Giới thiệu lựa chọn phương án thiết kế hệ thông treo

ChơngI Giới thiệu lựa chọn phơng án thiết kế hệ thông treo I, Công dụng phân loại hệ thống treo 1,Công dụng: - Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ xe với cầu( bánh xe) ôtô Nhiệm vụ hệ thống treo làm giảm tải trọng động dập tắt dao động phận đợc treo Hệ thống treo ôto bao gồm: - Bộ phận dẫn hớng: Xác định động học chuyển động bánh xe, truyền lực kéo, lực phanh, lực bên mô men phản lực chúng lên khung vỏ xe - Các phần tử đàn hồi nhận truyền lên khung (vỏ ) lực thẳng đứng đờng Làm giảm tải trọng động xe chạy đờng không phẳng đảm bảo tính êm dịu ôtô - Bộ phận giảm chấn dùng để dập tắt dao động thẳng đứng khung vỏ sinh mặt đơng không phẳng 2,Phân loại: a, Theo sơ đồ bố trí phận dẫn hớng: - Loại treo phụ thuộc với cầu liền( loại đơn giản, loại thăng bằng) - Loại treo độc lập với cầu cắt( loại bánh xe dịch chuyển mặt phẳng dọc, mặt phẳng ngang, hai mặt phẳng loại nến) b,Theo phần tử đàn hồi - Bằng kim loại (lá nhíp, lò so xoắn, xoắn) - Loại khí (bầu cao su sợi, bầu màng, loại ống) - Loại thuỷ lực, thuỷ khí - Loại cao su (nén, xoắn) c,Theo phơng pháp dập tắt dao động - Loại giảm chấn thuỷ lực (tác dụng chiều hai chiều) - Loại giảm chấn ma sát 3,Yêu cầu : - Đảm bảo cho ôtô có tính êm dịu tốt chạy đờng cứng phẳng - Đảm bảo cho xe chạy với tốc độ giới hạn chạy đờng sấu mà va đập lên ụ đỡ - Đảm bảo động học bánh xe dẫn hớng chúng dao động mặt phẳng thẳng đứng - Dập tắt nhanh dao động thùng vỏ xe - Giảm độ nghiêng bên thùng xe xe quay vòng II,Tải trọng thiết kế: + Loại ôtô + Tải trọng tác dụng lên cầu trớc: Ga1=6670 N + Tải trọng tác dụng lên cầusau: Ga2=6670 N + Chiều dài sở: La =2424(mm) + Lốp xe: 7.00-16-10PR - Dựa sở phân loại yêu cầu ta chọn phơng án cho xe loại hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp có giảm chấn thuỷ lực Vì phơng án đơn giản đảm bảo đợc độ êm dịu tốt cho ôtô con, dập tắt nhanh dao động khung vỏ xe Dễ việc thiết kế chế tạo Chơng II Tính toán thiết kế sơ hệ thống treo cầu sau I, Chiều dài tổng quát nhíp L: - Đợc tính theo chiều dài sở theo công thức kinh nghiệm: - Đối với ôtô L = (0.35 - 0.55)La; L = 0.5*2424 = 1212(mm) II,Mô men quán tính tổng cộng J -Chọn loại nhíp loại nhíp đối xứng: * C * L3 J = ; 48 * E -Trong -Đối với xe con: : Hệ số dạng nhíp 1.35- 1.46; Chọn 1.43 C: độ cứng nhíp (N/m) - Đợc chọn thông qua tần số dao động cho phép hệ thống nhíp đảm bảo độ êm dịu vận hành [n ] = 80 120 dđ/ phút Chọn [ n] = 76 3.14[ n] Ga = 30 g C= 3.14 * 76 6670 = 21103 (N/m) * 30 *10 E: Mô duyn đàn hồi vật liệu chế tạo nhíp 2.15 10 MN/m2 1.4 * 21103 *1212 J = = 5206(mm4) 48 * 2.15 *10 3,Tiết diện nhíp: Các giả thiết để thiết kế nhíp: - Tổng đại số mô men quán tính nhíp mô men quán tính tổng cộng: n J = J i =1 i - Số nhíp n chọn xe - Tỉ số bề rộng b chiều cao h chọn b = 10; h Dựa giả thiết nêu gía trị J tính đợc h,b theo công thức: J b * h3 =n 12 h = J * 12 = n * 10 5206 *12 = 6.8(mm) *10 b = h*10 = 68(mm) IV,Chiều dài nhíp Li = li d/2 - Chiều dài nhíp đợc tính chọn cho biểu đồ phân bố ứng suất hợp lý xét thứ i nhíp đối xứng, xảy ba trờng hợp sau: Pi> Pi+1 Li xi i= >1 i Pi Pi+1 Pi> Pi+1 Pi= Pi+1 xi i= R>R1) dới tác dụng tải trọng nhíp chịu ứng suất nén ban đầu, có tải trọng tác dụng nhíp duỗi giảm đợc ứng suất uốn Chơng IV Tính phần tử nhíp I, Tai nhíp: - Tai nhíp thờng đợc tính theo ứng suất tổng hợp bao gồm ứng suất uấn ứng suất nén hay ứng suất kéo.ứng suất uấn tai nhíp là: u = Mu Wu u = X max D + hc bhc2 : - Trong đó: Xkmax:lực kéo tiếp tuyến cực đại Xkmax = *Zbx = 0.6*667/2 = 2334.5 (N) hc: chiều dầy nhíp 6.8(mm) D:đờng kính tai nhíp(mm) b: bề rộng nhíp 68 (mm) - ứng suất nén tai nhíp n = X xmzx bhc - ứng suất tổng hợp tai nhíp tính theo D + hc th = X k max + bh bh c c - Với đờng kính chọn D = 50(mm) 50 + 6.8 + 68 * 6.8 68 * 6.8 th = 2334.5 th = 134(MN/m2) - Thoả mãn điều kiện bền th < [ gh ] = 350( MN / m ) II, Chốt nhíp: -Chốt nhíp đợc kiểm tra theo ứng suất dập Z 6670 / = = 0.49( MN / m) Db 50 * 68 - Thoả mãn điều kiện bền d < gh = 3( MN / m ) d = [ ] Chơng V Cơ sở tính toán giảm chấn I,Nguyên lý làm việc chung II,Sơ đồ nguyên lý làm việc giảm chấn ống: -Nguyên lý làm việc giảm chấn thuỷ lực: chất lỏng bị dồn từ buồng chứa sang buồng chứa khác qua van tiết lu bé nên chất lỏng chịu sức cản chuyển động lớn Sức cản làm dập tắt nhanh chấn động lợng dao động dao động bị biến thành nhiệt nung nóng chất lỏng chứa giảm chấn 1, Đầu nối với khung xe;9, Lỗ trả nhẹ 2,Vỏ giảm chấn ;11,Lỗ nén mạnh 3,Phớt cao su ;12, Lỗ trả mạnh 4,Vỏ ;13,Lỗ nén nhẹ 5,Pittông ;14, Van chiều 6,10, Van chiều ;15,Lỗ trả nhẹ 8,17, Lò xo ;6,đầu nối với cầu - Nguyên lý làm việc : - Gồm có bốn thời kỳ: 1,Nén nhẹ: - Trong hành trình nén nhẹ cán pittông pittông vào xi lanh làm việc, van nén bị lò so mềm mở dễ dàng chất lỏng chảy qua buồng dới pittông lên buồng cách tự do, nhng chất lỏng vào hết buồng pittông thể tích cán pittông chiếm chỗ nên phần chất lỏng ( thể tích choán chỗ cán pittông) chẩy qua lỗ van 14 vào buồng điền đầy làm tăng áp suất không khí buồng lên Lỗ 14 sinh sức cản tỉ lệ với bình phơng vận tốc chất lỏng chẩy qua lỗ áp suất chất lỏng nén buồng buông dới gần nh nên lực cản nén Z2= pnFt 2,Nén mạnh - Khi nén mạnh chất lỏng không kịp chẩy qua lỗ 14 áp suất xi lanh làm việc tăng dẫn đến van giảm tải 10 mở Diện tích thông qua tăng đột ngột lực cản nén tiếp tục tăng nhng chậm vài lần so với nén nhẹ 3,Trả nhẹ - Trong hành trình trả cán pittông pittông lên trên, van đóng lại áp suất buồng tăng lên, chất lỏng chẩy xuống buồng dới pittông qua lỗ 15 Thể tích pittông lớn thể tích chất lỏng chảy xuống buồng dới pittông thể tích gồm phần thể tích cán Nh chất lỏng chẩy xuống dới xẽ thiếu buông điền đầy bù vào phần qua van trả Van mở áp suất giảm thực tế áp suất buồng điền đầy buồng dới nh 4,Trả mạnh - Khi trả mạnh chất lỏng không kịp chẩy qua lỗ 15 áp suất buồng xi lanh làm việc tăng dẫn đến van giảm tải mở Diện tích thông qua tăng đột ngột lực cản trả tiếp tục tăng nhng chậm vài lần so với nén nhẹ II,Tính toán giảm chấn -Phơng trình dao động phần đợc treo m Z +k Z +CZ = F(t) -Trong k= Gbx (Ns/m) 0.313 f Chọn = 0.15 0.25 ; chọn = 0.2 m : Khối lợng đợc treo xe 667(kg) Gbx: Trọng lợng đợc treo xe 6670(kg) fT :Độ võng tĩnh bánh xe hệ thống treo 0.158 (m) k : Hệ số cản hệ thống treo (Ns/m) kg : Hệ số cản giảm chấn kg=k :Hệ số kể đến cách bố trí giảm chấn C : độ cứng lò xo - Với giảm chấn đặt nghiêng so với phơng thẳng đứng góc = 1/cos; chọn = 300; = 1.15 Z1:lực cản hành trình trả Z2: lực cản hành trình nén v:vận tốc chuyển động pittông giảm chấn Z1 = k1*v Z2 = k2*v k1,k2:hệ số cản hành trình trả hành trình nén kg = 0.5(k1+k2) ; chọn k1/k2=3 kg = = Gbx 0.313 f 1.15 * 0.2 * 6670 0.313 0.158 = 6188.8 (Ns/m) k1 = kg/2 = 6188.8/2 = 3094.4(Ns/m) k2 = k1*3 = 3094.4*3 = 9283.2 (Ns/m) a,Tính toán kích thớc(vỏ ngoài) Dựa vào cân lợng, công lực cản biến thành nhiệt - Công suất làm việc chu kỳ dao động NT = Z1 v/2 + Z2v/2 =(k1+k2)v2/2 v: tốc độ pittông giảm chấn 0.25 m/s - Công : L = NTt - Toàn công biến thành nhiệt nung nóng giảm chấn toả môi trờng L =F(Tmax T0)t - Trong F: Diện tích vỏ giảm chấn (m2) Tmax : nhiệt độ cực đại cho phép vỏ giảm chấn=(120-130) 0C , giảm chấn ,làm việc liên tục vòng chọn 1250C T0 nhiệt độ môi trờng 200C t:là thời gian làm việc (h) :Hệ số truyền nhiệt (60 70)1.16 Ws/m2 ( k1 + k 2) v F = ( T T ) max = = kgv2 ( Tmax T0 ) 6188.8 * 0.25 (125 20) * 69.6 = 0.0529m2 - Với giảm chấn ống F = 3.14D lg - Trong lg/D =3 5; chọn l/D = - Đờng kính xy lanh giảm chấn D= = F 3.14 * 0.0529 3.14 * = 0.0649( m) - Chiều dài giảm chấn lg = 4*D = 4*0.0649 = 0.2597( m) b, Tính toán thiết kế lỗ van giảm chấn Tính lỗ van giảm chấn trình trả - Để tính toán lỗ van làm việc giảm chấn phải tính lu lợng qua lỗ dầu giây Qp = (Fp -Ft) Z - Trong Z : vận tốc pittông 0.25(m/s) FP: diện tích pittông (m2) Ft: diện tích cán pittông (m2) D FP = 3.14* 2 0.0649 =3.14* = 0.0033(m2) 10 - Đờng kính cán pittông d = 0.4D = 0.4*0.0649 = 0.026(m2) - Diện tích cán pittông d Ft= 3.14* 2 0.026 =3.14* = 0.0005(m2) - Lu lợng chất lỏng qua giâyQv = àFV -Trong gp (m3/s) - hệ số cản lỗ chọn 0.6 Fv-Diên tích lỗ van (m2) - Trọng lợng riêng chất lỏng 9*103(N/m3) p-áp suất chất lỏng (MN/m2) g-gia tốc trọng trờng Lực cản giảm chấn Zg = (Fp Ft) p = ( Fp Ft ) Z = k1 Z 2 gà Fv - Chọn số lỗ van 5(lỗ) diện tích lỗ t) Z Fv = ( F p F gà k1 = * 10 * (0.0033 0.0005) 0.25 * 9.81 * 0.6 * 3094.4 = 8*10-6 m2 - Đờng kính lỗ tiết lu trình trả d = Fv / 3.14 = * *10 / 3.14 = 0.003(m) Tính lỗ van giảm chấn trình trả - Để tính toán lỗ van làm việc giảm chấn phải tính lu lợng qua lỗ dầu giây Qt= Ft Z - Trong 11 Z : vận tốc pittông 0.25(m/s) Ft: diện tích cán pittông (m2) - Lu lợng chất lỏng qua giây gp (m3/s) Qv = àFV -Trong - hệ số cản lỗ chọn 0.6 Fv-Diên tích lỗ van (m2) - Độ đậm đặc chất lỏng 9*10-7(kg/m3) p-áp suất chất lỏng (MN/m2) g-gia tốc trọng trờng Lực cản giảm chấn Zg = Ft p = Ft Z gà k - Chọn số lỗ van 1(5lỗ) diện tích Fv = Ft Z gà k = 9000 * 0.0005 * 0.25 * 9.81 * 0.6 * 9283.2 = 4*10-6 m2 - Đờng kính lỗ tiết lu trình nén d = Fv / 3.14 = * *10 / 3.14 = 0.001(m) 12 [...]...- Đờng kính cán pittông d = 0.4D = 0.4*0.0649 = 0.026(m2) - Diện tích cán pittông d Ft= 3.14* 2 2 0.026 =3.14* 2 2 = 0.0005(m2) - Lu lợng chất lỏng đi qua trong một giâyQv = àFV -Trong đó 2 gp (m3/s) à - hệ số cản của lỗ chọn 0.6 Fv-Diên tích lỗ van (m2) - Trọng lợng riêng chất lỏng 9*103(N/m3) p-áp suất chất lỏng... Trong đó 11 Z : vận tốc pittông 0.25(m/s) Ft: diện tích cán pittông (m2) - Lu lợng chất lỏng đi qua trong một giây 2 gp (m3/s) Qv = àFV -Trong đó à - hệ số cản của lỗ chọn 0.6 Fv-Diên tích lỗ van (m2) - Độ đậm đặc chất lỏng 9*10-7(kg/m3) p-áp suất chất lỏng (MN/m2) g-gia tốc trọng trờng Lực cản giảm chấn Zg = Ft p = Ft 3 Z 2 gà 2 k 2 - Chọn số lỗ van 1(5lỗ) diện tích Fv = 1 Ft 2 Z 5 2 gà k 2 3... (Fp Ft) p 2 3 = ( Fp Ft ) Z = k1 Z 2 2 2 gà Fv - Chọn số lỗ van 5(lỗ) diện tích mỗi lỗ 3 t) Z Fv = 1 ( F p F 5 2 gà 2 k1 = 1 9 * 10 3 * (0.0033 0.0005) 3 0.25 5 2 * 9.81 * 0.6 2 * 3094.4 = 8*10-6 m2 - Đờng kính lỗ tiết lu quá trình trả d = 4 Fv / 3.14 = 4 * 7 *10 6 / 3.14 = 0.003(m) Tính lỗ van giảm chấn trong quá trình trả - Để tính toán lỗ van làm việc của giảm chấn phải đi tính lu lợng