Thiết kế hệ thống phanh cho xe tải 750KG

Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung Mục lục Lời nói đầu Chơng I : Tổng quan hệ thống phanh I công dụng, phân loại , yêu cầu Công dụng Phân loại Yêu cầu II Kết cấu , nguyên lý làm việc hệ thống phanh Cấu tạo chung Cơ cấu phanh 2.1 Kết cấu chung 2.2 Cơ cấu phanh guốc 2.3 Cơ cấu phanh đĩa 11 2.4 Cơ cấu phanh dừng 12 Dẫn động phanh 13 3.1 Dẫn động phanh kiểu khí 13 3.2 Dẫn động phanh thuỷ lực 13 3.3 Dẫn động phanh khí nén 26 3.4 Trợ lực phanh 27 Điều hoà lực phanh 32 Chơng II : Lựa chọn phơng án thiết kế hệ thống phanh 36 2.1 Giới thiệu xe sở 36 2.2 Lựa chọn phơng án thiết kế 37 2.3 Phân tích kết cấu hệ thống phanh 38 Chơng III : tính toán thiết kế hệ thống phanh 45 3.1 Xác định toạ độ trọng tâm ôtô .45 3.2 Xác định mômen phanh cần thiêt sinh cấu phanh 46 3.3 Tính toán thiết kế cấu phanh 48 SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung 3.3.1 Tính toán cấu phanh sau 48 3.3.1.1 Xác định góc bán kính lực tổng hợp tác dụng lên má phanh .48 3.3.1.2 Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh phơng pháp hoạ đồ 49 3.3.1.3 Tính toán xi lanh bánh xe 52 3.3.1.4 Kiểm tra tợng tự xiế 53 3.3.1.5 Xác định kích thớc má phanh 53 3.3.1.6 Tính toán nhiệt phát trình phanh 55 3.3 Cơ cấu phanh trớc .56 3.3.2.1 Xác định kích thớc ma sát 56 3.3.2.2 Tính toán đờng kính xilanh bánh xe 56 3.3.2.3 Kiểm tra áp suất tác dụng lên má phanh 57 3.3.2.4 Tính toán nhiệt phát trình phanh 57 3.4 Tính toán thiết kế dẫn động phanh 58 3.4.1 Xác định thông số 58 3.4.2 Thiết kế trợ lực phanh loại chân không .60 3.5 Thiết kế điều hoà lực phanh theo tải trọng 64 3.5.1 Xác định đờng đặc tính lý tởng điều hoà lực phanh .64 3.5.2 Xác định đờng đặc tính điều chỉnh điều hoà lực phanh 67 3.5.3 Xác định thông số kết cấu điều hoà lực phanh 69 3.6 Kiểm tra bền số chi tiết 72 3.6.1 Kiểm tra bền guốc phanh 72 3.6.2 Kiểm tra bền trống phanh 81 Kết luận 83 Tài liệu tham khảo 84 SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung Lời Nói Đầu Trong năm gần với phát triển kinh tế nớc ta ngành công nghiệp ôtô có bớc phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu lại vận chuyển hàng hoá ngày tăng nhân dân Tuy nhiên, hệ thống giao thông đờng cha phát kịp phát triển, phù hợp với vận chuyển phơng tiện lại Chính thực tế mà vấn đề đặt cho nhà khoa học nói chung nh kỹ s nghành ôtô nói riêng phải nghiên cứu thiết kế, chế tạo ôtô đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, tính an toàn cao mà phải đạt hiệu kinh tế cao, đáp ứng đợc nhu cầu ngơì sử dụng Song song với việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống, cụm tổng thành, chi tiết ôtô việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống phanh ôtô vấn đề quan trọng Với nội dung, yêu cầu đồ án tốt nghiệp, em tập trung nghiên cứu, tính toán : Đề tài có nhiệm vụ Thiết kế hệ thống phanh cho xe tải 750KG Muốn vậy, hệ thống phanh thiết kế phải đảm bảo có hiệu phanh cao nhất, phanh phải êm dịu, thời gian tác dụng phanh ngắn nhấtTrong trình làm đồ án, thân cố gắng đợc hớng dẫn giúp đỡ, bảo tận tình thầy giáo hớng dẫn : Nguyễn Đức Trung Thầy môn ôtô Song khả trình độ em có hạn nên không tránh khỏi sai sót Kính mong thầy giáo tham gia góp ý kiến, để đồ án em đợc hoà thiện Em xin chân thành cảm ơn hớng dẫn, giúp đỡ tận tình thầy giáo hớng dẫn, thầy, cô giáo Bộ môn Cơ khí ôtô, Khoa khí trờng Đại học Giao thông vận tải tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án Sinh viên Lê Đình Thành SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung Chơng I : Tổng quan hệ thống phanh I Công dụng , phân loại , yêu cầu Công dụng Hệ thống phanh có tác dụng giảm tốc độ chuyển động , dừng giữ ôtô trạng thái đứng yên Đối với ôtô hệ thống phanh cụm quan trọng nhất, bảo đảm cho ôtô chạy an toàn tốc độ cao, nâng cao đợc suất vận chuyển Trên ôtô phanh xe đợc tiến hành cách tạo ma sát phần quay phần đứng yên cụm liên kết với bánh xe: tang trống với má phanh đĩa phanh với má phanh Quá trình ma sát cấu phanh dẫn tới mài mòn nung nóng chi tiết ma sát, không xác định kịp thời tiến hành hiệu chỉnh dẫn tới làm giảm hiệu phanh H hỏng hệ thống phanh thờng kèm theo hậu nghiêm trọng, làm tính an toàn chuyển động ôtô Các h hỏng đa dạng phụ thuộc vào kết cấu hệ thống phanh Phân loại Theo mục đích sử dụng , hệ thống phanh ôtô đợc phân thành : + Hệ thống phanh ( phanh chân ) + Hệ thống phanh dừng ( phanh tay ) + Hệ thống phanh dự phòng Theo phận của hệ thống phanh ngời ta phân loại nh sau : + Theo cấu phanh : Phanh guốc , phanh đĩa , phanh dãi + Theo dẫn động phanh : dẫn động khí nén , dẫn động thuỷ lực , dẫn động thuỷ - khí , dẫn động khí , dẫn động điện SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung yêu cầu Hệ thống phanh cần bảo đảm yêu cầu sau: + Quảng đờng phanh ngắn phanh đột ngột trờng hợp nguy hiểm Muốn có quảng đờng phanh ngắn phải đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại + Phanh êm dịu trờng hợp để đảm bảo ổn định ôtô phanh + Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn + Thời gian nhạy cảm bé nghĩa truyền động phanh có độ nhạy cảm lớn + Phân bố momen phanh bánh xe phải theo quan hệ sử dụng toàn trọng lợng thân phanh với cờng độ + Không có tợng tự siết phanh ôtô máy kéo chuyển động tịnh tiến quay vòng + Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt + Giữ đợc tỉ lệ thuận lực bàn đạp đòn điều khiển với lực phanh bánh xe + Có khả phanh đứng thời gian dài II Kết cấu , nguyên lý lm việc hệ thống phanh Cấu tạo chung Trên ôtô thờng có hệ thống phanh sau : phanh , phanh dừng phanh dự phòng + Phanh phải hệ thống hoàn chỉnh , độc lập với hệ thống phanh khác Nó có nhiệm vụ giảm tốc độ dừng hẳn ôtô chuyển động cần thiết Hệ thống phanh đợc điều khiển chân thờng đợc dẫn động khí nén thủy lực + Phanh dừng có nhiệm vụ giữ cho ôtô trạng thái dừng thời gian dài , phải có khả giữ cho ôtô đỗ đợc độ dốc định ( Tuỳ theo tiêu chuẩn qui định ) Phanh dừng thờng đợc dẫn động khí , điều khiển tay SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung + Phanh dự phòng có nhiệm vụ thay tạm thời cho phanh hệ thống phanh bị cố đờng Phanh dự phòng phanh dừng sử dụng chung hệ thống Cấu tạo chung hệ thống phanh ôtô đợc mô tả hình 1.1 Hình 1.1 Hệ thống phanh ôtô Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính: - Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh đợc bố trí bánh xe nhằm tạo mômen hãm bánh xe phanh ôtô - Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cấu phanh Tùy theo dạng dẫn động: khí, thủy lực, khí nén hay kết hợp thủy -khí mà dẫn động phanh bao gồm phần tử khác Ví dụ dẫn động khí dẫn động phanh bao gồm bàn đạp thanh, đòn khí SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung Nếu đẫn động thủy lực dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) ống dẫn Cơ cấu phanh 2.1 Kết cấu chung Kết cấu cấu phanh dùng ôtô tùy thuộc vị trí đặt (phanh bánh xe truyền lực), loại chi tiết quay chi tiết tiến hành phanh Cơ cấu phanh bánh xe thờng dùng loại guốc gần xe đại ngời ta thờng sử dụng phanh đĩa (có thể cầu trớc, cầu sau, hai cầu) 2.2 Cơ cấu phanh guốc ( phanh trống) a> Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng phía A A B-B 11 B 10 B 11 Hình 1.2: Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ phía Cơ cấu phanh gồm có đĩa đợc gắn lên mặt bích dầm cầu Các guốc phanh đợc đặt chốt lệch tâm 11 Dới tác dụng lò xo má phanh đợc ép chặt vào cam lệch tâm ép đầu tựa làm piston xilanh sát lại gần Xilanh đợc gắn chặt đĩa Giữa piston xilanh có lò xo nhỏ để ép piston luôn sát vào guốc phanh SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung Trên bề mặt guốc phanh có gắn má phanh Để cho má phanh hao mòn nên guốc phanh đằng trớc gắn má phanh dài hiệu phanh má trớc theo kiểu bố trí nh lớn nhiều so với má sau Để giữ cho guốc phanh có hớng chuyển dịch ổn định mặt phẳng thẳng đứng, đĩa có gắn hớng Khi tác dụng vào bàn đạp phanh chất lỏng với áp suất cao truyền đến xilanh tạo nên lực ép piston đẩy guốc phanh ép sát vào trống phanh trình phanh đợc tiến hành Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo kéo guốc phanh trở lại vị trí ban đầu, má phanh trống phanh có khe hở trình kết thúc b> Cơ cấu phanh có điểm đặt riêng rẽ phía Hình 1.3: Cơ cấu phanh có điểm đặt riêng rẽ hai phía Cơ cấu phanh có hai ống xilanh riêng rẽ hai guốc phanh Mỗi guốc phanh đợc quay quanh chốt lệch tâm 1, bố trí đối xứng với đờng trục cấu phanh Nhờ bố trí xilanh làm việc chốt lệch tâm đối xứng nh hiệu phanh hai má phanh trống phanh quay chiều Khi trống phanh quay ngợc chiều kim đồng hồ (ô tô tiến) hiệu phanh tốt, nhng quay ngợc chiều kim đồng hồ (ô tô lùi) hiệu phanh thấp khoảng hai lần Nhợc điểm không quan trọng ô tô có trọng lợng nhỏ nh ô tô SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung du lịch chẳng hạn, ô tô chạy lùi tốc độ thấp yêu cầu mômen phanh Loại phanh thờng dùng bánh trớc ô tô du lịch cần đạt hiệu phanh lớn với kích thớc cấu phanh nhỏ c> Cơ cấu phanh guốc loại bơi Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc loại bơi Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa guốc phanh không tựa chốt quay cố định mà hai tựa mặt tựa di trợt (hình 1.4.b).Có hai kiểu cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.4.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.4.b) - Loại hai mặt tựa tác dụng đơn: loại đầu guốc phanh đợc tựa mặt tựa di trợt phần vỏ xi lanh, đầu lại tựa vào mặt tựa di trợt pittông Cơ cấu phanh loại thờng đợc bố trí bánh xe trớc ôtô du lịch ôtô tải nhỏ - Loại hai mặt tựa tác dụng kép: loại xi lanh bánh xe có hai pittông hai đầu guốc tựa hai mặt tựa di trợt hai pittông Cơ cấu phanh loại đợc sử dụng bánh xe sau ôtô du lịch ôtô tải nhỏ SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung d>Cơ cấu phanh guốc loại tự cờng hóa: p p a p b Hình 1.5: Cơ cấu phanh guốc lại tự cờng hoá Cơ cấu phanh guốc tự cờng hóa có nghĩa phanh bánh xe guốc phanh thứ tăng cờng lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai Có hai loại cấu phanh tự cờng hóa: cấu phanh tự cờng hóa tác dụng đơn (hình 1.5.a); cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép (hình 1.5.b) + Cơ cấu phanh tự cờng hoá tác dụng đơn: Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng đơn có hai đầu hai guốc phanh đợc liên kết với qua hai mặt tựa di trợt cấu điều chỉnh di động Hai đầu lại hai guốc phanh đợc tựa vào mặt tựa di trợt vỏ xi lanh bánh xe tựa vào mặt tựa di trợt pittông xi lanh bánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh hai guốc phanh Cơ cấu phanh loại thờng đợc bố trí bánh xe trớc ôtô du lịch ôtô tải nhỏ đến trung bình + Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép: Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép có hai đầu hai guốc phanh đợc tựa hai mặt tựa di trợt hai pittông xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại đợc sử dụng bánh xe sau ôtô du lịch ôtô tải nhỏ đến trung bình + u điểm: Lực phanh hai guốc trớc sau + Nhợc điểm: kết cấu phức tạp, khó chế tạo + Phạm vi sử dụng: thờng đợc sử dụng cho xe tải vừa SV: Lê Đình Thành 10 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung d: Đờng kính chốt tỳ, chọn d = (mm) D: Đờng kính piston visai, chọn D = 30 (mm) = (cm) Thay số (3-22) vào ta đợc: S2 = S1 = ( D d ) => d = D 3,14.(30 ) = 686,9 (mm2) = S2 tg = 686,9 0,163= 111,96 (mm2) 4.111,96 = 30 4.111,96 = 27,6 (mm) 3,14 *) Tính biến dạng hệ thống treo phụ thuộc vào tải trọng cờng độ phanh (Theo tài liệu [1] công thức (4-21) trang 78) f= G.a g L G.hg L.C P L.C P (3-23) Trong đó: G: Trọng lợng toàn ô tô CP2: Độ cứng tổng cộng hệ thống treo cầu sau, cầu trớc xe Chọn CP2= (KG/mm) g2: Trọng lợng phần không đợc treo, g2= 0,12.G +) Độ võng hệ thống treo điểm a fa = 785.815 0,12.785.1810 0,00496.785.560 = 51,6 (mm) 1810.5 1810.5 +) Độ võng hệ thống treo điểm b fb = 785.815 0,12.785.1810 0,7.785.560 = 17,85 (m) 1810.5 1810.5 +) Độ võng hệ thống treo điểm a fa = 1645.1265 0,12.1645.1810 0,5014.1645.870 =111,16 (mm) 1810.5 1810.5 +) Độ võng hệ thống treo điểm b fb= 1645.1265 0,12.1645.1810 0,7.1645.870 =79,76 (mm) 1810.5 1810.5 + Độ dịch chuyển hệ thống treo điểm điều hoà bắt đầu làm việc là: f1 = fa - fa = 111,16 - 51,6 = 59,56 ( mm ) = 5,956 (cm) SV: Lê Đình Thành 70 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung *) Xác định thông số kết cấu điều chỉnh Tải trọng tác dụng lên cầu xe đợc đánh giá thông qua tín hiệu phản hồi thay đổi khoảng cách f sàn xe vỏ cầu Sự thay đổi thông tin tác dụng lên đàn hồi điều hoà, từ tín hiệu đợc truyền sang cụm van thuỷ lực, dới dạng lực đàn hồi thay đổi hệ thống treo thông qua độ võng f (Theo tài liệu [1] công thức ( 4-15) trang 76 ) có : KX = Flx1 Flx f1 Trong đó: KX: Thông số kết cấu đợc xác định xuất phát từ điều kiện cân piston điều hoà bắt đầu làm việc a Flx1: Lực tác dụng lò xo hay xoắn tác dụng lên piston điểm a Flx2: Lực tác dụng lò xo hay xoắn tác dụng lên piston điểm a f1: Độ dịch chuyển hệ thống treo hai điểm a a (Theo tài liệu [1] công thức (4-16) trang 77 ) có : Flx1= Flx2= d d p1a p1a ' Trong đó: d: Đờng kính cổ piston, d = 27,6 (mm) = 2,76 (cm) p1a : áp suất cấu phanh cầu trớc điểm a , p1a= 50,385 (KG/cm2) p1a : áp suất cấu phanh cầu trớc điểm a , p1a = 2,22 (KG/cm2) Thay số vào ta đợc: Flx1= 3,14.2,76 50,385 = 301,3 (KG) Flx2= 3,14.2,76 2,22 = 13,275 (KG) KX = 301,3 13,275 = 48,35 (KG/cm) 5,956 SV: Lê Đình Thành 71 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung *) Kiểm tra lại đờng kính piston ta chọn sơ đờng kính D = (cm) để tính đờng kính cổ piston d Do ta phải kiểm tra lại đờng kính D cho phù hợp với điều kiện làm việc Theo phơng trình cân lực điểm b đồ thị kết cấu cụ thể ta có phơng trình: p2b S2 = p1b (S2-S1) + Flx Trong đó: p1b , p2b : áp suất dẫn động phanh cấu phanh cầu trớc cầu sau điểm b , p1b = 81,5 (KG/cm2) ; p2b = 55,47 (KG/cm2) S1: Diện tích cán piston d (cm2) S2: Diện tích mặt piston D (cm2) Flx: Lực đàn hồi lò xo phụ thuộc vào độ võng f hệ thống treo cầu sau (KG) Ta có: p2b D = p1b.( D d ) + Flx2 + KX.f2 f2: Độ biến dạng điểm b so với điểm a hệ thống treo cầu sau f2 = fb - fa = 79,76 - 51,6 = 28,16 (mm) = 2,816 (cm) 55,47 3,14.D 3,14.D 3,14.2,76 = 81,5.( ) + 13,275 + 48,35 ì 2,816 4 => D = (cm) Vậy để phù hợp với điều kiện làm việc đờng kính piston D = 40 (mm) 3.6> Kiểm tra bền số chi tiết 3.6.1 Kiểm tra bền guốc phanh Xác định thông số hình học Guốc phanh thờng có tiết diện làm theo dạng chữ T, đợc dùng để dán má phanh SV: Lê Đình Thành 72 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung Y a X X b Y X1 Y G c1 d X1 R1 R'2 c RG R'1 Y Hình 3.11: Sơ đồ tính toán guốc phanh Chọn hệ trục toạ độ XOY nh hình vẽ Các kích thớc : a = 60 (mm); b = (mm); c= (mm) ; d = 40 (mm) Ta có : F1: Diện tích phần chữ T F1 = a.b = 60.6 = 360 (mm2) F2: Diện tích phần dới chữ T F2 = c.d = 6.40 = 240 (mm2) Y2 : Kích thớc chế tạo guốc phanh : Y2 = 23 (mm) (Theo tài liệu [1] công thức (6-1) trang 85) : Yc1 = Và: Y2 ì F1 23.360 = = 13,8 (mm) F1 + F2 360 + 240 YC2 = Y2 - YC1 = 23- 13,8 = 9,2 (mm) + Tính bán kính đờng trung hoà: (Theo tài liệu [1] công thức (6-2) trang 86) RTh = F1 + F2 360 + 240 = = 126,8 (mm) F1 F2 360 240 + + 137 114 R1' R2' R1: Bán kính trọng tâm phần diện tích tang trống đến tâm tang trống, R1= 137 (mm) SV: Lê Đình Thành 73 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung R2: Bán kính trọng tâm phần tiết diện phía dới tính đến trọng tâm tang trống, R2=R1 - Y2 = 137 - 23 = 114 (mm) + Kích thớc từ tâm bánh xe đến trọng tâm G guốc phanh là: RG = R2 + YC1 = 114 + 13,8 = 127,8 (mm) 2) Kiểm tra bền guốc phanh - phần xây dựng hoạ độ lực phanh tác dụng lên guốc phanh ta xác định đợc lực: P = 2920 (N) = 292 (KG) U1 = 7519 (N) = 751,9 (KG) R1 = 9928 (N) = 992,8 (KG) qT qN N1 = 9509 (N) = 950,9 (KG) U1y U1x Hình 3.12: Sơ đồ lực tác dụng lên guốc phanh cấu phanh sau - Lực đẩy P xilanh: P = 292 (KG) - Phản lực tác dụng lên chốt UX, UY - Lực phân bố theo chiều dài tang trống tác dụng lên guốc phanh qN = SV: Lê Đình Thành N1 950,9 = = 32,5 (KG/cm) rt 14.2,09 74 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung qT = T1 285,3 = = 9,8 (KG/cm) rt 14.2,09 NX = q N rt X = 32,5.14. X TX = qT rt X = 9,8.14. X 180 180 (KG) (KG) A P Nx Tx d QY1 B Nz1 Mu d'' d' Hình 3.13 : Nửa guốc phanh * Xét cân đoạn trên: NZ1 + P.cos( X + ) + TX.cos X / + NX.sin X / = QY1 - P.sin( X + ) + NX.cos X / +TX.sin X / = MU1 - P.[a- r.cos( X + ) ] + NX.d - TX.d = + Xét cân điểm A ta có: Khi góc = 150 ; X = 0 NZ1 + P.cos = => NZ1 = - 292.cos150 = - 282 (KG) QY1 - P.sin = => QY1 = 292.sin150 = 75,6 (KG) MU1 = + Xét cân điểm B ta có: = 40 , NX = 317,3 (mm), TX = 95,7 (KG) NZ1 + P.cos( + ) + TX.cos / +NX.sin / = QY1 - P.sin( + ) + NX.cos / +TX.sin / = MU1 - P.[a- r.cos( + ) ] + NX.d - TX.d = SV: Lê Đình Thành 75 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp Ta có: GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung d = a- r.cos( X + ) , d = r.sin X / d= r- r.cos X / = r.(1- cos X / ) MU1 - P.[a- r.cos( + ) ] + NX.r sin / - TX r.(1- cos / ) = P: Lực đẩy guốc phanh, P = 292 (KG) a: Khoảng cách từ tâm trống phanh đến điểm đặt lực P đo xe a = 112 (mm) = 0,112 (m) : Góc hợp trục Y đờng qua tâm O điểm A guốc phanh, = 150 Thay số vào ta đợc: NZ1 =-[ 292.cos(40+15)+ 95,7.cos200+317,3.sin 200] = -365,8 (KG) QY1 = 292.sin(40+15)- 317,3.cos200 -95,7.sin200 = - 91,7 (KG) MU1 = 292.[0,112- 0.14.cos(400+150)] - 317,3.0,14.sin200 + 95,7.0,14.(1- cos200) = - 5,13 (KG.m) * Xét cân cho đoạn dới: Qy2 d' TX NX d'' U1X U1Y C D Mu C + Tại điểm D ta có: = 10 , = 15 , c = 115 (mm) = 0,115 (m), = 100 NX = 793,7 (KG), TX = 239,3 (KG) U1Y = U1.sin300 = 1104.sin300 = 552 (KG) U1X = U1.cos300 = 1104.cos300 = 956 (KG) NZ2 = - U1Y.cos - U1X.sin - TX.cos / - NX.sin / SV: Lê Đình Thành 76 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung QY2 = U1Y sin - U1X cos - NX cos / - TX sin / MU1 = - U1X.c.sin( + ) + U1Y.c.[1- cos( + ) ]- NX.r.sin / + +TX.r.(1- cos / ) Thay số vào ta đợc: NZ2 = - 1471,5 (KG) QY2 = - 1539 (KG) MU = - 136,2 (KG.m) + Tại điểm C : = 0 , = 10 , = 15 NZ2 = - U1X.sin - U1Y.cos QY2 = - U1X.cos + U1Y.sin MU2 = Thay số ta đợc: NZ2 = - 709,6 (KG); QY2 = -845,6 (KG) MU2 = Từ số liệu ta có biểu đồ nội lực: A A P P 282 B B 365,8 1471,5 D 91,7 1539 D 845,6 709,6 C C Lực hớng kính QY Lực tiếp tuyến NZ SV: Lê Đình Thành 77 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung B 5,13 136,2 D C Mô men uốn MU * Tính ứng suất mặt cắt nguy hiểm: Dựa biểu đồ nội lực ta thấy mặt cắt D- D nguy hiểm Ta tính ứng suất mặt cắt + ứng suất lực QY MU gây (Theo tài liệu [1] công thức (6-8) trang 85) = R QY M U + (1 th ) F F Ri F: Diện tích thiết diện tính toán.(F = F1 + F2 = cm2) Rth : Bán kính đờng trung hoà (Rth = 126,8 mm) Ri: Bán kính điểm xét QY = 1539 (KG) MU = 136,2 (KG.m) - Xét điểm có R1 = 140 (mm) = 14 (cm) = 1539 + 13620 12,68 (1 ) = 460,8 (KG/cm2) 14 - Xét điểm có R2 = 134 (mm) = 13,4 (cm) = SV: Lê Đình Thành 1539 + 13620 12,68 (1 ) = 378,5 (KG/cm2) 13,4 78 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung - Xét điểm có R2 = 94 (mm) = 9,4 (cm) = 1539 + 13620 12,68 (1 ) = 535,5 (KG/cm2) 9,4 + ứng suất cắt lực NX gây (Theo tài liệu [1] công thức (6-9) trang 90) = N S x J x b N: lực cắt, N = 1471,5 (KG) Sx : Mô men tĩnh phần bị cắt trục quán tính trung tâm Jx : Mô men quán tính tiết diện b: Chiều dày phần bị cắt - Xác định mômen quán tính Jx (Theo tài liệu [1] công thức (6-10) trang 90) ( R2 R3 ).c ( R1 R2 ).a + Yc F2 + + Yc21 F1 Jx = 12 12 Thay số vào ta đợc: Jx = (13,4 9,4).0,6 (14 13,4).6 + 1,38 2.2,4 + + 0,92 2.3,6 = 18,5 (cm4) 12 12 - Xác định Sx: (Theo tài liệu [1] công thức (6-11) trang 90) Sx = Y.FC Y: Toạ độ trọng tâm phần bị cắt trục trung hoà FC: Diện tích phần bị cắt Trên guốc phanh hình chữ T điểm có dF = 0, Sx = Tại điểm ta có: SX2 = Y2 FC Với Y2 khoảng cách từ toạ độ trọng tâm phần hai đến đờng trung hoà Y2 = Rth - R2 = 126,8 - 114 = 12,8 (mm) =1,28 (cm) FC = F1 = 3,6 (cm2) => SX = 1,28.3,6 = 4,6 (cm3) b = 0,6 (cm) - Tại điểm ta có: SV: Lê Đình Thành 79 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung N S x 1471,5.4,6 = = 610 (KG/cm2) J x b 18,5.0,6 = + ứng suất tổng hợp: th = z2 + 4. - Tại điểm có: th = z2 + 4. = 378,5 + 4.610 = 1277(KG/cm2) - Tại điểm 1, có SX = = nên th = Z th1 = = 460,8 (KG/cm2) th = = 535,5 (KG/cm2) Với kết tính toán đợc ta lập bảng: Vị trí 460,8 378,5 - 535,5 610 460,8 1277 535,5 (KG/cm2) (KG/cm2) th (KG/cm2) Từ giá trị ta vẽ đợc biểu đồ phân bố ứng suất guốc phanh: 460,8 378,5 610 535,5 Hình 3.14: Biểu đồ phân bố ứng suất guốc phanh Ta thấy ứng suất tổng hợp điểm lớn với: SV: Lê Đình Thành 80 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung th = 1277 (KG/cm2) < [ K ] = 4000 (KG/cm2) Vậy guốc phanh đủ bền 3.6.2 Kiểm tra bền trống phanh Khi tính toán coi trống phanh ống dầy chịu lực + áp suất trống phanh: (Theo tài liệu [1] công thức (6-14) trang 91) q= MP b.rt MP: mô men phanh guốc phanh sinh ra, MP = 61,6 (KG.m) : Hệ số ma sát má phanh trống phanh, = 0,3 b: chiều rộng má phanh, b = (cm) rt: Bán kính trống phanh, b = 140 (mm) : Góc ôm ma sát, = 2,09 (rad) Thay số vào ta đợc: 61,6 = 11696 (KG/m2) = 1,17 (KG/cm2) 0,3.0,06.0,14.2,09 q= + ứng suất hớng tâm: (Theo tài liệu [1] công thức (6-15) trang92) n = q.a '2 b '2 ( + ) r2 b '2 a '2 a: Bán kính trống phanh, a = 14 (cm) b: Bán kính trống phanh, b = 16 (cm) r : Khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính Khi r = a n t đạt giá trị cực đại, để kiểm tra bền trống phanh ta chọn r = a = 14 (cm) Thay số vào ta đợc: n = 16 1,17.14 + ) = 8,82 (KG/cm2) ( 2 14 16 14 + ứng suất tiếp tuyến : (Theo tài liệu [1] công thức (6-16) trang 92) t = q.a '2 b '2 ( ) r2 b '2 a '2 Thay số vào ta đợc: SV: Lê Đình Thành 81 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp t = GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung 1,17.14 16 ( ) = 1,17 (KG/cm2) 2 16 14 14 Từ ta có ứng suất tơng đơng là: td = n2 + 4. t = 8,82 + 4.(1,17) = 9,13 (KG/cm2) Để đảm bảo an toàn ta lấy thêm hệ số an toàn n = 1,5 td = 1,5.9,13 = 13,7 (KG/cm2) Vật liệu trống phanh gang (CH18-36) có K = 1800 (KG/cm2) So sánh ta thấy : td < [ K ] trống phanh đủ bền SV: Lê Đình Thành 82 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung Kết luận Sau gần ba tháng, đợc giúp đỡ tận tình Thầy Giáo Hớng Dẫn : Nguyễn Đức Trung , thầy giáo môn ôtô , bạn nhóm nổ lực thân em , em hoàn thành đề tài Thiết Kế Hệ Thống Phanh Cho xe tải 750 KG Tuy nhiên thời gian làm đề tài có hạn , thời gian thực tế nên tránh khỏi sai sót tính toán , nh hiểu sâu kết cấu hệ thống phanh cần thiết kế Em kính mong thầy môn bạn đóng góp ý kiến để đồ án em đợc hoàn chỉnh Cuối em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể thầy giáo môn Cơ khí ôtô trờng đại học Giao thông vận tải giúp đỡ em năm học tập trờng Và đặc biệt cảm ơn Thầy Giáo Hớng Dẫn : Nguyễn Đức Trung dành nhiều thời gian, tâm huyết hớng dẫn giúp đỡ tận tình, tỉ mỉ trình học tập hoàn thành đồ án tốt nghiệp Sinh viên thực Lê Đình Thành SV: Lê Đình Thành 83 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung Tài liệu tham khảo Tài liệu [1] : Hớng dẫn thiết kế hệ thống phanh ô tô máy kéo Dơng Đình Khuyến - Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Tài liệu [ 2] : Tập giảng thiết kế tính toán ô tô PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan - Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Tài liệu [3] : Phanh ô tô GS.TSKH Nguyễn Hữu Cẩn Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật Tài liệu [4] : Thiết kế tính toán ô tô máy kéo Tập II Nguyễn Hữu Cẫn Phan Đình Kiên Nhà Xuất Bản Đại Học Và Trung Học Chuyên Nghiệp Tài liệu [5] : Kết cấu tính toán ô tô - Trờng Đại Học Giao Thông Vận Tải Tài liêu [6] : Cấu tạo ô tô - Trờng Đại Học Giao Thông Vận Tải Tài liệu [7] : Lý thuyết ô tô máy kéo - Trờng Đại Học Giao Thông Vận Tải Tài liệu [8] : Sức bền vật liệu Tác giả: Vũ Đình Lai, Nguyễn Xuân Lựu, Bùi Đình Nghị Nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội năm 1997 SV: Lê Đình Thành 84 Lớp CKGTCC K44 [...]... phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí đợc bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và đợc điều khiển bằng tay, vì vậy còn gọi là phanh tay Phân loại phanh dừng - Theo kết cấu của cơ cấu phanh: Loại phanh trống, loại phanh đĩa - Theo cách bố trí : Bố trí ở bánh xe, bố trí ở hệ thống truyền lực Hình 1.8 Các kiểu bố trí phanh dừng 3> Dẫn động phanh 3.1 Dẫn động phanh chính... thành đắt, không thể phanh liên tục trong thời gian ngắn 3.4> Trợ lực phanh: Để tạo cho ngời lái xe không phải tác dụng một lực lớn vào bàn đạp phanh ngời ta bố trí và thiết kế các bộ phận trợ lực phanh Ngày nay trên các xe hiện đại có thiết kế nhiều hệ thống điều khiển để giảm nhẹ cờng độ lao động cho ngời lái , làm cho ngời lái ít phạm phải những sai phạm kỷ thuật , đảm bảo cho sự an toàn chuyển... không để thiết kế trợ lực phanh 4> Điều hoà lực phanh : Quá trình phanh xe đều dẫn tới hiện tợng tăng tải trọng tác dụng lên cầu trớc , giảm tải trọng ở cầu sau Sự phân bố lực phanh cần thiết phải đảm bảo mối quan hệ giữa lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh và lực thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe Thực hiện đợc yêu cầu này sẽ nâng cao hiệu quả phanh giảm mài mòn lốp , tăng khả năng điều khiển xe và nâng... khí Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí có u điểm kết cấu đơn giản nhng không tạo ra mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của ngời lái , vì vậy ít đợc sử dụng 3.2 Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực Phanh dầu thì lực tác dụng từ bàn đạp đến cơ cấu phanh qua chất lỏng ở các đờng ống Dẫn động phanh thuỷ lực đợc dùng ở phanh chính của đa số xe con, xe tải nhỏ, xe khách ít chỗ Vì lực ở cơ cấu phanh. .. thành của hệ thống phanh - Chỉ bố trí bộ điều hoà lực phanh tĩnh nên có nhiều hạn chế khi làm việc Phơng án này chỉ dùng cho các xe có yêu cầu đặc biệt đối với hệ thống phanh Kết luận : Trên cơ sở phân tích các phơng án dẫn động phanh ta chọn phơng án dẫn động thuỷ lực bố trí kiểu TT làm phơng án dẫn động cho xe tải 750 KG e> Xi lanh chính : + > Xi lanh chính một buồng : Nguyên lý hoạt động : Bơm phanh. .. xilanh bánh xe 13 ở cầu trớc và qua bộ trợ lực tĩnh 9 tới xilanh bánh xe 7 ở cầu sau +Ưu điểm : - Kết cấu đơn giản, giảm giá thành của hệ thống phanh - Khi phanh thì xe có tính ổn định cao, tăng tính dẫn hớng cho xe + Nhợc điểm : - Khi một dòng bị h hỏng sẽ làm chênh lệch lực phanh ở các bánh xe của dòng còn lại gây nên hiện tợng xe bị quay trong mặt phẳng nằm ngang làm giảm tính dẫn hớng của xe - Chỉ... xe trớc 2 Xy lanh chính hai dòng 4 Xy lanh công tác bánh xe sau 3 Bàn đạp phanh + Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, rẻ tiền, lắp thêm vào hệ thống bộ trợ lực phanh để giảm nhẹ lực bàn đạp phanh khi điều khiển, tăng độ an toàn cho hệ thống phanh + Nhợc điểm: khi h hỏng một dòng thì hiệu quả phanh giảm đáng kể c> Dẫn động hai dòng chéo (kiểu chữ X) 1 4 3 2 Hình 1.10(b): Sơ đồ dẫn động kiểu hai dòng chéo, kết... lực đạp phanh, do lực SV: Lê Đình Thành 13 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung đạp phanh của ngời lái có hạn nên không thể dùng trên xe có tải trọng lớn cần lực phanh ở cơ cấu phanh lớn đợc a> Dẫn động phanh 1 dòng Hình 1.9: Sơ đồ dẫn động phanh dầu một dòng 1- lò xo kéo guốc phanh 2,12- guốc phanh 3- xi lanh phanh bánh xe 4- các piston 5,8 - đờng ống dẫn dầu 6 - bàn đạp phanh; ... cam phanh 9 quay, do đó các má phanh 10 đợc ép vào trống phanh 11 để tiến hành quá trình phanh -Ưu điểm : + Lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ vẫn có lực phanh lớn nên điều khiển nhẹ nhàng + Đảm bảo chế độ phanh rơ mooc khác xe kéo nên đoàn xe đợc ổn định Khi rơ moóc bị đứt khỏi xe kéo thì rơ mooc đợc tự phanh Khi đờng ống dẫn có chỗ bị thủng thì phanh vẫn sử dụng đợc, nhng hiệu quả giảm - Nhợc điểm : Kết... Đồ thị đặc tính điều chỉnh điều hoà kiểu piston- visai 0ab: Đờng điều chỉnh khi xe đầy tải 0cd: Đờng điều chỉnh khi xe không tải SV: Lê Đình Thành 35 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung CHƯƠNG II: LựA CHọN PHƯƠNG áN THIếT Kế Hệ THốNG PHANH 2.1 Giới thiệu xe cơ sở : Ô tô tải KIA TOWNERS 750 KG là loại xe đợc lắp ráp tại nhà máy CTY TRACIMEXCO- Bộ GTVT Linh kiện đợc nhập đồng bộ ... Trung cos 30 cos 270 = 0,1525 => t =8,60 0 2.2,09 + sin 30 sin 270 2.0,14.(cos15 cos135 ) t = 2,09 + sin 120 2.2,09 cos(15 + 135 ) sin 120 = 0,17 (m) + Đối với guốc phanh sau: Chọn: 1= 150... đợc: cos 30 cos 230 = 0,32 => s =180 0 2.1,74 + sin 30 sin 230 tg s = s = 2.0,14.(cos15 cos115 ) 1,74 + sin 100 2.1,74 cos(15 + 115 ) sin 100 = 0,15 (m) 3.3.1.2) Xác định lực cần thiết tác... trờng hợp coi áp suất má phanh phân bố theo qui luật hình sin ( Theo tài liệu [1] công thức (2-1) trang ) Ta có: tg = cos cos 2 + sin sin SV: Lê Đình Thành (3.4) 47 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt