MỤC LỤC CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI 2 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu. 2 1.2 Trình tự thiết kế 3 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI 4 2.1 Các thông số và phương án cho trước 4 2.2 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống lái 4 2.3 Phân tích, lựa chọn kết cấu một số phần tử cơ bản của hệ thống lái 5 2.4 Tính toán các thông số cơ bản của hệ thống lái 6 2.5 Kiểm tra khả năng làm việc của các chi tiết dẫn động lái 16 CHƯƠNG III: THIẾT LẬP BẢN VẼ KẾT CẤU 23 3.1. Cơ sở thiết lập bản vẽ kết cấu hệ thống lái 23 3.2 Thiết lập bản vẽ tổng thể theo số liệu tính toán 23 3.3 Thiết lập bản vẽ chi tiết 24
Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ MỤC LỤC CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.2 Trình tự thiết kế CHƯƠNG II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI .4 2.1 Các thông số phương án cho trước 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái 2.3 Phân tích, lựa chọn kết cấu số phần tử hệ thống lái 2.4 Tính tốn thơng số hệ thống lái 2.5 Kiểm tra khả làm việc chi tiết dẫn động lái 16 CHƯƠNG III: THIẾT LẬP BẢN VẼ KẾT CẤU 23 3.1 Cơ sở thiết lập vẽ kết cấu hệ thống lái .23 3.2 Thiết lập vẽ tổng thể theo số liệu tính tốn 23 3.3 Thiết lập vẽ chi tiết .24 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ LỜI NĨI ĐẦU Ngày tô trở thành phương tiện phổ biến xã hội, yêu cầu đặt với an toàn tiện nghi oto ngày cao Hệ thống lái phần quan trọng oto em giao đề tài thiết kế hệ thống lái xe tải với cấu lái trục vít – lăn Mục đích thiết kế mơn học thiết kế hệ thống lái hồn chỉnh, xác, có khả áp dụng vào thực tiễn phù hợp với loại xe u cầu, đảm bảo an tồn xác chuyển hướng, lái nhẹ nhàng êm dịu tạo cảm giác thoải mái cho người lái Sau thiết kế môn học hệ thống lái xe tải với cấu lái trục vít - lăn Phần thiết kế nhiều thiếu sót nên em mong thầy tư vấn chỉnh sửa giúp em để em hoàn thành thiết kế mơn học cách hồn thiện Nhân hội này, em xin gửi lờn cảm ơn chân thành đến thấy Đào Mạnh Hùng nhiệt tình giúp đỡ em, để em hồn thành thiết kế môn học cách tốt Hà nội, ngày 24 tháng 12 năm 2017 Sinh viên thực Dương Văn Tú SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1.1 Công dụng Hệ thống lái ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động ơtơ nhờ quay vòng bánh xe dẫn hướng để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động cong ôtô cần thiết Việc điều khiển hướng chuyển động xe thực nhờ vô lăng (vành lái ), trục lái (truyền chuyển động quay từ vô lăng tới cấu lái ), cấu lái (tăng lực quay vô lăng để truyền mômen lớn tới dẫn động lái), dẫn động lái (truyền chuyển động từ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng) Kết cấu lái phụ thuộc vào cấu chung xe chủng loại xe 1.1.2 Phân loại Có nhiều cách để phân loại hệ thống lái ô tô : - Theo kết cấu cấu lái: + Loại trục vít, bánh vít + Loại trục vít đòn quay + Loại khía + Loại liên hợp ( Trục vít – ê cu – cung ) - Theo số bánh dẫn hướng : + Hệ thống lái với bánh xe dẫn hướng cầu trước + Hệ thống lái với bánh xe dẫn hướng cầu sau + Hệ thống lái với bánh xe dẫn hướng tất cầu - Theo nguyên lý làm việc phận trợ lực lái + Loại trợ lực lái thủy lực + Loại trợ lực lái loại khí + Loại trợ lực lái khí + Loại trợ lực lái dùng điện 1.1.3 Yêu cầu Hệ thống lái phải đảm bảo dễ dàng điều khiển, nhanh chóng an toàn Các cấu điều khiển bánh xe dẫn hướng quan hệ hình học hệ thống lái phải đảm bảo không gây lên dao động va đập hệ thống lái Đảm bảo ổn định bánh xe dẫn hướng chuyển động thẳng Đảm bảo khả quay vòng hẹp dễ dàng: Khi xe quay vòng đường hẹp SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ ,đường gấp khúc, hệ thống lái quay ngặt bánh xe trước cách dễ dàng Quay vòng ngặt trạng thái quay vòng với thời gian quay vòng ngắn bán kính quay vòng nhỏ Đảm bảo lực lái thích hợp: Lực người lái đặt lên vành lái quay vòng phải nhỏ, lực lái cần thiết lớn xe đứng yên giảm tốc độ xe tăng Vì cần phải đảm bảo lực lái nhỏ gây cảm giác trạng thái mặt đường Đảm bảo khả an toàn bị động xe, không gây tổn thương lớn cho người lái Đảm bảo hiệu suất thuận phải lớn hiệu suất nghịch để giảm tác động từ mặt đường qua kết cấu lái lên vơ lăng Hình 1.1 Tổng thành thiết kế 1.2 Trình tự thiết kế Các thơng số phương án cho trước Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái Phân tích lựa chọn số phần tử hệ thống lái Tính tốn thơng số hệ thống lái Kiểm tra khả làm việc số chi tiết Thiết lập vẽ kết cấu gồm vẽ tổng thể vẽ chi tiết SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ CHƯƠNG II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI 2.1 Các thơng số phương án cho trước Bảng 2.1 số liệu cho trước TT Thông số Trọng lượng cầu trước Kí hiệu Ga1 Giá trị 14230 Đơn vị N Trọng lượng cầu sau Ga2 24220 N Chiều dài sở L 2760 mm Chiều rộng sở B 1470 mm Kí hiệu bánh xe Bán kính quay vòng nhỏ 5.50-13 Rngmin 5500 mm Theo thông số cho, chọn xe mẫu xe tải Xe Tải VINAXUKI Tấn - 4000TL Hình 2.1 Xe tải VINAXUKI 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái Cấu tạo hệ thống lái bao gồm phần chính: vành lái, cấu lái, dẫn động lái - Cơ cấu lái hộp giảm tốc bố trí khung vỏ ô tô đảm nhận phần lớn tỉ số truyền hệ thống lái, - Vành lái cấu điều khiển nằm buồng lái, chịu tác động trực tiếp người điều khiển Nối liền vành lái cấu lái trục lái - Dẫn động lái gồm kết cấu dẫn động nối từ cấu lái tới bánh xe dẫn hướng liên kết bánh xe dẫn hướng Bao gồm: hai đòn bên, đòn ngang, trục quay bánh xe SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn ô tô Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái - Vành tay lái; - Trục lái; - Trục vít; 4-Bánh vít; 5- Cam quay bên trái 6,11,10 - Hình thang lái; - Đòn quay ngang; - Cam quay bên phải 12 – Thanh kéo dọc; 13 - Đòn quay đứng 2.3 Phân tích, lựa chọn kết cấu số phần tử hệ thống lái 2.3.1 Chọn phương án dẫn động lái - Với xe thiết kế giao, có hệ thống treo cầu trước treo phụ thuộc nhíp đơn ta chọn phương án dẫn động lái hình vẽ với hình thang lái Đantơ (hình thang lái khâu) - Chọn hình thang lái Đanto với đáy nhỏ nằm phía sau trục cầu trước 2.3.2 Chọn phương án cấu lái Ngày cấu lái loại trục vít lõm – lăn sử dụng phổ biến nhiều xe Do có ưu điểm: kết cấu gọn, độ bền độ chống mòn trục vít lõm lăn cao có hiệu suất cao Có khả điều chỉnh lại nhiều lần để khắc phục khoảng hở ăn khớp khoảng hở ổ bi Với ưu điểm ta lựa chọn hệ thống lái có kết cấu Trục vít lõm lăn để tính tốn thiết kế cho đề tài SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ Hình 2.3 Cơ cấu lái trục vít lõm – lăn 1-nắp đậy;2-vỏ cấu lái;3-ốc đổ dầu;4-trục vít;5-trục bị động;6-ổ bi đỡ;7-trục lăn; 8-con lăn;9-trục bị động;10-giá đỡ 2.4 Tính tốn thơng số hệ thống lái 2.4.1 Tính tốn phân phối tỷ số truyền 2.4.1.1 Xác định góc quay lớn bánh xe dẫn hướng quanh trụ đứng Hình 2.4 Sơ đồ động học quay vòng Ta có: max � � L � � arctg � � Rng a L2 B � � � � Trong đó: L - chiều dài sở, L = 2760 mm; B - khoảng cách tâm trụ đứng, B = 1470 mm; a - tay đòn lực cản lăn trụ đứng, xe tải nhẹ, chọn a = 90mm; Rngmin - bán kính quay vòng nhỏ bánh xe ngoài, Rngmin = 5.5 m SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ Góc quay lớn bánh xe dẫn hướng phía quanh trụ đứng tính theo công thức : cot g max cot g max B L B� 1470 � � � o � max arccotg � cotg max x � arccotg � cotg 40,92o � 30,54 L� 2760 � � � 2.4.1.2 Xác định tỉ số truyền hệ thống lái, cấu lái dẫn động lái Trong đó: o 720 với xe tải nhỏ Tỉ số truyền dẫn động lái: với xe tải idd = 0,85 ÷1,1 Chọn idd = 1,1 il : tỉ số truyền hệ thống lái 2.4.2 Tính lực tác dụng lên vành lái 2.4.2.1 Xác định mô men cản quay bánh xe dẫn hướng quanh trụ đứng Lực tác dụng lên vành tay lái ô tô đạt giá trị cực đại ta quay vòng tơ chỗ Lúc mơ men cản quay vòng dọc bánh xe dẫn hướng Mc băng tổng số momen cản lăn chuyển động M1, mômen cản bánh xe trượt lê đường M2 mômen cản cần thiết để làm ổn định dẫn hướng M3 cánh tay đòn a gây Khi xác định giá trị lực cực đại tác dụng lên vành lái Pmax M3 bỏ + Mô men cản lăn M1 + Mô men cản trượt M2 + Mô men cản M3 gây lên việc làm ổn định bánh xe dẫn hướng Tính mơ men M1 M1 xác định theo công thức : M1 = Z1 f a ( N.m) (1) Trong đó: Z1 – Trọng lượng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng f – hệ số cản lăn: f = 0,02 a – cánh tay đòn lực cản lăn chốt chuyển hướng hệ thống lái (xác định thực nghiệm : lấy 90 mm) Thay giá trị vào công thức (1) ta SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TÔ I – K55 Trường ĐH GTVT → T TKMH Kết cấu tính tốn tơ 2 �Qmax· �R �3,14 �172,58 �200 13806(N) t 15, Vậy ứng suất chèn dập cd T 13806.106 0, 738 �104 MN / mm F 187 cd = 73,8 (MN/m2) < 700 800 (MN/m2) Vậy cấu thỏa mãn điều kiện bền 2.4.4 Thiết kế dẫn động lái 2.4.4.1 Thiết kế hình thang lái 2.4.4.1.1 Xây dựng thuyết hình thang Muốn bánh quan hệ cơng thức B – khoảng cách đứng mặt phẳng song song với mặt + Cho giá 00 �450 ta tương ứng: Bảng 2.2 : Bảng thông lý thuyết: Object 6 0.00 0.00 2.00 1.96 4.00 3.86 6.00 5.68 8.00 7.45 10.00 9.16 12.00 10.81 14.00 12.41 16.00 13.97 20.00 16.95 22.00 18.39 24.00 19.79 26.00 21.16 28.00 22.51 30.00 23.82 32.00 25.12 34.00 26.39 36.00 27.65 38.00 28.89 40.00 30.11 42.00 31.32 SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 11 44.00 32.53 45.00 33.12 đường đặc tính lý lái xe thực quay vòng chúng phải thỏa mãn đường tâm trụ qua tâm trục bánh xe đường cotg = cotg trị khác từ xác định góc số đường đặc tính Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ Đường đặc tính lý thuyết 40 30 20 10 0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 α◦ Hình 2.6 Đường đặc tính lý thuyết 2.4.4.1.3 Xây dựng đường đặc tính thực tế hình thang lái Nhiệm vụ thiết kế hình thang lái Đan tơ xác định góc nghiêng đòn bên xe chạy thẳng: Sơ đồ hình thang lái: Hình 2.7 Sơ đồ xác định kích thước hình thang lái Cần xác định góc độ dài đòn bên m đòn ngang n Quan hệ thực tế góc quay , phụ thuộc vào m,n SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 12 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ Khi xe chạy thẳng: Từ sơ đồ dẫn động lái hình ta tính mối quan hệ thông số theo biểu thức sau: sin Bn 2m Khi xe quay vòng: Khi bánh xe dẫn hướng bên trái quay góc bánh xe bên phải quay góc Lúc hai đòn bên phải hợp với đường thẳng ngang góc bánh xe bên trái Từ sơ đồ dẫn động hình ta có mối quan hệ thơng số theo quan hệ sau: arctg m.cos( ) m B.sin( ) 2m.sin B.sin arcsin B m.sin( ) m cos ( ) B m.sin( ) Trong đó: m thường lấy theo kinh nghiệm m = (0,11÷0,16) B Chọn sơ theo kinh nghiệm m = 0,14 B = 0,14.1470=205,8 ( mm) Chọn sơ góc ban đầu theo cơng thức Chuđakop Cotg 90o Cotg 90o Thay số : B �0,7 �L 1470 0,38 �0, �2760 o o Ta tính �20,82 35 ( theo kinh nghiệm thiết kế) Cho giá trị xung quanh giá trị sơ (1=210 ) Cho = 190 ,200,210,220,230 ,sẽ tìm mối quan hệ thực tế giữa, theo công thức: arctg m.cos( ) m B.sin( ) 2m.sin B.sin arcsin B m.sin( ) m cos ( ) B m.sin( ) Bảng 2.3 : Bảng thông số đường đặc tính thực tế: 0 1.96 1.97 0 0 0 0 -0.01 1.97 -0.01 1.97 0.01 1.97 -0.01 1.97 0.00 SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 13 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ -0.04 3.89 -0.03 3.88 0.03 3.88 -0.02 3.87 -0.01 -0.09 5.76 -0.07 5.74 0.06 5.73 -0.04 5.71 -0.03 -0.14 7.57 -0.12 7.55 0.10 7.52 -0.07 7.50 -0.05 -0.21 9.33 -0.18 9.30 0.14 9.26 -0.10 9.22 -0.06 -0.29 11.05 -0.24 10.99 0.18 10.94 -0.13 10.89 -0.08 -0.37 12.71 -0.30 12.64 0.23 12.57 -0.15 12.49 -0.08 -0.44 14.32 -0.35 14.23 0.26 14.14 -0.17 14.05 -0.08 -0.51 15.88 -0.40 15.77 0.29 15.66 -0.17 15.54 -0.06 -0.58 17.39 -0.44 17.26 0.30 17.12 -0.16 16.98 -0.02 -0.63 18.85 -0.46 18.69 0.30 18.52 -0.13 18.36 0.03 -0.66 20.26 -0.47 20.07 0.27 19.87 -0.08 19.68 0.12 -0.67 21.61 -0.45 21.39 0.22 21.16 0.00 20.94 0.23 -0.65 22.91 -0.40 22.65 0.14 22.39 0.12 22.13 0.37 -0.61 24.14 -0.32 23.85 0.03 23.56 0.26 23.27 0.56 25.65 -0.53 25.32 -0.20 25.00 0.12 24.67 0.45 24.34 0.78 26.39 26.81 -0.41 26.44 -0.05 26.08 0.31 25.71 0.68 25.35 1.05 36 27.65 27.90 -0.26 27.50 0.15 27.10 0.55 26.69 0.96 26.29 1.36 38 28.89 28.94 -0.05 28.49 0.39 28.05 0.84 27.60 1.28 27.16 1.73 40 30.11 29.91 0.20 29.42 0.69 28.93 1.18 28.44 1.67 27.96 2.15 42 31.32 30.81 0.51 30.28 1.05 29.74 1.58 29.21 2.11 28.68 2.64 44 32.53 31.64 0.88 31.06 1.46 30.49 2.04 29.91 2.61 29.34 3.19 3.86 5.68 7.45 10 9.16 12 10.81 14 12.41 16 13.97 18 15.48 20 16.95 22 18.39 24 19.79 26 21.16 28 22.51 30 23.82 32 25.12 34 3.90 5.77 7.59 9.37 11.10 12.78 14.41 16.00 17.53 19.02 20.45 21.83 23.16 24.43 SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 14 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ Đường đặc tính thực tế 35 30 Lý thuyết 19 độ 20 độ 21 độ 22 độ 23 độ Beta 25 20 15 10 0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Alpha Hình 2.8 Biểu đồ đường đặc tính thực tế Từ bảng giá trị thu ta xây dựng đồ thị quan hệ Alpha Beta thực tế đồ thị quan hệ lý thuyết Theo bảng giá trị ta chọn cho sai lệch so với đường lý thuyết nhỏ nhỏ 10, ta chọn = 190 Các kích thước hình thang lái : - Ta có = 190 - Độ dài đòn bên m = 205,8 mm - Độ dài kéo ngang : n = B - m sin =1470 – 205,8 sin 190=1335,99(mm) →Lấy n = 1336 mm Các thông số hình thang lái: SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 15 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ B = 1470 (mm); n = 1336 (mm); m = 205,8 (mm); = 190 2.5 Kiểm tra khả làm việc chi tiết dẫn động lái 2.5.1 Đòn quay đứng Đòn quay đứng cấu lái dùng để truyền chuyển động từ trục bị động cấu lái đến dọc dẫn động lái Thực nghiệm chứng tỏ lực cực đại tác dụng lên đòn quay đứng thường không 0,5.G1(G1 - trọng lượng tác dụng lên bánh xe trước ô tô trạng thái tính) N 0, �G1 0, � 14230 7115 N Ứng suất uốn tác dụng lên đòn quay đứng: u = < [ u ]=15002000(K G/cm) Lấy [ u ]=1800(K G/cm ) l – chiều dài đòn quay đứng Tra bảng HDTKMH, l = 141mm Mặt khác ta có: W u = =1800(K G/cm ) (d: đường kính trục đòn quay đứng) �d 32 �711, � 14,1 3,84 cm 3,14 � 1800 Hình 2.10 Đòn quay đứng W u = 5,56 (cm ) � u 711, � 14,1 1804, 34 KG / cm 5,56 Ứng suất xoắn tác dụng lên đòn quay đứng: Chọn vật liệu chế tạo thép 40X nên ta có: x = 1500KG/cm N �d 1500 KG / cm Wo Trong đó: mơ men chống xoắn : �d 3,14 �3,843 W0 11,11 cm 16 16 � x 711, �3,84 245,92 KG / cm 11,11 711,5 D > 1,01(cm) Chọn D = 2cm d = 0,8 * = 1,6 (cm) � Fd 0, 2826 �202 113, 04 mm Vậy ta có: nd 711, 6, 29 KG/ mm 113, 04 Ứng suất nén ngang: nn Q 322,51 2,85 KG/ mm Fn 113, 04 (Chọn Fn=Fd=113,04(mm2)) SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ô TÔ I – K55 17 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ k Hệ số dự trữ bền: nd 6, 29 2, nn 2,85 Vậy đủ bền ( k = 1,25 3,5) 2.5.3 Rotuyn lái Chọn vật liệu chế tạo khớp cầu thép 20XH có , khớp cầu kiểm nghiệm theo ứng suất chốn dập vị trí làm việc kiểm tra độ bền cắt vị trí ngàm Lực tác dụng lên khớp cầu lực tác dụng lên đòn quay đứng, PD=N=7115N Kiểm tra ứng suất chèn dập bề mặt làm việc khớp cầu: Trong đó: F – diện tích tiếp xúc mặt cầu đệm rotuyn Trong thực tế làm việc, diện tích làm việc chiếm 2/3 bề mặt khớp cầu Nên bề mặt chịu lực tiếp xúc chiếm 1/2 2/3 = 1/3 bề mặt khớp cầu Ta có: D – đường kính khớp cầu, chọn theo bảng D = 27 mm � cd 7115 3,14.27 9,32 N / mm cd Thỏa mãn điều kiện chèn dập bề mặt làm việc khớp cầu Kiểm tra theo độ bền cắt Kiểm tra khớp cầu vị trí nguy hiểm (vị trí ngàm), với ứng suất cắt cho phép là: Ứng suất cắt tính theo cơng thức sau: Trong đó: Fc D 3,14.27 572, 27(mm ) 4 �c PD 7115 12, 43 N / mm c Fc 572, 27 Thỏa mãn điều kiện cắt tiết diện nguy hiểm Vậy khớp cầu đủ bền trình làm việc 2.6 Tính tốn cường hóa lái 2.6.1 Xác định đường kính xilanh thủy lực Chọn phương án cường hóa lái đặt kéo dọc hình SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 18 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ Hình 2.11 Cường hóa lái đặt kéo dọc Đường kính xilanh trợ lực tính theo cơng thức : D xl = 4.Px d Pmax Trong : - Dxl: Đường kính xilanh - Pmax: Áp suất cực đại hệ thống cường hóa (Pmax < 300 kG/cm2), với xe tham khảo lấy Pmax = 172,58 kG/cm2 - d: Đường kính cần đẩy piston Nó đường kính kéo dọc, d = 20mm - Px: Lực tác dụng lên đầu cần đẩy, tính theo cơng thức: Px P.ic o Với: - P = Pvlmax – Pvlo = 172,58 – 110 = 62,58 N - ic: Tỉ số truyền cấu lái ic = 15,5 - : Hiệu suất cấu lái = 0,67 → Px = 62,58 15,5 0,67 = 649,9 N Thay vào biểu thức ta được: Dxl = 4.649,9 2 3,14.172,58 = 4,2 cm 2.6.2 Chọn đường kính ngồi kiểm tra bền xilanh lực Chọn chiều dày thành xilanh mm đường kính xilanh lực : Dn = 42 + 2.8 = 58 mm = 5,8 cmỨng suất tác dụng lên thành xilanh là: SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 19 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ Dn2 Dxl2 Pmax Pmax Dn Dxl2 725,7 N/cm2 Vật liệu làm xilanh thép C45 có 6000 N / cm Vậy: < → Xilanh thỏa mãn điều kiện bền 2.6.3 Xác định suất bơm Lưu lượng bơm xác định từ điều kiện làm để xilanh trợ lực phải kịp làm quay bánh xe dẫn hướng nhanh quay vòng vành tay lái người lái gây ra, không trợ lực tác dụng Để thỏa mãn điều kiện ta cần có : ds dt , m3/s Qb b (1 ) �F Trong đó: - Qb: Năng suất bơm - : Hiệu suất bơm = 0,750,85, chọn = 0,85 - δ: Độ hụt dầu hệ thống δ = 0,05 0,1, chọn δ = 0,08 ds - dt (m/s): Tốc độ pistong xi lanh lực Đối với cường hóa có xi lanh kéo dọc ta có: ds nvld dt = 30ic Trong đó: - ld chiều dài đón quay đứng ld = 0,141 m - nv số vòng quay cực đại vành tay lái (theo số liệu thực nghiệm ta có nv = 60-70 v/p) Chọn nv = 60 v/p - ic tỷ số truyền cấu lái ic =15,5 ds => dt = 0,0571 m3/s SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 20 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ - F: Diện tích xilanh lực, tính theo công thức : 2 � �Dxl � �Dtr �� F � � � � �� �2 � �2 �� � Với: - Dtr: Đường kính cần đẩy piston Dtr = cm = 0,02 m - Dxl: Đường kính làm việc xilanh cơng tác trợ lực Dxl = 0,042 m => F = 0,0107 m2 Vậy suất bơm là: Qb 61,07 cm3/s Thực tế lưu lượng bơm phải lớn để bù vào rò rỉ van phân phối Lưu lượng rò rỉ = (0,05 0,1).Q, chọn = 0,05.Q → Qtt = Q + = 61,07 + 61,07 0,08 = 65,9 cm3/s *Chọn bơm cường hóa: Bơm cường hóa cụm phức tạp chịu tải lớn hệ thống cường hóa thủy lực Điều kiện làm việc bơm gây nên chế độ tải trọng thay đổi lớn, ứng suất nhiệt cao ảnh hưởng môi trường xung quanh Bơm sử dụng cho cường hóa có nhiều loại bơm piston, bơm trục vít, bơm bánh răng, bơm cánh gạt Hiện xe hiên đại người ta sử dụng chủ yếu hai loại bơm bơm bánh bơm cánh gạt Qua phân tích yêu cầu điều kiện làm việc bơm ta chọn loại bơm cánh gạt loại bơm có kết cấu nhỏ gọn, áp suất đạt 100 KG/ Căn vào lưu lượng thực tế bơm ta tính tốn ta chọn loại bơm cánh gạt có lưu lượng riêng 65,9/s SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 21 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tô CHƯƠNG III: THIẾT LẬP BẢN VẼ KẾT CẤU 3.1 Cơ sở thiết lập vẽ kết cấu hệ thống lái Các loại nét vẽ tiêu chuẩn thể qua bảng sau: Bảng 3.1: Các loại nét vẽ ứng dụng Trong đó, chiều rộng nét vẽ ký hiệu b (mm) chọn theo quy định sau: 0,18; 0,25; 0,35; 0,5; 0,7; 1; 1,4 Trên vẽ A3 A1 nên chọn b = 0,5 - Các nét vẽ sau tô đậm phải đạt đồng chiều rộng, độ đen cách vẽ (chiều dài nét gạch, khoảng cách gạch ) - Khi hai hay nhiều nét vẽ trùng vẽ theo thứ tự ưu tiên sau: Nét liền đậm (Đường bao thấy, cạnh thấy) Nét đứt (Đường bao khuất, cạnh khuất) Nét chấm gạch mảnh (Giới hạn mặt phẳng cắt có hai nét đậm hai đầu) Nét chấm gạch mảnh (Đường tâm, trục đối xứng) Nét liền mảnh (Đường kích thước) - Trong trường hợp, tâm đường tròn phải xác định giao điểm hai đoạn gạch nét chấm gạch; nét đứt, nét chấm gạch phải giao gạch 3.2 Thiết lập vẽ tổng thể theo số liệu tính tốn Bản vẽ cấu lái trục vít lõm - lăn có thơng số tính tốn sau: Bước ren trục vít t = 17,5 SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 22 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn ô tô Mô đun dọc trục vít m = Góc vít đường xoắn ốc = 140 Khoảng cách trục : A = 50 mm Độ lệch khoảng cách tâm trục mm Hình 3.1 Bản vẽ cấu láu trục vít lõm – lăn đòn quay đứng; đệm điều chỉnh; nắp dưới; vỏ cấu lái; trục vít lõm; nạng truc đăng; ổ bi côn; lăn 3.3 Thiết lập vẽ chi tiết Bản vẽ chi tiết trục lăn với chiều dài 268 mm, đường kính 36mm kích thước khác SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 23 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ Hình 3.2 Bản vẽ trục lăn KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, tính tốn thiết kế, giúp đỡ tận tình, bảo Thầy giáo Đào Mạnh Hùng Thầy mơn, bạn lớp em hồn thành công việc sau dựa số liệu xe thiết kế: - Thiết kế, tính tốn cấu lái trục vít – lăn (glơbơit) với thống số khoảng cách trục 50mm, modun m=5, số lăn = 3, số đường ren trục vít = 2, góc nghiêng = 140 - Thiết kế hình thang lái với B = 1470 (mm); n = 1336 (mm); m = 205,8 (mm); = 190 - Kiểm tra bền cấu lái, dẫn động lái Mặc dù có nhiều cố gắng thời gian kinh nghiệm thiết kế hạn chế nên khơng thể tránh khỏi nhứng thiếu sót Vì em mong nhận bảo Thầy để thiết kế em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 24 Trường ĐH GTVT TKMH Kết cấu tính tốn tơ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cơ sở thiết kế ôtô - Nguyễn Khắc Trai , Nhà suất giao thông vận tải [2] Kết cấu tính tốn tơ -Trịnh Chí Thiện – Tô Đức Long – Nguyễn Văn Bang, Nhà Xuất Bản Giao Thơng Vận Tải - Năm 1984 [3] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí –Trịnh Chất _Lê Văn Uyển,Nhà xuất giáo dục [4] Chi tiết máy – Trương Tất Đích ,Nhà xuất giao thơng vận tải [5] Một số tài liệu tham khảo máy thiết kế máy [6] Một số trang wep thiết kế máy như: Http:/Thietkemay.com SV: DƯƠNG VĂN TÚ – LỚP CƠ KHÍ Ơ TƠ I – K55 25