Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống treo cho xe con

Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực Nhn xột ca giỏo viên hướng dẫn Hng Yên, ngày tháng năm 2012 Giáo viên hớng dẫn GVHD: Th.S Đồng Minh Tuấn SVTH : Nguyễn Quang Minh Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lùc Nhận xét giáo viên phản biện GVHD: Th.S §ång Minh TuÊn SVTH : Nguyễn Quang Minh Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí §éng Lùc Hng Yên, ngày tháng năm 2012 Giáo viên phản biƯn LỜI NĨI ĐẦU Trong ®êi sèng kinh tÕ x· hội nay, nhu cầu chuyên chở hàng hoá hành khách lớn Có nhiều phơng tiện giao thông tham gia giải vấn đề này, phơng tiện thiếu đợc ô tô Việt Nam năm gần số lợng ôtô lu thông lớn, chủng loại phong phú đa dạng : xe tải, xe khách, xe Chính mà đòi hỏi - kĩ s ôtô tơng lai phải nhanh chóng nắm bắt đợc công nghệ sản xuất ôtô để từ cải tiến chất lợng phận xe, nhằm đáp ứng nhu cầu ngµy cµng cao cđa ngêi, vµ tiÕn tíi néi địa hoá đẩy mạnh công nghiệp ôtô đất nớc nh giải vấn đề việc làm cho ngời lao động Trên ôtô, hệ thống treo có vai trò quan trọng, định đến ổn định chuyển động bánh xe đờng Đối víi xe GVHD: Th.S §ång Minh Tn SVTH : Ngun Quang Minh Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực vấn đề quan trọng hơn, xe chạy vận tốc cao nên đòi hỏi ổn định chuyển động cao đặc biệt đáp ứng nhu cầu ngày cao ngời tiện nghi thoải mái vận hành xe Đề tài thiết kế mà em đợc giao lµ: “ ThiÕt kÕ hƯ thèng treo cho xe Trên sở phân tích u nhợc điểm loại hệ treo yêu cầu bố trí cụ thể xe ,ta tính toán thiết kế hệ treo trớc hệ thống treo phụ thuộc.Yêu cầu hệ treo đặt phải xác định đợc tất kích thớc hệ thống treo, vị trí đặt khâu khớp đòn cho đảm bảo mặt động lực học bố trí cụ thể xe đợc thuận tiện nh đạt đợc độ êm dịu chuyển động tốt nhất.Trong trình làm đồ án đà cố gắng nhng trình độ thời gian có hạn nên tránh khỏi đợc sai sót em mong đóng góp ý kiến thầy cô bạn bè để đồ án em đợc hoàn thiện Trong trình làm em cám ơn bảo tận tình thầy Đồng Minh Tuấn đà giúp đỡ em nhiều Em xin trân thành cảm ơn! Hng Yên, Tháng 11 năm 2011 Sinh Viên thùc hiƯn NGUN QUANG MINH Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TREO GVHD: Th.S §ång Minh TuÊn SVTH : Nguyễn Quang Minh Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực 1.1 CÔNG DỤNG – PHÂN LOẠI – YÊU CẦU 1.1.1 Công dụng +Hệ thống treo hệ thống nối đàn hồi bánh xe khung xe,tạo điều kiện cho bánh xe dịch chuyển theo phơng thẳng đứng hạn chế dịch chuyển theo phơng khác + Hệ thống treo đảm nhận khả dập tắt dao động tạo nên khả bám bánh xe với đờng, nâng cao độ êm dịu 1.1.2.Phân loại - Theo kÕt cÊu hÖ thèng treo ngêi ta chia : Hệ thống treo độc lập hệ thống treo phụ thuộc + Hệ thống treo độc lập dầm cầu đợc chế tạo rời chúng liên hệ với khớp nối , loại đợc dùng mét sè xe du lÞch + HƯ thèng treo phơ thuộc dầm cầu liền đợc dùng phổ biến xe vận tải chở hành khách - Phân loại theo đặc tính nối mềm:Bằng phần tử đàn hồi kim loại, khí nén, thủy lực, liên hợp cơ-thuỷ khí 1.1.3.Yêu cầu + Đảm bảo nối mềm phù hợp với tính êm dịu chuyển động yêu cầu tức hệ thống có tần số dao động riêng nằm giới hạn (60 ữ 120) lần/phút + Giảm tối thiểu va đập cứng, hạn chế xung lực tác dụng từ bánh xe lên khung + Đảm bảo hệ số bám trung bình bánh xe với đờng + Dập tắt nhanh dao động thân xe đờng + Trọng lợng phần không treo phải nhỏ GVHD: Th.S Đồng Minh Tuấn SVTH : Nguyễn Quang Minh Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực + Hạn chế đến mức nhiều chuyển động theo phơng không mong muốn, bánh xe dẫn hớng, nhằm đảm bảo tính điều khiển ôtô + Nghiêng ngang thùng xe nhỏ: ôtô con:6 ữ 8; ôtô khách ữ 12; ôtô tải ữ 12 + Tại vị trí liên kết với khung vỏ không gây nên tải trọng lớn đảm bảo tuổi thọ liên kết + Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính kĩ thuật xe nh chạy đợc nhiều địa hình khác + Bánh xe có khả chuyển dịch giới hạn không gian hạn chế + Quan hệ động học bánh xe phải hợp thỏa mÃn mục đích hệ thống treo làm mềm theo phơng thẳng đứng nhng 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 với tính kỹ thuật , không gặp h hỏng bÊt thêng 1.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CHUNG CỦA HỆ THNG TREO 1.2.1 Nguyên lí làm việc hệ thống treo phụ thuộc Khi ô tô chạy đờng mặt đờng không phẳng làm cho khung xe dao động theo phơng thẳng đứng (nhờ phận dẫn hớng xe) Bộ phận đàn hồi (nhíp lá), phận giảm chấn (giảm xóc) đợc bắt với khung xe nên khung xe dao động làm cho hai phận dao động theo.Khi có chuyển hóa lợng từ sang nhiệt dao động tắt dần - Bộ phận đàn hồi (nhíp lá) nhíp đợc ép sát vào nhờ gông nên nhíp dao động sinh ma sát nhíp.Làm cho xe vừa chuyển động êm dịu đao động đợc rập tắt từ từ - Bộ phận giảm chấn (giảm xóc) : Là phận hấp thụ lợng học bánh xe thân xe Ngày thờng sử dung loại giảm GVHD: Th.S Đồng Minh Tuấn SVTH : Nguyễn Quang Minh Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực chấn thủy lực có tác dụng hai chiều trả nèn.ở 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 (banh xe dịch chuyển xa khung) giảm chấn giảm bớt xung lực va đập bánh xe đờng , tạo điều kiện đặt êm bánh xe đờng giảm bớt phản lực truyền ngợc từ mặt đờng tác dụng vào thân xe - Thanh ổn định :Khi xe chuyển động đờng không phẳng quay vòng, dời tác dụng lực li tâm độ nhiêng khung xe , phản lực thẳng đứng hai bánh xe cầu thay đổi dẫn tới tăng độ nghiêng thùng xe làm xấu khả truyền lực dọc lực bên banh xe với mặt đờng.Nhờ ổn định san phản lực thẳng đứng hai bánh xe giúp cho xe chuyển động ổn định Ngoài xe có phận đòn truyền lực có tác dụng truyền phần tải trọng khung xe xuồng cầu 1.2.2 Nguyên lý làm việc hệ thống treo độc lập Toàn hệ thống treo trớc đặt giá treo nhằm tạo thuận lợi cho việc lắp ráp Các 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 đạt đòn ngang nhắm giảm tải cho đòn ngang dới Thanh ổn định đặt trớc cầu xe nối với hệ hệ treo đòn thẳng đứng qua đệm cao su.Kết cấu làm giảm ma sát đầu ổn định mà cho phép đầu ổn định di chuyển tự Khi xe chuyển động Do mặt đờng không phẳng làm cho khung xe dao động theo phơng thẳnh đứng Nhờ có giảm chấn (giảm xóc ) phận đàn hồi (lò xo) dao dộng nhanh chóng đợc rập tắt nhờ có chuyển hóa lợng từ thành nhiệt GVHD: Th.S §ång Minh Tn SVTH : Ngun Quang Minh Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực Thanh ổn định :Khi xe chuyển động đờng không phẳng quay vòng, dời tác dụng lực li tâm độ nhiêng khung xe , phản lực thẳng đứng hai bánh xe cầu thay đổi dẫn tới tăng độ nghiêng thùng xe làm xấu khả truyền lực dọc lực bên banh xe với mặt đờng.Nhờ ổn định san phản lực thẳng đứng hai bánh xe giúp cho xe chuyển động ổn định 1.3 H THNG TREO MAC PERSON * Đặc điểm hệ treo Mac Person Hệ thống treo Mac person loại hệ thống treo với nhiều u điểm, việc cải tiến nhợc điểm lắp ráp hệ thống treo cũ giảm số điểm gắn với khung xe từ điểm ( đòn hình tam giác nằm song song với nhau, liên kết qua nối) xuống điểm với ống nhún phần dẫn hớng hệ thống đòn ngang dới gắn với trục bánh xe, tạo đơn giản hóa hệ thống treo là: Chỉ có đỡ dới, trụ chống mâm bánh, giảm chấn, lò xo ,vì giá thành sản xuất rẻ, khoang động loại xe dẫn động cầu trớc đợc giảm nhẹ giải phóng không gian động GVHD: Th.S Đồng Minh Tuấn SVTH : Nguyễn Quang Minh Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực Hình Sơ đồ hệ thống treo Mac person Hệ thống treo Mac person phát triển mạnh kết cấu khung xe liên khối ngày đợc sử dụng rộng hơn.Giảm xóc kiểu bỏ đòn thay lò xo ống nhún, gắn với khung xe qua ®Ưm cao su Thay cho èng ngang, ngêi ta quay lại sử dụng đòn hình tam giác có hai điểm tỳ, lò xo đợc đặt lệch so với ống nhún nghiêng vào phía trong, cao su giảm chấn khớp tiếp xúc khung đợc giữ nguyên.Những thay đổi làm thay đổi đáng kể ma sát độ mài mòn ống Ngày hệ thống treo Mac person không đợc sử dụng phía trớc mà sử dụng treo độc lập, đa liên kết phía sau với nhiều liên kết điểm khác biệt bánh sau không dẫn động nên góc đặt ống nhún thẳng đứng không chụm nh giảm xóc trớc chống ngang đợc gia cố chịu lực *Mối quan hệ động học hƯ treo Mc.Pherson: Trong hƯ thèng treo nãi chung, vµ hệ treo cầu dẫn hớng nói riêng góc đặt bánh xe có ý nghĩa vô quan trọng.Chúng phải đảm bảo cho việc điều khiển nhẹ nhành, xác, không gây lực cản lớn nh làm mòn lốp nhanh Trong trình chuyển động bánh xe luôn dao động theo phơng thẳng đứng, dao động kéo theo thay đổi góc nghiêng ngang, độ chum trớc bánh xe khoảng cách hai vết bánh xe, đồng thời chúng làm thay đổi góc nghiêng dọc nghiêng ngang trụ xoay dẫn hớng Các quan hệ thông số phụ thuộc vào chuyển vị bánh xe theo phơng thẳng đứng mối quan hệ động học hệ treo Trên hình vẽ biểu diễn mối quan hƯ ®éng häc cđa hƯ treo Mc.Pherson: GVHD: Th.S §ång Minh TuÊn SVTH : NguyÔn Quang Minh Trêng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực Hình2 : Mối quan hệ ®éng häc cđa hƯ treo Mc.Pherson a Sù thay ®ỉi góc nghiêng ngang bánh xe trụ xoay dẫn hớng b Sự thay đổi góc nghiêng dọc trụ, xoay dÉn híng c Sù thay ®ỉi ®é chơm tríc cđa b¸nh xe 1.4 CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG TREO XE CON HÖ thèng treo xe gåm phận sau : + Bộ phận đàn hồi : phận nối mềm bánh xe khung xe, nhằm biến đổi tần số dao động cho phù hợp với thể ngời (60-80 lần/ph) Bộ phận đàn hồi bố trí khác xe nhng cho phép bánh xe dịch chuyển theo phơng thẳng đứng Trên xe phận đàn hồi thờng gặp loại : - Nhíp - Lò xo trụ - Lò xo côn lò xo xếp - Thanh xoắn - Khí nén - Thủ lùc GVHD: Th.S §ång Minh Tn SVTH : Nguyễn Quang Minh 10 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực ρv 1,66 = = 0,0095 ⇒ 2 2 q0 (1,04 − 36,02 ) + 4.36 36,02 Khi xác định biên độ dao động khối lợng phần không treo theo công thức gần sai số không vợt 5% V>0,5v Khi xả tợng cộng hởng tần số cao (V=v) biên độ dao động khối lợng phần không treo có giá trị lớn bằng: v k2 = q 2hk1 v Trong đó: + v: Biên độ dao động khối lợng phần không treo xảy tợng cộng hởng tần số cao + k: Tần số dao động khối lợng phần không treo cố định phần treo 1,66 v = = 0,001 q 2.36.36,02 2.3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG TREO 2.3.1 TÝnh to¸n thiết kế lò xo GVHD: Th.S Đồng Minh Tuấn SVTH : Nguyễn Quang Minh 29 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực Lò xo thờng đợc sử dụng làm phận đàn hồi hệ thống treo độc lập Lò xo hình trụ, hình côn với tiết diện dây lò p d d xo hình chữ nhật hình tròn Hình 11: Kết cấu lò xo Trong trình tính toán ta chọn lò xo trụ có tiết diện tròn - Tính độ võng lò xo: f = z.D P d G Trong đó: + z: số lợng vòng lò xo làm việc Thông thờng ôtô z = -12 (vòng).Chọn z=8 + D: Đờng kính trung bình lò xo + d : Đờng kính sợi dây lò xo + P : Lực tác dụng lên lò xo +G : mô đun đàn hồi xoắn, G = 8.10 MN / m Trong trình tính toán ta chọn thông số lò xo nh sau : D = 150 (mm) d = 10 (mm) Còn lực tác dụng lên lò xo phản lực mặt đờng tác dụng lên tác dụng lên giảm chấn 45% tác dụng lên lò xo 55% GVHD: Th.S Đồng Minh Tuấn SVTH : Nguyễn Quang Minh 30 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực Trong trình tính toán ta bỏ qua lực cản không khí lực cản lăn, lực cản phanh coi nh xe không chuyển động Vậy từ sơ đồ tính toán ta có : Xét phơng trình mômen : + Tại bánh xe trớc : M ( A) = ⇔ G.a − Z (a + b) = ⇒ Z2 = G.a 24630.1,094 = = 11084 ( N ) ( a + b) 2,431 + T¹i b¸nh xe sau : ∑ M (B) = ⇔ Z (a + b) − G.b = ⇒ Z1 = G.b 24630.1,337 = = 13546( N ) ( a + b) 2,431 Vậy độ võng lò xo bánh trớc z.D Z 8.8.0,15 3.13546.55.10 −6 ⇒ f1 = = = 0.0201(m) = 20,1(mm) d G 0,014.100.8.10 Và độ võng lò xo bánh sau : z.D Z 8.8.0,15 3.11084 55.10 −6 ⇒ f2 = = = 0.0164(m) = 16,4(mm) d G 0,014.100.8.10 - TÝnh ứng suất xoắn lò xo: = 8.D.P d ứng suất xoắn lò xo trớc: = 8.D.Z 8.0,15.13546.55 = = 2847,25( N / m ) 3 d 3,14.100.0.01 ứng suất xoắn lò xo sau: τ= 8.D.Z 8.0,15.11084 55 = = 2329,75( N / m ) 3 πd 3,14.100.0.01 GVHD: Th.S §ång Minh Tuấn SVTH : Nguyễn Quang Minh 31 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực 2.3.2 Tính toán thiết kế giảm chấn Bộ giảm chấn hệ thống treo ôtô thờng giảm chấn thủy lực.Giảm chấn thuỷ lực giảm chấn ống đòn, song ôtô ngày thờng bố trí giảm chấn ống loại giảm chấn có nhiều u điểm giảm chấn đòn Việc tính toán thiết kế giảm chấn xác định kích thớc Lt=Lk+2Hp dd Ln =Lk+Hp giảm chấn, xác định tiết diện lỗ tiết lu dầu, xác định dx d1 thông số van thông van giảm Hình 12: kết cấu giảm chấn Xác định kích thớc giảm chấn GVHD: Th.S Đồng Minh Tuấn SVTH : Nguyễn Quang Minh 32 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực Thiết kế giảm chấn đợc việc chọn kích thớc Kích thớc giảm chấn thờng đờng kính xy lanh công tác dx hành trình dịch chuyển piston H p , hành trình dịch chuyển piston thờng đợc xác định theo điều kiện bố trÝ chung cđa thiÕt kÕ hƯ thèng treo, th«ng thêng hành trình dịch chuyển piston nhỏ (7-8)dx Trong hệ thống treo độc lập giảm chấn thờng đợc bố trí đòn treo với tỷ số truyền i= 1,8-2,2 Bởi hành trình dịch chuyển piston nhỏ hành trình dịch chuyển bánh xe i tû sè trun lÇn Trong hƯ thèng treo phơ thc, viƯc chän Hp phơ thc chđ u vµo tỉng biến dạng phận đàn hồi Giảm chấn hệ thống thờng đợc bố trí nghiêng góc so với đờng thẳng hành trình piston thờng xấp xỉ gấp hai lần hành trình piston giảm chấn hệ thống treo độc lập Giảm chấn với kích thớc tiêu chuẩn đợc chọn dựa vào trọng lợng toàn ôtô, trọng cho phép phần treo phân bố lên giảm chấn vận tốc dịch chuyển tơng đối nhỏ 0,3 m/s =0,2 Do xe tính toán có trọng lợng ôtô không tải 10330(N) nên ta chọn nh sau: + Đờng kính xy lanh công tác dx=25 (mm) + Hành trình piston Hp=90 (mm) Từ kích thớc chọn kích thớc khác giảm chấn Theo sơ đồ chiều dài toàn giảm chấn hành trình nén b»ng : Ln= Lk + Hp Trong ®ã: + Lk : Chiều dài kết cấu giảm chấn Lk = Σ Li GVHD: Th.S §ång Minh TuÊn SVTH : Nguyễn Quang Minh 33 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực + Ly : Chiều dài cụm i giảm chấn Chiều dài cụm giảm chấn chän nh sau Ly = (0,75-1,50)dx L = (0,75-1,1)dx Lc = (0,4-0,9)dx Lm = (1,1-1,5)dx Ta chän: Ly = 0,9dx =0,75.25=18 (mm) L = 0,8dx = 0,8.25=20 (mm) Lc = 0,4dx = 0,4.25=10 (mm) Lm = 1,2dx = 1,2.25=30 (mm) ⇒ Lk = ∑ Li = L y + L0 + Lc + Lm = 18 + 20 + 10 + 30 = 78 (mm) VËy chiỊu dµi toàn giảm chấn hành trình nén là: ⇒ Ln = Lk + H p = 78 + 90 = 168 (mm) Vµ chiỊu dµi cđa toµn bé giảm chấn hành trình trả là: Ln = Lk + H p = 78 + 2.90 = 258 (mm) Đờng kính đòn đẩy piston đờng kính xy lanh đợc chọn nh sau: dd = (0,4-0,6) dx d1 = 1,1 dx D1 = (1,1-1,30) dx D = 1,1 D1 Ta chän: dd = 0,5.dx =0,4.25=10 (mm) d = 1,1 dx =1,1.25=27,5 (mm) D1 = 1,4 dx= 1,12.25= 28 (mm) D = 1,1 D = 1,1.28 = 30,8 (mm) - KÝch thíc cửa giảm chấn: Đợc chọn theo nguyên tắc đủ diện tích toả nhiệt dể giảm chấn không nóng nhiết độ cho phép giảm chấn làm việc căng thẳng.chế độ làm việc căng thẳng giảm chấn đợc xác định vận tốc piston giảm chấn Vs = 0,3(m / s ) Công suất tiêu thụ cđa gi¶m chÊn : Nt Nt = ( Z1 + Z )Vs GVHD: Th.S §ång Minh TuÊn SVTH : NguyÔn Quang Minh = ( K1 + K )Vs2 34 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực Trong ®ã : K1 : hƯ sè c¶n cđa gi¶m chÊn hành trình nén K2 : hệ số cản giảm chấn hành trình trả Ta có : K : hƯ sè c¶n cđa gi¶m chÊn K= Mặt khác : K1 + K 2 K1 = 2,5 ÷ K2 Chän : K1 = 2,6 ⇒ K = 2,6 K K2 Thay vào ta đợc : K= K + K 3,6 K K = ⇒ K2 = 2 1,8 Hệ số giảm chấn đợc tính theo công thức: K= α K tr Víi K tr hÕ sè c¶n cđa hƯ thèng treo = Ktr ψ Z bx 0,313 f ' Trong ®ã : -ψ : hƯ sè dËp tắt chấn động , = 0,150,25 Chọn = 0,2 - f : ®é tÜnh cđa hƯ thèng treo (m) - Zbx : phần trọng lợng đợc treo tính bánh xe Z bz = Gt 24630 = = 12315( N ) 2 Suy ta cã : K tr = 0,2.13546 0,313 0.16 = 21638,98 (Ns/m) Giảm chấn đặt dới góc =350 GVHD: Th.S §ång Minh Tn SVTH : Ngun Quang Minh 35 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực Với = 1 = ≈ 1,22 cos δ cos 35 Suy : K = 1,22.21638,98=26399,55 (Ns/m) ⇒ K2 = K 26399,55 = = 14666,42 (Ns/m) 1,8 1,8 ⇒ K = 2,6 K = 2,6.14666,42 = 38132,69 (Ns/m) Công suất tiêu thụ giảm chấn : Nt = ( K1 + K )Vs2 = ( 38132,64 + 14666,42) 0,3 2 ⇒ N t = 2375,95( Nm / s) Công giảm chấn tiêu thụ thêi gian t (gi©y) : L L= N t (Nm) 1000 Từ phơng trình truyền nhiệt giới hạn nhiệt độ chÊt láng gi¶m chÊn ta cã : L = α F.(Tgmax - Tb)t (J) Trong ®ã : - Tgmax : nhiệt độ cực đại cho phép vỏ giảm chấn (12001300) giảm chấn làm việc thêi gian liªn tơc mét giê - Tb : nhiƯt ®é cđa m«i trêng xung quanh (Tb = 200) -F : diện tích vỏ giảm chấn -t : thêi gian tÝnh theo gi©y (s) - α : hƯ sè trun nhiƯt α =(60… 70).1,16=65.1,6=104(J/m2.giê.®é) - Chän α =65 (J/m2.giờ.độ) - F diện tích vỏ giảm chÊn (m2 ) F= π D( D + Lk ) GVHD: Th.S §ång Minh Tn SVTH : Ngun Quang Minh 36 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực - D: đờng kính giảm chấn D=28,16 (mm) - Lk chiều dài kết cấu giảm chấn Lk=68 (mm) Diện tích vỏ giảm chấn F= 3,14 28,16( Vậy ⇒ Tg max = 28,16 + 78 )=8141,93 (mm2) Nt + Tb 1000.α F Tgmax = 2375,95 + 20 1000.65.8141,93.10 Tgmax = 24,490 C Nhiệt độ cực đại cho phép vỏ giảm chấn giảm chấn làm việc thời gian liên tục [Tgmax] = (120-130) C Ta nhËn thÊy : Tgmax < [Tgmax] Vậy giảm chấn thoả mÃn điều kiện làm việc Xác định kích thớc lỗ van giảm chấn DiÖn tÝch piston : Fp FP = π d x2 π 25 = = 490,6(mm ) 4 Chất lỏng tiêu tốn giây piston nén gi¶m chÊn : QP = FP Vs = 490,6 103.0,3 = 147187,5(mm3/s) áp suất giảm chấn kỳ nÐn : Pn Pn = Z1 Ft Trong ®ã : - Z1 : lực cản giảm chấn hành trình nÐn Z1 = K1.Vs = 38132,64.0,3 = 11439,79N) - Ft : diện tích giảm chấn: GVHD: Th.S Đồng Minh Tuấn SVTH : Nguyễn Quang Minh 37 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực Ft = d d2 10 = = 78,5(mm ) 4 Pn = 11439,79 = 145,73( N / mm ) 78,5 Suy : Diện tích lỗ van giảm chấn trình nén : fv = Pn FP2 µ K n 2.g Trong ®ã : - µ : hệ số tiêu tốn ( = 0,65) - : độ đậm đặc chất lỏng ( = 10 −4 KG/cm3 ) - γ =9 10 −6 (N/ mm3) - g : gia tèc träng trêng (g = 10m/s2) Suy : fv = 314 0,65.38132,64.10 −3 9.10 −6.145,73 = 1,02(mm ) 2.10 Víi diƯn tích lỗ van giảm chấn nh , ta bố trí hai lỗ van nén hình tròn , lỗ van diện tích 2,35 (mm2) nên đờng kính lỗ van d = 1,73 (mm) Chất lỏng tiêu tốn giây piston trả giảm chấn : QPt = ( FP − Ft ).Vs = (490,6 − 78,5).0,3.10 ⇒ QPt = 123630(mm / s) ¸p suÊt gi¶m chÊn ë kú tr¶ : Pt Pt = Z2 Ft Trong ®ã : - Z2 : lùc cản giảm chấn hành trình trả Z2 = K2.Vs GVHD: Th.S §ång Minh Tn SVTH : Ngun Quang Minh 38 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực Z2 = 1466,42.0,3 =4399,92(N) - FP : diÖn tÝch piston (FP = 314 (mm2)) - Ft : diÖn tÝch (Ft = 78,5 mm2) Suy : Pt = 4399,92 = 56,05( N / mm ) ( 78,5) Diện tích lỗ van hành trình trả : fv = Pt FP2 µ K 2.g Víi : - FP = 314(mm2) - : hệ số tiêu tốn ( = 0,65) - : độ đậm đặc chất lỏng ( γ = 10 −6 (N/ mm3) ) - g : gia tèc träng trêng (g = 10m/s2) - K2 = 13824,9(Ns/m) - Pt = 52,83(N/mm2) Do ®ã ta cã : fv = 490,6 9.10 −6.56,05 = 4(mm ) −3 0,65.14666,42.10 2.10 Víi diƯn tích lỗ van nh ta bố trí hai lỗ van , lỗ có diện tích 4,2 (mm2) , đờng kính lỗ van 2,31 (mm) Xác định lỗ van giảm tải Khi Vs > 0,3(m/s) giảm chấn làm việc căng thẳng hệ thống treo lúc cứng Để khắc phục điều , giảm chấn đợc thiết kế thêm van giảm tải Khi Vs>0,3(m/s) van giảm tải sÏ më GVHD: Th.S §ång Minh Tn SVTH : Ngun Quang Minh 39 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực , diện tích lu thông chất lỏng giảm chấn tăng lên , hệ số cản giảm chấn giảm ,lực cản giảm chấn không tăng nhiều Việc tính toán lỗ van tơng tự nh tính lỗ van trình nén hay trình tr¶ cđa gi¶m chÊn Coi vËn tèc cđa gi¶m chấn giai đoạn Vg = 0,5(m/s) Chọn hệ số cản giảm chấn giai đoạn :K g = 0,5 Kg Do lực cản giảm chấn : Zg giai đoạn đợc tÝnh nh sau: Z g' = K g Vs + K g' (V g − Vs ) + ë qu¸ trình nén : Lực cản giảm chấn : ' ' Z gn = K gn Vs + K gn (V g Vs ) Thay số ta đợc : ' Z gn = 19066.32.0,3 + 19066.32.0,5(0,5 − 0,3) Zgn’ =7626,53 áp suất giảm chấn kỳ nén : P = ' n ' Z gn Ft = 7626,53 = 97,15( N / mm ) 78,5 DiÖn tÝch lỗ van giai đoạn này: f v' = FP2 µ K g' γ Pn' 490,6 9.10 −6.97,15 = = 3,7 2.g 0,65.8533,16.10 −3 2.10 ⇒ f v' = 3,7(mm ) Diện tích lỗ van giảm t¶i ë nÐn : f gt = f v' − f v = 3,7 − 1,02 = 2,68(mm ) Bố trí van giảm tải lỗ có diện tích 5,1 (mm2) , đờng kính lỗ van GVHD: Th.S §ång Minh TuÊn SVTH : NguyÔn Quang Minh 40 Trêng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực d = 2,54 (mm) + trình trả : Lực cản giảm chấn : Z gt' = K gt Vs + K gt' (V g' Vs ) Thay số ta đợc : Z gt' = 7333,21.0,3 + 7333,21.0,5.(0,5 − 0,3) = 2933,28( N ) áp suất giảm chấn kỳ trả : Pt ' = Z gt' Ft = 2933,28 = 37,4( N / mm ) 78,5 Diện tích lỗ van giai đoạn này: FP2 f = K g' ' v γ Pt ' 490,6 9.10 −6.37,4 = 2.g 0,65.3666,6.10 −3 2.10 ⇒ f v' = 5,37(mm ) Diện tích lỗ van giảm tải tr¶ : f gt = f v' − f v = 5,37 − 1,74 = 3,6(mm ) Bố trí hai van , van có diện tích 4,95(mm2) , đờng kính van 2,51(mm) GVHD: Th.S Đồng Minh Tuấn SVTH : Nguyễn Quang Minh 41 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực KT LUN Trong thời gian thiết kế đồ án môn học Em đà đợc giao nhiệm vơ : TÝnh to¸n thiÕt kÕ hƯ thèng treo cho xe Em đà cố gắng su tầm tài liệu vận dụng kiến thức đà đợc học tập để hoàn thành nhiệm vụ đợc giao Sau hoàn thành thiết kế, đồ án em đà giải đợc vấn đề sau : *) Tổng quan hệ thống treo + Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại + KÕt cÊu c¸c chi tiÕt *) TÝnh to¸n thiÕt kÕ hệ thống treo xe GVHD: Th.S Đồng Minh Tuấn SVTH : Nguyễn Quang Minh 42 Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Cơ Khí Động Lực + Lựa chọn phơng án thiết kế + TÝnh to¸n thiÕt kÕ hƯ thèng treo Qua kÕt tính toán, em thấy chi tiết thiết kế đảm bảo thông số làm việc, đủ bỊn vµ tiÕt kiƯm vËt liƯu Trong thêi gian thiÕt kế đồ án, thân đà có nhiều cố gắng nhng thiếu kinh nghiệm nên việc thiết kế tránh khỏi sai sót Em mong nhận đợc ý kiến đóng góp, bổ sung thầy, bạn để đề tài em đợc hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn hớng dẫn, bảo tận tình thầy giáo- Thạc sỹ Đồng Minh Tuấn thầy khoa Cơ Khí Động Lực đà giúp em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn ! GVHD: Th.S Đồng Minh Tuấn SVTH : NguyÔn Quang Minh 43 ... xe Đề tài thiết kế mà em đợc giao là: Thiết kế hệ thống treo cho xe Trên sở phân tích u nhợc điểm loại hệ treo yêu cầu bố trí cụ thể xe ,ta tính toán thiết kế hệ treo trớc hệ thống treo phụ... SƠ ĐỒ TREO TÝnh toán sơ đồ treo nhằm xác định thông số hệ thống treo nh: Tần số dao động riêng thân xe, hệ số dập tắt dao động thân xe hành trình tĩnh, hành trình động bánh xe GVHD: Th.S Đồng... định góc bố trí bánh xe : Hệ thống treo đảm nhận mối liên kết bánh xe thùng vỏ, hệ thống treo có thêm cấu điều chỉnh xác định góc bố trí bánh xe Các cấu đa dạng nên loại xe lại có cách bố trí