THIẾT kế hệ THỐNG lái có CƯỜNG hóa CHO XE HUYNDAI 2,5 tấn

Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 mục lục Lời nói đầu Một số thông số thiết kế xe tham khảo .2 Chơng I: Giới thiệu tổng quan hệ thống lái 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1.1 Công dụng .3 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Yêu cầu 1.2 Tỷ số truyền hệ thống lái .4 1.2.1 Tỷ số truyền cấu lái .4 1.2.2 Tỷ số truyền dẫn động lái 1.2.3 Tỷ số truyền theo góc hệ thống lái 1.2.4 Tỷ số truyền lực hệ thống lái 1.2.5 Hiệu suất thuận .6 1.2.6 Hiệu suất nghịch .6 1.3 Một số loại cấu lái thờng dùng 1.3.1 Cơ cấu lái trục vít lăn 1.3.2 Cơ cấu lái trục vít chốt quay 1.3.3 Cơ cấu lái trục vít cung 1.3.4 Cơ cấu lái loại liên hợp 11 1.4 Cờng hoá hệ thống lái .12 1.4.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại 12 1.4.2 Phân tích số loại cờng hoá hệ thống lái 13 1.5 Tính ổn định bánh xe dẫn hớng 17 1.5.1 Độ nghiêng ngang trụ đứng cam quay 17 1.5.2 Độ nghiêng dọc trụ đứng cam quay 19 1.5.3 Độ đàn hồi lốp theo hớng ngang .20 1.6 Các góc đặt bánh xe dẫn hớng .21 1.6.1 Góc doãng .21 1.6.2 Góc chụm .21 1.7 Quan hệ động học góc quay bánh xe dẫn hớng .22 Chơng II: Kiểm nghiệm hệ thống lái xe Hyundai 2,5 2.1 Tính động học hệ thống lái 25 2.1.1 Tính động học hình thang lái 25 2.1.2 Xây dựng đờng cong đặc tính hình thang lái lý thuyết 28 Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 2.1.3 Xây dựng đờng cong đặc tính hình thang lái thực tế 28 2.2 Xác định mômen cản quay vòng 32 2.2.1 Mômen cản M1 .33 2.2.2 Mômen cản M2 .34 2.3 Xác định lực cực đại tác dụng lên hệ thống lái .35 2.4 Tính bền hệ thống lái .36 2.4.1 Tính bền cấu lái 36 2.4.2 Tính bền trục lái 39 2.4.3 Tính bền đòn quay đứng 40 2.4.4 Tính bền đòn kéo dọc 42 2.4.5 Tính bền đòn kéo ngang 43 2.4.5 Tính bền đòn bên .46 2.4.6 Tính bền khớp cầu 47 Chơng III: Lựa chọn phơng án thiết kế 3.1 Một số phơng án bố trí cờng hoáhệ thống lái .50 3.1.1 Van phân phối, xilanh lực đặt chung cấu lái 50 3.1.2 Van phân phối nằm cấu lái, xilanh lực nằm riêng 52 3.1.3 Van phân phối, xilanh lực đặt thành cụm tách biệt với cấu lái 53 3.1.4 Van phân phối cấu lái đặt thành cụm xilanh lực nằm hình thang lái 54 3.1.5 Van phân phối, xilanh lực cấu lái đặt tách biệt 55 Lời nói đầu === === Sự phát triển to lớn tất ngành kinh tế quốc dân đòi hỏi cần chuyên chở khối lợng hàng hoá hành khách Tính động cao, tính việt dã khả hoạt động điều kiện khác tạo cho ôtô trở thành phơng tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hoá hành khách Cùng với phát triển ngành khoa học kỹ thuật khác, ngành sản xuất chế tạo ôtô giới ngày phát triển hoàn thiện đáp ứng khả vận chuyển, tốc độ, an toàn nh đạt hiệu kinh tế cao Chủng loại xe ngày phong phú Hyundai hãng xe lớn Hàn Quốc họ cho đời nhiều chủng loại xe xuất sang nớc khác có Việt Nam Họ xuất sang ta chủ yếu loại xe tải nhỏ vừa lớn Các loại xe có giá thành thấp phù hợp với Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 địa hình nớc ta Một số loại xe tải lớn có thiết kế trợ lực lái nhiên loại xe tải nhỏ nh loại 2,5 cha có để giảm bớt nặng nhọc cho ngời lái yêu cầu đề phải thiết kế trợ lực lái cho loại xe nội dung đồ án em đợc giao Trong trình tính toán thiết kế đồ án em cố gắng tìm hiểu vận dụng kiến thức học Nhng thời gian có hạn, kinh nghiệm thân thiếu, nên không tránh đợc sai sót trình làm đồ án Em mong đợc thầy bạn đóng góp ý kiến để đồ án em đợc hoàn thiện, đầy đủ hơn! Sinh viên Lý Quốc Khánh Các thông số kỹ thuật xe: Hyundai 2,5 TT Tên danh nghĩa Ký hiệu Giá trị Đơn vị đo Tải trọng xe G 2500 Trọng lợng thân xe G0 2750 Trọng lợng toàn xe GT 5415 Phân cho cầu trớc G1 1350 Phân cho cầu sau G2 3900 Ký hiệu lốp Bìd ì16 Chiều dài sở L 3350 Chiều rộng sở B 1450 Chiều rộng vết trớc BT 1630 10 Chiều rộng vết sau BS 1435 11 Chiều cao xe h 2210 12 Chiều dài toàn 6183 L 13 Chiều dài trục lái lTl 720 14 Bán kính vành tay lái R1 200 15 Đờng kính trục lái 15 16 Chiều rộng toàn 2010 B 17 Đờng kính lốp 406,4 18 Bán kính quay vòng 6500 19 Vận tốc max Vmax 106 Thiết20kế hệ thống lái có Góc nghiêng trụcờng đứnghoá cho xe tải Hyundai 2,5 21 Góc thoát sau xe 45 22 Góc thoát trớc xe 20,5 23 Tỷ số truyền cấu lái 20,5 i KG KG KG KG KG inch mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm Km/h độ độ độ Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 Chơng I Giới thiệu tổng quan hệ thống lái 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1.1 Công dụng Hệ thống lái ôtô dùng để thay đổi hớng chuyển động nhờ quay bánh xe dẫn hớng nh để giữ hớng chuyển động thẳng hay chuyển động cong ôtô cần thiết 1.1.2 Phân loại Theo bố trí bánh lái chia hệ thống lái với bánh lái bố trí bên phải bên trái (tính theo chiều chuyển động xe) Bánh lái bố trí bên trái dùng cho nớc thừa nhận luật đờng theo phía phải nh nớc xã hội chủ nghĩa Bánh lái bố trí bên phải dùng cho nớc thừa nhận luật đờng theo phía bên trái nh Anh, Nhật, Thụy Điển Theo số lợng bánh dẫn hớng chia hệ thống lái với bánh dẫn hớng cầu trớc, hai cầu tất cầu Theo kết cấu cấu lái chia loại trục vít loại liên hợp (gồm trục vít, êcu, khía, quạt răng) Loại Theo kết cấu nguyên lý làm việc cờng hóa chia loại cờng hóa thuỷ lực, loại cờng hoá khí nén, loại cờng hoá liên hợp (kết hợp thuỷ lực điện) 1.1.3 Yêu cầu Dựa vào yêu cầu tối thiểu an toàn xe hàng hệ thống lái phải có yêu cầu sau: Đảm bảo tính vận hành cao ôtô có nghĩa khả quay vòng nhanh ngặt thời gian ngắn diện tích bé Lực tác động lên vành lái nhẹ, vành lái nằm vị trí tiện lợi ng ời lái Đảm bảo đợc động học quay vòng để bánh xe không bị trợt lết quay vòng Hệ thống trợ lực phải xác tính chất tuỳ động đảm bảo phối hợp chặt chẽ tác động hệ thống lái quay vòng bánh xe dẫn hớng Đảm bảo quan hệ tuyến tính góc quay vành lái góc quay bánh xe dẫn hớng Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 Cơ cấu lái phải đợc đặt phần đợc treo để kết cấu hệ thống treo trớc không ảnh hởng đến động học cấu lái Hệ thống lái phải bố trí cho thụân tiện việc bảo dỡng sửa chữa 1.2 Tỷ số truyền hệ thống lái 1.2.1 Tỷ số truyền cấu lái ic Tỷ số truyền cấu lái ic tỷ số góc quay phần tử tơng ứng bánh lái góc quay đòn quay đứng ic = d = d (1 1) : góc quay bánh lái Tỷ số truyền ic đòn không đổiđứng thay : góc quay quay đổi Cơ cấu lái với tỷ số truyền thay đổi giới hạn rộng đợc dùng trớc hết hệ thống lái cờng hóa Trong trờng hợp nên dùng qui luật thay đổi tỷ số truyền nh hình 1.1 Từ hình vẽ thấy phạm vi góc 25 20 15 10 720 540 360 180 180 360 540 720 quay /2 tỷ số truyền cấu lái Hình 1.1 có giá trị cực đại điều đảm bảo Quy luật thay đổi tỷ số truyền cấu lái ic thích hợp xác cao lái ôtô đờng thẳng với tốc độ cao làm nhẹ nhàng lái đa số thời gian lái quay bánh lái góc nhỏ quanh vị trí trung gian Ngoài việc lái nhẹ ra, cấu lái có tỷ số truyền thay đổi theo qui luật nh làm giảm ảnh hởng va đập từ bánh dẫn hớng lên ngời lái Khi > /2 ic giảm nhanh hai phía rìa đồ thị i c hầu nh không thay đổi đoạn quay bánh lái góc nhỏ làm cho bánh dẫn hớng quay góc lớn nghĩa làm cho khả uốn lợn ôtô tốt 1.2.2 Tỷ số truyền dẫn động lái id Tỷ số truyền phụ thuộc vào kích thớc quan hệ cánh tay đòn Trong trình bánh xe dẫn hớng quay vòng giá trị cánh tay đòn thay đổi Trong kết cấu id thay đổi không nhiều id = 0,9 ữ 1,2 Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 1.2.3 Tỷ số truyền theo góc hệ thống lái ig Là tỷ số góc quay vành tay lái góc quay bánh xe dẫn hớng Tỷ số truyền tích số tỷ số truyền cấu lái ic tỷ số truyền dẫn động lái id ig= ic id (1 - 2) 1.2.4 Tỷ số truyền lực hệ thống lái il Là tỷ số tổng lực cản quay vòng tác dụng lên bánh xe dẫn hớng lực đặt lên vành lái cần thiết để khắc phục lực cản quay vòng il = pc pl pc = Mc c (1 - 3) , pl = Ml r (1 - 4) Trong đó: Mc - mômen cản quay vòng bánh xe c - cánh tay đòn quay vòng tức khoảng cách từ tâm mặt tựa lốp đến đờng trục đứng kéo dài Ml - mômen lái đặt vành lái r - bán kính vành tay lái Nh ta có: il = Mc r c Ml (1 - 5) Bán kính vành tay lái da số ôtô 200 ữ 250mm tỷ số truyền góc ig không vợt 25 il không đợc lớn quá, il chọn khoảng từ 10 ữ 30 1.2.5 Hiệu suất thuận Hiệu suất thuận hiệu suất tính theo lực truyền từ trục lái xuống Hiệu suất thuận cao lái nhẹ Khi thiết kế hệ thống lái yêu cầu phải hiệu suất thuận cao 1.2.6 Hiệu suất nghịch Hiệu suất nghịch hiệu suất tính theo lực truyền từ đòn quay đứng lên trục lái Nếu hiệu suất nghịch bé lực va đập tác dụng lên hệ thống chuyển động ôtô không truyền đến bánh lái đợc chúng bị triệt tiêu ma sát cấu lái Đây tính chất quí cấu lái Nhng đa hiệu suất nghịch xuống thấp bánh lái xẽ không tự trả lại đợc vị Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 trí ban đầu dới tác dụng mômen ổn định Bởi để đảm bảo khả tự trả bánh lái từ vị trí quay vị trí ban đầu để hạn chế va đập từ đờng tác dụng lên hệ thống lái phạm vi cấu lái đợc thiết kế với hiệu suất nghịch định 1.3 Một số loại cấu lái thờng dùng Hiện cấu lái thờng dùng ôtô có loại: trục vít cung răng, trục vít lăn, trục vít chốt quay loại liên hợp 1.3.1 Cơ cấu lái trục vít lăn Loại cấu lái đợc sử dụng rộng rãi Trên phần lớn ôtô Liên Xô loại có tải trọng bé tải trọng trung bình đặt loại cấu Trên hình 1.2 trình bày cấu lái loại trục vít lăn Cơ cấu lái gồm trục vít gơbôlôit ăn khớp với lăn (có ba ren) đặt ổ bi kim trục đòn quay đứng Số lợng ren loại cấu lái trục vít lăn một, hai ba tuỳ theo A-A lực truyền qua cấu lái 1 B Nhìn theo B A A Ưu điểm: Nhờ trục vít có dạng glô-bô-it chiều dài trục vít không lớn Hình 1.2và diện rộng hơn, nghĩa nhng tiếp xúc ăn khớp đợc lâu Cơ cấu lái trục vít lăn giảm đợc áp suất riêng tăng độ chống mài mòn Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc đợc phân tán tùy theo cỡ ôtô mà làm lăn có hai đến bốn vòng ren Mất mát ma sát nhờ thay đợc ma sát trợt ma sát lăn Có khả điều chỉnh khe hở ăn khớp bánh Đờng trục lăn nằm lệch với đờng trục trục vít đoạn = ữ 7mm, điều cho phép triệt tiêu ăn mòn ăn khớp cách điều chỉnh trình sử dụng Tỷ số truyền cấu lái trục vít lăn xác định vị trí trung gian xác định theo công thức: ic = 2. r2 t.z1 (1 - 6) Trong đó: r2 - bán kính vòng tròn ban đầu hình glô-bô-it trục vít t - bớc trục vít z1 - số đờng ren truc vít Tỷ số truyền cấu lái ic tăng lên từ vị trí đến vị trí rìa khoảng ữ 7% nhng tăng không đáng kể coi nh tỷ số truyền loại trục vít lăn không thay đổi Hiệu suất thuận th = 0,65, hiệu suất nghịch ng = 0,5 1.3.2 Cơ cấu lái trục vít chốt quay Cơ cấu lái loại gồm hai loại: + Cơ cấu lái trục vít chốt quay + Cơ cấu lái trục vít hai chốt quay Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xeHình tải Hyundai 2,5 1.3 Cơ cấu lái trục vít chốt quay Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 Ưu điểm: Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay thay đổi tỷ số truyền theo yêu cầu cho trớc Tùy theo điều kiện cho trớc chế tạo chế tạo trục vít ta có loại cấu lái chốt quay với tỷ số truyền không đổi, tăng giảm quay vành lái khỏi vị trí trung gian Khi gắn chặt chốt hay ngỗng vào đòn quay ngỗng trục vít hay đòn quay trục vít phát sinh ma sát trợt Để tăng hiệu suất cấu lái giảm độ mòn trục vít chốt quay chốt đợc đặt ổ bi Nếu bớc trục vít không đổi tỷ số truyền đợc xác định theo công thức: ic = 2. r2 Cos t (1 - 7) Trong đó: - góc quay đòn quay đứng r2 - bán kính đòn quay Hiệu suất thuận hiệu suất nghịch cấu lái vào khoảng 0,7 Cơ cấu lái đợc dùng trớc hết hệ thống lái cờng hoá đợc dùng chủ yếu cho ôtô tải ôtô khách Loại cấu lái trục vít đòn quay với chốt quay ngày đợc sử dụng áp suất riêng chốt trục vít lớn, chốt mòn nhanh, thân chốt có độ chịu mài mòn Để điều chỉnh khe hở chốt trục vít cách dịch chuyển trục quay đứng theo chiều trục, phải điều chỉnh khoảng hở trục lái 1.3.3 Cơ cấu lái trục vít cung Với tiết diện bên mặt cắt ngang mối trục vít cung hình thang, trục vít cung tiếp xúc theo đờng nên toàn chiều dài cung truyền tải trọng Vì áp suất riêng, ứng suất tiếp xúc, độ mòn trục vít cung giảm Để đạt độ cứng vững tốt ngời ta đặt trục đòn quay ổ bi kim tìm cách hạn chế độ võng cung Khe hở ăn khớp thay đổi từ 0,03mm (ở vị trí trung gian), 0,25 ữ 0,6mm vị trí hai bên rìa Điều chỉnh khe hở ăn khớp nhờ thay đổi chiều dày đệm đồng Khắc phục khoảng hở ổ, lăn nhờ giảm bớt đệm điều chỉnh từ nắp vỏ Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 Hình 1.4 Cơ cấu lái trục vít cung Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 Ưu điểm: Cơ cấu lái trục vít cung có u điểm giảm đợc trọng lợng kích thớc so với loại trục vít bánh Do ăn khớp toàn chiều dài cung nên áp suất bé, giảm đợc ứng suất tiếp xúc hao mòn Tuy nhiên loại có nhợc điểm có hiệu suất thấp Tỷ số truyền cấu lái trục vít cung đợc xác định theo công thức: ic = 2. r0 t (1 - 8) Trong đó: r0 - bán kính vòng tròn sở cung t - bớc trục vít Tỷ số truyền cấu lái loại có giá trị không đổi Hiệu suất thuận khoảng 0,5 hiệu suất nghịch khoảng 0,4 Cơ cấu lái loại dùng loại ôtô khác 1.3.4 Cơ cấu lái loại liên hợp Loại cấu lái gần đợc sử dụng rộng rãi loại ôtô tải GMC, cờng hoá thuỷ lực ôtô ZIN - 130, ZIN - 131 với cờng hoá thuỷ lực Cơ cấu lái loại liên hợp hay dùng loại trục vít - êcu - cung Sự nối tiếp trục vít êcu dãy bi nằm theo rãnh trục vít Nhờ có dãy bi mà trục vít ăn khớp với êcu theo kiểu ma sát lăn Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 Hình 1.5 Cơ cấu lái loại liên hợp 10 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 - hệ số nhớt động học dầu, lấy = 0,55 dt - đờng kính ngõng trợt dt = 2,5 (cm) Vậy: 0,0053.3,14.2,5.65000 = 0,0005(cm) 24.0,6.8,9 = Nếu tính khe hở viên bi rãnh ta lấy: = 0,001(cm) Vậy hành trình toàn trợt phía là: = + = 0,142 + 0,001 = 0,143(cm) = 1, 43( mm) 4.6.4 Các thông số khác a) Góc quay không tải: tính tới thời điểm bắt đầu tác động cờng hoá = i Rvl (4 13) Trong đó: - hành trình trợt tới lúc bắt đầu che kín rãnh thoát dầu, trợt che kín rãnh thoát dầu trợt hết hành trình Lấy = 0,2(mm) Rvl bán kính vành tay lái Rvl = 200 (mm) i - tỷ số truyền lực từ trợt tới vành tay lái i= Rvl i l (4 14) ỏ đây: i - tỷ số truyền cấu lái, i = 20,5 l chiều dài đòn quay đứng, l = 180 (mm) i= 200.20,5 = 22,8 180 Vậy: = 0, 22,8 = 0,0228(rad ) 200 = 0,0228 180 = 1,30 < 40 3,14 Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 58 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 b) Góc quay tự toàn bộ: góc quay cho phép vành tay lái cờng hoá không làm việc = 2. i Rvl (4 15) Trong đó: - hành trình phía trợt, = 1,55( mm) = 2.1,55 22,8 = 0,353( rad ) 200 = 0,353 180 = 20, 230 < 350 3,14 4.6.5 Tính loxo van phân phối Loxo van phân phối dùng để giữ cân trợt vị trí trung gian Nếu dùng kết cấu có loxo trình di chuyển mặt đờng không phẳng, dao dộng từ mặt đờng tác dụng lên van phân phối làm sai lệch vị trí van ảnh hởng đến trình cờng hoá hệ thống lái Lực tác dụng lên loxo đợc tính theo lực tác dụng lên vành tay lái lúc cờng hoá bắt đầu làm việc P0 = 2,5 KG, lực cờng hoá lớn P1 = 15 KG Chuyển vị loxo lấy theo độ dịch chuyển trợt phía: x = 1,55( mm) Điều kiện làm việc loxo tải trọng có va đập Chỉ số gài thuận gài nghịch cờng hoá đợc đặc trng giá trị lực P0 P0 = R ( KG ) i1.t (4 16) Trong đó: R lực cản gài van phân phối i1 tỷ số truyền từ vành tay lái tới trợt van phân phối, i1 = 22,8 t - hiệu suất thuận cấu lái t = 0,6 Lực tác dụng lên loxo lúc bắt đầu cờng hoá: Plx = P0 il = 2,5.22,8 = 57 ( KG ) (4 17) Chọn vật liệu thép 60C2A có: [ b ] = 1600( Mpa), [ ch ] = 1400( Mpa) [ ] = 0,3 b = 0,3.1600 = 480( Mpa) Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 59 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 Chọn tỷ số đờng kính: c = D/d = Theo bảng 19 (CTM T2) Ta có: k = 1,29 Đờng kính dây loxo đợc tính theo công thức: d = 1,6 k Plx c 1, 29.570.5 = 1,6 = 4,03(mm) 580 [ ] (4 18) Ta chọn đờng kính dây loxo d = 4,1 (mm) Đờng kính loxo: D = c.d = 5.4,1 = 20,5 (mm) Số vòng làm việc loxo đợc tính theo công thức: n= x.G.d (vòng) 8.c ( Plx max Plx ) (4 19) Trong đó: G mômen đàn hồi trợt: G = 8.104 (Mpa) 1,55.8.10 4.4,1 n= = 8,9 (vòng) 8.53.57 Số vòng thực tế loxo: n0 = n + 1,5 = 8,9 + 1,5 = 10 (vòng) Vì đầu mút loxo đợc mài nên chiều cao loxo lúc vòng sát là: H = (n0 0,5).d = (10 0,5).4,1 = 39( mm) (4 20) Bớc loxo chịu tải: d + 1, 2.max ( mm) n Trong đó: t= max 8.D n.Plx 8.20,53.8,7.570 = = = 15,12( mm) G.d 8.104.4,14 (4 21) (4 22) Vậy: t= 4,1 + 1,2.15,12 = 2,6( mm) 8,7 Chiều cao loxo lúc chịu tải: H s = H + n(t d ) = 39 + 8,7(2,6 4,1) = 26( mm) Kiểm nghiệm tỷ số: (4 23) Hs D Hs 26 = = 1,3 < D 20,5 Nh loxo không bị ổn định Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 60 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 4.6.6 Tính toán diện tích tác dụng buồng phản ứng Lực đẩy xialnh hai phía khác bên có chiếm chỗ cần đẩy piston Do bánh xe dẫn hớng có xu hớng lệch khỏi vị trí ứng với chuyển độnh thẳng xe Để khắc phục tợng ta phải bố trí buồng phản ứng để giữ van phân phối nhằm tạo lực mở van phân phối khác dẫn đến áp suất hai khoang xilanh lực khác tạo nên ổn định xe Diện tích làm việc buồng phản ứng quan hệ với diện tích xilanh lực theo công thức: f P1 F2 = = f1 P2 F1 (4 24) Trong đó: F1,F2 diện tích làm việc xilanh lực khoang không có cần đẩy piston F1 = Dx2 3,14.42 = = 12,56(cm ) 4 Dx2 Dc2 3,14.4 3,14.22 F2 = = = 9, 42(cm ) 4 4 P1,P2 - áp suất dầu nhánh không có cần đẩy piston f1,f2 diện tích làm việc trụ phản ứng ứng với diện tích làm việc xilanh lực Chọn đờng kính cổ trợt bên phải: d1 = 2,2 (cm) Đờng kính phía vỏ van phân phối: D = 3,6 (cm) D d12 3,14.3,62 3,14.2, 22 = = 6,37 (cm ) 4 4 Thay vào biểu thức quan hệ ta có: f1 = (4 25) (4 26) (4 27) f2 = F2 f1 9,42.6,37 = = 4,78(cm ) F1 12,56 (4 28) f2 = (D d ) (4 29) Đờng kính cổ trợt bên trái là: d2 = D2 f 4.4,78 = 3,62 = 2,8 (cm) Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 (4 30) 61 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 Ta lấy diện tích làm việc trụ phản ứng lớn không lực cần thiết loxo nhỏ, chạy xe tốc độ thấp áp suất bơm tạo nhỏ dẫn đến lực mở van phân phối nhỏ ngời lái cảm giác mặt đờng Lực trụ phản ứng tạo đợc tính theo trụ phản ứng có diện tích nhỏ Ppu = p0 f1 = 65.6,37 = 414( KG ) Trong đó: p0 áp suất bơm cờng hoá tạo số vòng quay 1,25 lần số vòng quay không tải động p = 50 (KG/cm2) Để hệ thống làm việc đợc lâu dài vấn đề làm kín quan trọng nơi nh van phân phối, bơm cờng hoá, xilanh lực làm kín gioăng cao su có tiết diện tròn Riêng làm kín piston xilanh cờng hoá đợc làm kín xecmăng vát nghiêng đầu 450 loại chịu đợc tải trọng va đập chịu mài mòn cao = = = o0o = = = Chơng V quy trình công nghệ gia công trợt van phân phối 5.1 Phân tích chi tiết gia công 5.1.1 Kết cấu trợt 94 D F H G E 10 0,63 12 A B C 10 12 0,63 18 0,63 1,25 loó Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 Hình 5.1 Sơ đồ kết cấu trợt van phân phối 36 32 22 28 M12 1,25 1,25 62 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 5.1.2 Điều kiện làm việc trợt Con trợt nằm van phân phối làm nhiệm vụ đóng mở van phân phối để đờng dầu thông với khoang xilanh lực ôtô quay vòng Trong điều kiện trợt phải di chuyển chiều trục liên tục phụ thuộc vào chất lợng mặt đờng áp suất dầu hệ thống luôn thay đổi , trợt phải đảm bảo độ kín khít thuỷ lực Do bề mặt làm việc (phần di trợt) phải có độ cứng bề mặt độ chống mài mòn cao, độ đồng tâm độ không ô van lớn để đảm bảo độ kín khít thuỷ lực Do gia công trợt phải đòi hỏi độ xác hình học cao 5.1.3 Phân tích kết cấu công nghệ kết cấu trợt Từ nhiệm vụ yêu cầu trợt vấn đề thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết phải phù hợp với điều kiện gia công, công nghệ nớc Thị trờng nớc thị trờng nhỏ việc sản xuất mang tính chất thử nghiệm, công nghệ lạc hậu ta chọn dạng sản xuất đơn Do kết cấu trợt đơn giản trình tự gia công đơn giản rõ ràng Những yêu cầu kỹ thuật trợt nh độ nhẵn bóng cácbề mặt phải đợc xác định hợp lý để đảm bảo điều kiện làm việc chi tiết Do phải di chuyển dọc trục liên tục, để giảm ma sát bề mặt tiếp xúc, tăng độ kín khít van trợt phải có độ nhẵn bóng định Ta phải chọn độ nhẵn bóng bề mặt Ra = 0,63àm (tơng đơng với ) Để đảm bảo độ làm việc bền lâu vật liệu chế tạo trợt phải có độ cứng độ chống mài mòn cao ta chọn vật liệu chế tạo thép hợp kim có ký hiệu 40X Ngoài tiêu chuẩn độ trụ, độ đồng tâm phải đợc trọng tới để đảm bảo độ yêu cầu làm việc xác trợt 5.1.4 Chọn phôi xác định bề mặt gia công Để gia công trợt van phân phối ta dùng phôi thép cán 40 Trớc đa vào gia công cần làm vệ sinh phôi cắt bỏ ba via Bề mặt gia công trợt bao gồm hai mặt đầu, mặt ngoài, mặt mặt rãnh van Tuy nhiên bề mặt quan trọng mặt ngoài, mặt đầu rãnh van định tới tuổi thọ chất lợng chi tiết Các bề mặt gia công phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật mà chi tiết đặt Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 63 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 5.2 Lập sơ đồ nguyên công 5.2.1 Nguyên công 1: Tiện thô bề mặt chi tiết, khoan lỗ 10 71 18 10 22,5 36,5 S S S Phôi ống thép dài, ta gá kẹp chặt S máy tiện mâm cặp chấu định vị bậc tự kẹp chặt Tiến hành tiện mặt đầu, tiện trơn bề mặt chi tiết máy tiện vạn Liên Xô 1K62 sau khoan lỗ 10 Bớc 1: tiện mặt đầu 40 = 20(mm) Bớc tiến dao: s = 0.08(mm/v) Dùng dao tiện thép gió có gắn mảnh hợp kim ký hiệu P9 Số vòng quay trục chính: (tính cho dao tiến vào mép khoả mặt đầu) Chiều sâu cắt: t = n= 1000.V 1000.18, 47 = = 147(v / ph) D 3,14.40 Bớc 2: tiện thô bề mặt 36,5 40 36,5 = 1,75( mm) Bớc tiến dao: s = 0.6(mm/v) Dùng dao tiện thép gió có gắn mảnh hợp kim ký hiệu P9 Số vòng quay trục chính: Chiều sâu cắt: t = n= 1000.V 1000.55,3 = = 440(v / ph) D 3,14.40 Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 64 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 Bớc 3: tiện bậc 22,5 36,5 22,5 = 7(mm) Bớc tiến dao: s = 0.3(mm/v) Dùng dao tiện thép gió có gắn mảnh hợp kim có góc nghiêng 90 ký hiệu P9 Số vòng quay trục chính: Chiều sâu cắt: t = n= 1000.V 1000.55,3 = = 482,5(v / ph) D 3,14.36,5 Chọn n = 483(v/ph) Bớc 4: khoan lỗ 10 10 = 5(mm) Bớc tiến dao: s = 0.18(mm/v) Chiều sâu cắt: t = Dùng mũi khoan ruột gà có đờng kính 10 ký hiệu P18 Số vòng quay trục chính: n= 1000.V 1000.33,3 = = 1061(v / ph) D 3,14.10 Các bớc gia công đợc thể bảng dới đây: TT Bớc Máy Dao s(mm/v) t(mm) n(v/ph) Tiện mặt đầu 1K62 P9 0,08 20 147 Tiện thô bề mặt 36,5 1K62 P9 0,6 1,75 440 1K62 P9 0,3 483 Tiện bậc 22,5 2A125 P18 0,18 1061 Khoan lỗ 10 5.2.2 Nguyên công 2: Cắt đứt chi tiết từ phôi dài, tiện trụ 28,5 dài 25mm taro M12 28,5 25 Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 n S 94 S 65 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 Sau thực xong nguyên công ta tiến hành tiếp đến nguyên công Trong nguyên công phôi đợc kẹp chặt mâm cặp chấu máy tiện vạn 1K62 Liên Xô để hạn chế bậc tự Sau ta tiến hành cắt đứt chi tiết theo chiều dài tính toán, tiếp ta tiện mặt trụ bậc 28,5 Bớc 1: cắt đứt chi tiết từ phôi dài 40 = 20(mm) Bớc tiến dao: s = 0.08(mm/v) Dùng dao tiện thép gió có gắn mảnh hợp kim ký hiệu P9 Số vòng quay trục chính: (tính cho dao tiến vào mép khoả mặt đầu) Chiều sâu cắt: t = n= 1000.V 1000.18, 47 = = 147(v / ph) D 3,14.40 Bớc 2: tiện bậc 28,5 40 28,5 = 5,75(mm) Bớc tiến dao: s = 0.2(mm/v) Dùng dao tiện thép gió có gắn mảnh hợp kim ký hiệu P9 Số vòng quay trục chính: Chiều sâu cắt: t = n= 1000.V 1000.18,5 = = 147(v / ph) D 3,14.40 Các bớc gia công đợc thể bảng dới đây: TT Bớc Máy Dao s(mm/v) t(mm) n(v/ph) Cắt đứt chi tiết 1K62 P9 0,08 20 147 1K62 P9 0,2 5,75 147 Tiện bậc 28,5 5.2.3 Nguyên công 3: Gia công rãnh máy tiện 1K62 Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 66 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 Sau gia công xong lỗ ta tiến hành gia công tiếp rãnh mặt Định vị mặt trụ đợc kẹp chặt mâm cặp chấu hạn chế bậc tự do, dùng mũi chống tâm định vị vào lỗ 10 vừa gia công để hạn chế thêm bậc tự Bớc 1: Tiện rãnh 25,5 36,5 25,5 = 5,5(mm) Bớc tiến dao: s = 0.05(mm/v) Dùng dao tiện thép gió có gắn mảnh hợp kim ký hiệu P9 Số vòng quay trục chính: Chiều sâu cắt: t = n= 1000.V 1000.70 = = 611(v / ph) D 3,14.36,5 25,5 10,2 11,6 8,4 11,6 10.2 S Bớc 2: Tiện rãnh 25,5 n lại 36,5 25,5 = 5,5(mm) Bớc tiến dao: s = 0.05(mm/v) Dùng dao tiện thép gió có gắn mảnh hợp kim ký hiệu P9 Số vòng quay trục chính: Chiều sâu cắt: t = n= 1000.V 1000.70 = = 611(v / ph) D 3,14.36,5 Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 67 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 Các bớc gia công đợc thể bảng dới đây: TT Bớc Máy Dao s(mm/v) t(mm) n(v/ph) 1K62 P9 0,05 5,5 611 Tiện rãnh 25,5 1K62 P9 0,05 5,5 611 Tiện rãnh 25,5 5.2.4 Nguyên công 4: Khoan lỗ Dùng mặt phẳng định vị vào mặt đầu chi tiết để hạn chế bậc tự do, dùng chốt trụ ngắn định vị vào lỗ 10 để hạn chế bậc tự do, ta dùng dẫn hớng để kẹp chặt F Chọn máy: máy khoan đứng 2A125, công suất 2,8 (KW) S Chọn dao: mũi khoan ruột gà thép gió P18 = 1(mm) Lợng chạy dao: s = 0,08 (mm/vòng) Tốc độ cắt theo bảng: V = 10,5 (m/phút) Ta có số vòng quay trục chính: Chiều sâu cắt: t = n= 1000.V 1000.10,5 = = 1672(v / ph) D 3,14.2 Các bớc gia công đợc thể bảng dới đây: TT Bớc Máy Dao s(mm/v) t(mm) n(v/ph) 2A125 P18 0,08 1672 Khoan lỗ 2 2A125 P18 0,08 1672 Khoan lỗ 5.2.5 Nguyên công 5: Mài tinh mặt trợt, mặt bên rãnh máy mài Liên Xô : máy 3450 Chi tiết đợc gá hai mũi chống tâm hạn chế bậc tự Bớc tiến máy: s = 0,08 (mm/vòng) Chiều sâu cắt : t = 0,25 (mm) Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 68 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 Tốc độ quay đá: nD = 2200 (v/phút) Tốc độ quay phôi: nP = 45 (v/phút) Dùng đá mài: Sơ đồ nguyên công: n S S 0,63 1,25 0,63 0,63 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 12 tra 8các12 5.2.6 Nguyên công 6: 10 Kiểm tiêu10chuẩn kỹ thuật chi tiết vừa gia công B D F E C A n Chi tiết sau gia công đòi hỏi phải đạt đợc đầy đủ yêu cầu kỹ thuật ta phải tiến hành kiểm tra Gá chi tiết hai mũi chống tâm dùng: Đồng hồ so kiểm tra độ tròn độ đồng tâm mặt chi tiết Đồng hồ so kiểm tra độ đảo mặt đầu mặt bên rãnh Yêu cầu kiểm tra độ bóng bề mặt làm việc trợt đạt Ra = 0,63àm, hai bên cổ trục mặt bên rãnh đạt Ra = 1,25àm Thiết kế hệ thống lái có cờng hoá cho xe tải Hyundai 2,5 69 Đồ án tốt nghiệp Lý Quốc Khánh Ôtô - K44 Độ không vuông góc bề mặt A, B, C, D, E, F so với đờng tâm trợt < 0,01/100mm chiều dài Độ ôvan bề mặt chi tiết