Nghiên cứu, tính toán thiết kế và kiểm nghiệm trên máy tính hệ thống lái xe city car

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng hướng dẫn TS Hoàng Thăng Bình Đề tài thực Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Các số liệu kết trình bày luận văn độc lập, hoàn toàn trung thực chưa công bố công trình nghiên cứu Hà Nội, ngày 16 tháng năm 2013 Tác giả Nguyễn Văn Toàn DANH MỤC HÌNH VẼ BẢNG BIỂU TT Tên hình vẽ, bảng biểu Trang Hình 1-1 Hình dáng xe city car 11 Hình 2-1 Trạng thái quay vòng xe 15 Hình 2-2 Phân loại hệ thống lái theo số bánh dẫn hướng 17 Hình 2-3 Cơ cấu lái trục vít – lăn 18 Hình 2-4 Cơ cấu lái kiểu trục vít-êcu bi-thanh cung 19 Hình 2-5 Cơ cấu lái kiểu bánh - 20 Hình 2-6 Sơ đồ hệ thống lái xe Tatanano 21 Hình 2-7 Đặc điểm kết cấu cấu lái xe Matiz 22 Hình 2-8 Sơ đồ hệ thống lái xe Kia morning dùng trợ lực lái điện 24 10 Hình 2-9 Sơ đồ chung hệ thống lái thiết kế 26 11 Hình 2-10 Sơ đồ dẫn động lái 26 12 H nh 3-1 Sơ đồ động học quay v ng 29 13 Hình 3-2 Sơ đồ dẫn động lái xe thẳng 30 14 Hình 3-3 Sơ đồ h nh thang lái xe quay v ng 32 15 Hình 3-4 Đồ thị đặc tính động học hình thang lái 34 16 Hình 3-5 Sơ đồ đặt bánh xe dẫn hướng 35 17 Hình 3-6 Sơ đồ lực ngang tác dụng lên bánh xe xe quay vòng 36 18 Hình 3-7 Mặt c t trục lái 48 19 Hình 3-8 Sơ đồ phân bố lực phanh 49 20 Hình 3-9 Khớp cầu 52 21 H nh 3-10 Logo phần mềm Solidworks 55 22 Hình 3-11 Vẽ 3D 57 23 Hình 3.12 Vẽ 3D bánh 58 24 Hình 3-13 Mô h nh 3D chi tiết rôtuyn 59 25 Hình 3-14 Ngàm chặt mặt côn rôtuyn 59 26 Hình 3-15 Kết tính bền bánh 61 27 Hình 3- 16 Kết tính bền 62 28 Hình 3-17 Kết tính bền Rôtuyn 63 29 Hình 4-1 Các cụm chi tiết ô tô 64 30 Hình 4-2 Chi tiết dạng công nghệ dập vuốt 66 31 Hình 4-3 Dập vuốt thủy ứng dụng chất lỏng 67 32 Hình 4-4 Chi tiết dạng khối công nghệ 67 33 Hình 4-5 Quy trình công nghệ khuôn dập khối 68 34 Hình 4-6 Nguyên lí dập chi tiết ống chữ T 69 35 Hình 4-7 Các dạng sản phẩm ứng dụng IHU 70 36 Hình 4-8 Khung thân xe 70 37 Hình 4.9 Ép chảy kết hợp uốn nóng linh hoạt 71 38 Hình 4-10 Ghép nối chi tiết tâm khung xe ô tô 72 39 Hình 4-11 Ghép nối chi tiết khung xe ô tô 72 40 Hình 4-12.Công nghệ uốn điển hình 73 41 Hình 4-13 Công nghệ uốn điển hình 73 42 ảng 3-1 Bảng giá trị góc quay tương ứng  theo 32 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ý nghĩa TT Chữ viết tắt  Góc quay bánh xe dẫn hướng cầu dẫn hướng  Góc quay bánh xe dẫn hướng cầu dẫn hướng L Chiều dài sở xe B Khoảng cách hai tâm trụ đứng  Góc tạo đ n bên h nh thang lái phương ngang m Chiều dài đ n bên h nh thang lái y Khoảng cách đ n ngang với trục trước p Chiều dài đ n nối bên hình thang lái lt Góc  tính theo lý thuyết 10 tt Góc  tính theo thực tế 11  Độ sai lệch 12 Gbx Trọng lượng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng 13 a 14 f 15 r 16 H Chiều cao lốp 17 d Đường kính vành bánh xe 18 rbx Cánh tay đ n bánh xe dẫn hướng với xe thiết kế đo Hệ số cản lăn ta xét trường hợp ôtô chạy đường nhựa khô án kính tự bánh xe án kính làm việc bánh xe id Tỷ số truyền dẫn động lái ic Tỷ số truyền cấu lái 19  ’max Vòng quay vành lái lớn tính từ vị trí thẳng 20  max Góc quay vòng lớn bánh xe dẫn hướng 21 Mc Mômen cản quay v ng 22 R Bán kính vành lái 23 th Hiệu suất thuận cấu lái 24 Dc Đường kính v ng chia 25 mn Môdun pháp tuyến bánh 26  Góc nghiêng ngang bánh 27  x  28 Mx 29 SH Hệ số an toàn 30 ZR Hệ số xét ảnh hưởng độ nhám 31 ZV Hệ số xét ảnh hưởng vận tốc v ng 32 KXH Hệ số xét ảnh hưởng kích thước bánh 33 KF Hệ số xét ảnh hưởng độ độ bôi trơn 34 YS Hệ số xét tới ảnh hưởng mô đun 35  Hệ số trùng khớp ngang 36 YF1, YF2 37 Wx 38 [σ cd ] ng suất ch n dập cho phép 39 [σ u ] ng suất uốn cho phép vị trí ngàm 40 [τ] ng suất c t cho phép vị trí ngàm 41 Fc Diện tích tiếp x c mặt cầu đệm rôtuyn 42 Wu Mômen chống uốn tiết diện tính toán 43 Fc Diện tích tiếp x c mặt cầu đệm rôtuyn 44 Dc Đường kính cầu rôtuyn ng suất tiếp x c cho phép tiết diện nguy hiểm Mô men xo n gây lên nguy hiểm răng, mômen cản quay v ng từ bánh xe Hệ số dạng Mômen chống xo n tiết diện tính toán MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC HÌNH VẼ BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN 10 1.1 KHÁI QUÁT TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN XE CITY CAR TRÊN THẾ GIỚI 10 VÀ VIỆT NAM 10 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 12 1.3 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 12 1.4 PHƢƠNG PHÁP TIẾP CẬN VÀ NGHIÊN CỨU 12 1.5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 13 Chƣơng TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE CITY CAR 14 2.1 CÁC YÊU CẦU CÔNG DỤNG PHÂN LOẠI HỆ THỐNG LÁI TRÊN XE ÔTÔ CON THÔNG THƢỜNG 14 2.1.1 Công dụng 14 2.1.2 Yêu cầu 15 2.1.3 Phân loại hệ thống lái 16 2.2 HỆ THỐNG LÁI CỦA CÁC MẪU XE CITY CAR ĐIỂN HÌNH 21 2.2.1 Hệ thống lái xe Tatanano 21 2.2.1.1 Cấu tạo thông số kỹ thuật 21 2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động 21 2.2.1.3 Ưu điểm 22 2.2.2 Hệ thống lái xe Matiz 22 2.2.2.1 Cấu tạo thông số kỹ thuật 22 2.2.2.2 Nguyên lý hoạt động 23 2.2.2.3 Ưu điểm 23 2.2.3 Hệ thống lái xe Kia morning 24 2.2.3.1 Cấu tạo thông số kỹ thuật 24 2.2.3.2 Nguyên lý hoạt động 24 2.2.3.3 Ưu điểm 25 LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI CỦA XE CITY CAR 25 2.3.1 Lựa chọn cấu lái 25 2.3.2 Lựa chọn dẫn động lái 26 Chƣơng TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 3D VÀ KIỂM NGHIỆM 27 HỆ THỐNG LÁI TRÊN MÁY TÍNH 27 3.1 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LÁI XE CITY CAR 27 3.1.1 Các thông số tính toán 27 3.1.2 Tính toán dẫn động lái 27 3.1.2.1 Tính động học hình thang lái 27 3.1.2.2 Xây dựng đường cong thực tế 29 3.1.2 Xác định mômen cản quay vòng chỗ 33 3.1.3 Tính toán cấu lái 36 3.1.3 Xác định bán kính v ng lăn bánh 37 3.1.3 Xác định thông số bánh 37 3.1.3.3 Xác định kích thước thông số 39 3.1.4 Tính bền cấu lái bánh - 40 3.1.4.1 Xác định lực tác dụng lên truyền bánh - 40 3.1.4.2 Kiểm tra vật liệu 40 3.1.4.3 ng suất cho phép 41 3.1.5 Tính bền dẫn động lái 44 3.1.5.1 Kiểm tra bền trục lái 44 3.1.5.2 Tính bền đ n kéo ngang 45 3.1.5.3 Tính bền nối bên dẫn động lái 47 3.1.5.4 Kiểm tra bền rôtuyn 47 3.2 THIẾT KẾ 3D HỆ THỐNG LÁI XE CITY CAR 49 3.2.1 Phần mềm thiết kế 3D 49 3.2.2 Thiết kế 3D 52 3.2.3 Thiết kế 3D bánh 53 3.2.4 Thiết kế 3D rôtuyn 54 3.3 KIỂM NGHIỆM BỀN TRÊN MÁY TÍNH 55 3.3.1 Phần mềm kiểm nghiệm 3D 55 3.3.2 Trình tự kiểm nghiệm bền 55 3.3.3 Kiểm nghiệm bền kết cấu lái bánh răng, răng, rôtuyn 56 3.3.3.1 Kiểm nghiệm bền kết bánh 56 3.3.3.2 Kiểm nghiệm bền kết 57 3.3.3.3 Kiểm nghiệm bền kết rôtuyn 59 Chƣơng ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO TÍNH NĂNG DỂ CHẾ TẠO HẠ GIÁ THÀNH 60 4.1 Một số công nghệ gia công Việt Nam 60 4.1.1 Công nghệ gia công Việt Nam 60 4.1.2 Các công nghệ chế tạo gia công áp lực 61 4.1.2.1 Chế tạo chi tiết dạng vỏ 61 4.1.2.2 Chế tạo chi tiết dạng khối 63 4.1.2.3 Chế tạo chi tiết dạng ống 65 4.1.2.4 Chế tạo chi tiết dạng khung 66 4.1.2.5 Công nghệ ghép nối mỏng 67 4.1.2.6 Công nghệ uốn 69 4.2 Đề xuất giải pháp nâng cao dể chế tạo hạ giá thành sản xuất 70 4.2.1 Giải pháp chọn vật liệu chế tạo gia công 70 4.2.1.1.Chọn vật liệu yêu cầu gia công 70 4.2.1.2 Qui trình gia công bánh 71 4.2.2 Giải pháp kỹ thuật gia tăng độ bền cho bánh 72 KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 LỜI NÓI ĐẦU Ngày khoa học kỹ thuật có bước phát triển nhanh nhằm đáp ứng nhu cầu đời sống chất lượng ngày cao người Trên ôtô hệ thống lái hai hệ thống quan trọng bậc liên quan đến an toàn điều khiển, với tính hệ thống lái có yêu cầu riêng Qua trình phát triển, hệ thống ngày cải thiện có phát minh nhằm đảm bảo yêu cầu, nâng cao tính sử dụng, góp phần vào thuận lợi an toàn việc sử dụng ôtô Với mục đích đó, khoảng thời gian học tập nghiên cứu Trường Đại học bách khoa Hà Nội Đề tài giới hạn việc “Nghiên cứu, thiết kế tính toán kiểm nghiệm máy tính hệ thống lái xe City car” Thông qua kiến thức học thân tìm hiểu kiến thức qua tài liệu sách vở, Internet, với hướng dẫn tận tình thầy giáo - Tiến sĩ Hoàng Thăng Bình quí thầy viện khí động lực Trường Đại học bách khoa Hà Nội, mong đề tài đem lại nhìn tổng quan hệ thống lái xe city car Trải qua thời gian nghiên cứu học tập tác giả tích lũy số vốn kiến thức định để phục vụ cho trình công tác nghiên cứu sau Để có điều không nhờ vào công học tập nghiên cứu mà nhờ nhiều vào công ơn dạy dỗ hướng dẫn quí thầy cô Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế tính toán kiểm nghiệm máy tính hệ thống lái xe city car” tác giả tiến hành chọn để thực làm luận văn tốt nghiệp Để đưa vào sử dụng thiết kế rộng rãi thực tế, tác giả mong nhận nhiều ý kiến đánh giá từ chuyên gia chuyên nghành đồng nghiệp Qua tác giả bày tỏ lòng cảm ơn sâu s c tới thầy giáo TS Hoàng Thăng Bình toàn thể thầy Bộ môn Ôtô Viện Cơ khí động lực hướng dẫn gi p đỡ tác giả hoàn thành luận văn Xin trân trọng cảm ơn! Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 KHÁI QUÁT TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN XE CITY CAR TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM Ngày khoa học kỹ thuật có bước phát triển nhanh nhằm nâng cao chất lượng đời sống người Cùng với phát triển ngành công nghiệp ôtô có bước phát triển lớn tạo nên chất lượng ôtô ngày cao phục vụ cho sống việc phát triển kinh tế Hiện nay, nhiều tập đoàn ô tô lớn giới tập trung nghiên cứu phát triển dòng xe sử dụng nhiều nguồn lượng thân thiện với môi trường Châu Âu cho đời xe Ero (1 Ero 100 km) nhỏ gọn, tiện lợi sử dụng nguồn lượng khác (xăng điện), nhiều hãng xe châu Á nghiên cứu phát triển dòng xe tiện ích nhỏ gọn Những xe có tên gọi City car hay Smart car Tại có nhiều nước giới lại phát triển dòng xe nhỏ vậy? Hệ thống lái dòng xe có cấu tạo nào, nguyên lý hoạt động chúng có khác so với hệ thống lái d ng xe b nh thường hay không? Liệu tính toán thiết kế tạo sản phẩm tương tự có giá thành hạ phù hợp với điều kiện giao thông Việt Nam không? Đây toán tương đối khó đặt cho nhà kỹ thuật thiết kế ô tô nước ta Hệ thống lái đóng vai tr định hướng chuyển động ôtô tạo nên tính ổn định trình chuyển động xe City car Chính vậy, việc làm chủ công nghệ tính toán thiết kế chế tạo có ý nghĩa vô quan trọng việc định đến chất lượng giá thành xe, đáp ứng yêu cầu người tiêu dùng Để đáp ứng phát triển đó,việc hiểu rõ vấn đề hệ thống lái cần thiết nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng, sửa chữa bảo dưỡng cải tiến hệ thống lái Với mục đích đó, giới hạn thời gian, đề tài giới hạn việc “Nghiên cứu, thiết kế tính toán kiểm nghiệm máy tính hệ 10 Công nghệ gia công áp lực, thuật ngữ quốc tế Metal forming technology đời sớm phát triển mạnh nước có công nghiệp phát triển Đức, Mỹ, Nga, Nhật, v.v Bản chất công nghệ gia công ứng dụng khả biến dạng dẻo kim loại để tạo hình lòng khuôn tác dụng ngoại lực thích hợp Do đó, yếu tố công nghệ gồm có vật liệu khả biến dạng dẻo, kết cấu phận khuôn thiết bị dập, quy trình công nghệ hợp lý Theo công nghệ chế tạo sản phẩm dạng vỏ, n p (hình 4.1), chế tạo phương pháp dập tấm, dạng khung bệ ứng dụng công nghệ dập khối, ghép nối, chi tiết dạng ống dẫn chế tạo chất lỏng chi tiết truyền động động bánh răng, khớp nối, tay biên th sản xuất công nghệ dập khối 4.1.2 Các công nghệ chế tạo gia công áp lực 4.1.2.1 Chế tạo chi tiết dạng vỏ Trong ô tô có nhiều chi tiết dạng mỏng n p capô, cánh cửa xe, n p cốp sau v.v (H nh 4-2a) Các chi tiết chủ yếu sản phẩm dập vuốt (deep drawing), với chiều sâu dập vuốt thấp Công nghệ dập vuốt cho chi tiết đạt thành tựu định ứng dụng hệ thống chặn đàn hồi chặn cục với lực chặn thay đổi vành phôi, công nghệ ứng dụng nhiều Đức sản xuất ô tô máy bay Trong dập vuốt chi tiết lớn mức độ dập vuốt thấp, chi tiết khó đạt độ s c nét góc cạnh tượng đàn hồi lại xảy Để kh c phục tượng này, phương pháp dập vuốt có kéo gân vuốt thường ưu tiên Kết cấu phận khuôn dập vuốt chi tiết thể (hình 4-2b) nguyên lý dập vuốt minh họa (hình 4-2c) 61 Hình 4-2 Chi tiết dạng công nghệ dập vuốt Theo sơ đồ nguyên lý h nh trên, th chày g n với đế khuôn (bàn máy), cối g n với đầu trượt Ở vị tri ban đầu, chặn nâng lên chiều cao với chày (đôi cao chày để tạo lực nâng ban đầu), phôi đặt lên bề mặt phẳng chặn Ở hành trình dập, cối xuống với chuyển động đầu trượt, ép vào phôi tạo lực kẹp ban đầu Khi cối tiếp tục xuống, phôi chày vuốt vào cối để tạo chi tiết Quá trình dập vuốt thực máy ép thủy lực có xilanh đẩy Với công nghệ dập vuốt truyền thống hay chày cối cứng việc chế tạo chày cối có kích thước tương quan xác gây khó khăn Việc ứng dụng chất lỏng, cao su, polyurethane đóng vai trò chày cối mở trang cho công nghệ dập vuốt Tiết kiệm thời gian gia công khuôn, tiết kiệm kim loại, mức độ dập vuốt tăng lên, tạo hình chi tiết phức tạp Nguyên lý dạng sản phẩm dập thủy minh họa (hình 4-3) Qua sơ đồ nguyên lý này, điểm khác biệt so với dập vuốt truyền thống chất lỏng đóng vai trò cối, tạo áp lực cần thiết ép phôi vào biên dạng chày 62 Hình 4-3 Dập vuốt thủy ứng dụng chất lỏng Cùng với công nghệ dập chất lỏng công nghệ dập xung điện từ, dập chất ứng dụng tiếp tục nghiên cứu Các công nghệ góp phần tạo hình chi tiết phức tạp kích thước ngoại cỡ 4.1.2.2 Chế tạo chi tiết dạng khối Các chi tiết dạng khối tay biên, trục khuỷu, khớp nối ô tô chi tiết điển hình sản xuất công nghệ dập khối, yêu cầu cao tính hay chịu tải trọng động làm việc Các công nghệ dập khối đến có nhiều cải tiến để sản phẩm có độ xác cao hơn, đặc biệt ứng dụng khuôn kín công nghệ gia công ảo Quá trình dập tiến hành trạng thái nguội, trạng thái nửa nóng (nhiệt độ kết tinh lại), trạng thái bán lỏng nhiệt độ cao 1200oC (khoảng 70% Tchảy) Hình 4-4 Chi tiết dạng khối công nghệ Trên (Hình 4-4a) chi tiết dạng khối thường gặp công nghiệp ô tô Hai đại diện công nghệ điển h nh để sản xuất chi tiết dập khối khuôn 63 hở/kín ép chảy, (Hình 4-4b,c) Dập khối thường được thực máy dập búa, máy ép thủy lực dập nóng, máy ép ma sát trục vít Hình 4-5 Quy trình công nghệ khuôn dập khối Trong khí ép chảy thường thực máy ép thủy lực nằm ngang Hiện Việt Nam việc ứng dụng công nghệ dập khối nhà máy mức độ thấp chủ yếu chuẩn bị phôi Công nghệ phát triển hạn chế thiếu thiết bị tạo lực lớn, thiếu thiết bị nung công suất lớn thiếu thị trường tiêu thụ Ép chảy Profile định h nh cho kim loại màu hướng nước công nghiệp phát triển Không túy dừng lại tạo phôi có đường sinh thẳng, ép chảy ngày thường g n với thiết bị uốn liên tục có điều khiển linh hoạt phôi c n nóng để tạo khung dàn có độ chống uốn tốt nhẹ (Hình 4-5) ví dụ thiết kế công nghệ dập kết cấu nửa khuôn dập cho chi tiết tay biên Theo quy trình phôi dập tay biên phải thực qua ba bước tạo hình (ép trụ, dập thô, dập tinh) hai bước phụ (tạo chuôi kẹp kìm, c t biên) Các trình biến dạng khối diễn phức tạp, trước sản xuất hàng loạt cần phải có nghiên cứu cụ thể thử nghiệm Ở nước công nghiệp phát triển trình dập khối thường tính toán mô máy tính sau đưa chế tạo thử nghiệm sản xuất hàng loạt 64 4.1.2.3 Chế tạo chi tiết dạng ống Phương pháp dập tạo hình vật liệu kim loại chất lỏng nghiên cứu thủ nghiệm từ năm 50 kỷ 20 Công nghệ áp dụng cho hai dạng phôi chủ yếu phôi phôi ống, tương ứng với dạng phôi có thuật ngữ tương ứng dập tĩnh thủy phôi (HBU), dập áp lực cao bên (AHU) bên ống (IHU) Dập thủy tĩnh chi tiết đ i hỏi áp lực chất lỏng từ 500at đến 2000at Áp lực thường thấp dập chất lỏng cho phôi ống, thường từ 10004000at, c n gọi công nghệ áp lực cao bên Sơ đồ nguyên lý phương pháp IHU thể qua (Hình 4.6) Hình 4-6 Nguyên lí dập chi tiết ống chữ T Theo nguyên lý (Hình 4-6), ống đưa vào l ng khuôn, khuôn xuống ép khuôn với lực đóng khuôn Fs Tiếp theo chày dọc trục vào đóng kín hai đầu ống Chất lỏng bơm vào đầy ống Ở công đoạn tạo hình (c), chất lỏng với áp lực thích hợp chuyển động có điều khiển chày 65 dọc trục chày đối áp làm phôi ống biến dạng phình theo biên dạng khuôn Dầu sau tạo hình h t trước tháo khuôn gỡ sản phẩm Hình 4-7 Các dạng sản phẩm ứng dụng IHU Dập chi tiết dạng ống chữ T nguyên lý ban đầu cho phương pháp IHU đến ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp ô tô, đặc biệt đường ông xả ống dẫn liệu có hình dáng phức tạp ô tô, (H nh 4.7) thể chi tiết dạng ống tạo hình chất lỏng áp lực cao bên 4.1.2.4 Chế tạo chi tiết dạng khung Các chi tiết dạng khung thân ô tô đa dạng có yêu cầu độ cứng vững cao, an toàn va đập (Hình 4-8) Các cụm chi tiết thường chế tạo việc l p ghép chi tiết dập vuốt, uốn công nghệ hàn, bu lông, đinh tán v.v Trong hai chục năm trở lại với phát triển công nghệ ép chảy profile tạo h nh tạo khung xe vừa nhẹ lại đảm bảo độ chống uốn cao Hình 4-8 Khung thân xe 66 Công nghệ ép chảy profile kết hợp với công nghệ uốn máy CNC tạo sản phẩm uốn phục vụ công nghiệp dân dụng đến chi tiết chịu lực ô tô (Hình 4-9) So với chi tiết đặc biệt, sản phẩm rỗng làm cho phương tiện vận chuyển nhẹ hơn, tiết kiệm lượng, động lực để thay đổi công nghệ Công nghệ đ c thay chế tạo chi tiết có hình dạng phức tạp tiết kiệm kim loại Hình 4-9 Ép chảy kết hợp uốn nóng linh hoạt ng dụng công nghệ tạo hình ông áp lực cao bên (IHU) đề cập phần 2.2.3, người ta chế tạo khung xương liền không cần hàn làm tăng khả chịu tải động 4.1.2.5 Công nghệ ghép nối mỏng Công nghệ l p ráp ghép nối công nghiệp ô tô phát triển mạnh Nhật Bản, Mỹ, đặc biệt Đức Các dây chuyền l p ráp không đơn điều khiển khí hay khí nén mà thay hệ thống tay máy rô bốt điều khiển linh hoạt, kết hợp với hệ thống định vị vị trí điều khiển PLC Ở vị trí mối ghép thực hàn, dán, ghép nối đinh tán v.v (Hình 4-10a) minh họa mối ghép biến dạng dẻo đầu xe ô tô BMW5 ứng dụng rô bốt để ghép nối (Hình 4-10b) 67 Hình 4-10 Ghép nối chi tiết tâm khung xe ô tô Hiện có nhiều phương pháp ghép nối khí lĩnh vực biến dạng dẻo, tác giả xin giới thiệu phương pháp ghép nối tiên tiến biến dạng dẻo nghiên cứu ứng dụng Đức Hình 4-11 Ghép nối chi tiết khung xe ô tô Phương pháp ghép nối đinh tán tỏ chiếm ưu so với phương pháp ghép nối khác hàn, dán v khả chịu tải động mối ghép kín Hai phương pháp đinh tán r t (a) đinh tán đặc (b) phổ thông lĩnh vực kết cấu Những năm gần đây, phương pháp ghép nối clinching (c) đinh tán rỗng (d) phát minh ứng dụng mạnh ngành công nghiệp khung vỏ ô tô Hai phương pháp không cần đột lỗ trước Ở phương pháp ghép nối clinching, không cần đinh tán mà mối ghép hình thành dựa vào biến dạng dẻo lòng cối Trong mối ghép đinh tán rỗng có độ bền cao mối ghép clinching, đinh tán rỗng c t phôi biến dạng phôi để tạo mối ghép Các mối ghép yêu cầu vật liệu có độ biến dạng dẻo cao đặc biệt thích hợp cho mối ghép hỗn hợp vật liệu nhiều thép 68 4.1.2.6 Công nghệ uốn Trong ô tô có nhiều chi tiết tạo từ công nghệ uốn, thành thùng xe tải, xương trần, bệ đỡ v.v Các chi tiết phải đảm bảo độ bền nhẹ, độ chống uốn cao, khả l p ráp l p ghép dễ dàng Các công nghệ uốn thường b t gặp uốn khuôn (máy dập vạn máy sấn thủy lực), uốn trục quay uốn liên tục trục lăn (H nh 4-12) Hình 4-12.Công nghệ uốn điển hình Trong công nghệ uốn khuôn thường áp dụng cho chi tiết nhỏ có góc uốn phức tạp (Hình 4-13a), uốn trục lăn thường chế tạo cung ống tròn cho phôi phẳng, phôi ống tròn, phôi profile (Hình 4-13a), chi tiết uốn dài vô hạn uốn lốc giải pháp chưa thể thay Với phát triển thiết bị có điều khiển xác, góc uốn kiểm soát trình bù trừ lượng biến dạng đàn hồi Hình 4-13 Công nghệ uốn điển hình 69 4.2 Đề xuất giải pháp nâng cao dể chế tạo hạ giá thành sản xuất Nhằm để phát triển ngành công nghiệp chế tạo ô tô phục vụ cho tiến trình công nghiệp hoá, đại hoá đất nước, đẩy mạnh trình hội nhập Việt Nam với khu vực giới Đồng thời đặt phương hướng phát triển ngành thời gian tới tương xứng với tầm vóc ngành công nghiệp chủ đạo đất nước kỷ 21 Ngành công nghiệp chế tạo ô tô ngành công nghiệp chủ yếu hầu hết quốc gia Sự phát triển ngành công nghiệp chế tạo ô tô tạo điều kiện th c đẩy phát triển nhiều lĩnh vực công nghiệp khác Việt Nam với dân số 86 triệu người quốc gia có mức tăng trưởng kinh tế ổn định, đánh giá thị trường tiêu thụ ô tô đầy tiềm khu vực Đông Nam Á Đây tiền đề vững ch c cho phát triển ngành công nghiệp tương lai Tác giả xin đề xuất số giải pháp sau đây: 4.2.1 Giải pháp chọn vật liệu chế tạo gia công 4.2.1.1.Chọn vật liệu yêu cầu gia công Trong trình làm việc hệ thống lái bánh chịu áp suất cao mài mòn lớn, lực tác dụng lên chúng lớn chủ yếu lực tác dụng người lái phản lực từ mặt đường tác dụng lên Vậy tác giả chọn vật liệu chế tạo bánh thép CT45 cán tròn, độ cứng HB = 170 ÷ 220, ứng suất bề chảy vật liệu σch= 270N/mm2, ứng suất bền kéo nhỏ σbk= 540N/mm2 để chế tạo bánh đáp ứng yêu cầu Trong trình chế tạo tác giả chọn phôi đ c để giảm vật liệu giảm nguyên công trình sản xuất chi tiết Khi gia công bánh cần phải đảm bảo yêu cầu sau: - Răng có độ bền mỏi tốt - Răng có độ cứng cao - Tính truyền động ổn định, không gây ồn - Hiệu suất truyền động lớn, suất cao (hiệu suất 0,96 ÷ 0,99) - Độ nhám đạt cấp đến cấp 11, tức Ra = 0.63 ÷ 0.08 μm - Khả ăn khớp tốt với bánh khác mô đun 70 4.2.1.2 Qui trình gia công bánh Ngày công nghệ khí nước ta phát triển Trên sở ch ng ta lựa chọn vật liệu để tiến hành gia công máy tiện đại sẵn có việc giúp cho giá thành sản phẩm giảm nhiều cụ thể sau: + Gia công bánh răng: Trong tr nh gia công bánh hệ thống lái có nguyên công sau đây:  Nguyên công 1: Tiện Bƣớc 1: Tiện vạt mặt đầu, hai mặt Bƣớc 2: Khoan lỗ Ф28 Bƣớc 3: Tiện rộng lỗ Ф30+0.1  Nguyên công 2: Xọc rãnh then 6mm  Nguyên công 3: Gá trục Ф30 tiện trụ Ф58.7 = đường kính đỉnh  Nguyên công 4: Phay xo n Bƣớc 1: L p trục gá phôi ụ phân độ tâm tĩnh Bƣớc 2: Chọn dao đ ng mô đun, l p dao đ ng Bƣớc 3: Chọn chế độ c t Bƣớc 4: Tính toán l p bánh thay Bƣớc 5: Xoay nghiêng đầu dao phay theo góc xo n β Bƣớc 6: Tiến hành phay theo chiều cao tính toán Bƣớc 7: Kiểm tra  Nguyên công 5: Nhiệt luyện + Gia công răng: Trong tr nh gia công ch ng ta thực nguyên công sau:  Nguyên công 1: Tiện Bƣớc 1: Vặt mặt, khoan tâm đầu thứ I Bƣớc 2: Vặt mặt, khoan tâm đầu thứ II Bƣớc 3: Tiện trụ Ф20-0.1  Nguyên công 2: Phay nghiêng theo β bánh xo n bước phay giống bánh xo n 71  Nguyên công 3: Nhiệt luyện 4.2.2 Giải pháp kỹ thuật gia tăng độ bền cho bánh Sau gia công xong bánh th tiến hành chọn kỹ thuật gia tăng độ bền bánh Có nhiều kỹ thuật Việt Nam để đơn giản tác giả chọn kỹ thuật sau để làm gia tăng độ cứng độ bền cho bánh sau: + Chọn phương pháp bề mặt bánh răng, phương pháp nhiệt luyện tiến hành làm nguội với tốc độ lớn, môi trường làm nguội thường nước, dầu, nước muối…Kết nhận bánh có độ cứng cao Mục đích tăng độ cứng, độ bền cho bánh Ở bánh bề mặt cho có độ cứng mà bên bánh dẻo ban đầu + Ram nguyên công b t buộc sau tôi, trình nung nóng bánh sau đến nhiệt độ thích hợp thấp đường chuyển biến pha, giữ nhiệt làm nguội nhanh chậm Ram có tác dụng làm giảm ứng suất dư bên bánh  Kết luận: Nhằm để giảm giá thành nâng cao hiệu sản xuất ôtô theo tác giả nên nội địa hóa số chi tiết, thiết bị ôtô.V nước ta có chi tiết hay thiết bị sản xuất mà chất lượng không thua g so với chi tiết nhập Vậy qua giải pháp mà tác giả đưa đưa vào ứng dụng th tác giả tin giá thành sản phẩm giảm đáng kể gi p cho người tiêu dùng có hội mua ôtô hoàn hảo có giá thành phù hợp 72 KẾT LUẬN Kỹ thuật ôtô ngày phát triển tới mức cao, thoả mãn yêu cầu đ i hỏi kh t khe tính kinh tế, kỹ thuật môi trường, đặc biệt an toàn chuyển động ôtô tốc độ cao Vì ôtô trang bị thêm nhiều hệ thống kỹ thuật cao để đảm bảo tính nói Sau thời gian học tập nghiên cứu, tính toán thiết kế trợ giúp tận tình thầy giáo TS Hoàng Thăng Bình quý thầy môn toàn thể bạn đồng nghiệp Đến tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu, tính toán thiết kế kiểm nghiệm máy tính hệ thống lái xe City car” Dựa kiến thức học nhà trường kết thu qua thực tiễn, tác giả thực luận văn với nội dung sau: + Nghiên cứu phân tích tổng quan xe city car + Nghiên cứu hệ thống lái xe city car + Tính toán thiết kế hệ thống lái xe city car Tiến hành tính bền kiểm nghiệm số chi tiết phần mềm solidworks Trong trình kiểm nghiệm chi tiết hệ thống lái xe City car tác giả ứng dụng phần mềm Solidworks Đây phần mềm chuyên thiết kế 3D ứng dụng rộng rãi việc tính bền cho chi tiết nhằm giảm giá thành ô tô tốn thời gian việc kiểm nghiệm chi tiết ô tô sản xuất Trước từ xây dựng ý tưởng sản xuất ô tô phải thời gian từ đến năm c n lâu Ngày nhờ có máy tính, phần mềm máy tính phần mềm solidworks hỗ trợ nên khâu kiểm nghiệm tính bền phận hay chi tiết ô tô rút ng n nhiều thời gian, từ làm cho thời gian sản xuất ôtô rút ng n nhiều chi phí giá thành ô tô giảm đáng kể 73 Hƣớng áp dụng đề tài Trong trình kiểm nghiệm chi tiết hệ thống lái xe City car luận văn này, bên cạnh áp dụng phần mềm để kiểm nghiệm chi tiết khác hệ thống treo, hệ thống phanh… Thông qua luận văn phần nói lên tác dụng, vai tr quan trọng hệ thống lái cải tiến kỹ thuật để việc điều khiển xe dễ dàng Mặc dù tác giả có nhiều cố g ng quan tâm gi p đỡ thầy giáo kiến thức, kinh nghiệm, kiến thức công nghệ thông tin thời gian có hạn nên tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận bảo, phê bình quí thầy đồng nghiệp Tác giả xin chân thành cám ơn thầy hướng dẫn TS Hoàng Thăng Bình đồng nghiệp gi p đỡ tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành tốt luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn! 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hữu Cẩn – Dư Quốc Thịnh – Phạm Minh Thái – Nguyễn Văn Tài – Lê Thị Vàng, Lý thuyết ôtô , Nhà xuất khoa học kỹ thuật (2000) Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy (tập I tập II), Nhà xuất giáo dục (1998) Phạm Minh Thái, Thiết kế hệ thống lái ôtô – máy kéo bánh xe, NXB Bách Khoa Hà Nội(1991) PGS.TS.Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí (tập I tập II), NX Giáo dục (2003) Nguyễn Kh c Trai – Nguyễn Trọng Hoan – Hồ Hữu Hải – Phạm Huy Hường – Nguyễn Văn Chưởng – Trịnh Minh Hoàng, Kết cấu ô tô, NX ách Khoa Hà Nội (2009) Ninh Đức Tốn – Nguyễn Trọng Hùng, Kỹ thuật đo, NX Giáo dục(2007) Hồ Hữu Hải, Tập giảng Cấu tạo Ôtô, ĐH K Hà Nội (2008) Nguyễn Trọng Hoan, Tập giảng thiết kế tính toán Ôtô ( 2011) Nguyễn Hồng Thái, ng dụng solidworks thiết kế khí, Nhà xuất khoa học kỹ thuật(2006) 10 Nguyễn Hữu Hường - Phạm Xuân Mai - Ngô Xuân Ngát, Hướng dẫn đồ án môn học thiết kế tính toán ô tô máy kéo, tập 11.Trương Minh Chấp - Dương Đ nh Khuyến - Nguyễn Kh c Trai, Thiết kế tính toán ô tô, Bộ môn ô tô Trường ĐH K Hà nội(1998) 12 Trang wed www.oto hui.com.vn 75 ... mục tiêu đề tài nghiên cứu, thiết kế tính toán kiểm nghiệm máy tính hệ thống lái xe City car Từ đưa phương án thiết kế, tính toán kiểm nghiệm máy tính hệ thống lái xe City car để mang lại hiệu... cho hệ thống treo độc lập (H nh 2-10) 26 Chƣơng TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 3D VÀ KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI TRÊN MÁY TÍNH 3.1 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LÁI XE CITY CAR 3.1.1 Các thông số tính toán Trong trình tính. .. việc Nghiên cứu, thiết kế tính toán kiểm nghiệm máy tính hệ 10 thống lái xe City car” thông qua việc tìm hiểu, học hỏi dòng xe vận dụng kiến thức học Việc kiểm nghiệm máy tính giúp cho việc thiết