Thiết kế môn học thiết kế hệ thống treo

TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo Phần mở đầu Khi ôtô chuyển động đờng không phẳng thờng phải chịu tải trọng dao động bề mặt đờng nhấp nhô gây Những dao động làm ảnh hờng sấu đến tuổi thọ xe, tới chất lợng hàng hoá, đặc biệt vận tải hành khách Thống kê ô tô chạy đờng sấu không phẳng làm tiêu hao nhiên liệu tăng từ (50 ữ 70)%, tuổi thọ xe giảm (35 ữ 40)%, suất vận chuyển giảm (35 ữ 40)% Ngoài ra, ngời phải chịu đựng lâu tình trạng rung, sóc sinh mệt mỏi, buồn lôn chóng mặt Vì vậy, tính êm dịu tiêu quan trọng ôtô, ôtô đời Ngày công nghiệp ôtô phát triển tạo ôtô có tính tiện nghi cao Tính êm dịu chuyển động tiêu quan trọng tính tiện nghi Hệ thống treo ôtô hệ thống dùng để nối đàn hồi khung xe vỏ xe với cầu ôtô Hệ thống treo có nhiệm vụ làm giảm tải trọng động dập tắt dao dộng phận đợc treo Hệ thống treo bao gồm3 phận : - Bộ phận dẫn hớng: Để truyền lực dọc, lực ngang mô men lực lên khung, đồng thời xác định động học bánh xe dẫn hớng - Bộ phận đàn hồii: nhận truyền lên khung, vỏ lực thẳng đứng đờng Làm giảm tải trọng động theo phơng thẳng đứng xe chạy đờng không phẳng, đảm bảo tính êm dịu ô tô - Bộ phận giảm chấn: Dùng để dập tắt dao động thẳng đứng khung vỏ sinh cách nhanh chóng ảnh hởng mặt đờng không phẳng số ôtô có thêm phận ổn định ( phần tử đàn hồi phụ) nhằm giảm dao động bên xe quay vòng GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo Trong trình bảo dởng sửa chữa chẩn đoán ngời ta phải xác định đặc tính đàn hồi hệ thống treo bệ thử thí nghiệm thiết bị đo ghi có nhiệm vụ ghi lại biên độ dao động hệ thống treo ôtô Các kết ghi lại đợc chẩn đoán hệ thống treo ôtô đợc đem so sánh với giá trị tiêu chuẩn qua ngời ta có biện pháp bảo dỡng sửa chữa thích hợp nhằm đảm bảo khả làm việc tốt hệ thống treo GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo Phần I Lựa chọn phơng án thiết kế Để chẩn đoán tình trạng kỹ thuật hệ thống treo, nhà khoa học giới dề xuất nhiều phơng pháp chẩn đoán: chuẩn đoán đờng chuẩn đoán bệ thử A- Chuẩn đoán đờng Khi chuẩn đoán hệ thống treo đờng ngời ta xác định đợc gia tốc nằm ngang thẳng đứng, gia tốc rung động di chuyển Ôtô trớc chuẩn đoán phải có quãng đờng chạy không nhỏ 10000 km độ mòn lốp không 20% với tải trọng định mức không tải Ưu nhợc điểm phơng pháp này: Chẩn đoán đờng điều kiện thí nghiệm gần với điều kiện thực tế ôtô Do đó, cho kết xác cao Song cần phải có đoạn đờnghoặc bãi thử riêng để tiến hành chuẩn đoán Ngoài ra, chi phí lớn khó khăn vấn đề tổ chức kiểm tra, theo dõi quản lý B Chuẩn đoán bệ thử Khi chẩn đoán hệ thống treo bệ thử ngời ta xem xét đợc trình dao động thùng xe cầu nó, từ đợc chu kỳ tần số dao động, mức độ dập tắt dao động Để tạo dao động cho xe ngời ta có phơnh pháp : tạo dao động tự tạo dao động cỡng * Các bệ thử chẩn đoán theo dao động tự bao gồm : - Loại bệ thử tạo dao động tự theo kiểu vít thả - Loại bệ thử tạo doa động tự theo kiểu nâng thả *Các bệ thử chẩn đoán theo dao động cỡng bao gồm: - Loại bệ thử tạo dao động bánh lệch tâm - Loại bệ thử tạo dao động băng thử GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo - Loại bệ thử tạo dao động tang trống - Loại bệ thử toạ dao động trục cam I Loại bệ thử tạo dao động cỡng Xác định thực nghiệm đặc tính biên độ tần số ( đặc tính biên tần) nhiệm vụ chẩn đoán hệ thống treo theo dao động cỡng Bởi từ đặc tính biên tần xác định đợc gần đặc trng hệ thống treo mô tả phơng trình vi phân Việc xác định đặc tính biên tần dựa sở thấy tác động đầu vào ngâu nhiên phần tác động điều hoà chuỗi phuriê Chẩn đoán theo dao động cỡng độ xác cao dao động tự do, song thiết bị phức tạp Xuất phát từ yêu cầu nhiệm vụ thiết bị dùng học tập nên cần xác Vì vậy, em chọn phơng án chuẩn đoán theo dao đọng cỡng Dới ta xét số kiểu bệ thử dùng phơng pháp tạo dao động cỡng bức: 1) Loại bệ thử tạo dao động băng tải 1: Khung bệ 5: Vấu tạo dao động cỡng 2: Vít vô tận 6: Thiết bị đo ghi 3,7,9: Các tang trống 8: Bàn đỡ băng tải 4: Băng tải * Cấu tạo nguyên lý làm việc bệ: Khung dùng làm giá đỡ để định vị xe, có lắp tang trống đỡ 7,9 tang trống căng 3, đồng thời làm giá đỡ đẻ cố định thiết bị đo ghi Vít vô tận dùng để điều chỉnh độ căng băng thử cách vô cấp, tang trống GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo có đỡ vừa xe qua, vừa để đỡ băng tải khỏi bị trùng Thiết bị ghi để ghi lại dao động ôtô điểm ôtô heo ý muốn Độ nhấp nhô mặt đờng giả định đợc thực vấu nhấp nhô chuyên dùng Khi ôtô đứng bệ thử bánh xe cầu trớc cầu sau đứng vị trí tang trống 7và Khoảng cách từ tang trống đến tang trống điều chỉnh đợc cho phù hợp với chiều dài sở loại xe nhờ thay đổi vị trí tang trống Khi băng tải chuyển động vấu chuyển động theo Nó lần lợt đập vào bánh xe cầu trớc bánh xe cầu sau Nó kích thích hệ thống treo dao động phận Trạng thái kỹ thuật hệ thống treo đợc xác định theo đặc tính biên tần dao động thẳng đứng điểm gắn thớc ghi: A() = X()/H() Trong đó: H: Độ nhấp nhô X: Biên độ ghi đợc u điểm: Thiết bị đo ghi đơn giản, mô đợc điều kiện làm việc thực tế làm việc ôtô đờng , Kết chẩn đoán tơng đối xác, di chuyển đợc * Nhợc điểm : Bệ thử có kết cấu phức tạp, tuổi bền bệ phụ thuộc vào băng thử, bệ chiếm diện nhà xởng lớn 2) Loại bệ thử tạo dao động bánh lệch tâm 1: Bánh lệch tâm 2: Con lăn chặn 3: ụ đỡ an toàn * Nguyên lý làm việc: Ôtô đặt bệ thử bánh xe cầu trớc cầu sau đặt lăn lệch tâm lực kích thích đợc tạo bánh lệch tâm 1, lăn chặn có gắn đát trích GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo (cảm biến) nhận đợc dao động ngăn ngừa khả ôtô vợt khỏi bệ thử Thiết bị để giữ xe vị trí đứng yên * u điểm: Loại bệ thử có kết cấu gọn nhẹ, đơn giản dễ chế tạo, cách bố trí thiết bị đo ghi tơng đối dễ dàng đo đợc nhiều vị trí khác Do kết cấu đơn giản gọn nhẹ nên bệ thử loại tiết kiệm đợc diện tích nhà xởng, có tuổi bền cao dễ lắp ráp * Nhợc điểm: Chu kỳ dao động bánh lệch lớn, không mô xác điều kiện làm việc thực tế ôtô làm ảnh hởng đến kết chẩn đoán, cần thiết bị đo ghi tơng đối phức tạp 3) Loại bệ thử tạo dao động tang trống * Cấu tạo nguyên lý làm việc : 1: Giá cố định 2:Thiết bị giữ bánh xe 3: Thiết bị đo ghi 4: Tang trống tạo dao động 5: Hộp giảm tốc 6: Động điện 7: Con lăn tăng ổn định xe Ôtô đợc đỡ bệ thử xây dựng gạch, có lan can hạn chế hành trình dọc ngang xe Dao động cỡng đợc tạo nhờ tang trống đợc dẫn động GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo hộp số từ động điện qua hộp giảm tốc Khi bánh xe quay tang trống với tốc độ phù hợp hệ thống treo dao động cỡng ,các phận khác dao động theo Biên độ dao động đợc ghi lại nhờ thiết bị đo ghi lắp sàn bệ thử * u điểm: Kết cấu đơn giản, dễ gá đặt thiết bị, tuổi bền tơng đối cao * Nhợc điểm: Có kích thớc lớn, yêu cầu mặt đờng vào rộng, cần có hầm sâu cầu dẫn cao Kiểu tạo dao động cỡng loại tay quay truyền * Cấu tạo nguyên lý làm việc 1: Con lăn 5: Bánh đà truyền động 2: Bánh xe 6: Thiết bị ghi 3: Thiết bị chẩn đoán 7,9 : Giá đỡ hình nêm 4: Đát trích 8: Quả cam Bánh xe đợc đặt giá đỡ hình nên , bánh xe đè lên lăn số cam Quả cam truyền dao động cỡng cho xe ôtô Bộ tín hiệu truyền tín hiệu dao động cho thiết bị đo * Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dẻ tiền thiết bị dễ kiểm tra thay * Nhợc điểm: Thiết bị đo ghi bố trí phức tạp cồng kềnh, thiết bị đo ghi khó xác C Kết luận lựa chọn Từ việc nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc, phân tích u nhợc điểm loại bệ thử nói Kết hợp với yêu cầu cụ thể tình hình GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo Việt Nam cần có trạm bảo dỡng sửa chữa nhỏ có chức đa dạng, đáp ứng kiểm tra cho nhiều loại xe ta chọn loại bệ thử tạo dao động cỡng tay quay truyền làm phơng án thiết kế loại bệ thử vừa tiết kiệm đựơc diện tích nhà xởng vừa dễ chế tạo, lắp đặt nên phù hợp loại bệ thử khác Đồng thời phù hợp với bệ thử có tải trọng lớn đáp ứng đợc yêu cầu thử với loại xe ôtô khách 40 chỗ ngồi * Sơ đồ khối bệ thử 1: Tay quay 2: Thanh truyền 3: Tấm nâng : Các lăn 5: Bánh xe Nguyên lý làm việc Tay quay nhận truyền động từ động điện qua truyền nâng làm cho xe dao động lên xuống Hai lăn có tác dụng ngăn ngừa khả ôtô vợt khỏi bệ thử tạo điều kiện cho ôtô dao động cơng ổn định Để đo đợc dao động ôtô ta có thiết bị đo ghi gắn vào vỏ xe * Sơ đồ nguyên lý làm việc bệ GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo 1: Động điện 2: Khớp nối 3: Hộp giảm tốc 4: Tấm nâng 5: Các lăn : Thanh truyền 7: Tay quay 8: Bánhxe Với loại bệ thử hệ thống dẫn động đợc bố trí dới hầm phận đo ghi đợc thiết kế * Nguyên lý hoạt động: Động điện quay làm trục sơ cấp hộp số quay, thông qua khớp nối Hộp số có tác dụng làm giảm tốc độ động để phù hợp với tốc độ yêu cầu chẩn đoán Tay quay quay làm cho truyền quay làm cho nâng chuyển đọng lên xuống làm cho xe dao động lên xuống Thiết bị đo ghi đợc gắn vào vị trí cần đo ghi, dao động hệ thống treo ôtô đợc truyền lên đầu bút ghi để ghi lại giá trị cần ghi * Yêu cầu bệ thử: GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo - Độ bền chi tiết phải đảm bảo, chịu đợc tải trọng động chuẩn đoán - Đảm bảo cho ôtô chuyển động dễ dàng an toàn vào - Phải thuận tiện cho công tác kiểm tra, điều chỉnh bảo dỡng sửa chữa Phần II Tính toán động học động lực học Bệ thử thiết kế phải đảm bảophải đảm bảo kiểm tra cho tất loại xe khách có số chỗ ngồi bé hơn, lớn 40 chỗ ngồi chút, tức kích thớc nhỏ ( kích thớc trong) bệ thử phải phù hợp với kích thớc xe bé nhất, kích thớc lớn ( kích thớc ngoài) bệ thử phải phù hợp với kích thớc xe lớn Vi vậy, ta cần phải có thông số kỹ thuật số xe tham khảo bảng dới: Bảng thông số kỹ thuật Loại xe T.Số kỹ thuật Số chỗ ngồi IKARUS- SKÔĐA- 180 706RTO Laz-699H IKARUS- TT-660A Scoto 60 38 41 41 38 42 50 Trọng lợng thân 8760 8700 8550 7950 5500 7400 P0(KG) Trọng lợng phân bố 3650 3200 3290 3180 1600 3300 lên cầu trớc Z1 Trọng lợng phân bố 5110 5500 4770 3900 4100 5260 GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 10 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo V = L/T = 0,32 (m/s) Tốc độ quay tang quay : nt = 60 *1000 *Vtn D Trong đó: D đờng kính tang quay Chọn D = 250 (mm) Tốc độ quay tang quay là: nt = 60 * 1000 * 0.32 = 23 (vòng/phút) 3.14 * 250 2) Xác định kích thớc thiết bị - Đờng kính tang trống: D = 250 mm - Chiều cao tang trống : H = 500 mm 3) Tính toán lò xo bút D d Chọn vật liệu chế tạo lò xo thép cacbon có [] = 500 N/mm2 - Đờng kính dây lò xo d 1.6 k * Plx * C [ ] Trong đó: [] : ứng suất xoắn cho phép Vật liệu chế tạo lò xo chọn thép cácbon có [] = 600(N/mm2) Plx : lực nén lò xo tác dụng lên bút GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 19 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo Plx = c * l c: độ cứng lò xo, c = 50 KG/cm l: độ nén lò xo; Chọn l = 1cm Plx = c * l = 50 * = 50 KG C = D/d = ữ Chọn C = tra bảng P73, k = 1.29 D: đờng kính trung bình vòng lò xo Từ ta có: d 1.6 1.29 * 500 * 600 = 3.7 (mm); Chọn d = mm D = d*C = 5*4 = 20 (mm) Số vòng làm việc lò xo: n0 = l * G * d * C * Plx Trong đó: G: Mô đun đàn hồi dịch chuyển, G = * 104(N/mm2) Do đó: n0 = 10 * 80000 * * 53 * 500 (vòng) Số vòng toàn lò xo là: n = n0 + = (vòng) Chiều dài toàn lò xo trạng thái tự L = n*d + 1(n0 + ) + l : khe hở cực tiểu vòng lò xo chịu lực; Chọn = 0.75 mm L = 9*5 +0.75 (7 + 1) +10 = 61 (mm) Kiểm tra lò xo theo ứng suất cắt GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 20 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo = = * Plx * D * k [ ] *d3 * 500 * 20 *1.29 = 513 N/mm2 thoả mãn yêu cầu 3.14 * 4) Lựa chọn động Để chọn động điện cần tính công suất cần thiết Gọi công suất cần thiết băng tải Nr Nr = P *V ( KW ) 100 Trong đó: P lực vòng tang P = Fms1 + Fms Với Fms1 lực ma sát sinh đầu bút tang trống Fms1 = Plx *f f: hệ số ma sát đầu bút tang trống , Chọn f = 0.02 Suy ra: Fms1 = 50 * 0.02 = KG = 10 N Fms2 : lực ma sát sinh ổ lăn chọn Fms2 = 2N P = 10 + = 12 N Do ta đợc: Nr = 12 * 0.32 = 0.00384( KW ) 1000 Công suất cần thiết động GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 21 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ N ct = TK bệ thử hệ thống treo Nr (KW ) : Hiệu suất chung truyền = KN*br*tv*3ổ KN = hiệu suất củakhớp nối br = 0.97 hiệu suất truyền bánh tv = 0.65 hiệu suất trục vít ổ = 0.995 hiệu suất cặp ổ lăn = 1*0.97* 0.65 * 0.9953 = 0.62 Thay tất giá trị vào công thức (1) ta đợc: Nct = 0.00384 = 0.0062 (KW) 0.62 Cần phải chọn động có công suất lớn công suất cần thiết, ta chọn động điện có thông số sau: Kí hiệu động : 4A50A4Y3 Công suất định mức N = 0.06 (KW) Số vòng quay định mức n = 1378 (vg/ph) 3) Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền chung truyền là: i = ibr* itv = ndc/nr = 1378/23 = 60 Mà: i = iKn*ibr* itv Trong : iKn : tỷ số truyền khớp nối ibn : tỷ số truyền bánh itv : tỷ số truyền bánhvít Chọn iKn =1 ibr* itv = 60 Để tạo điều kiệm bôi trơn truyền bánh hộp giảm tốc phơng pháp ngâm dầu Ta chọn ibr =2 GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 22 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo itv* = 60 => itv = 30 Bảng thống kê số liệu tính đợc: Trục Trục động Thông số i I II iKn =1 ibr =2 n (v/ph) 1378 1378 N (kW) 0.06 0.06 III itv =30 689 23 0.058 0.037 IV Thiết kế hộp giảm tốc bánh trục vít 1) Thiết kế truyền bánh a) Chọn vật liệu chế tạo bánh - Bánh nhỏ: Thép 45 thờng hoá: kb = 600 (N/mm2) ; ch = 300 (N/mm2); HB = 190 Phôi rèn giả thiết đờng kính < 100 (mm) - Bánh lớn: Thép 35 thờng hoá:kb = 500 (N/mm2); ch = 260 (N/mm2); HB = 160 Phôi rèn giả thiết đờng kính < 300ữ500 (mm) b) Định ứng suất tiếp xúc cho phép: Số chu kỳ làm việc bánh đợc tinh theo công thức sau Mi Ntd = 60u ni.Ti M max Trong đó: u: Số lần ăn khớp bánh quay đợc vòng Mi, ni ,Ti : Mô men xuắn, Số vòng quay phút, Tổng thời gian làm GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 23 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo việc chế độ i Mmax : Mô men lớn tác dung lên bánh (không tính mô men tải thời gian ngắn) - Số chu kỳ làm việc bánh lớn : N2=5*300*715*60 (5 + 0.72*3) =416*106 >No - Số chu kỳ làm việc bánh nhỏ: N1 = i N2 = 2*416.106 = 832*106 Do N1 N2 lớn số chu kỳ sở đờng cong mỏi tiếp xúc nên tính ứng suất cho phép bánh nhỏ bánh lớn lấy KN = ứng suất tiếp xúc bánh tính theo công thức sau: []tx =[]Notx*K N (CT 4/38) []Notx : ứng suất tiếp xúc cho phép bánh làm việc lâu dài [N/mm2] - ứng suất tiếp xúc bánh nhỏ: []tx1 = 2.6*190 = 494(N/mm2) - ứng suất tiếp xúc bánh lớn: []tx2 = 2.6*160 = 416 (N/mm2) Để tính sức bền ta dùng thông số []tx2 = 416 (N/mm2) c) Chọn sơ hệ số tải trọng: k = 1.3 d) Chọn hệ số chiều rộng bánh : A = e) Tính khoảng cách trục A 1.05 * 10 A (i + 1)3 i * [ ]tx k*N * n2 1.05 * 10 A (2 + 1)3 * 416 1.3 * 0.06 = 23(mm) * 689 Chọn khoảng cách trục : A = 30 (mm) d) Tính vân tốc vòng chọn cấp xác chế tạo bánh V= 2. A.n1 * 3.14 * 30 * 1378 = 1.5( m / s ) = 60 * 1000 * (i n + 1) 60 * 1000 * (2 + 1) - Với vận tốc vòng chọn cấp xác chế tạo bánh : GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 24 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo e) Xác định mô đun, số góc nghiêng răng: - Mô đun pháp: mn = (0.1ữ0.2)A = (0.3ữ0.6) (mm) - Lấy m =1 - Số bánh nhỏ : Z1 =2A/[m (i+1)] = 2*30/[1*(2+1)] = 20 (răng) - Số bánh lớn : Z2 = i.Z1 = 2*20 = 40 (răng) - Chiều rộng bánh răng: b = A*A=0.4*30 = 12 (mm) Chọn chiều rộng bánh : b = 15 (mm) - Góc ăn khớp n = 200 - Đờng kính vòng chia: d1 = m*Z1 = 1*20 = 20 (mm) d2 = m*Z2 =1 *40 = 40 (mm) - Khoảng cách trục: A = 30 (mm) - Chiều rộng bánh răng: b = 15 (mm) - Đờng kính vòng đỉnh: De1 = d1+ 2m = 20 + 2*1 = 22 (mm) De2 = d2 +2m = 40 + 2*1 = 42 (mm) - Đờng kính vòng chân: Di1 = d1 2m = 20 2*1 = 18 (mm) Di2 = d2 2m = 40 2*1 = 38(mm) Thiết kế truyền trục vít bánh vít a) Chọn vật liệu chế tạo Giả thiết vận tốc trợt Vt < m/s Chọn vật liệu chế tạo bánh vít gang xám C 12-28, đúc khuân cát vật liệu làm trục vít gang C 15-32, trục vít đợc mài b) Định ứng suất cho phép bánh vít Với Vt < m/s tra bảng 4-5 trang 71sách TKCTM ta có []tx=150(N/mm2) Đồng thời tra bảng 4-4 ta tìm đợc []u = 0.12bu = 0.12*280 = 34(N/mm2) Những ứng suất số chu kỳ ứng suất No = 107 GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 25 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo *) Định ứng suất tiếp xúc cho phép: + Số chu kỳ sở bánh vít : N2 Mi = 60u ni.Ti M max u: Số lần ăn khớp bánh quay đợc vòng Mi, ni , Ti : Mô men xuắn, số vòng quay, tổng thời gian làm việc chế độ i N = * 300 * 60 * 34 * (5 + 0.7 * 3) = 17.5 * 10 Do N2 lớn số chu kỳ sở đờng cong mỏi tiếp xúc nên tính ứng suất cho phép bánh vít lấy kN = -ứng suất tiếp xúc bánh nhỏ: []tx =0.94*200 = 180 (N/mm2) c) Chọn số mối ren trục vít số bánh vít - Chọn số mối ren trục vít : Z1 = - Số bánh vít : Z2 = ibv* Z1 = 30*1 = 30 (răng) Số vòng quay bánh vít phút nbv = ntv Z1 = 689 23(v / p ) Z2 30 Số vòng quay bánh vít với số vòng quay chọn d) Định mô đun m hệ số đờng kính q theo điều kiện tiếp xúc: Theo công thức 4-9 trang 73 ta có : 1.45 * 10 3 m q = [ ]tx * Z 2 K * N2 1.45 *10 1.1 * 0.037 * * = = 5.6 150 * 30 23 n bv K: Hệ số tải trọng, chọn K =1.1 Tra bảng 4-6 trang 73 ta đợc : m = 2.5 ; q = 12 ; m3 q = 5.7 e) Kiểm nghiệm vận tốc trợt , hiệu suất hệ số tải trọng - Vận tốc trợt : có phơng theo đờng tiếp tuyến ren trục vít Vt = m * n1 Z 12 + q 19100 = 2.5 * 689 + 12 19100 GV HD : Nguyễn Đức Tuấn = 1.1 (m/s) SV TH: Nguyễn Quang Cờng 26 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo Phù hợp với dự đoán chọn vật liệu làm bánh vít - Hiệu suất : = (0.96 ữ 0.98) tg tg ( + ) Với Z1 = q = 12 tra bảng 4-7 trang 74 = 45 ' 49 '' + theo bảng 4-8 trang 74 ta chọn f = 0.05 ' = = 0.96 tg 45 ' 49 '' = 0.67 tg ( 45 ' 49 '' + ) Hiệu suất phù hợp với dự đoán nên không cần tính lại hiệu suất trục vít Vận tốc vòng bánh vít : v2 = d n2 m.Z n2 3.14 * 2.5 * 30 * 23 = = = 0.09( m / s ) 60.1000 60.1000 60.1000 Vì v2 < chọn trục vít chế tạo cấp xác g) Các thông số hình học chủ yếu truyền - Mô đun : m = 2.5 (mm) - Số mối ren trục vít : Z1 = - Số bánh vít : Z2 = 30 - Hệ số đờng kính : q = 12 -Góc ăn khớp : = 200 - Góc vít : = 45 ' 49 '' - Khoảng cách trục : A= 0.5 m (q +Z2) = 0.5*2.5( 12 + 30) =52.5 (mm) - Đờng kính vòng chia trục vít : dC1 = d1 = q.m = 2.5*12 = 30 (mm) - Đờng kính vòng đỉnh ren trục vít: De1 = dC1 + 2fo*m = 30 + 2* 2.5 = 35 (mm) Trong : fo = hệ số chiều cao - Đờng kính vòng chân trục vít : GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 27 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo Di1 = dCi 2fo m - Co m = 30 * * 0.2 *2.5 = 25 (mm) Trong : Co = 0.2 ữ0.3 hệ số khe hở hớng tâm ta chọn Co = 0.2 - Chiều dài phần có ren trục vít : L (11 + 0,06 Z2) m = (11+ 0,06 30 )*2.5 = 32 (mm) Do trục vít đợc mài nên lấy tăng thêm chiều dài L nên ta lấy: L = 32+ 13= 45 (mm) Để tránh cân cho trục vít chọn L số nguyên lần bớc dọc Vì x = L L 45 = = = 5.7 t a m 3.14 * 2.5 Cho nên lấy tròn x = chiều dài phần có ren trục vít : L = * 3.14*2 5= 47 (mm) - Đờng kính vòng chia ( hay vòng lăn ) banh vít : dC2 = d2 = Z2 m = 30 * 2.5 = 75 (mm) - Đờng kính vòng đỉnh ( mặt cắt ) bánh vít : De2 = ( Z2 + 2fo ) m = (30 + 2* )*2.5 = 80 (mm) - Đờng kính bánh vít : Dn De2 +1.5m = 80 + 1.5*2.5 = 83.75 (mm) Chọn Dn = 80 (mm) - Chiều rộng bánh vít : B 0,75 De1 = 0,75 35 = 26.25 (mm) Chọn B = 20 (mm) 3) Tính đờng kính trục : d C3 N n (CT 7-1/114) Trong : d : đờng kính trục (mm) GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 28 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo N: công suất (KW) C : hệ số tính toán phụ thuộc vào []tx ; đầu trục vào trục truyền chung lấy c = 120 - Trục I: d1 1203 0.06 = 4.2 (mm) 1378 Chọn d1 = 10 mm 0.058 = 5.3 (mm) 689 - Trục II: d2 1203 Do trục vít chế tạo liền trục nên để giảm bớt gia công ta lấy đờng kính chỗ lắp ổ bi 16 đờng kính trục lắp bánh 10 mm - Trục III: d3 1203 0.037 = 14 (mm) Chọn d3 = 15 mm 23 GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 29 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo Kết luận Từ phân tích tầm quan trọng hệ thống treo ôtô, đặc biệt loại xe trở khách tính êm dịu vân hành xe tiêu quan trọng GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 30 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo thiếu đợc, đồng thời qua việc phân tích đánh giá u nhợc điểm bệ thử tình hình thực tế nớc ta Em chọn bệ thử tạo dao động cấu tay quay thuyền làm phơng án thiết kế Bệ thử dạng tạo dao động tay quay truyền với kết cấu đơn giản, xe vào dễ dàng, cho phép chẩn đoán với nhiều loại xe khác giới hạn cho phép bệ, loại bệ thử có cấu đo ghi tơng đối linh hoạt có khả điều chỉnh cho phù hợp với loại xe khác GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 31 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo Mục lục STT Nội Dung Phần mở đầu - Giới thiệu hệ thống treo Phần I - Lựa chọn phơng án thiết kế A.Chẩn đoán đờng B Chẩn đoán bệ thử I Loại bệ thử tạo dao động tự II Loại bệ thử tạo dao động cỡng C Kết luận lựa chon 10 Phần II - Tính toán động học động lực học 12 13 I Tính toán động học Trang II Tính toán động lực học Phần III - Thiết kế thiết bị đo ghi 16 19 I Sơ đồ cấu tạo 19 II Nguyên lý làm việc 20 III Thiết kế số 20 IV Thiết kế hộp giảm tốc 23 30 31 32 Kết luận Mục Lục Tài liệu tham khảo GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 32 TKMH : BDKT CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo Tài liệu tham khảo 1: Bảo dỡng kỹ thuật chẩn đoán ôtô (ĐH GTVT) 2: Kết cấu phơng tiện vận tải (ĐH GTVT) 3: Thí nghiệm ôtô (ĐH GTVT) 4: Lý thuyết ôtô máy kéo (ĐH BKHN) 5: Tính toán thiết kế dẫn động khí (ĐH BKHN) GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 33 [...]... Dung Phần mở đầu - Giới thiệu về hệ thống treo Phần I - Lựa chọn phơng án thiết kế A.Chẩn đoán trên đờng 3 B Chẩn đoán trên bệ thử 3 I Loại bệ thử tạo dao động tự do 4 II Loại bệ thử tạo dao động cỡng bức 5 C Kết luận và lựa chon 3 10 Phần II - Tính toán động học và động lực học 5 6 7 12 13 I Tính toán động học 4 Trang 1 3 II Tính toán động lực học Phần III - Thiết kế thiết bị đo ghi 16 19 I Sơ đồ cấu... ibn = 3 phần III Thiết Kế thiết bị đo ghi GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 15 TKMH : BDKT và CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo Với bất kỳ một bệ thử nào để nhận đợc kết quả của quá trình thí nghiệm thì chúng ta phải tiến hành ghi lại các kết quả đo đó Thiết bị đo ghi của các bệ sẽ đảm nhận công việc này Độ chính xác của kết quả đo phụ thuộc nhiều vào độ chính xác của thiết bị đo I Sơ đồ... III Thiết kế một số bộ chính 20 IV Thiết kế hộp giảm tốc 23 30 31 32 Kết luận Mục Lục Tài liệu tham khảo GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 32 TKMH : BDKT và CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo Tài liệu tham khảo 1: Bảo dỡng kỹ thuật và chẩn đoán ôtô (ĐH GTVT) 2: Kết cấu các phơng tiện vận tải (ĐH GTVT) 3: Thí nghiệm ôtô (ĐH GTVT) 4: Lý thuyết ôtô máy kéo (ĐH BKHN) 5: Tính toán thiết kế dẫn... TH: Nguyễn Quang Cờng 29 TKMH : BDKT và CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo Kết luận Từ những phân tích tầm quan trọng của hệ thống treo trong ôtô, đặc biệt đối với loại xe trở khách thì tính êm dịu trong vân hành của xe là một chỉ tiêu quan trọng không thể GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 30 TKMH : BDKT và CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo thiếu đợc, đồng thời qua việc phân tích đánh giá các... bệ thử hệ thống treo itv* 2 = 60 => itv = 30 Bảng thống kê số liệu tính đợc: Trục Trục động cơ Thông số i I II iKn =1 ibr =2 n (v/ph) 1378 1378 N (kW) 0.06 0.06 III itv =30 689 23 0.058 0.037 IV Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng trục vít 1) Thiết kế bộ truyền bánh răng a) Chọn vật liệu chế tạo bánh răng - Bánh nhỏ: Thép 45 thờng hoá: kb = 600 (N/mm2) ; ch = 300 (N/mm2); HB = 190 Phôi rèn giả thiết đờng... thử hệ thống treo 10840* 10540* 2500*2940 2500*2950 ( mm) Chiều rộng cơ sở tr- 1740 ớc, sau (B) mm Chiều dài cơ sở L (mm) Cỡ lốp 9600* 8050* 9350* 2500*2850 2460*2924 2500*3000 2125 1855 1700 1700 1815 5000 1740 4000 1780 5500 9-20 11-20 1800 5150 5450 1865 5545 280-508p 11-20 11-20 11-20 Theo bảng thống kê trên ta đi tính toán động học và động lực học cho thoả mãn các yêu cầu về hình dạng hình học, ... ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo = = 8 * Plx * D * k [ ] *d3 8 * 500 * 20 *1.29 = 513 N/mm2 thoả mãn yêu cầu 3 3.14 * 4 4) Lựa chọn động cơ Để chọn động cơ điện cần tính công suất cần thiết Gọi công suất ra cần thiết trên băng tải là Nr Nr = P *V ( KW ) 100 Trong đó: P là lực vòng trên tang P = Fms1 + Fms 2 Với Fms1 là lực ma sát sinh ra giữa đầu bút và tang trống Fms1 = Plx *f f: là hệ số ma sát giữa... thiết kế Bệ thử dạng tạo dao động bằng tay quay thanh truyền với kết cấu đơn giản, xe ra vào dễ dàng, có thể cho phép chẩn đoán với nhiều loại xe khác nhau trong giới hạn cho phép của bệ, loại bệ thử này có cơ cấu đo ghi tơng đối linh hoạt vì nó có khả năng điều chỉnh cho phù hợp với các loại xe khác nhau GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 31 TKMH : BDKT và CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo. .. hởng đến kết quả đo Khớp bản lề 11 và các bu lông để lắp khớp cầu10 III .Thiết kế một số bộ phận chính 1) Xác định tốc độ quay của tang quay Ta đã biết xe ôtô chạy trên đờng thì dao động của ôtô sẽ có hai vùng cộng hởng Vùng cộng hởng ở tần số cao đó là vùng cộng hởng do lốp sinh ra còn vùng cộng hởng ở tần số thấp là do hệ thống treo sinh ra, Vùng cộng hởng tần số cao thì có biên độ dao động nhỏ nên... ổ = 0.995 = 0.972 * 1 * 0.9955 = 0.92 Công suất của trục cam là: Nra = 2750 *1* 9.81 = 27 (KW) 1000 Vậy công suất cần thiết của động cơ điện là: Nđc = NTC/ = 27/0.92 = 29.35 (KW) GV HD : Nguyễn Đức Tuấn SV TH: Nguyễn Quang Cờng 14 TKMH : BDKT và CĐ ÔTÔ TK bệ thử hệ thống treo Từ kết quả tính đợc ta tra bảng thông số động cơ ta chọn đợc loại động cơ thích hợp là : Ký hiệu : A02-81-4 Công suất : 40 ... lốp : - Bán kính bánh xe : d rbx= B + Trong : B: Chiều rộng lốp xe B = 11 in d: Đờng kính vành bánh xe d = 20 in 0: Hệ số kể đến biến dạng lốp = 0.93 rbx= 0.93(11 + 20/2)25.4 = 496 mm 0.5... ôtô có hai vùng cộng hởng Vùng cộng hởng tần số cao vùng cộng hởng lốp sinh vùng cộng hởng tần số thấp hệ thống treo sinh ra, Vùng cộng hởng tần số cao có biên độ dao động nhỏ nên không nguy... Fms Với Fms1 lực ma sát sinh đầu bút tang trống Fms1 = Plx *f f: hệ số ma sát đầu bút tang trống , Chọn f = 0.02 Suy ra: Fms1 = 50 * 0.02 = KG = 10 N Fms2 : lực ma sát sinh ổ lăn chọn Fms2 = 2N