Thiết kế hệ thống treo xe toyota innova 2016

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC GVHD: Nguyễn Văn Hiệp SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Trong bối cảnh đất nước ta đường Cơng nghi ệp hóa- Hi ện đại hóa, bước phát triển hội nhập với nước phát tri ển th ế gi ới Trong xu thời đại khoa học kỹ thuật gi ới ngày phát tri ển cao, để hòa chung với phát tri ển đó, đất nước ta có nh ững ch ủ tr ương phát tri ển số ngành mũi nhọn, có ngành Cơ khí Trường ĐH Cơng nghệ GTVT trường đại học trực thuộc GTVT có đào tạo ngành Cơ Khí, Cơng Trình, Kinh Tế,… v ới ch ất l ương đầu vào đầu tốt giảng dạy hướng dẫn đội ngũ cán giáo viên có trình độ tay nghề cao, tận tâm với nghề Hiện sinh viên theo học ngành Kỹ Thu ật Ơ Tơ tr ường, em có thực đồ án tốt nghiệp “Thiết kế hệ th ống treo xe Innova 2016” Trên ô tô hệ thống treo có vai trò quan tr ọng, quy ết đ ịnh đ ến ổn định chuyển động xe di chuy ển đường Tuy nhiên đ ịa hình c Vi ệt Nam phức tạp, đường đồi núi nhiều mấp mô ảnh hưởng lớn đến kết cấu, phận máy móc,và tâm lý lái xe độ êm di chuy ển nên vi ệc thi ết k ế h ệ thống treo ôtô biện pháp tối ưu hố v ề kỹ thu ật l ẫn tính kinh tế nhu cầu nâng cao chất lượng sống người Đề tài thiết kế hồn thành trường Đại Học Cơng Ngh ệ Giao Thông Vận Tải với giúp đỡ thầy b ộ mơn Khoa C khí đ ặc bi ệt th ầy giáo hướng dẫn Nguyễn Văn Hiệp Trong trình làm đồ án khơng tránh kh ỏi thi ếu sót, v ậy r ất mong có đóng góp ý kiến thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Hoàng Văn Tố GVHD: Nguyễn Văn Hiệp SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1 KHÁI QUÁT VỀ LỊCH SỬ HÌNH THÀNH Xã hội loài người bắt đầu xuất hi ện phương ti ện v ận tải đ ầu tiên quan tâm dến vấn đề dao động chúng Ngay từ xu ất hi ện nh ững ph ương tiện giao thông xe kéo, ban đầu người ta nối cứng bánh xe v ới khung xe Vi ệc di chuyển thích hợp cho việc thồ hàng mà không ti ện cho người ng ồi xe V ề sau người tìm xăm lốp giảm bớt chấn động xe Và khoa học phát triển tìm nguyên tắc dập tắt dao đ ộng qua hình thành nên hệ thống treo xe 1.2 CƠNG DỤNG, PHÂN LOẠI, U CẦU 1.2.1 Cơng dụng - Hệ thống treo hệ thống nối đàn hồi bánh xe khung xe, xe t ạo ều ki ện cho bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng hạn ch ế dịch chuy ển theo phương khác - Hệ thống treo đảm nhận khả dập tắt dao động tạo nên khả bám bánh xe với đường, nâng cao độ êm dịu - Đỡ thân xe lên cầu xe, cho phép bánh xe chuyển động tương đối theo ph ương thẳng đứng khung xe vỏ xe, hạn chế chuyển động không muốn khác bánh xe - Bộ phận hệ thống treo thực nhiệm vụ hấp thụ dập tắt dao động, rung động, va đập với mặt đường truyền lên - Đảm nhận khả truyền lực mômen bánh xe khung xe - Công dụng hệ thống treo thể qua phần tử hệ th ống treo: + Phần tử đàn hồi: - Có nhiệm vụ đưa vùng tần số dao động xe phù hợp với vùng tần s ố thích h ợp với người sử dụng GVHD: Nguyễn Văn Hiệp SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Nối mềm bánh xe thùng xe giảm nhẹ tải trọng động tác dụng từ bánh xe lên khung xe địa hình khác đảm bảo độ êm dịu chuy ển động - Có đường đặc tính phù hợp với chế độ hoạt động xe + Phần tử dẫn hướng : - Xác định tính chất chuyển động (động học) bánh xe khung, vỏ xe - Tiếp nhận truyền lực, mô men bánh xe với khung vỏ xe +Phần tử giảm chấn: - Dập tắt dao động phát sinh trình xe chuy ển động từ mặt đường lên khung xe địa hình khác cách nhanh chóng - Đảm bảo dao động phần không treo nhỏ nhất, tiếp xúc bánh xe đường, nâng cao khả bám đường an toàn chuy ển động + Phần tử ổn định ngang: Với chức phần tử đàn hồi phụ làm tăng khả chống lật thân xe có thay đổi tải trọng mặt phẳng ngang +Các phần tử phụ khác: Vấu cao su, chịu lực phụ,…có tác dụng tăng cứng, hạn chế hành trình chịu thêm tải trọng 1.2.2 Phân loại Việc phân loại hệ thống treo dựa sau : - Theo loại phận đàn hồi chia : + Loại kim loại (gồm nhíp lá, lò xo, xoắn) + Loại khí nén (loại bọc cao su – sợi, màng, loại ống) + Loại thủy lực (loại ống) + Loại cao su - Theo sơ đồ phận dẫn hướng : + Loại phụ thuộc với cầu liền GVHD: Nguyễn Văn Hiệp SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Loại độc lập ( đòn, hai đòn) - - Theo phương pháp dập tắt dao động chia : + Loại giảm chấn thủy lực (loại tác dụng chiều, loại tác dụng hai chi ều) + Loại ma sát (ma sát phận đàn hồi, phận dẫn hướng) Theo phương pháp điều khiển chia : + Hệ thống treo bị động (không điều khiển) + Hệ thống treo chủ động (có điều khiển) 1.2.3 Yêu cầu -Đảm bảo nối mềm phù hợp với tính êm dịu chuy ển động yêu cầu (tức h ệ thống có tần số dao động riêng nằm giới hạn 60÷120 lần/phút) - Giảm tối thiểu va chạm cứng, hạn chế xung lực tác dụng từ bánh xe lên khung - Đảm bảo hệ số bám trng bình bánh xe với đường - Dập tắt nhanh dao động thân xe đường - Trọng lượng phần không treo phải nhỏ - Hạn chế đến mức lớn chuyển động theo phương không mong mu ốn, bánh xe dẫn hướng, nhằm đảm bảo tính điều khiển xe - Nghiêng ngang thùng xe nhỏ: ô tô ÷ 80, tơ khách 60 ÷ 120 , ô tô tải 60 ÷ 120 - Tại vị trí liên kết khung vỏ khơng gây nên tải tr ọng l ớn, đ ảm b ảo tu ổi thọ liên kết - Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính kỹ thu ật c xe chạy nhiều địa hình - Bánh xe có khả dịch chuyển giới hạn không gian hạn chế - Quan hệ động học bánh xe phải phù hợp, thỏa mãn mục đích c h ệ thống treo làm mềm theo phương thẳng đứng không phá hỏng quan hệ động lực học động học chuyển động bánh xe - Có độ bền cao, độ tin cậy lớn điều kiện sử dụng phù hợp v ới tính kỹ thuật, khơng gặp hỏng hóc bất thường GVHD: Nguyễn Văn Hiệp SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.3 MỘT SỐ HỆ THỐNG TREO THƯỜNG GẶP 1.3.1 Nguyên lý làm việc chung hệ thống treo thường gặp a, Hệ thống treo phụ thuộc Hình 1.1 Hệ thống treo phụ thuộc Bộ phận đàn hồi Bộ phận giảm chấn Dầm cầu Bánh xe Khi ô tô chạy đường không phẳng làm khung xe dao động theo phương thẳng đứng (nhờ phận dẫn hướng xe) Nhờ có phận đàn hồi (nhíp lá), phận giảm chấn (giảm xóc) bắt với khung xe nên khung xe dao động có chuyển hóa lượng từ sang nhiệt năng, mà dao động tắt dần - Bộ phận đàn hồi (nhíp lá): nhíp ép sát vào nhờ gơng nên nhíp dao động sinh ma sát nhíp, làm xe vừa chuyển động êm dị vừa dập tắt - động từ từ Bộ phận giảm chấn (giảm xóc): phận hấp thụ lượng học bánh xe thân xe Ngày thường sử dụng loại giảm chấn thủy lực có tác dụng hai chiều trả nén hành trình nén giảm chấn(bánh xe dịch chuyển đến gần khung xe) giảm chấn giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung Ở hành trình trả (bánh xe dịch chuyển xa khung) giảm chấn giảm bớt xung lực va đập bánh xe đường, tạo điều kiện đặt êm bánh xe đường giảm bớt phản lực truyền ngược lại từ mặt đường tác dụng vào thân xe GVHD: Nguyễn Văn Hiệp SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thanh ổn định: Khi xe chuyển động, lực li tâm độ nghiêng khung xe làm phản lực thẳng đứng hai bánh xe lên cầu thay đổi dẫn tới tăng độ nghiêng thùng xe làm xấu khả truyền lực dọc lực bên bánh xe lên mặt đường ổn định - san phản lực thẳng đứng hai bánh xe giúp xe chuyển động ổn định Ngồi ra, xe có phận đòn truyền lực có tác dụng truyền số phần tải trọng khung xe xuống cầu b, Hệ thống treo độc lập Hình 1.2 Hệ thống treo độc lập Bộ phận đàn hồi Bộ phận giảm chấn Các đòn ngang Bánh xe Tồn hệ thống treo trước đặt giá treo nhằm tạo thuận lợi cho việc lắp ráp Các đòn đòn ngang nối với giá treo nhờ khớp trụ đặt nghiêng vào xe Trong lò xo trụ có ụ cao su hạn chế hành trình Giảm chấn đặt đòn ngang nhằm giảm tải cho đòn ngang Thanh ổn định đặt trước cầu xe nối với hệ thống treo đòn thẳng đứng qua đệm cao su Kết cấu làm giảm ma sát taị đầu ổn định mà cho phép đầu ổn định di chuyển tự Khi xe chuyển động, mặt đường không phẳng làm cho khung xe dao động theo phương thẳng đứng Nhờ có giảm chấn (giảm xóc) phận đàn hồi (lò xo) dao động nhanh chóng dập tắt nhờ chuyển hóa lượng từ thành nhiệt - Thanh ổn định: Khi xe chuyển động, lực li tâm độ nghiêng khung xe làm phản lực thẳng đứng hai bánh xe lên cầu thay đổi dẫn tới tăng độ nghiêng thùng xe GVHD: Nguyễn Văn Hiệp SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP làm xấu khả truyền lực dọc lực bên bánh xe lên mặt đường ổn định san phản lực thẳng đứng hai bánh xe giúp xe chuyển động ổn định c, Dạng treo hai đòn ngang Cấu tạo hệ treo hai đòn ngang bao gồm đòn ngang trên, đòn ngang Mỗi đòn khơng phải mà thường có cấu tạo hình tam giác hình thang Cấu tạo cho phép đòn ngang làm chức phận hướng Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống treo hai đòn ngang Bánh xe Giảm chấn Lò xo Đòn Đòn Đòn đứng Các đầu liên kết với khung, vỏ khớp trụ Các đầu liên kết khớp cầu với đòn đứng Đòn đứng nối cứng với trục bánh xe Bộ phận đàn hồi nối khung với đòn đòn Giảm chấn đặt khung với đòn đòn Hai bên bánh xe dùng hệ thống treo đặt đối xứng qua mặt phẳng dọc xe d, Hệ thống treo Macpherson GVHD: Nguyễn Văn Hiệp SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 1.4 Hệ thống treo Macpherson Giảm chấn đồng thời trụ đứng Đòn ngang Lò xo Bánh xe Trục giảm chấn Hệ thống treo Macperson hệ thống treo với nhiều ưu điểm, cải tiến, việc giảm số điểm gắn với khung xe từ điểm xuống điểm, với ống nhún phần dẫn hướng hệ thống đòn ngang gắn với trục bánh xe Vì mà giá thành rẻ, khoang động loại xe dẫn động cầu trước giảm nhẹ, giải phóng khơng gian động Giảm xóc kiểu bỏ đòn thay lò xo ống nhún gắn với khung xe qua đệm cao su Thay cho ống ngang, người ta quay lại sử dụng đòn hình tam giác có hai điểm tỳ, lò xo đặt lệch so với ống nhún nghiêng vào phía trong, cao su giảm chấn khớp tiếp xúc khung giữ nguyên Những thay đổi làm thay đổi đáng kể ma sát độ mài mòn ống Hình 1.5 Mối quan hệ động học hệ thống treo Macpherson e, Hệ thống treo sử dụng phận đàn hồi xoắn - Giống với lò xo xoắn, loại có chức làm đàn hồi có lực từ mặt đường tác dụng thẳng đứng lên bánh xe làm cho bị xoắn, lại chức khác thực phận khác hệ thống treo GVHD: Nguyễn Văn Hiệp SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thanh xoắn chế tạo từ thép dài, có tiết diện tròn, đàn hồi theo chiều xoắn vặn, - thay cho lò xo xoắn hệ thống treo Thanh xoắn có hai đầu, đầu gắn cứng khung xe đầu lại gắn vào cánh tay đòn (có thể đòn hay đòn dưới) hệ thống treo độc lập loại hai đòn Hình 1.6 Hệ thống treo có phận đàn hồi xoắn - Khi hoạt động, tay đòn nối với xoắn xoay quanh lề lên xuống làm xoắn vặn đàn hồi Sự tác động đàn hồi xoắn giống lò xoa xoắn nhíp f, Hệ thống treo từ trường MagneRide Hệ thống treo cho phép thay đổi độ cứng giảm chấn theo điều kiện làm việc, gọi “hệ thống treo bán chủ động “ lắp số dòng xe như: Chevy Corvette, Cadillac ATS, Ferrari 458 italia, Hệ thống treo bán chủ động làm việc dựa nguyên lý điện từ, theo dầu thủy lực giảm chấn có sử dụng số hạt kim loại nhỏ (20-40% hạt kim loại điện từ) Trong trình làm việc, từ trường hệ thống kiểm soát gây tác động lên hạt kim loại làm thay đổi độ nhớt dầu thủy lực, độ cứng giảm chấn thay đổi để phù hợp với điều kiện vận hành xe GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 10 SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Bước vòng lò xo chịu tải: t = d + λ max n λmax : Trong đó: chuyển vị lò xo ứng với lực Fmax: λmax = ⇒t = 16 + 323 Fmax 16203 = = 0.323(m) = 323(mm) C lx 55200 = 71 (mm) - Chiều cao lò xo H0 chưa chịu tải: H0 = Hs + n*(t - d) = 110.5 + 6*(71 - 17) = 434.5 (mm) Bước 4: - Ứng suất xoắn lớn tiết diện dây lò xo: τma x = * k * D * Fmax * 1.172 *170 *16203 = = 1673( MN / m ) 3 π *d π *17 ≤[τ] Thoả mãn bền - Ứng suất xoắn nhỏ tiết diện dây lò xo: τmin = * k * D * Fmin *1.172 *170 * 5163 = = 533( MN / m ) 3 π *d π *17 ≤[τ] =>Thoả mãn bền - Biên độ ứng suất:τa = τ max − τ 1673 − 533 = = 570( MN / m ) 2 - Ứng suất trung bình: τtb = GVHD: Nguyễn Văn Hiệp τ max + τ 1673 + 533 = = 1103( MN / m ) 2 63 SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP τ0 τ - Hệ số an toàn: S = τa + ψ τ τ tb ετ ≥ Trong đó: + τ0 : Giới hạn mỏi xoắn dây lò xo chu trình đối xứng + ετ : Hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước tiết diện dây lò xo (ετ =2) + ψτ : Hệ số xét đến ảnh hưởng ứng suất trung bình (ψ=0,1) =>Sτ = 600 570 + 0.1 * 1103 = 2.5≥ =>Thỏa mãn 3.3.2.4 Kết luận Các thơng số thiết kế lò xo: - Đường kính dây lò xo: d = 17 (mm) - Đường kính trung bình lò xo: D = 170 (mm) - Tỷ số đường kính: c = 10 - Bước lò xo chịu tải: t = 71 (mm) - Chiều cao lò xo chịu tải: Hs = 110.5 (mm) - Chiều cao lò xo chưa chịu tải: H0 = 434.5 (mm) - Số vòng làm việc lò xo: n = (vòng) - Số vòng tồn bộ: n0 = (vòng) - Hành trình lò xo : flx = 200 (mm) - Độ cứng lò xo : Clx = 55200 (Nm) - Vật liệu : Thép 50CrV4 GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 64 SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.3.3 Tính tốn giảm chấn 3.3.3.1 Tính tốn thiết kế giảm chấn - Xác định kích thước giảm chấn Việc xác định kích thước giảm chấn việc chọn kích thước Kích thước giản chấn là: - Đường kính ngồi xi lanh cơng tác: dX - Hành trình làm việc pistôn: fgc Theo bảng số liệu tham khảo thêm ta chọn sơ kích thước: dX = 45 (mm), fgc = HP - Hành trình giảm chấn, xác định sau: Trong đó: + γgc: góc nghiêng giảm chấn,chọn ban đầu γ gc = 100 + lgc: chiều dài khoảng cách đặt giảm chấn lgc = 370 (mm) + lbx: Chiều dài khoảng cách từ bánh xe đến khớp trụ lbx = 462 (mm) Thay vào công thức ta được: fS: Tổng hành trình bánh xe: fS = fđ + ft = 144 + 180 = 324 (mm) f gc = ( f d + f t ) * l gc *1 lbx * cos γ gc = 324 * 370 * = 263(mm) 462 * cos 10 HP = 263 (mm) + LY: Chiều dài nắp giảm chấn LY = (0.4 ÷ 0.6)dX = 18.4 ÷ 27.6 (mm), ta chọn: LY = 26 (mm) + LP: Chiều cao đòn piston Lp = ( 0.75÷ 1.1)dP = 34.5 ÷ 50.6 (mm), ta chọn: LP = 31 (mm) GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 65 SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + LK: Khoảng cách từ đáy piston đến đỉnh piston động LK = (0.4 ÷ 0.9)dX = 18.4 ÷ 41.6 (mm), ta chọn: LK = 32 (mm) + Lb: Chiều dài buồng bù Lb = (1.0 ÷ 1.5)dX = 46 ÷ 69 (mm), ta chọn: Lb= 69 (mm) + Chiều dài xi lanh giảm chấn: LX = LY + HP+ LP + LK +LB= 26 + 263 +31 +32 +69 = 421 (mm) + Chiều dài toàn giảm chấn: Lgc = LX + Lu = 421 +70 = 491 (mm) Với: Lu - chiều dài từ ụ hạn chế tới đầu ty đẩy, Lu = 70(mm) 3.3.3.2 Chọn tính thơng số giảm chấn Ta chọn trên:dx = 45 (mm) Nên đường kính piston là:dP = dx – = 45 – = 40 (mm) - Đường kính ty đẩy:dt = (0.4 ÷ 0.5) dP =>dt = 0.45*dP = 0.45*40 = 18 (mm) - Chiều dài cụm làm kín:Ln = (0.75 ÷ 1.5) dP =>Ln = 1.275*dP = 1.275*40 = 51 (mm) - Chiều cao cụm piston:LP= (0.75 ÷ 1.1) dP =>Lp = 0.775*dP = 0.775*40 = 31 (mm) 3.3.4 Xác định thông số tính tốn i= - Tỷ số truyền giảm chấn: l gc lbx * 290 *1 = = 0.637 cos γ 462* cos10 - Hệ số cản yêu cầu theo phương thẳng đứng giảm chấn: K= D 2.98 * M d1 = * 850 = 1266( N s / m) 2 Trong đó: GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 66 SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Md1: khối lượng đặt lên cầu trước + D: Hệ số dập tắt dao động D = 2*ψ*ω = 2*0.2*7.45 = 2.98 (rad/s) K gc = K * i = 1266 * 0.637 = 514( N s / m) - Hệ số cản giảm chấn Kgc: - Tính lực sinh q trình giảm chấn:Xác định lực cản sinh giảm chấn làm việc P = K*vm Trong đó: + K: Hệ số cản giảm chấn + v: vận tốc dịch chuyển piston Khi tính tốn khơng xét đến đặc tính lò xo nên đường đặc tính giảm chấn coi tuyến tính ( m = 1) - Lực nén trả max: vmax = 0.6 (m/s2) Pnmax = Kn*vmax = 257*0.6 = 154 (N) Ptrmax = Ktr*vmax = 771*0.6 = 462 (N) - Lực nén trả nhẹ: vmin = 0.3 (m/s2) Pnmin = Kn*vmin = 257*0.3 = 76 (N) Ptrmin = Ktr*vmin = 771*0.3 = 230 (N) GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 67 SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.8 Đường đặc tính giảm chấn - Tính tốn van trả: Áp suất chảy lỏng tác dụng lên piston hành trình trả là: Ptr = Ft max S P − St Ft max *10 π / * (d P − d t ) = = 462 *10 3.14 / * (402 − 18 ) =>Ptr= 0.46*106 (N/m2)= 0.46 (MN/m2) Lưu lượng chất lỏng chảy qua van giảm chấn làm việc: Qtr = vg*(SP – St)= 0.6*  402 18  π * − π * *10 *10     =>Qtr = 600.99*10-6 (m3/s) Qtr µ* * g * Ptr γ Nên tiết diện van trả là:fvt = Trong đó: GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 68 SVTH: Hồng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP µ + µ : hệ số tiêu tốn, µ = 0.6 - 0.75, γ γ = 0.7 = 900 (kg/m3) + : khối lượng riêng dầu, 600.99 *10 −6 0.75 * fvt = * 9.81* 0.46*10 900 = 8*10-6 (m2) Vậy đường kính van trả là: * f vt π * ntr dtr= *8 3.14 * = ≈ 1.2 (mm) Trong đó:ntr- số lỗ van trả, ntr = (lỗ) - Tính tốn van nén: Áp suất tác dụng bị nén: Pn = Fn max SP Fn max = π / 4*d 154 P 3.14 / * 402 = =>Pn = 0.13 (N/mm2) = 0.13*106 (N/m2) Lưu lượng chảy qua van nén giảm chấn làm việc: π* Qn = vgc*SP = vgc* d 2P = 0.6*3.14* 402 *10-6 =>Qn = 753.6*10-6 (m3/s) Qn µ* 753.6 *10 −6 * g * Pn γ Nên tiết diện van nén là:fvn = 0.75 * = * 9.81* 0.13 *10 900 =>fvn = 31.84 (mm2) Vậy đường kính van nén là: GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 69 SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP * 31.84 * f π * nn dvn = 3.14 * = ≈ 2.6 (mm) Trong đó: nn - số lỗ van nén, nn = (lỗ) - Kiểm bền ty đẩy - Khi giảm chấn làm việc ty đẩy chịu kéo hành trình trả nén hành trình nén (hay uốn dọc) kiểm tra theo uốn nén dọc Trường hợp ty đẩy piston chịu kéo ứng suất kéo dọc tính theo công thức: σK = * Ptr max ≤ [σ K ] π * d d2 Trong đó: + Ptrmax - lực trả lớn nhất: Ptrmax = 462 (N) + dd - đường kính ty đẩy piston: dd = 18 (mm) σK = * 462 = 1.82( N / mm ) 3.14 *18 Chọn vật liệu chế tạo ty đẩy thép hợp kim có ứng suất kéo giới hạn cho phép: [σk] =850 [MPa] = 850 (N/mm2) Như là: σ k ≤ [σ k ] Vậy chịu ứng suất kéo ty đẩy thoả mãn điều kiện bền - Khi ty đẩy chịu nén ứng suất nén xác định theo công thức: σn = =>σn = 4.475 π 18 4.Pn max ≤ [σ n ] Π.d td2 = 4,5< [σn] = 210 (N/mm2) GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 70 SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP =>Vậy ty đẩy đủ bền 3.3.4.1 Các thơng số để chọn giảm chấn - Đường kính xy lanh công tác: dx = 46 (mm) - Hành trình giảm chấn: Hp = 206 (mm) - Đường kính ty đẩy: dđ = 18 (mm) - Chiều dài xy lanh giảm chấn: Lx = 344 (mm) - Chiều dài toàn giảm chấn: Lgc = 504 (mm) - Hệ số dập tắt dao động: D = 2.98 (rad/s) - Đường kính van nén: Dn = 2.6 (mm) - Số lỗ van nén: n = (lỗ) - Đường kính van trả: Dt = 1.2 (mm) - Số lỗ van trả: n = (lỗ) 3.3.4.2 Tính ổn định Xuất phát từ góc nghiêng cho phép thân xe du lịch Ø thường đặt: Ø = – 5o - Xác định mô men lật cầu ML (Nm): ML = Y’’*Mdl*ho + Mdl*g*ho*sin Ømax (1) Trong đó: + Md1: Khối lượng phần treo đặt lên cầu trước: Md1 = 850 (Kg) + Y’’: Gia tốc bên lớn Y’’ = (0.6 ÷0.8 )*g (m/s2) Ta chọn Y’’ = 0.8*g = 0.8*9.81 = 7.8 (m/s2) Ψmax: Góc nghiêng lớn thân xe Ψmax = 4÷ 50 tương đươngΨmax = (0.07÷ 0.087) rad sinΨmax ≈ Ψmax Chọn: + Ψmax = 0.087 (rad) + h0: Chiều cao trọng tâm phần treo tâm nghiêng tức thời cầu: h0 = hg - hs = 510-40=470 (mm) GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 71 SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + hg: Chiều cao trọng tâm toàn xe đầy tải + hs: Chiều cao tâm quay tức thời thùng xe Thay thơng số vào (1) ta có: ML = 7.8*850*0.47 + 850*9.81*0.47*0.087= 3457 (N.m) - Xác định mô men chống lật hệ theo phần tử đàn hồi đảm nhận: MCL = CTX*Ψmax (N.m) Trong đó:CTX - Độ cứng góc hệ treo tính cho thân xe (Nm/rad) Độ cứng C LX xác định thông qua độ cứng phần tử đàn hồi: l *B = 0.5 * CT *  lx T  ld CTX CTX = 0.5*27570*( ⇒    0.2 * 1.54 ) 0.37 = 9552 (N.m/rad) MCL = 9552*0.087 = 831 (N.m) - Mô men chống lật cần thiết ổn định đảm nhận quy bánh xe: MS = Ml – MCL = 3457 - 831 = 2626 (N.m) - Độ cứng chống lật ổn định: C S* = MS 2626 = = 30184( N m / rad ) ψ 0.087 Độ cứng ổn định quy dẫn bánh xe:  f * BT C = *   ld * S   * C S  =>>  ld   C S = * C S* *   f * BT  ld Trong đó: - chiều dài đòn = 370 (mm) Chọn f = 200 (mm) Thay số vào ta có:  0.37  C S = * 30184 *   = 87118 ( N m)  0.2 *1.54  GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 72 SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Xác định độ cứng cần thiết ổn định CSϕ: CSϕ = CS * P Với cấu tạo hình vẽ, độ cứng tạo nên cho là: Hình 3.9 Độ cứng ổn định P = 0.06 m (P cánh tay đòn đầu xoắn thân xoắn) lS = 0.6 (m) = 60 (cm) (Chiều dài xoắn) C Sϕ = 87118 * 0.06 = 313( N m / rad ) = 31300( N cm / rad ) - Xác định kích thước ổn định sở lựa chọn chiều dải LS, P: ϕ S C = CS * P D = 0.06 * C S * P * l S G * J P G *π * D = = LS l s * 32 = 0.06 * 31300* 60 = 2.22(cm) => Trong đó: + G: Mô đun đàn hồi G = 8.105 (N/cm2) J= + JP : Mơ men qn tính ổn định: π * D4 32 - Kiểm bền cho ổn định theo tải trọng lớn tác dụng lên thanh: Z Ti − Z Pi = * ∆Z i Tải trọng lớn tính bằng: Trong đó: + Z Ti : Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bánh xe bên trái GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 73 SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Z Pi : Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên bánh xe bên phải + i: Chỉ số cầu trước, ta có: Tại bánh xe: ∆Z1 = M d * Y '' * h0 B + CT *ψ max * T ; BT Thay số vào ta có: ∆Z1 = 1270 * 7.8 * 0.47 1.54 + 27570 * 0.087 * = 3870( N ) 1.54 Khi tải trọng đặt lên đầu ổn định lớn nhất: 0.37 Z S max = * ∆Z1 * l d = * 4870 * = 18019( N ) f 0.20 Thanh ổn định chịu xoắn nên ta kiểm tra theo ứng suất tiếp: τ max = M S max ( N / cm ); WP Với: WP = 0.2*D3 = 0.2* 2.223 = 2.18 (cm3) τ max = 753*100 = 34541( N / cm ) 2.18 Chọn vật liệu làm ngang thép 45 có: σ b = (900 ÷ 1200) = (90000 ÷ 120000)( N / cm ) Ta có hệ số an tồn n = 1,5 ÷ 2,5 chọn n = 1,8 [τ ] = Vậy τ max ≤ [τ ] σ b 90000 = = 50000( N / cm ) n 1,8 Vậy ổn định thoả mãn điều kiện bền GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 74 SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.3.5 Chọn ụ cao su hạn chế hành trình cho hệ thống treo Để xây dựng đường đặc tính hệ thống treo, ta chọn trước loại ụ cao su hạn chế hành trình cho giảm chấn với đường đặc tính cho trước Kết cấu ụ cao su hình vẽ đây: Hình 3.10 Kết cấu ụ cao su Đặc điểm ụ cao su hạn chế có kết cấu đơn giản, tháo lắp dễ dàng Loại sử dụng phổ biến dòng xe du lịch KẾT LUẬN Hệ thống treo xe phận quan trọng thi ết k ế c h ọc c xe Nó đóng vai trò chủ chốt việc đảm bảo chuyển động toàn b ộ k ết c ấu xe, định đến cảm giác lái thoải mái người ngồi xe Bởi lẽ đó, vai trò hệ thống treo khơng thể thiếu thiết kế học xe V ới đ ề tài giao ‘‘Thiết kế hệ thống treo sở xe Toyota Innova 2016’’ đồ án đạt kết sau - Trình bày tổng quan hệ thống treo Lựa chọn phương án thiết kế phù hợp cho xe Tính tốn thiết kế hệ thống treo Sau tính tốn thơng số hệ thống treo thi ết kế đảm b ảo đ ược yêu yều mặt kĩ thuật Đối với hệ thống treo qua trình s d ụng c ần ki ểm GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 75 SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP tra thường xuyên hình dáng chế độ làm nhằm phát hi ện nh ững ưu nh ược điểm để khắc phục cải tiến cho hệ thống treo trở lên hoàn thiện GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 76 SVTH: Hoàng Văn Tố ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO - Thiết kế tính tốn ơtơ - Nguyễn Hữu Cẩn, Trương Minh Chấp, Dương Đình Khuyến, Trần Khang - Thiết kế tính tốn ơtơ - Nguyễn Trọng Hoan - Cấu tạo hệ thống truyền lực ôtô - Nguyễn Khắc Trai - Bài giảng cấu tạo ôtô - Phạm Vị, Dương Ngọc Khánh - Dung sai lắp ghép - Ninh Đức Tốn - Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - Trần Văn Địch - Sổ tay công nghệ chế tạo máy(3 tập) - Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt - Đồ gá khí hóa tự động hóa - Trần Văn Địch, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt - Tin học ứng dụng thiết kế khí - Trần Văn Nghĩa GVHD: Nguyễn Văn Hiệp 77 SVTH: Hoàng Văn Tố ... PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO 2.1 Phân tích phương án bố trí hệ thống treo: 2.1.1 Các phương án bố trí: Hình 2.1 Một số phương án lựa chọn a) Hệ thống treo phụ thuộc (nhíp) b) Hệ thống treo độc... SỐ HỆ THỐNG TREO THƯỜNG GẶP 1.3.1 Nguyên lý làm việc chung hệ thống treo thường gặp a, Hệ thống treo phụ thuộc Hình 1.1 Hệ thống treo phụ thuộc Bộ phận đàn hồi Bộ phận giảm chấn Dầm cầu Bánh xe. .. ộng qua hình thành nên hệ thống treo xe 1.2 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU 1.2.1 Công dụng - Hệ thống treo hệ thống nối đàn hồi bánh xe khung xe, xe t ạo ều ki ện cho bánh xe dịch chuyển theo phương