Kiểm nghiệm bền khung xe điện 3 bánh bằng phần mềm 3d

T HÔNG SỐ VÀ YÊU CẦU PHÂN BỐ KHỐI LƯỢNG TRÊN XE ĐIỆN 3 BÁNH.. Phân bố khối hệ thống lượng truyền lực, phanh, lái, khung vỏ cho xe điện 3 bánh.. Sử dụng động cơ điện thì lượt giản đi rấ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN VĂN THỊNH

KIỂM BỀN KHUNG XE ĐIỆN BA BÁNH

BẰNG PHẦN MỀM 3D

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội - 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN VĂN THỊNH

KIỂM BỀN KHUNG XE ĐIỆN BA BÁNH

BẰNG PHẦN MỀM 3D

Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS ĐÀM HOÀNG PHÚC

Hà Nội - 2014

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

1 LỜI NÓI ĐẦU 6

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 7

1.1 K HÁI QUÁT VỀ XE ĐIỆN 7

1.2 Ư U , NHƯỢC ĐIỂM KHI SỬ DỤNG Ô TÔ ĐIỆN 7

1.3 G IỚI THIỆU VỀ C ATIA 9

1.4 Đ ẶC ĐIỂM KẾT CẤU KHUNG XE ĐIỆN 3 BÁNH 9

CHƯƠNG II BỐ TRÍ CÁC HỆ THỐNG VÀ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG 12

2.1 T HÔNG SỐ VÀ YÊU CẦU PHÂN BỐ KHỐI LƯỢNG TRÊN XE ĐIỆN 3 BÁNH 12

2.1.1 Thông số đầu vào của xe điện thiết kế 12

2.1.2 Yêu cầu của việc phân bố khối lượng trên xe điện 3 bánh 12

2.2 X ÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ SỞ VÀ KÍCH THƯỚC THÔNG QUA 12

2.3 P HÂN BỐ TẢI TRỌNG CHO XE ĐIỆN 3 BÁNH 14

2.3.1 Phân bố tải trọng ghế ngồi 14

2.3.2 Phân bố khối hệ thống lượng truyền lực, phanh, lái, khung vỏ cho xe điện 3 bánh 15

CHƯƠNG III KHẢO SÁT ỨNG SUẤT KHUNG XE KHI THAY ĐỔI VỊ TRÍ THANH NGANG BẰNG PHẦN MỀM 3D 29

3.1 Đ IỀU KIỆN TÍNH TOÁN 29

3.2 Y ÊU CẦU VỀ THÔNG SỐ KẾT QUẢ 29

3.3 G ÁN VẬT LIỆU CHO KHUNG 29

3.4.T ÍNH BỀN KHUNG 29

3.4.1 Thực hiện các thiết lập môi trường tính toán 29

3.4.2 Xử lý kết quả 30

3.4.3 Khảo sát ứng suất tổng hợp khi thay đổi vị trí các thanh ngang bằng phần mềm 3D Catia 30

CHƯƠNG IV TÍNH BỀN KHUNG XE BẰNG PHẦN MỀM 3D 41

4.1 C ÁC TRƯỜNG HỢP TÍNH BỀN 41

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

2 4.2 T ÍNH BỀN BẰNG PHẦN MỀM 3D C ATIA 44

4 3 T ÍNH TOÁN KIỂM BỀN TRONG CÁC TRƯỜNG HỢP KHÁC 46

4.3.1 Trường hợp xe đi thẳng trên đường phẳng 46

4.3.2 Trường hợp xe đi thẳng trên đường phẳng và phanh gấp 49

4.3.3 Bánh xe trước và 1 bên bánh xe sau đi trên đường phẳng còn một bên bánh xe sau đi lên đường xấu với biến dạng của nhíp là lớn nhất 52

KẾT LUẬN 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

3 DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG 1 : BẢNG KÊ THÔNG SỐ XE ĐIỆN 3 BÁNH .9

BẢNG 2 : BẢNG KÊ THÔNG SỐ YÊU CẦU XE ĐIỆN 3 BÁNH 12

BẢNG 3 BẢNG KÊ THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC XE ĐIỆN 3 BÁNH 13

BẢNG 4 BẢNG KÊ KHỐI LƯỢNG CÁC CỤM 14

BẢNG 5: BẢNG KÊ THÔNG SỐ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE ĐIỆN 3 BÁNH 15

BẢNG 6 BẢNG KÊ THÔNG SỐ KHỐI LƯỢNG XE ĐIỆN 3 BÁNH 20

BẢNG 7: BẢNG KÊ TỔNG HỢP YÊU CẦU BỐ TRÍ CHUNG VÀ LỰA CHỌN CỤM TỔNG THÀNH 21

BẢNG 8 : BẢNG KÊ CÁC LỰC ĐẶT LÊN KHUNG – TÍNH BỀN UỐN VÀ XE ĐỨNG YÊN 31

BẢNG 9 : BẢNG TỔNG HỢP CÁC TRƯỜNG HỢP KHI THAY ĐỔI VỊ TRÍ THANH NGANG 40

BẢNG 10 : BẢNG KÊ CÁC TRƯỜNG HỢP BIẾN DẠNG CỦA KHUNG 41

BẢNG11 BẢNG KÊ CÁC LỰC ĐẶT LÊN KHUNG – TÍNH BỀN UỐN VÀ XE ĐỨNG YÊN 44

BẢNG 12 BẢNG KÊ CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN KHUNG KHI XE ĐI THẲNG 47

BẢNG 13 BẢNG KÊ CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN XE KHI PHANH 50

BẢNG 14 BẢNG KÊ TRỊ SỐ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG XE KHI BÁNH 54

SAU BÊN PHẢI ĐI VÀO ĐƯỜNG XẤU 54

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

4 DANH MỤC HÌNH VẼ HÌNH 1 MÔ HÌNH XE KIỂM NGHIỆM BỀN 10

HÌNH 2 MÔ HÌNH KHUNG XE KIỂM NGHIỆM BỀN 10

HÌNH 3 KÍCH THƯỚC CƠ SỞ XE ĐIỆN 3 BÁNH 13

HÌNH 4 BỐ TRÍ GHẾ HÀNH LANG DI CHUYỂN LỰA CHỌN 15

HÌNH 5 TỔ HỢP ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ CẦU SAU 16

HÌNH 6 PHÂN BỐ KHỐI LƯỢNG ÁC QUI 16

HÌNH 7 TỔ HỢP HỆ THỐNG TREO SAU 17

HÌNH 8 BỐ TRÍ HỆ THỐNG TREO SAU TRÊN KHUNG XE 17

HÌNH 9 TỔ HỢP BỐ TRÍ KHUNG, TRUYỀN LỰC, GHẾ, BÌNH ÁC QUY 18

HÌNH 10 BỐ TRÍ CẦN PHANH TAY VÀ BÀN ĐẠP PHANH CHÂN 19

HÌNH 11 HÌNH DÁNG VÀ BỐ TRÍ KẾT CẤU VỎ XE 20

HÌNH 12 SƠ ĐỒ ĐẶT LỰC TÁC DỤNG LÊN KHUNG KHI XE ĐỨNG YÊN 31

HÌNH 13 : MÔ HÌNH KHẢO SÁT TRƯỜNG HỢP 1 33

HÌNH 14 : KẾT QUẢ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 1 33

HÌNH 15 : BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 1 34

HÌNH 16 : MÔ HÌNH KHẢO SÁT TRƯỜNG HỢP 2 34

HÌNH 17 : KẾT QUẢ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 2 35

HÌNH 18 : BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 2 35

HÌNH 19 : MÔ HÌNH KHẢO SÁT TRƯỜNG HỢP 3 36

HÌNH 20 : KẾT QUẢ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 3 36

HÌNH 21 : ĐỒ THỊ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 3 37

HÌNH 22 : MÔ HÌNH KHẢO SÁT TRƯỜNG HỢP 4 37

HÌNH 23 : KẾT QUẢ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 4 38

HÌNH 24 : ĐỒ THỊ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 4 38

HÌNH 25 : MÔ HÌNH KHẢO SÁT TRƯỜNG HỢP 5 39

HÌNH 26 : KẾT QUẢ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 4 39

HÌNH 27 : ĐỒ THỊ ỨNG SUẤT TRƯỜNG HỢP 5 40

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

5 HÌNH 28 SƠ ĐỒ PHÂN BỐ LỰC TRÊN KHUNG XE ĐIỆN - TÍNH BỀN 3D 43

HÌNH 29 SƠ ĐỒ ĐẶT LỰC TÁC DỤNG LÊN KHUNG KHI XE ĐỨNG YÊN 44

HÌNH 30 BIẾN DẠNG UỐN CỦA KHUNG XE ĐỨNG YÊN 45

HÌNH 31 ĐỒ THỊ ỨNG SUẤT DẦM DỌC BÊN PHẢI 46

HÌNH 32 BIẾN DẠNG UỐN CỦA KHUNG XE KHI ĐI THẲNG 48

HÌNH 33 BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT TỔNG HỢP TRÊN DẦM DỌC – XE ĐI THẲNG 48

HÌNH 34 SƠ ĐỒ PHÂN BỐ 49

HÌNH 36 BIẾN DẠNG KHUNG XE KHI PHANH 51

HÌNH 37 BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT TỔNG HỢP TRÊN DẦM DỌC – XE PHANH GẤP 52

HÌNH 38 BIẾN DẠNG KHUNG KHI MỘT BÊN BÁNH SAU ĐI VÀO ĐƯỜNG XẤU 55

HÌNH 39 BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT TỔNG HỢP TRÊN DẦM DỌC 56

HÌNH 40 ĐỒ THỊ ỨNG SUẤT TỔNG HỢP TRÊN DẦM NGANG SỐ 1 57

HÌNH 41 ĐỒ THỊ ỨNG SUẤT TỔNG HỢP TRÊN DẦM NGANG SỐ 2 57

HÌNH 42 BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT TỔNG HỢP TRÊN DẦM NGANG SỐ 3 58

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

6

LỜI NÓI ĐẦU

Nhu cầu về xe điện đang phát triển rất nhanh trên thế giới và những chiếc xe

sử dụng nguồn năng lượng điện được nhận định sẽ chiếm ưu thế trong tương lai nhờ vào những ích lợi mà nguồn năng lượng điện mang lại như

Môi trường: Xe điện thì ít gây hại cho môi trường hơn so với xe sử dụng động

cơ nổ, việc xử lý vấn đề khí thải cho một nhà máy cung cấp điện cũng dễ dàng hơn

so với khí thải của vài triệu xe sử dụng động cơ nổ Mặt khác, điện thì có thể sản xuất sạch hơn nhờ sử dụng nguồn năng lượng sức gió, ánh sáng mặt trời hay các công ghệ xanh khác Lượng khí thải của một chiếc xe sử dụng động cơ nổ sẽ tăng lên theo tuổi đời của chiếc xe, xe điện lại tạo ra độ ô nhiễm môi trường ít hơn trong suốt tuổi đời của nó

Kinh tế: ở một khía cạnh nào đó, chi phí để sử dụng xe điện còn thấp hơn chi phí sử dụng xe hơi, chi phí để sạc điện là nhỏ hơn chi phí để mua xăng ngay cả khi sau 3-5 năm phải thay một bình ác quy Động cơ nổ có hàng trăm chi tiết chuyển động yêu cầu về điều kiện làm việc cao hơn và dễ bị hỏng hóc hơn Sử dụng động

cơ điện thì lượt giản đi rất nhiều bộ phận trên động cơ nổ như hệ thống bôi trơn, cấp gió, lọc lầu, lọc gió … với việc sử dụng ô tô chạy điện thì mỗi quốc gia có thể sử dụng được nguồn năng lượng do mình sản xuất, điều này tốt cho nền kinh tế và hạn chế rủi do phát sinh từ vấn đề chính trị

Nguồn tài nguyên: Dầu phục vụ cho động cơ nổ không phải có ở bất kỳ quốc gia nào Các nước phương tây thường phải nhập khẩu dầu từ trung đông, nơi mà nếu nghỉ khai thác dầu một đến hai ngày thì cả nền kinh tế thế giới sẽ bị biến động

vì thế điện thì dễ dàng để sản suất hơn ở bất kỳ quốc gia nào

Với những lợi thế như trên,em đươc giao đề tài tốt nghiệp “Kiểm bền khung

xe điện 3 bánh bằng phần mềm 3D” được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Đàm Hoàng Phúc em đã hoàn thành xong luận văn tốt nghiệp của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

7

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Khái quát về xe điện

Xe điện là Xe sử dụng năng lượng không phải từ sự đốt cháy xăng mà là từ một nguồn điện chứa trong bình điện lớn(ắc qui)

Qua quá trình nghiên cứu và tham khảo thực tế,đề tài đã lựa chọn loại xe điện

có đặc điểm kết cấu là xe ba bánh để kiểm nghiệm Đây là loại xe thể hiện được nhiều ưu điểm phù hợp với việc lưu thông trong môi trường giao thông đô thị của các thành phố lớn của Việt Nam hiện nay

1.2 Ưu, nhược điểm khi sử dụng Xe điện

a Ưu điểm khi sử dụng xe điện

+ Xe điện sẽ làm giảm sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch

+ Làm giảm chi phí năng lượng đến 90%

+ Nâng hiệu suất sử dụng năng lượng lên 70% (bằng cách nạp lại điện năng)

so với hiệu suất 15% (kể cả hệ thống truyền lực) trong các ứng dụng động cơ đốt trong

+ Tạo ra mô men xoắn cao hơn và đường đặc tính mô men xoắn không đổi, giúp xe có khả năng tăng tốc nhanh hơn

+ Giảm bớt hiệu ứng nhà kính và tình trạng nóng lên của trái đất

+ Ít gây ồn so với động cơ đốt trong

+ Không thải ra khí xả độc hại ảnh hưởng đến sức khỏe con người

+Hoàn toàn có thể đáp ứng tầm hoạt động dưới 500km, bằng loại ắc quy

Lithium-ion

+ Nạp điện tại nhà hoặc nơi công cộng đơn giản, thuận tiện

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

+ Chi phí bảo dưỡng như thay dầu nhớt, làm mát, bảo dưỡng, kiểm duyệt khí thải được giảm bớt hoặc loại bỏ hoàn toàn

+ Có thể cung cấp điện trở lại cho một số thiết bị điện dân dụng nếu cần + Ngay cả khi nguồn điện dung để nạp ắc quy được tạo ra từ các nhà máy nhiệt điện dùng nhiên liệu hóa thạch thì hiệu quả sử dụng năng lượng của chúng vẫn cao hơn nhiều so với động cơ đốt trong

+ Giảm thiểu quan ngại về cháy nổ

+ Xe điện có triển vọng hơn cả xe sử dụng Hidro lỏng vì sự phổ dụng và chi phí phân phối rất thấp, không cần đầu tư một hệ thống trạm nhiên liệu quy mô lớn và cực kỳ đắt tiền Ngoài ra, hiệu quả chuyển đổi năng lượng của xe còn cao hơn ắc quy nhiên liệu hidro lỏng

+ Điện có thể tạo ra từ các nguồn thủy điện, địa nhiệt, gió, hidro, mặt trời hoặc hạt nhân… là các nguồn năng lượng không phát thải khí độc hại gốc cacbon

b Nhược điểm khi sử dụng Xe điện

+ Bị giới hạn về thời gian hoạt động và thời gian nạp lại đầy điện

+ Giá thành sản xuất cho ắc quy điện còn quá đắt, nằm trong khoảng từ 1500USD/xe (ắc quy chì-axit) cho đến 20000USD/xe (ắc quy Lithium-ion) + Khối lượng vận chuyển bị hạn chế, tốc độ thấp

+ Một số loại ắc quy hoạt động kém hiệu quả khi gặp thời tiết lạnh giá Các trạm điện công cộng chưa phổ biến

+ Người sử dụng phải đối mặt với nguy cơ bị điện giật, nhiễm điện từ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

9

1.3 Giới thiệu về Catia

Catia là một trong những phần mềm CAD CAM thông dụng Đây là một chương trình nhiều tính năng, tích hợp nhiều phân hệ thiết kế, ứng dụng trong nhiều lãnh vực khác nhau Trong quá trình sản xuất, người thiết kế phải học sử dụng rất nhiều chương trình riêng biệt để có các phân hệ tương ứng phục vụ cho việc thiết kế thì nay với Catia, ta có đầy đủ các công cụ, lệnh cũng như các giải pháp cho nhiều ngành nghề thiết kế khác nhau như Cơ khí, Cơ-Điện tử, Điện-Điện tử, Tự động Hóa, Giao thông, Kiến trúc v.v Ngoài các chức năng cơ bản trong thiết kế cơ khí như vẽ phác, biên dạng, bề mặt, thiết kế thép tấm, lắp ráp, chú giải sai số, gia công và phân khuôn, Catia còn có các chức năng chuyên sâu Shape Design & Styling như: Vẽ các biên dạng phức tạp, số hóa và tối ưu các biên dạng bế mặt, tạo những hình ảnh tương tác bắt mắt cũng như tạo chuyển động qua chức năng Photo Studio của chương trình

1.4 Đặc điểm kết cấu khung xe điện 3 bánh

Thông số xe điện 3 bánh khảo sát

Bảng 1 : Bảng kê thông số xe điện 3 bánh

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

10

Hình 1 Mô hình xe kiểm nghiệm bền

Hình 2 Mô hình khung xe kiểm nghiệm bền

- Khung xe có dầm dọc ở hai bên, các dầm dọc được liên kết với nhau bằng các dầm ngang nhờ các mối hàn

- Các dầm dọc có tiết diện chữ U, Dầm ngang có tiết diện tròn

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

11

- Hai dầm dọc có tiết diện chữ U, chiều hướng vào trong và tiết diện không đổi chiều cao 80 mm, rộng 40 (mm), dày 3 (mm) Chiều dài dầm dọc là 1954 (mm), khoảng cách giữa đuôi hai dầm dọc là 700 (mm) và đầu là 440 (mm)

- Trên hai dầm dọc có vị trí để lắp các mõ nhíp động phía trước và mõ nhíp tĩnh phía sau, để có thể cố định các mõ nhíp lên khung xe ta có thể sử dụng liên kết hàn hoặc liên kết đinh tán Thông thường các mõ nhíp tĩnh phía sau được chế tạo bằng phương pháp đúc nên được liên kết với khung bằng phương pháp tán nguội, ngoài ra còn có các vị trí lắp tai bắt khung xe với sàn xe và có các vị trí để liên kết các cụm kết cấu phụ lên khung xe

+ Dầm ngang cuối và dầm ngang thứ 3 nối hai xà dọc là thép ống tròn có tiết diện phi 50x3 (mm)

+ Dầm ngang thứ 2 nối hai xà dọc là thép ống tròn có tiết diện phi 50x3 (mm) + Đoạn ống nối khung và đầu xe là thép ống tròn có tiết diện phi 50x3 (mm)

Kết luận:

Qua quá trình nghiên cứu và tham khảo thực tế,đề tài đã lựa chọn loại xe điện

có đặc điểm kết cấu là xe ba bánh để kiểm nghiệm và tối ưu khung xe nhằm giảm tải trọng của xe Để áp ứng được các ưu nhược điểm phù hợp với việc lưu thông trong môi trường giao thông đô thị của các thành phố lớn của Việt Nam hiện nay

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

12

CHƯƠNG II BỐ TRÍ CÁC HỆ THỐNG VÀ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG 2.1 Thông số và yêu cầu phân bố khối lượng trên xe điện 3 bánh

2.1.1 Thông số đầu vào của xe điện thiết kế

Thông số cơ bản của xe điện 3 bánh

Bảng 2 : Bảng kê thông số yêu cầu xe điện 3 bánh

sử dụng cho hộ gia đình

2.1.2 Yêu cầu của việc phân bố khối lượng trên xe điện 3 bánh

Do trên xe sử dụng nguồn năng lượng là động cơ điện nên vấn đề tối ưu hóa khối lượng để tận dụng tối ưu nguồn năng lượng là rất cần thiết,vì vậy phân bố khối lượng trên xe phải đảm bảo các yêu cầu:

- Bố trí hợp lý các hệ thống, khoang, đảm bảo chức năng hoạt động của hệ

Kích thước cơ sở của xe được qui định bao gồm: chiều dài cơ sở, chiều rộng

cơ sở, ngoài ra còn có yêu cầu về kích thước chiều dài đuôi xe Cách ghi thông số kích thước và chủng loại kích thước cũng phải tuân thủ theo qui định chung

Kích thước chiều rộng cơ sở được qui định là khoảng cách giữa hai tâm bánh

xe sau (với trường hợp xe sử dụng bánh đơn), kích thước cơ sở hình thành thông

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hình 3 Kích thước cơ sở xe điện 3 bánh Bảng 3 Bảng kê thông số kích thước xe điện 3 bánh

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

14

65% chiều dài cơ sở

2.3 Phân bố tải trọng cho xe điện 3 bánh

Khối lượng là thông số đầu vào quan trọng của quá trình tính toán thiết kế, khối lượng toàn bộ liên quan chặt chẽ đến:

- Tải trọng hữu ích của xe

- Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên các cầu

Trên cơ sở các thông số bố trí chung và lựa chọn hệ thống động lực cho xe điện ta tiến hành tham khảo và xây dựng mô hình các cụm cơ cấu, hệ thống và thực hiện đo khối lượng sơ bộ trên phần mềm 3D

Bảng 4 Bảng kê khối lượng các cụm

2.3.1 Phân bố tải trọng ghế ngồi

Kết cấu kích thước sàn xe theo thông số yêu cầu của bố trí chung không gian phía trong xe và bố trí Kết cấu và kích thước ghế gồi, phân bố vị trí nghế ngồi theo theo tiêu chuẩn bố trí chung, bao gồm cả kích thước hành lang di chuyển trong xe

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

15

Hình 4 Bố trí ghế hành lang di chuyển lựa chọn

a Phân bố khối hệ thống lượng truyền lực, phanh, lái, khung vỏ cho xe điện 3 bánh

+Phân bố khối lượng hệ thống truyền lực

Hệ thống truyền lực cho xe điện 3 bánh lựa chọn gồm: ắc qui, động cơ điện, cầu chủ động

Bảng 5: Bảng kê thông số hệ thống truyền lực xe điện 3 bánh

Cầu liền có gắn động cơ điện dẫn động trược tiếp

thông qua bộ truyền bánh răng

Tỷ số truyền: i = 7,6

Lựa chọn động cơ điện và cầu chủ động bố trí liền cụm đặt phía sau xe nhằm tăng khối lượng phân bố ra cầu sau, giúp tăng lực bám ở bánh xe chủ động khi xe làm việc ở chế độ không tải

Mặt khác, do khối lượng ác qui bố trí tập trung ở phía trước xe nên bố trí động

cơ với cầu liền cụm phía sau nhằm tạo ra khối lượng cân bằng với phần khối lượng

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

16

của ắc qui, đảm bảo cho xe không bị mất cân đối về khối lượng trước và sau

Hình 5 Tổ hợp động cơ điện và cầu sau

b Phân bố khối lượng bình ắc qui

Để đảm bảo quãng đường, tốc độ di chuyển, xe thiết kế phải sử dụng 4 bình ác qui có kích thước 518×275×265 (mm) Khối lượng mỗi bình ắc qui khoảng 60 (kg) nên vị trí bố trí bình ác qui đảm bảo phân bố trọng lượng trên cầu xe hợp lý Trên xe điện 3 bánh thiết kế, 3 ắc qui được bố trí cố định tập trung ở gần giữa xe ngay dưới

vị trí hàng ghế ngồi thứ 2 và 1 ác qui bố trí dưới ghế ngồi của người lái

Hình 6 Phân bố khối lượng ác qui

c Phân bố khối lượng hệ thống treo

Với mục đích xe phục vụ giao thông nội đô và hộ gia đình có thu nhập thấp, yêu cầu về giá thành rẻ và tính tiện nghi không cao nên hệ thống treo sau lựa chọn

là loại treo phụ thuộc với dầm cầu liền Phần tử đàn hồi là nhíp lá, nhíp lá vừa đóng vai trò là phần tử đàn hồi và là phần tử hướng Phần tử giảm chấn là loại giảm chấn

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

18

Hình 9 Tổ hợp bố trí khung, truyền lực, ghế, bình ác quy

d Phân bố khối lượng hệ thống phanh và hệ thống lái

Kết cấu hệ thống phanh cũng như chủng loại phanh bố trí trên xe điện cũng phải tuân thủ theo qui định

Trên xe điện được bố trí hệ thống phanh phía trước, phanh phía sau và phanh

đỗ

- Cơ cấu phanh phía trước:

Là cơ cấu phanh đĩa dẫn động thủy lực, điều khiển bằng tay Chủng loại phanh trước được lấy nguyên bản của xe máy

- Cơ cấu phanh phía sau:

Là cơ cấu phanh guốc dẫn động cơ khí và thủy lực, điều khiển bằng chân Kết cấu phanh guốc đi kèm bộ với cầu sau

- Cơ cấu phanh đỗ (phanh dừng):

Sử dụng luôn cơ cấu phanh guốc phía sau làm phanh đỗ, toàn bộ dây cáp dẫn động phanh đỗ cũng đi chọn bộ theo cầu sau

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

xe cũng phải đảm bảo theo tiêu chuẩn

Cần điều khiển phanh đỗ Bàn đạp phanh

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

20

Hình 11 Hình dáng và bố trí kết cấu vỏ xe

Kích thước cửa hữu ích nhở nhất rộng×dài = 650×1200 (mm) Cửa lên xuống phải ở phía bên phải của xe Chiều cao bậc lên xuông tính từ mặt đất không quá 500 (mm), mặt bậc phải tạo nhám hoặc phủ vật liệu chống trượt

f Phân bố tải trọng lên cầu

Tải trọng của xe thiết kế phù hợp với yêu cầu về nguồn năng lượng sử dụng và đảm bảo phân bố trọng lượng lên các cầu hợp lý

Khối lượng phân bố lên trục dẫn hướng không nhỏ hơn 20% khối lượng của

xe ứng với từng trường hợp xe không tải hoặc xe đầy tải

Bảng 6 Bảng kê thông số khối lượng xe điện 3 bánh

3 Trọng lượng hàng (6 người ×60 (kg)+ 40 (kg) hàng = 400 (kg)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

21

Khả năng đáp ứng tiêu chuẩn: mCT = 310 > 0,2×1000 = 200 (kg)

Các thông số cơ bản của xe điện 3 bánh được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 7: Bảng kê tổng hợp yêu cầu bố trí chung và lựa chọn cụm tổng thành

1 Thông số

kích thước

- Đáp ứng mục đích sử dụng:

+ Vận tải hành khách trong nội đô

+ Sử dụng cho hộ gia đình di chuyển trong thành phố

- Phù hợp với đặc tính giao thông trong nội

- Đảm bảo không gian bố trí

+ Hệ thống lái và cụm cơ cấu điều khiển

+ Bố trí hệ thống truyền lực

+ Bố trí hệ thống treo

+ Bố trí hệ thống phanh

+ Bố trí nguồn năng lượng

+ Bố trí ghế ngồi và không gian di chuyển bên trong xe

- Đảm bảo tiêu chuẩn qui định

+ Chiều dài đuôi xe không quá 65% chiều dài cơ sở

+Chiều cao lớn nhất H ≤ 1,75×WT

WT:Là khoảng cách 2 vết bánh sau

- Số người: 06

- Quãng đường di chyển : 85 (km)

- Vận tốc di chuyển: 40 (km/h)

- Kích thước tổng thể sơ

= 400 (kg)

- Trọng lượng

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

22

ứng với từng trường hợp xe không tải hoặc xe đầy tải

- Phù hợp với nguồn năng lượng điện

- Đảm bảo tiêu chuẩn qui định

phân bố lên cầu trước = 312 (kg)

- Trọng lượng phân bố lên cầu sau = 688 (kg)

- mCT = 312> 0,2×1000 = 200 (kg)

3 Truyền lực - Đảm bảo yêu cầu truyền động

hệ thống treo phụ thuộc

- Tham khảo hệ thống truyền lực

xe Suzuki 500 (kg)

4 Hệ thống

treo

- Đảm bảo yêu cầu làm việc của hệ thống

- Kết cấu đơn giản, giá thành rẻ, dễ sửa chữa và bảo dưỡng

- Không gian bố trí phù hợp

- Phù hợp theo tiêu chuẩn ngành 307

+Chịu được tải trọng tác dụng lên nó, đảm bảo độ bền, độ êm dịu cần thiết khi vận hành

+Các cụm chi tiết của hệ thống treo phải

- Sử dụng hệ thống treo phụ thuộc gồm: +Phần tử đàn hồi +hướng là lò xo

lá

+Phần tử giản chấn dùng giảm chấn thủy lực

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

23

lắp đặt chắc chắn, đảm bảo cân bằng xe

+Tần số dao động của hệ thống treo không quá 90 (lần/min)

5 Lốp xe - Phù hợp với tính toán động lực học

- Đảm bảo khả năng chịu tải

+ Lốp trước chịu tải 300 (kg)

+ Lốp sau chịu tải 350 (kg)

- Đảm bảo tốc độ di chuyển

+Tốc độ di chuyển 40 (km/h)

- Đảm bảo khoảng sáng gầm xe

+ Khoảng sáng gầm xe không nhỏ hơn

là 365 (kg), có tham khảo lốp 4.00-12 của xe Suzuki 500 (kg)

- Đảm bảo khoảng sáng gầm

xe nhỏ nhất là

125 (mm)

6 Hệ thống

phanh

- Đảm bảo không gian bố trí

- Đảm bảo phân bố lực phanh theo yêu cầu

- Cơ cấu phanh trước và phanh đỗ điều khiển bằng tay

- Cơ cấu phanh sau điều khiển bằng chân

- Yêu cầu có cường hóa khi lực phanh lớn

- Kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa

- Đáp ứng theo tiêu chuẩn

+ Hệ thống phanh đỗ và phanh chính dẫn

- Lựa chọn cơ cấu phanh trước là cơ cấu phanh đĩa, dẫn động thủy lực

- Cơ cấu phanh sau là cơ cấu phanh guốc, dẫn động cơ khí và thủy lực

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

24

động độc lập nhau

+ Dẫn động cơ khí phanh chính và phanh

đỗ phải nhẹ nhàng, linh hoạt, chắc chắn

+ Quãng đường phanh không lớn hơn 7,2 (m) và gia tốc phanh không nhỏ hơn 5,8 (m/s2)

+Khi phanh quĩ đạo chuyển động không lệch quá 80 so với phương ban đầu, không lệch khỏi hành lang 3,5 (m)

+Phanh đỗ khi thử trên dốc phải dừng ở

độ dốc 100

7 Hệ thống lái - Đảm bảo không gian bố trí

- Đảm bảo góc đặt bánh xe

- Đảm bảo nhân trác học điều khiển

- Kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa

- Phù hợp với tiêu chuẩn ngành 307

+ Đảm bảo cho xe chuyển hướng chính xác, điều khiển nhẹ nhàng, an toàn ở mọi vận tốc, tải trọng trong phạm vi tính năng

kỹ thuật cho phép của xe

+ Cơ cấu truyền động của hệ thống lái không được va quyệt vào bất cứ bộ phận nào của xe

+ Độ rơ của tay lái nhỏ

+ Độ trượt ngang của bánh xe dẫn hướng không lớn hơn 5 mm

8 Khung - Đảm bảo có đủ kết cấu và không gian để

lắp các cụm

- Đã xây dựng kết cấu khung đảm

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

25

- Đảm bảo động học quay vòng và di chuyển trên đường nghiêng

- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, cững vững

bảo không gian lắp ghép

- Chưa tính toán kiểm tra bền và tối ưu khung

9 Vỏ xe - Kết cấu cững vững, gọn nhẹ

- Hình dạng đẹp

- Đáp ứng không gian trong xe

- Đáp ứng vi khí hậu trong xe

- Đáp ứng tính năng an toàn

- Đáp ứng khả năng quan sát

- Khí động học tốt

- Đáp ứng theo tiêu chuẩn ngành 307

+ Kích thước cửa hữu ích nhở nhất rộng×dài = 650×1200 (mm) Cửa lên xuống phải ở phía bên phải của xe

+ Chiều cao bậc lên xuông tính từ mặt đất không quá 500 (mm), mặt bậc phải tạo nhám hoặc phủ vật liệu chống trượt

-Xây dựng kết cấu sơ bộ vỏ xe -Đáp ứng không gian bố trí bên trong xe

-Kích thước cửa chính và chiều cao bậc lên xuống đáp ứng theo tiêu chuẩn

- Chưa có đánh giá về vi khí hậu, khả năng quan sát, khí động học

10 Bố trí ghế

ngồi

- Số lượng ghế đủ theo yêu cầu

+ Số lượng ghế đảm bảo đủ cho 6 người ngồi (cả người điều khiển)

- Tạo không gian phù hợp bên trong xe

-Đảm bảo tiêu chuẩn ngành 307

+ Ghế lái phải đảm bảo tầm nhìn của người lái để điều khiển xe

+Ghế lái phải có đủ không gian vận hành thiết bị điều khiển xung quanh, độ lệch tâm giữa ghế lái và trục lái không ảnh

- Ghế hành khách cuối cùng có chiều dài 1200 (mm) đảm bảo ngồi 3 người -Ghế hành khách thứ nhất có chiều dài 800 mm đảm bảo ngồi 2 người

- Ghế lái ngồi một

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

26

hưởng đến việc điều khiển xe của người lái Chiều rộng và chiều sâu đệm ngồi không nhỏ hơn 400 (mm)

- Ghế hành khách, chiều rộng đệm ngồi không nhỏ hơn 400 (mm), chiều sâu đệm ngồi không nhỏ hơn 350 (mm) tính cho 1 người Khoảng trống giữa hai hàng ghế không nhỏ hơn 630 (mm)

- Chiều cao từ mặt sàn đến đệm ngồi trong khoảng 380÷500 (mm)

người

-Kích thước ghế

và khoảng cách

bố trí không gian phía trong xe phù hợp theo tiêu chuẩn 307

500 (mm) về 2 phía Đảm bảo người lái có thể nhận biết, điều khiển dễ dàng.(công tắc khởi động, cơ cấu điều khiển hệ thống phanh, công tắc điều khiển đèn, còi, đồng

hồ tốc độ, đèn báo rẽ, báo phanh, hệ thống nạp ác quy)

+Cơ cấu hồi vị bàn đạp phanh phải đảm bảo đưa bàn đạp về vị trí ban đầu khi thôi tác dụng

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

27

chiếu hậu - Đảm bảo theo tiêu chuẩn ngành 307

+ Trang bị đèn chiếu sáng phía trước gồm

có đền chiếu xa và đèn chiếu gần Mầu của ánh sáng đèn phía trước phải là mầu trắng

+Cường độ sáng của 1 đèn chiếu xa không nhỏ hơn 1000 (cd)

+ Theo phương thẳng đứng, cường độ sáng của đèn chiếu xa không hướng lên trên khoặc xuống dưới quá 2%

+Theo phương ngang chùm sáng của đèn bên trái không lệch phải quá 2% và lệch trái quá 1% Chùm sáng của đèn bên phải không được lệch phải hoặc trái quá 2% + Chiều dài dải sáng xa không nhỏ hơn

100 (m) với chiều rộng 4 (m) Chiều rộng dải sáng gần không nhỏ hơn 50 (m) và phải quan sát được chướng ngại vật cách

40 (m)

+ Đèn chiếu sáng phía trước phải lắp đối xứng qua mặt phẳng trung tuyến dọc của

xe

+ Vị trí lắp đèn chiếu sáng phải đảm bảo:

- chiều cao nhỏ nhất mép dưới 500 (mm)

- chiều cao lớn nhất mép trên 1200 (mm)

- khoảng cách giữa 2 mép trong ≤

600 (mm)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

28

- kh/cách từ mép ngoài của đèn đén mép ngoài xe ≤ 400 (mm)

+ Tần số của đèn báo rẽ khi hoạt động từ 60÷120 (lần /phút) Thời gian từ khi bật công tắc đến khi phát tín hiệu không quá 3 (s)

+ Mầu sáng của đèn báo rẽ là mầu vàng, cường độ sáng từ 50÷1050 (cd)

- Gương chiếu hậu cho hình ảnh rõ nét, ít nhất quan sát được chiều rộng 4 (m) cho mỗi gương ở vị trí cách gương 20 (m) về sau

12 Hệ thống

điện

- Đảm bảo không gian bố trí 4 bình ác qui

+Kích thước bình ác qui: 518x275x215 (mm)

- Vị trí đặt ác qui phải gọn, không làm mất cân đối tải trọng phân bố trên xe

- Dây điện phải được bọc cách điện và định vị với thân xe

- Các giắc cắm và công tác điện phải được bọc bằng vật liệu cách điện

- Hộp đựng ắc qui phải được gắn chặt để

ắc qui không bị phá hủy do rung động, va chạm ắc qui phải được kẹp chặt để không

bị rơi ra trong trường hợp xe bị va chạm

- Bố trí 3 bình ác qui ở giữa, phía dưới sàn xe

- Bố trí 1 bình ác qui ở phía dưới ghế lái

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

29

CHƯƠNG III KHẢO SÁT ỨNG SUẤT KHUNG XE KHI THAY ĐỔI VỊ TRÍ

THANH NGANG BẰNG PHẦN MỀM 3D 3.1 Điều kiện tính toán

- Các lực phân bố và lực tập trung đều đặt lên hai dầm dọc của khung

- Chỉ xét giá trị cường độ ứng suất tổng hợp không xét ứng suất thành phần

- Trường hợp bánh xe đi trên đường bằng ta coi như cố định khung tại các vị trí

tai bắt nhíp, không cho khung dao động theo phương dọc

- Bỏ qua lực cản của không khí và lực cản lăn

- Kích thước ô chia lưới nhỏ tối đa 20 (mm)

3.2 Yêu cầu về thông số kết quả

Chỉ xác định giá trị ứng suất tổng hợp tại các điểm nút tại những vị trí nguy

hiểm để so sánh với giới hạn bền của vật liệu

Kết quả được thể hiện dưới dạng đồ thị để tiện so sánh giữa các trường hợp

3.3 Gán vật liệu cho khung

Sử dụng thép C25 để làm vật liệu cho khung xe Trong thư viện của phần mềm catia chưa có loại vật liệu này nên ta cần khởi tạo loại vật liệu này

+ Các thông số đặc trưng của vật liệu:

+ Mô đun đàn hồi: 1,2e+011 (N-m2)

+ Hệ số Poatxong : 0,291

+ Khối lượng riêng: 7870 (kg_m3)

+ Ứng suất chẩy : 3,1e+008 (N_m2)

+ Hệ số giãn nở : 1,21e-005_Kdeg

3.4.Tính bền khung

3.4.1 Thực hiện các thiết lập môi trường tính toán

- Chuyển mô hình khung xe từ môi trường part sang môi trường Analysis