1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Giới thiệu lựa chọn phương án thiết kế hệ thông treo

12 318 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 12
Dung lượng 318 KB

Nội dung

Nhiệm vụ của hệ thống treo làm giảm tải trọng động và dập tắt các dao động của bộ phận đợc treo.. Hệ thống treo của ôto bao gồm: - Bộ phận dẫn hớng: Xác định động học chuyển động của bá

Trang 1

Giới thiệu và 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 giữa khung hoặc vỏ xe với các cầu( các bánh xe) của ôtô Nhiệm vụ của hệ thống treo làm giảm tải trọng động và dập tắt các dao động của bộ phận đợc treo

Hệ thống treo của ôto bao gồm:

- Bộ phận dẫn hớng: Xác định động học chuyển động của bánh xe, và

truyền các lực kéo, lực phanh, lực bên và các mô men phản lực của chúng lên khung và vỏ xe

- Các phần tử đàn hồi nhận và truyền lên khung (vỏ ) các lực thẳng đứng của đờng Làm giảm tải trọng động khi xe chạy trên đờng không bằng phẳng

đảm bảo tính năng êm dịu của ôtô

- Bộ phận giảm chấn dùng để dập tắt các dao động thẳng đứng của khung

vỏ sinh ra do mặt đơng không bằng phẳng

2,Phân loại:

a, Theo sơ đồ bố trí bộ 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 trong mặt phẳng dọc, mặt phẳng ngang, trong hai mặt phẳng và loại nến)

b,Theo phần tử đàn hồi

- Bằng kim loại (lá nhíp, lò so xoắn, thanh 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 một chiều và hai chiều)

- Loại giảm chấn ma sát

3,Yêu cầu :

- Đảm bảo cho ôtô có tính năng êm dịu tốt khi chạy trên đờng cứng và bằng phẳng

- Đảm bảo cho xe chạy với tốc độ giới hạn khi chạy trên đờng sấu mà không có va đập lên các ụ đỡ

- Đảm bảo đúng động học của bánh xe dẫn hớng khi chúng dao động trong mặt phẳng thẳng đứng

- Dập tắt nhanh các dao động của thùng và vỏ xe

- Giảm độ nghiêng bên của thùng xe khi xe quay vòng

II,Tải trọng thiết kế:

+ Loại ôtô con

+ Tải trọng tác dụng lên cầu trớc: Ga1=6670 N

+ Tải trọng tác dụng lên cầusau: Ga2=6670 N

+ Chiều dài cơ sở: La =2424(mm)

+ Lốp xe: 7.00-16-10PR

Trang 2

- Dựa trên cơ sở phân loại và các yêu cầu trên ta chọn phơng án cho xe trên

là loại hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp có giảm chấn thuỷ lực Vì phơng án này đơn giản đảm bảo đợc độ êm dịu tốt cho ôtô con, dập tắt nhanh các dao

động của khung và vỏ xe Dễ trong việc thiết kế và chế tạo

Chơng II

Tính toán thiết kế sơ bộ hệ thống treo của cầu sau.

I, Chiều dài tổng quát của bộ nhíp L:

- Đợc tính theo chiều dài cơ sở theo công thức kinh nghiệm:

- Đối với ôtô con L = (0.35 - 0.55)La;

L = 0.5*2424 = 1212(mm)

II,Mô men quán tính tổng cộng JΣ.

-Chọn loại nhíp là loại nhíp đối xứng:

JΣ =

E

L C

* 48

*

-Trong đó

-Đối với xe con:

α: Hệ số dạng nhíp 1.35- 1.46; Chọn 1.43

C: độ cứng của nhíp (N/m)

- Đợc chọn thông qua tần số dao động cho phép của hệ thống nhíp đảm bảo

độ êm dịu vận hành [n ] = 80 – 120 dđ/ phút Chọn[ ]n = 76

g

Ga n

2

2 30

14

10

* 2

6670

* 30

76

* 14

E: Mô duyn đàn hồi của vật liệu chế tạo nhíp 2.15 105MN/m2

10

* 15 2

* 48

1212

* 21103

* 4 1

= 5206(mm4)

3,Tiết diện của lá nhíp:

Các giả thiết để thiết kế lá nhíp:

- Tổng đại số mô men quán tính của các lá nhíp bằng mô men quán tính tổng cộng:

J∑ = ∑

=

n

i i

J

1

- Số lá nhíp n chọn đối với xe con 3 lá

- Tỉ số bề rộng b và chiều cao h chọn

h

b

= 10;

Dựa trên các giả thiết đã nêu trên và gía trị J∑ tính đợc h,b theo công thức:

J∑ = n

12

*h3

b

Trang 3

⇒ h = 4

10

*

12

*

n

J

= 4

10

* 3

12

* 5206

= 6.8(mm)

b = h*10 = 68(mm)

IV,Chiều dài từng lá nhíp

Li = li – d/2

- Chiều dài lá nhíp đợc tính chọn sao cho biểu đồ phân bố ứng suất của

nó là hợp lý nhất xét lá thứ i trong bộ nhíp đối xứng, có thể xảy ra ba trờng hợp sau:

-Hệ số γ chọn theo kinh nghiệm

- Chọn hệ số γ1=0.6, γ2=0.8, γ3= 1;

- Tính chiều dài lá thứ hai khi đã biết chiều dài lá cái L1

Pi> Pi+1 γi=

i

xi

σ

σ

>1

Pi> Pi+1 γi=

i

xi

σ

σ

<1

Pi= Pi+1 γi=

i

xi

σ

σ

=1

Sơ đồ phân bố ứng suất

δι

δ x i

δ x

δι

δ x i

Pi Pi+1

Li

Trang 4

L1=L/2 –0.5d=1212/2- 0.5*10= 601(mm)

- Xét lá thứ nhất:

- ứng suất tại tiết diện x:

σx1 = ( )

1

2 1 1

W

L L

P

= γ1σ1

L2 =

1

1 1 1 1

P

W

L −γ σ Mô men nội lực tại tiết diện ngàm

σ1W1= P1L1 –P2L2

P2 =

2

1 1 1 1

L

W L

P − σ

- Xét lá thứ 2:

- ứng suất tại tiết diện x:

σx2 = ( )

2

3 2 2

W

L L

= γ2σ2

L3 =

2

2 2 2 2

P

W

L −γ σ

-Khi sử dụng phơng pháp này để xác định chiều dài mỗi lá nhíp ngoài số

P1 và L1 cần phải biết giá trị σi ứng suất σi đó đợc tính nh sau :

σi =

J

h L

kP1 1 ci

Trong đó :

hci - Khoảng cách từ đờng trung hoà của tiết diện ngàm mỗi lá nhíp

đến tiết diện là hình chữ nhật : hci = hi/2 = 5/2=2.5(mm)

k: Là hệ số ảnh hởng của lá nhíp thứ hai đến sự phân chia không đều của ứng suất của lá 1 công thức kinh nghiệm k nh sau:

k = (1-ασJn/J∑) J∑/( J∑ - Jn)

Jn: Mô men quán tính lá cuối cùng(thứ 2)

ασ:Hệ số xét đến sự gia tăng ứng suất lá cuối cùng, ασ = (1.2 – 1.3 ) Chọn ασ= 1.25

⇒ k = (1 – 1.25/3)*3/2 = 0.875

σ1 =

21103

) 2 / 8 6 (

* 601

* ) 4 / 6670 (

* 875 0

= 568.93(MN/m2)

W1 = J∑*2/(3*h1)

= 21103*2/(3*6.8)

=513.77(mm4)

L2=

1

1 1 1 1

P W

L −γ σ

Trang 5

= 601 −0.6*522(6670.16/*4568) .93 = 496(mm)

P2 =

2

1 1 1 1

L

W L

P − σ

=

496

77 513

* 93 568 601 ) 4 / 6670

= 1432(N)

Do σ1= σ2 ⇒ L3 =

2

2 2 2 2

P

W

L −γ σ

=

1432

77 513

* 93 568

* 8 0 47

504 − = 333 (mm)

V.Đờng đặc tính đàn hồi thực tế đợc xây dựng từ các số liệu ban đầu nh sau:

- Độ cứng bộ nhíp C = 21103(N/m)

- Tải trọng tĩnh ZT =Ga2/2 = 6670/2 = 3335(kg);

- Khe hở giữa nhíp và ụ hạn chế của khung xe f0 =79 (mm);

- Biến dạng tĩnh fT = ZT/C = 3335/21103 =0.158 (m)= 158(mm)

- Biến dạng động của hệ thống fđ = 0.5 fT = 0.079 (m ) =79(mm)

- Đờng đặc tính hệ thống nhíp

Chơng III

Tính toán kiểm tra độ bền các lá nhíp bằng phơng pháp đờng

cong chung

I,Các giả thiết :

-Khi bộ nhíp biến dạng do tác dụng bất kỳ một tải trọng nào đó, tất cả các nhíp ôm sát với nhau suốt tất cả chiều dai, tạo thành một đờng cong chung, giữa các lá nhíp không có khe hở

- ở mỗi tiết diện ngang của bộ nhíp tổng mô men nội lực bằng tổng mô men ngoại lực :

Trang 6

=

k

i

i

M

1

= M

Trong đó

Mi :là mô men nội lực lá thứ i tại tiết diên nghiên cứu

k :Số lá nhíp trong tiết diện

M :Mô men ngoại lực

II,Kiểm tra độ bền:

-Xét tại tiết diện B-B nh hình vẽ

-Theo giả thiết thứ nhất tất cả các lá

nhíp đều có cùng biến dạng cong:

1/ρ( trong đó ρ là bán kính cong)

=

=

=

=

i i

k i

Bi B

B

J E

M EJ

M EJ M

1

1 1

1 1

1

1

ρ

-Theo giả thiết thứ hai: ∑

=

k i Bi

M

1

= P.X -Từ đó ta xác đinh đợc mô men nội lực của từng lá nhíp

-áp dụng với tiết diện nguy hiểm nhất:

J∑ =3 J1

M1max= M2max=

J

PL

J1 1

=

1

1 1

3J

PL J

=

3

1

PL1

=

3

1

*(6670/4)* 601

= 334.06(Nm)

σimax = M1max/Wi

= ( M1max *6)/(b*h2)

= (334.06*6)/(68 *6.82*0.001) = 650.2(MN/m2);

- Thoả mãn điều kiện bền σimax<[σimax] = 700 (MN/m2)

-Khi thiết kế để giảm tải cho lá nhíp chính,làm lá chính có bán kính R1 lá nhíp thứ hai có bán kính R2 (R2>R1) mục đích để giảm tải cho lá nhíp chính, khi lắp các lá nhíp , thì hai lá nhíp có cùng một bán kính cong R, (R2>R>R1) dới tác dụng của tải trọng thì lá nhíp chính chịu một ứng suất nén ban đầu, khi có tải trọng tác dụng thì lá nhíp duỗi ra giảm đợc ứng suất uốn

Chơng IV

Tính các phần tử của nhíp

I, Tai nhíp:

l1-x x

l1

Trang 7

- 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 sẽ là:

u

u u

W

M

= σ

6

: 2

2

u

bh h D

= σ

- Trong đó:

Xkmax:lực kéo tiếp tuyến cực đại

Xkmax = ϕ*Zbx

= 0.6*667/2

= 2334.5 (N)

hc: chiều dầy lá nhíp chính 6.8(mm)

D:đờng kính trong của tai nhíp(mm)

b: bề rộng lá nhíp 68 (mm)

- ứng suất nén ở tai nhíp

c

xmzx n

bh

X

= σ

- ứng suất tổng hợp ở tai nhíp tính theo

=  +c + c 

c k

th

bh bh

h D

X max 3 2 1

σ

- Với đờng kính chọn D = 50(mm)

+

+

=

8 6

* 68

1 8

6

* 68

8 6 50 3 5

th

σ

σth =134(MN/m2)

- Thoả mãn điều kiện bền σth<[ ]σgh = 350 (MN/m2 )

II, Chốt nhíp:

-Chốt nhíp đợc kiểm tra theo ứng suất dập

0 49 ( / )

68

* 50

4 / 6670

Db

Z

- Thoả mãn điều kiện bền σd<[ ]σgh = 3 (MN/m2 )

Chơng V

Cơ sở tính toán giảm chấn

I,Nguyên lý làm việc chung

II,Sơ đồ nguyên lý làm việc giảm chấn ống:

Trang 8

-Nguyên lý làm việc giảm chấn thuỷ lực: chất lỏng bị dồn từ buồng chứa này sang buồng chứa khác qua các van tiết lu rất bé nên chất lỏng chịu sức cản chuyển động rất lớn Sức cản làm dập tắt nhanh các chấn động và năng l-ợng dao động dao động bị mất biến thành nhiệt năng nung nóng chất lỏng chứa trong giảm chấn

- Nguyên lý làm việc :

- Gồm có bốn thời kỳ:

1,Nén nhẹ:

- Trong hành trình nén nhẹ cán pittông và pittông đi vào trong xi lanh làm việc, van nén 6 bị lò so mềm mở ra dễ dàng chất lỏng chảy qua buồng dới pittông lên buồng trên một cách tự do, nhng chất lỏng không thể vào hết buồng trên pittông vì thể tích cán pittông chiếm chỗ nên một phần chất lỏng ( bằng thể tích choán chỗ của cán pittông) sẽ chẩy qua lỗ van 14 vào buồng

điền đầy làm tăng áp suất không khí trong buồng này lên một ít Lỗ 14 sinh

ra sức cản tỉ lệ với bình phơng vận tốc chất lỏng chẩy qua lỗ áp suất chất lỏng khi nén ở buồng trên và buông dới gần nh nhau nên lực cản nén

Z2= pnFt

2,Nén mạnh

- Khi nén mạnh chất lỏng không kịp chẩy qua lỗ 14 áp suất trong 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 đi một vài lần so với nén nhẹ

3,Trả nhẹ

- Trong hành trình trả cán pittông và pittông đi lên trên, van 6 đóng lại và áp suất buồng trên tăng lên, chất lỏng chẩy xuống buồng dới pittông qua các lỗ

15 Thể tích trên pittông sẽ lớn hơn thể tích chất lỏng chảy xuống buồng

d-ới pittông vì thể tích này gồm cả một phần thể tích cán Nh vậy chất lỏng chẩy xuống dới xẽ thiếu và buông điền đầy sẽ bù vào phần này qua van trả Van này sẽ mở ra khi áp suất giảm một ít vì thực tế áp suất trong buồng

điền đầy và buồng dới là nh nhau

4,Trả mạnh

- Khi trả mạnh chất lỏng không kịp chẩy qua lỗ 15 áp suất trong buồng trên xi lanh làm việc tăng dẫn đến van giảm tải 7 mở Diện tích thông qua tăng đột ngột lực cản trả tiếp tục tăng nhng chậm đi một vài lần so với nén nhẹ

1, Đầu nối với khung xe;9, Lỗ trả nhẹ

2,Vỏ ngoài giảm chấn ;11,Lỗ nén mạnh

3,Phớt cao su ;12, Lỗ trả mạnh

4,Vỏ trong ;13,Lỗ nén nhẹ

5,Pittông ;14, Van một chiều

6,10, Van một chiều ;15,Lỗ trả nhẹ

8,17, Lò xo ;6,đầu nối với cầu

Trang 9

II,Tính toán giảm chấn

-Phơng trình dao động của phần đợc treo

m

Z+k .

Z+CZ = F(t) -Trong đó

k = 0.313ψG bx f

(Ns/m) Chọn ψ = 0.15 – 0.25 ; chọn ψ = 0.2

m : Khối lợng đợc treo trên một xe 667(kg)

Gbx: Trọng lợng đợc treo trên một xe 6670(kg)

fT :Độ võng tĩnh trên một bánh xe của hệ thống treo 0.158 (m)

k : Hệ số cản hệ thống treo (Ns/m)

kg : Hệ số cản của giảm chấn kg=αk

α:Hệ số kể đến cách bố trí giảm chấn

C : độ cứng lò xo

- Với giảm chấn đặt nghiêng so với phơng thẳng đứng một góc

α = 1/cosδ; chọn δ = 300; α = 1.15

Z1:lực cản hành trình trả

Z2: lực cản hành trình nén

v:vận tốc chuyển động của pittông trong giảm chấn

Z1 = k1*v

Z2 = k2*v

k1,k2:hệ số cản hành trình trả và hành trình nén

kg = 0.5(k1+k2) ; chọn k1/k2=3

kg =

f

G bx

313 0

αψ

=

158 0 313 0

6670

* 2 0

* 15 1

= 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 sự cân bằng năng lợng, công của lực cản biến thành nhiệt

- Công suất làm việc của 1 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 bộ công năng biến thành nhiệt nung nóng giảm chấn và toả ra môi trờng

Trang 10

L =αF(Tmax –T0)t

- Trong đó

F: Diện tích vỏ giảm chấn (m2)

Tmax : nhiệt độ cực đại cho phép của vỏ ngoài giảm chấn=(120-130) 0C , khi giảm chấn ,làm việc liên tục trong vòng một giờ chọn 1250C

t:là thời gian làm việc (h)

α:Hệ số truyền nhiệt (60 – 70)1.16 Ws/m2

2

2

2 1

T T

v k k

+

= ( max 0)

2

T T

v

k g

− α

= (125 20)* 69 6

25 0

* 8

− = 0.0529m2

- Với giảm chấn ống

F = 3.14D lg

- Trong đó lg/D =3 –5; chọn l/D = 4

- Đờng kính xy lanh giảm chấn

D =

4

* 14 3

F

=

4

* 14 3

0529 0

= 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 trong quá trình trả

- Để tính toán lỗ van làm việc của giảm chấn phải đi tính lu lợng đi qua lỗ dầu trong một giây

Qp = (Fp -Ft) .

Z

- Trong đó

.

Z: vận tốc pittông 0.25(m/s)

FP: diện tích pittông (m2)

Ft: diện tích cán pittông (m2)

FP = 3.14*

2

2 

D

=3.14*

2

2

0649 0

= 0.0033(m2)

Trang 11

- Đờng kính cán pittông

d = 0.4D

= 0.4*0.0649

= 0.026(m2)

- Diện tích cán pittông

Ft= 3.14*

2

2 

d

=3.14*

2

2

026 0

= 0.0005(m2)

- Lu lợng chất lỏng đi qua trong một

Qv = àFV γ

gp

2

(m3/s) -Trong đó

à - hệ số cản của lỗ chọn 0.6

Fv-Diên tích lỗ van (m2)

γ- 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

2 2

2 3

1 2

) (

Z k F

g

Z F F

v

t

à

- Chọn số lỗ van 5(lỗ) diện tích mỗi lỗ

Fv =

1 2

) (

5

1

2

3

k g

Z F

F p t

à

=

4 3094

* 6 0

* 81 9

* 2

25 0 ) 0005 0 0033 0 (

* 10

* 9 5

1

2

3

= 8*10-6 m2

- Đờng kính lỗ tiết lu quá trình trả

d = 4F v/ 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 đi qua lỗ dầu trong một giây

Qt= FtZ.

- Trong đó

Trang 12

Z: vận tốc pittông 0.25(m/s)

Ft: diện tích cán pittông (m2)

- Lu lợng chất lỏng đi qua trong một giây

Qv = àFV γ

gp

2

(m3/s) -Trong đó

à - hệ số cản của lỗ chọn 0.6

Fv-Diên tích lỗ van (m2)

γ- 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

=

2

2 2

3

k g

Z

F t

à

- Chọn số lỗ van 1(5lỗ) diện tích

Fv =

2 2 5

1

2

3

k g

Z

F t

à γ

=

2 9283

* 6 0

* 81 9

* 2

25 0

* 0005 0

* 9000 5

1

2 3

= 4*10-6 m2

- Đờng kính lỗ tiết lu quá trình nén

d = 4F v/ 3 14

= 4 * 4 * 10 − 6 / 3 14

= 0.001(m)

Ngày đăng: 30/11/2015, 01:02

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w