÁCH KIỂM TRA VÀ BẢO DƯỠNG GIẢM XÓC Quan trọng nhất trong giảm xóc là lò xo và ty giảm xóc. Do phản lực mặt đường luôn thay đổi nên gây ra chấn động tới xe và người điều khiển. Chấn động truyền từ 9 Đề Án Thiết Kế bánh xe qua mayơ đến giảm xóc. Khi đó lò xo có tác dụng đàn hồi, giảm chấn làm cho lực chấn động không tác động trực tiếp vào người, không gâp rung giật mạnh. Ty giảm xóc có tác dụng điều tiết dầu trong xy-lanh để dập tắt các dao động của khung xe, bảo đảm tốt hơn cho sự êm ái của khung cũng như người ngồi trên xe. Để kiểm tra giảm xóc trước cần bóp chặt phanh trước rồi nhún mạnh nếu thấy tiếng kêu lục cục là giảm xóc đã kém hoặc bị chảy dầu. Giảm xóc trước còn tốt có độ nhún sâu và hoạt động ổn định. Trong quá trình sử dụng, chủ xe cần theo dõi biến đổi của giảm xóc để bảo dưỡng sửa chữa ngay khi có sự cố. Sau đây là một số vấn đề thường gặp trong giảm xóc trước: Trường hợp 1: Khi đi, giảm xóc có tiếng kêu cót két. Hiện tượng này có thể do lò xo bị han gỉ (bị ôxi hóa), piston đã bị méo nên cọ xát vào mặt trong của vỏ xy-lanh hoặc ty giảm xóc bị cong. Để khắc phục hiện tượng trên cần tháo giảm xóc, nếu lò xo bị han gỉ mà vẫn sử dụng được thì cạo hết gỉ ở lò xo. Nếu lò xo bị han gỉ quá nhiều thì nên thay lò xo khác hoặc thay giảm xóc. Khi piston bị méo hay ty giảm xóc bị cong có thể nắn lại bằng dụng cụ chuyên dùng. Trường hợp 2: Khi xe chở đủ tải, bị sệ một bên và kèm theo tay lái không cân bằng. Xe của bạn có thể đã bị gãy một bên lò xo (ở phía xệ thấp), hoặc lò xo hai bên có độ cứng không đều nhau hoặc một piston bị cong. Tùy theo nguyên nhân mà thay lò xo hoặc nắn lại piston. Trường hợp 3: Ở cuối thân giảm xóc có dầu bám ướt hoặc khi xe chạy qua các ổ gà phát ra tiếng kêu lộc cộc, đó là xe đã bị chảy dầu ty giảm xóc. Đối với giảm xóc trước, việc thay dầu dễ dàng hơn vì có cấu tạo tháo rời pittông và xy-lanh. Cần đổ dầu giảm xóc đúng chủng loại và lượng. Nếu sau khi thay dầu mà giảm xóc vẫn cứng có nghĩa là lượng dầu đã vượt quá mức quy định, cần xả bớt dầu qua vít xả ở đáy giảm xóc. 10 [...]... + Nhờ có hệ thống giảm xóc thì tác động của mặt đường lên xe dần được triệt tiêu CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN CHUNG 6.1 KẾT LUẬN 24 Đề Án Thiết Kế Thực hiện đề án thiết kế đã giúp em hiểu được cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống giảm xóc trước của xe máy Là cơ hội nghiên cứu, học tập và là tiền đề cho công việc của em sau này Giảm xóc trước của Honda Super Dream thuộc loại giảm xóc dầu Giảm xóc dầu vượt... khả năng giảm, triệt tiêu rung động nên được sử dụng phổ biến tại các xe máy hiện nay 6.2 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC • Hiểu biết thêm về hệ thống giảm xóc trước dùng cho xe máy hiện đại • Nắm vững được nguyên lý hoạt động của giảm xóc dầu • Tìm hiểu được chức năng của hệ thống giảm xóc trước • Biết được quy trình tháo,lắp và bảo dưỡng • Phân tích thiết kế một số chi tiết cụ thể như: xy-lanh, ty giảm xóc, piston,... PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG CỦA GIẢM XÓC 5.1 YÊU CẦU TÍNH TOÁN Nhiệm vụ chính của hệ thống giảm xóc trước xe máy là dập tắt hoàn toàn dao động đến từ phía trước của xe khi xe hoạt động trên đường Nó làm cho lực chấn động không ảnh hưởng trực tiếp đến người điều khiển và không gây dao động mạnh Từ đó thấy rằng mức độ ổn định khi làm việc là vấn đề cần quan tâm của bài toán thiết kế giảm xóc trước xe máy Chính vì... yêu cầu của bài toán thiết kế giảm xóc trước xe máy phải giải quyết những vấn đề sau: + Xây dựng phương trình dao động tổng quát của giảm xóc + Xác định biên độ dao động của xe + Áp dụng tính toán cho giảm xóc trước Honda Super Dream 5.2 XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG TỔNG QUÁT v m x b u k L Áp dụng phương trình Lagrange để thiết lập phương trình vi phân chuyển động của cơ hệ 17 Đề Án Thiết Kế Phương... BẢN VẼ CHẾ TẠO TY GIẢM XÓC Vật liệu chế tạo ty giảm xóc là thép C45 Mác thép Thành phần hóa học % C C45 0.42 ÷ 0.49 Mn < 0.8 Cr Si Ni < 0.25 < 0.37 < 0.25 Ty giảm xóc có nhiệm vụ điều tiết dầu trong xy-lanh để giảm chấn động Trên ty giảm xóc khoan các lỗ có đường kính Φ 3 và Φ 4 Trong xy-lanh, khi piston chuyển động xuống phía dưới thì dầu phía ngoài ty giảm xóc bị nén Do ty giảm xóc rỗng bên trong... trình Lagrange có dạng : d ∂T ∂T ∂φ ∂π =− • − + Q* • ÷− ÷ x dt x ∂ x ∂x Trong đó: T : Thế năng của cơ hệ, : Năng lượng hao tán : Thế năng Q*: Lực suy rộng Hệ thống giảm xóc trước xe máy là bài toán của hệ một bậc tự do Chọn hệ tọa độ suy rộng, x như hình vẽ 1 •2 + Động năng của cơ hệ: T = m x 2 + Thế năng gây ra bởi lò xo : π = 1 2 k( x − u) 2 2 1 • • + Năng lượng cản do bộ cản nhớt: φ =... xuống phía dưới qua lỗ Φ 3 (do áp suất trong vùng từ đáy vỏ thụt đến phía dưới piston giảm) Tiện tạo bậc để giữ cho lò xo 10 không trượt ra khỏi ty giảm xóc Mặt khác trên ty giảm xóc được gia công ren để cố định nó với vỏ thụt bằng vít xả dầu 15 Đề Án Thiết Kế 4.5 BẢN VẼ CHẾ TẠO LÒ XO Lò xo có tác dụng đàn hồi và giảm chấn Nó làm cho lực chấn động không tác động trực tiếp vào người và không gâp dao...11 Đề Án Thiết Kế PHẦN IV: BẢN VẼ LẮP, BẢN VẼ CHẾ TẠO VÀ PHÂN TÍCH THIẾT KẾ 4.1 BẢN VẼ LẮP Đề Án Thiết Kế 4.2 12 BẢN VẼ CHẾ TẠO XY LANH Xy- lanh là nơi chứa dầu để giảm chấn và các chi tiết như: piston, lò xo, ty giảm xóc Phía ngoài xy-lanh có chỗ để lắp với trục trước Xy-lanh được chế tạo bằng phương pháp đúc với vật liệu chế tạo là... x = V2 (η, D)u với V2 = Trong đó: 1 + 4D 2 η2 (1 −η2 ) 2 + 4D 2η2 20 Đề Án Thiết Kế η= Ω ω0 D= δ là độ cản Lerh ω0 $ Vậy x là biên độ dao động của xe 5.4 ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO GIẢM XÓC TRƯỚC HONDA SUPER DREAM 5.4.1 Thông số của hệ thống a, Độ cứng của lò xo Theo công thức (15.23)[2] ta có: Độ cứng của lò xo: Gd 4 k= 3 8D n Với lò xo bằng thép thì modun đàn hồi trượt G = 8.104 Mpa Số vòng làm việc của... 8.14,23.51 b, Độ cản nhớt Độ cản nhớt b = 300 kg/s 5.4.2 Áp dụng 21 Đề Án Thiết Kế a, Bài toán: Giả sử xe có khối lượng m =120 kg chuyển động đều với vận tốc v= $ 50km/h trên đường gập ghềnh hình sin Phương trình mặt đường là u = u sin( 2πs ) L $ với u = 2cm ; L=100 cm Trong đó s là quãng đường mà xe đi được.Bộ giảm chấn có độ cứng k= 4,21 N/mm và hệ số cản nhớt b=300 kg/s Giả sử bỏ qua lò xo 10 Ta có phương . trọng. Nhận thấy tính cần thiết của hệ thống giảm xóc nên đề tài thiết kế hệ thống giảm xóc được đề xuất trong học phần “ đề án thiết kế . Đây là một trong những đề án sinh viên ngành Kỹ Thuật. cần xả bớt dầu qua vít xả ở đáy giảm xóc. 10 Đề Án Thiết Kế PHẦN IV: BẢN VẼ LẮP, BẢN VẼ CHẾ TẠO VÀ PHÂN TÍCH THIẾT KẾ 4.1 BẢN VẼ LẮP 11 Đề Án Thiết Kế 4.2 BẢN VẼ CHẾ TẠO XY LANH Xy- lanh là nơi. khiển. Do đó, thiết kế hệ thống giảm xóc nói chung và hệ thống giảm xóc trước xe máy nói riêng là một vấn đề cần quan tâm. Do vậy đề tài ĐỀ ÁN THIẾT KẾ: “GIẢM XÓC TRƯỚC XE MÁY” là rất cần thiết và