Thiết kế môn học kết cấu tính toán ô tô thiết kế hệ thống lái

Thiết kế hệ thống lái Những số liệu ban đầu Đề số: Loại ô tô : xe khách Loại cấu lái : trục vít lăn, tỉ sè trun I c = 20,5 B¸nh xe cã kÝ hiệu : 8,25 - 20 Tải trọng lên bánh xe dÉn híng : Z = 1550 ( kG ) ChiỊu dài sở ô tô: L = 3700 (mm) ChiỊu réng c¬ së :B = 1630 (m m) HƯ thống treo phụ thuộc I.Những yêu cầu hệ thống lái đảm bảo tính vận hành cao ô tô nghĩa có khả quay vòng nhanh ngoặt nhng đờng có diện tích giới hạn Nhẹ nhàng việc điều khiểncả quay vòng chỗ chuyển động lực vành tay lái quay vòng bánh xe dẫn hớng chỗ mặt đờng bê tông nhựa khô không đợc 16 20 KG Phải có động học quay vòng có nghĩa quay vòng tất bánh xe lăn mà không bị trợt Truyền tối thiểu va đập nghịch đảo lên vành tay lái Các bánh xe dẫn hớng có khả quay vị trí ban đầuvà giữ đợc chuyển động đà cho ô tô Chính xác tính chất tuỳ động động lực học nghĩa đảm bảo phối hợp chặt chẽ tác động hệ thống lái quay vòng bánh xe dẫn hớng Có độ bền lâu độ tin cậy cao 8.Thuận tiện sử dụng bảo dỡng Không có khe hở lớn hệ thống lái Bố trí chung hệ thống lái 1: Vành tay lái 2: Trục lái 3: Cơ cấu lái 4: Đòn quay đứng 5: Thanh kéo 6: Đòn quay ngang 7: Thanh lái 8: Cam quay ( gắn liền với bánh xe dẫn hớng) 9: Trụ đứng ( cố định với dầm cầu dẫn hớng) II Chọn thông số chủ yếu tính động học dẫn động lái Nhiệm vụ tính động học dẫn động lái xác định thông số tối u hình thang lái , động học quay vòng chọn giá trị cần thiết tỉ số truyền dẫn động lái Theo lý thuyết quay vòng để nhận đợc lăn không trợt bánh xe dẫn hớng quay vongf thìhệ thống lái phải bảo đảm mối quan hệ sau góc quay bánh xe dẫn hớng bên nhoài bên tróngo với tâm quay vòng cotg - cotg = B/L (1) B = 163,0 cm : khoảng cách đờng tâm trụ đứng đo mặt phẳng hình thang lái L = 370,0 cm : chiều dài sở ô tô Với = 00 - 450 ta lập đợc đờng cong lý thut biĨu thÞ mèi quan hƯ  = f ()  = arccotg(B/L + cotg)  : gãc quay cña bánh xe dẫn hớng phía bên : góc quay bánh xe dẫn hớng pkía bên Ta chọn sơ thông số hìnhthang lái: + chiều dài đòn bên hình thang lái m = 0,15 * B = 0,15 * 163,0 = 24,45 (cm) Tõ quan hệ hình học hình thang lái rút mối quan hệ góc quay bánh xe dẫn hơng bên bên trong: = f (,m,)    arctg (2) m * cos(   ) m  * B * sin   * m * sin   B * sin(   )  arcsin B  m * sin(   ) B  m  * B * sin(   ) víi  = 900- = 150 - 350 : góc đòn bên hình thang lái mặt thẳng dọc ô tô : góc đòn bên dÇm cÇu dÉn híng  = 600 - 700 ë biểu thức tham số , với gía trị ta có đờng cong định ( theo biểu thức 2).Ta vẽ họ đờng cong hệ toạ độ với đờng cong lý thuyÕt 1.Trong ®ã cã mét ®êng cong n»m sát đờng cong lý thuyết mà sai lệch chúng , ứng với đờng cong ta có = 200 Từ ta xác định đợc chiều dài ngang hình thang lái n = B – 2*m*sin = 163 – 2*24,45*sin20o = 141,1 (cm) Víi hƯ thèng treo phơ thc ta chän sơ đồ hình thang lái nh sau: đặc tính hình thang lái ứng với góc tối u  10 15 20 25 30 35 40 45  lý  thùc thuyÕt tÕ 0 5,22 5,23 11 11 16,5 16,2 21 22 26 26 32 39,6 40 44 56 58 65 68 III.TÝnh to¸n chi tiết hệ thống lái 1.Xác định tỷ sè trun cđa hƯ thèng l¸i Tû sè trun cđa hệ thống lái (tỷ số truyền động học)bằng tỷ số góc quay trục vành tay lái góc quay tơng ứng can quay.Tỷ số truyền mặt cần phải đủ lớn để ứng với lực nhât định tác động vào vành tay lái làm quay đợc bánh xe dẫn hớng điều kiện nặng nhọc nhất, quay vòng chỗ mặt đờng nhựa(hoặc bê tông)khô chở đủ tải Mặt khác tỷ số truyền hệ thống lái không đợc lớn để không làm ảnh hởng tới tính vận hành ô tô Tỷ số truyền hệ thống lái biểu thị tích số tỷ số truyền cấu lái (từ trục lái tới trục đòn quay đứng) tỷ số truyền dẫn động lái(từ trục đòn quay đứng tới cam quay) i = ic*id = 20,5*1,17 = 24 Trong đó: ic = 20,5: tỷ số truyền cấu lái id : tỷ số truyền dẫn động lái, đợc xác định tỷ số chiều dài đòn nối với kéo dọc id  ln ld ln= m = 24,45 (cm): chiỊu dµi đòn bên hình thang ld= 21 (cm): chiều dài đòn quay đứng 2.Xác định chế độ tải trọng Mô men cản quay vòng bánh xe dẫn hớng đợc xác định ô tô quay vòngtrên mặt đờng nhựa khô chở đủ tải Mô men cản quay vòng đợc xác định ứng với thời điểm bắt đầu trợt lết bánh xe dẫn hớng trị số không đổi theo góc quay bánh xe.Mô men cản bao gồm : Mô men cản lăn M1 Mô men cản M2 gây trợt bên bánh xe dẫn hớng với mặt đờng - M3: mô men cản ổn định bánh xe dẫn hớng M1= Gbx*f*a (kG*cm) M1: momen cản lăn Gbx= Z = 1550(kG): trọng lợmg tác dụnglên bánh xe dẫn hớng f = 0,018: hệ số cản lăn a= 60 (mm): tay đòn lực cản lăn trụ đứng hình thang lái M2=Gbx**x=Gbx**0,14*Rbx (kG*cm) M2: mô men cản gây trợt bên bánh xe dẫn hớng với mặt đờng = 0,7- 0,8: hệ số bám, chọn = 0,7 x: tay đòn lực ngang trụ đứng hình thang lái Rbx= 50(cm): bán kính động lực học bánh xe đợc xác ®Þnh nh sau: Lèp cã kÝ hiƯu 209,55 - 508 tøc lµ ChiỊu réng lèp B = 20,85 (cm) R0 B d (cm) Đờng kính vành bánh xe d = 50,8(cm) Rbx= *R0 = 50(cm)  = 0,935( lốp có áp suất thấp) ảnh hởng mô men cản M3 đợc xác định thực nghiệm ®óc rót thµnh mét hƯ sè  = 1,07 – 1,15 , chän  = 1,07 VËy m« men tỉng céng M = 2*Gbx(f*a + 0,14*Rbx)*  (kG*cm) => M = 2*1550*(0,018*6 + 0,14*50)*1,07 = 23577 (kG.cm) *Lực vành tay lái quay vòng bánh xe dẫn hớng( có cờng hoá lái P max M 7,1( kG ) Rv * ic * idd * c * dd Rv: bán kính vành tay lái Rv = 190 – 275(mm), chän Rv= 250(mm) ic: tû sè truyền cấu lái idd: tỷ số truyền dẫn động lái c = 0,85: hiệu suất thuận cấu lái dd = 0,65: hiệu suất dẫn động lái( trục vít lăn) 3.Tính bền chi tiết hệ thống lái *Lực tác dụng lên đòn quay ®øng N P max* Rv * ic * c 7,1 * 250 * 20,5 * 0,85 / 21 14728(kG ) id *Lực tác dụng lên hình thang lái( ngang) Q Pp * a G1 * m1 p *  * a 1550 * 1,4 * 0,7 *   198,4( KG) b 2*b * 22,97 Trong Pp: lực phanh lên cầu m1p = 1,4: hệ số phân bố lại tải träng phanh  = 0,7: hƯ sè b¸m b = m*cos = 22,97(cm) G1: trọng lợng tác dụng lên bánh xe trớc ô tô trạng thái tĩnh *Trục lái : ống thép rỗng, đợc tính theo xoắn mô men sinh lực tác dụng ngời lái lên vành tay P max* Rv * D 7,1 * 25,30  266,2(kG / cm2) 0,2 *10 0,2 * ( D  d ) l¸i  = 266,2(kG/cm2)< [] = 600(kG/cm2) D: đờng kính trục lái, chọn D = 30(mm) d : đờng kính trục lái, chọn d = 20(mm) Gãc xo¾n  * * L 0,04(rad ) D *G Thoả mÃn: = 30