Tính toán thiết kế hệ thống phanh trên cơ sở xe tokyota vios (khóa luận cơ điện và công trình)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CƠ ĐIỆN & CÔNG TRÌNH & KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN CƠ SỞ XE TOYOTA VIOS NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ MÃ NGÀNH: 7510205 Giáo viên hướng dẫn : TS Trần Công Chi Sinh viên thực : Nguyễn Tiến Dũng Mã sinh viên : 1651080816 Lớp : K61-KOTO Khóa học : 2016-2020 Hà Nội, 2020 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG iii DANH MỤC CÁC HÌNH iv ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tình hình phát triển ngành tơ 1.1.1 Tình hình giới 1.1.2 Tại Việt Nam .6 1.2 Tình hình nghiên cứu hệ thống phanh xe tô 10 1.3 Lý thuyết chung hệ thống phanh xe ô tô 11 1.3.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 11 1.3.2 Kết cấu hệ thống phanh .14 1.3.3 Các dạng dẫn động phanh 15 1.4 Mục tiêu, nội dung, phương pháp, đối tượng phạm vi nghiên cứu 24 1.4.1 Mục tiêu nghiên cứu 24 1.4.2 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 24 1.4.3 Phương pháp nghiên cứu 24 CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ XE THAM KHẢO TOYOTA VIOS 25 2.1 Đặc điểm chung thông số kỹ thuật xe Toyota Vios 25 2.2 Hệ thống phanh xe Toyota Vios 29 2.2.1 Đặc điểm cấu tạo nguyên lý hoạt động .29 2.2.2 Trợ lực phanh 32 2.2.3 Cấu tạo xilanh 33 2.2.4 Dẫn động phanh xe Vios: 35 i CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH 37 3.1 Tính tốn hệ thống phanh 37 3.2 Tính tốn mơmen phanh theo lực bám 37 3.3 Tính tốn lực tác dụng lên guốc phanh 38 3.3.1 Xác định góc (δ) bán kính (ρ) lực tổng hợp lên má phanh 38 3.3.2 Xác định bán kính 𝒓𝟎 40 3.4 Tính tốn nhiệt phát trình phanh 41 3.5 Thiết kế tính tốn dẫn động phanh 42 3.5.1 Tính tốn đường kính xi lanh 43 3.5.2 Thiết kế trợ lực phanh 46 3.6 Tính bền số chi tiết 50 3.6.1 Tính bền guốc phanh 50 3.6.2.Tính bền trống phanh 58 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Kích thước trọng lượng xe 28 Bảng 2.2 Thơng số động 28 Bảng 2.3 Thông số khung gầm 28 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Chiếc xe sản xuất công nghiệp năm 1894 Carl Benz Hình 1.2 Doanh số 10 thương hiệu bán nhiều xe giới năm 2019 Hình 1.3 Doanh số bán hàng thương hiệu ô tô năm 2019 Hình 1.4 Cấu tạo hệ thống phanh đĩa…………………………………….……12 Hình 1.5 Sơ nguyên lý bố trí cảm biến tín hiệu phanh ABS 13 Hình 1.6 Nguyên lý dẫn động phanh khí cáp 15 Hình 1.7 Dẫn động phanh thủy lực 16 Hình 1.8 Dẫn động phanh thủy lực dịng 17 Hình 1.9 Dẫn động phanh thủy lực hai dòng 18 Hình 1.10 Cấu tạo chung dẫn động phanh khí nén 19 Hình 1.11 Dẫn động phanh khí nén dịng 20 Hình 1.12 Dẫn động phanh khí nén hai dịng 22 Hình 1.13 Hệ thống phanh liên hợp 23 Hình 2.1 Mẫu xe Toyota Vios G CTV 2020 26 Hình 2.2 Bố trí chung hệ thống phanh 29 Hình 2.3 Cấu tạo cấu phanh đĩa 30 Hình 2.4 Cấu tạo cấu phanh guốc 31 Hình 2.5 Cấu tạo trợ lực phanh 32 Hình 2.6 Cấu tạo xilanh 34 Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống phanh dẫn động dầu 36 Hình 3.1 Họa đồ lực phanh 41 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống dẫn động phanh thủy lực 42 Hình 3.3 Mơ men sinh cấu phanh 43 iv Hình 3.4 Đặc tính cường hóa 47 Hình 3.5 Guốc phanh làm C40 làm theo hình chữ T 50 Hình 3.6 Nửa guốc phanh 52 Hình 3.7 Nửa guốc phanh 53 Hình 3.8 Biểu đồ nội lực tác dụng lên guốc phanh 54 v ĐẶT VẤN ĐỀ Sự phát triển to lớn tất ngành kinh tế quốc dân cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hóa hành khách Nên tô trở thành phương tiện chủ yếu, phổ biến để chuyên chở hàng hóa hành khách, sử dụng rộng rãi lĩnh vực đời sống kinh tế, xã hội người Để trở thành người Kỹ sư nghành Cơ khí động lực sinh viên phải hồn thành đồ án mơn học Trong q trình học tập, sinh viên tích lũy kiến thức đến làm đồ án vận dụng lý thuyết vào thực tế cho hợp lý, nghĩa lúc sinh viên làm việc cán kỹ thuật Phanh ô tô phận quan trọng xe, đảm bảo cho tơ chạy an tồn tốc độ cao Nên hệ thống phanh tô cần thiết bảo đảm: bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu phanh cao, tính ổn định xe, điều chỉnh lực phanh để tăng tính an tồn cho tơ vận hành Trong khóa luận thiết kế ô tô em giao nhiệm vụ: “TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN CƠ SỞ XE TOYOTA VIOS" Mặc dù cố gắng, thời gian, kiến thức kinh nghiệm thực tế có hạn nên q trình làm khóa luận khơng tránh thiếu sót Em mong thầy góp ý, bảo tận tâm để kiến thức em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Công Chi, Thầy môn tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hồn thành tốt nội dung khóa luận CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tình hình phát triển ngành tơ 1.1.1 Tình hình giới Carl Benz, kỹ sư người Đức người tiên phong ngành ô tô, vào năm 1885 thành phố Mannheim, Đức Ông cấp sáng chế ngày 20 tháng năm 1886 trở thành nhà sản xuất ô tô vào năm 1888 sau vợ ông, bà Bertha Benz, thực thành công chuyến xa (từ Mannheim đến Pforzheim trở về) vào tháng năm Thật vậy, chuyến bà chứng minh với người xe không dùng sức ngựa kéo hồn tồn phù hợp để sử dụng phương tiện lại hàng ngày Từ năm 2008, Bertha Benz Memorial Route, đại lộ đặt theo tên bà để ghi nhớ kiện Hình 1.1 Chiếc xe sản xuất cơng nghiệp năm 1894 Carl Benz Trong kỷ qua, văn hóa xe lan rộng tồn cầu Nhiều sản phẩm khác, xe định hình khơng kinh tế tồn cầu mà hàng tỷ người sống Chỉ riêng châu Âu, ngành công nghiệp ô tô chiếm khoảng 12 triệu việc làm (bao gồm công việc liên quan); Mỹ, triệu; Nhật Bản, triệu Đối với tất sức mạnh bền bỉ nó, ngành cơng nghiệp thấy thay đổi liên tục Hôm xe ô tô - với hệ thống điện lái xe trợ lý lái xe - gây ngạc nhiên Henry Ford, Ferdinand Porsche Kiichiro Toyoda Họ có ngạc nhiên yêu cầu môi trường ngày khắt khe gia tăng người chơi mới, đặc biệt Trung Quốc Nghiên cứu chuyên sâu cung cấp viễn cảnh nơi mà ngành công nghiệp ô tơ đứng đầu Nó dựa nhiều thảo luận vấn với quản lý hàng đầu nhà sản xuất thiết bị gốc ô tô Original Equipment Manufacturer (OEM) phân tích liệu từ 17 OEM hàng đầu (theo doanh số), chiếm 80% doanh số toàn cầu Phân tích McKinsey, kể câu chuyện phần lớn lạc quan gây ngạc nhiên Nhưng chủ đề tường thuật quan trọng đây: ngành công nghiệp tơ tồn cầu sửa bước vào thời kỳ thay đổi diện rộng biến đổi, doanh số tiếp tục thay đổi quy định môi trường thắt chặt Bài học: cơng ty muốn có thành cơng, tương lai lâu dài cần có định chiến lược quan trọng thập kỷ tới Tương lai không diễn theo cách cho quốc gia loại xe hơi, phân khúc thị trường phù hợp phá vỡ ngành công nghiệp theo địa lý sau: Châu Âu (trừ Nga), Bắc Mỹ (Mỹ, Canada, Mexico), Nhật Bản Nam Hàn Quốc, BRIC (Brazil, Nga, Ấn Độ, Trung Quốc) phần lại giới (RoW) Độ phức tạp áp lực chi phí nên có nhiều chia sẻ tảng nhiều hệ thống mô-đun Đồng thời, áp lực pháp lý thắt chặt, giá thị trường thành lập có khả phẳng Thị trường phân kỳ Các OEM cần thích ứng với việc thay đổi mơ hình khu vực phân khúc cung cầu dấu chân sở sản xuất cung ứng họ, chuỗi cung ứng, danh mục đầu tư sản phẩm; hậu Trung Quốc thị trường cung cấp hội tăng trưởng Nhu cầu kỹ thuật số Người tiêu dùng muốn kết nối nhiều hơn, tập trung vào an toàn chủ động dễ sử dụng, ngày sử dụng nguồn kỹ thuật số việc mua hàng họ định Chuyển dịch cảnh quan ngành Các nhà cung cấp thêm nhiều giá trị hệ truyền động thay công nghệ giải pháp sáng tạo cho an tồn chủ động thơng tin giải trí; Châu Âu cần tái cấu trúc điều chỉnh công suất để phù hợp với nhu cầu; cạnh tranh lên từ Trung Quốc Để nắm bắt tăng trưởng tương lai tìm kiếm lợi nhuận từ thách thức - để giảm thiểu chúng rủi ro - Các OEM đơn giản chuyển sang hộp công cụ truyền thống họ Họ cần xem lại điều chỉnh ưu tiên chiến lược họ, triển khai khoản đầu tư nguồn lực thích hợp phát triển kỹ để thực mục tiêu chiến lược Hiện ngành công nghiệp thành ba phân khúc xe theo thương hiệu định vị thị trường xe khu vực khác Phân khúc cao cấp (đại diện cho giá lợi nhuận cao nhất) bao gồm 10 phần trăm thị trường Các phân khúc giá trị phạm vi giá trung bình; điều bao gồm phần lớn xe bán tất thị trường (70 phần trăm) Phân khúc nhập cảnh đề cập đến xe rẻ loại xe khác nhau, chiếm 20% khác Sau nhiều năm tăng trưởng, nhà sản xuất tơ tồn cầu phải đối mặt với thách thức mới, bắt đầu với dấu hiệu chững lại thị trường năm 2019 Cuộc chiến thương mại Mỹ Trung Quốc kéo lùi tăng trưởng kinh tế toàn cầu năm nay, hệ tất yếu giảm tốc đó, người tiêu dùng khắp giới tỏ ngần ngại với việc rút hầu bao để sắm ôtô Chẳng hạn từ đầu năm đến nay, nhu cầu ôtô Trung Quốc thị trường xe lớn giới - giảm 11%, trở thành nhân tố lớn đóng góp vào sụt giảm thị trường xe toàn cầu Ngoài giảm tốc mạnh kinh tế Trung Quốc thương chiến với Mỹ, việc Bắc Kinh cắt giảm trợ cấp cho xe chạy điện lý quan trọng khiến doanh số thị trường xe nước trượt dài Theo số liệu Hiệp hội Xe Trung Quốc (CPCA), doanh số xe nước tháng 10 giảm 6% so với kỳ năm ngối, cịn 1,87 triệu xe Đây tháng giảm doanh số thứ 16 vòng 17 tháng thị trường xe Trung Quốc Duy có tháng chứng kiến doanh số tưng đại lý giảm mạnh giá bán xe để đẩy hàng tồn kho 𝑃𝑚𝑠 - lực ma sát 𝑄𝑐 - lực tác dụng trợ lực lên piston thuỷ lực tính theo cơng thức: 𝑄𝑐 = 𝑝𝑐 𝐹𝑥𝑙𝑐 𝜂 với 𝐹𝑥𝑙𝑐 - diện tích piston xylanh chính: 𝐹𝑥𝑙𝑐 = 𝜋𝐷2 𝜋0,0262 = = 5,309 10−4 𝑚2 4 𝑝𝑐 - áp suất trợ lực phanh tạo , 𝑝𝑐 = 3,8 MPa 𝜂 - hiệu suất dẫn động thuỷ lực , 𝜂 = 0,92 3,8 106 5,309 10−4 𝑄𝑐 = = 2292,97(𝑁) 0,92 Trong q trình tính tốn, lực lị xo hồi vị lực ma sát nhỏ so với lực cường hóa nên bỏ qua Khi đó, ta có: 𝑄𝑐 𝐷𝑡𝑙 𝐹𝑡𝑙 = = 𝜋 ∆𝑝 Vậy ta có đường kính màng trợ lực : 𝐹𝑡𝑙 𝑄𝑐 4.2292,97 𝐷𝑡𝑙 = √ =√ =√ ≈ 0,24𝑚 = 240𝑚𝑚 𝜋 ∆𝑝 𝜋 0,05 106 𝜋 Vậy đường kính màng trợ lực 𝐷𝑡𝑙 = 240 mm b Tính lị xo cường hóa * Đường kính dây lo xo: 𝑘 𝑃 𝐷 𝑙𝑥 𝑡𝑏 𝑑≥√ 𝜋 [𝜏𝑐 ] Trong đó: 𝐷𝑡𝑏 - Đường kính trung bình vịng lị xo 48 𝐷𝑡𝑏 = 𝐷1 + 𝐷2 71 + 115 = = 93 2 𝑃𝑙𝑥 - Lực ép lò xo 𝑃𝑙𝑥 = 30 (N) k- Hệ số tập chung ứng suất k = 1,11 [𝜏𝑐 ]- Ứng suất soắn cho phép [𝜏𝑐 ]=60.106(N/m2) Vậy ta có: 𝑑≥√ 8.1,11.30.0,093 3,14 60.106 = 0,0024(𝑚) Do chọn d = (mm) * Tính số vịng làm việc lị xo: 𝑛0 = 𝜆 𝐺 𝑑 𝐷𝑡𝑏 𝑃𝑙𝑥 Trong đó: 𝜆 - Độ chuyển vị lị xo 𝜆 = 15 (mm) G – Mô đun đàn hồi vật liệu G = 8,5.1010 (N/m2) Suy ra: 𝑛0 = 0,015.8,5.1010 0,0034 8.0,0932 30 ≈ 4(𝑣ị𝑛𝑔) *Tính số vịng tồn lị xo: 𝑛 = 𝑛0 + (1 ÷ 2) = + = 6(𝑣ị𝑛𝑔) * Tính bước lị xo: 𝑡 = (0,15 ÷ 0,3) 𝐷𝑡𝑏 = 0,15.9,3 ≈ 1,4(𝑐𝑚) * Chiều dài tồn lị xo: 𝐻0 = 𝑛 𝑡 = 6.14 = 84(𝑚𝑚) 49 3.6 Tính bền số chi tiết 3.6.1 Tính bền guốc phanh Hình 3.5 Guốc phanh làm C40 làm theo hình chữ T a Tính kích thước đến trọng tâm G Yc1  Y2 F1 F1  F2 ' ' Y2- kích thước chế tạo guốc phanh, Y2 = R1  R2  22 (mm) F1 - diện tích phần chữ T F1 = a.b = 50.4 = 200 (mm2) F2 - diện tích phần chữ T F2 = c.d = 4.40 = 160 (mm2) Do đó:  Yc1  22.200  12 (mm) 360  Yc2=Y2 - Yc1 = 22 – 12= 10 (mm) Tính bán kính đường trung hịa: 50 Rth  F1  F2 F1 F2  R1 ' R2 ' R’1 – bán kính trọng tâm phần diện tích trên, tính đến tâm tang trống, R’1 = Rtangtrống -dmáphanh -b/2 = 130 - 4,5 - 4/2 = 123,5 (mm) R’2 – bán kính trọng tâm phần diện tích dưới, tính đến tâm tang trống, R’2 = 101,5 (mm) Rth  200  160  117(mm) 200 160  123,5 101,5 Kích thước từ tâm bánh xe đến trọng tâm guốc phanh: RG= R’2+Yc2 = R’1 - Yc1 = 101,5 + 10 = 111,5 (mm) b Kiểm tra bền guốc phanh Ta áp dụng phương pháp tính gần tính tốn xác guốc phanh phức tạp Để xác định tiết diện nguy hiểm guốc phanh ta phải vẽ biểu đồ nội lực Đặt giá trị lực P, U1, R1 vào guốc phanh Tại điểm đặt lực tổng hợp R1 ta phân tích thành hai thành phần lực N1 T1 Coi lực phân bố guốc phanh ta tính lực NX, TX đặt góc /2 Tại chốt quay chốt phanh ta phân tích lực lực tổng hợp U1 hai thành phần lực UY1 UX1 sau điểm đặt lực R1 ta cắt guốc phanh thành hai nửa thay vào mặt cắt lực hướng tâm NZ1 QY1, MU1 nửa lực NZ2và QY2, MU2 ngược với thành phần lực mômen phần *) Xét cân đoạn ta có: NZ1 + Pcos(φ + γ) = QY1 + Psin(φ + γ) = MU1 + P[a - Rtcos(φ + γ)] = Với: Rt – bán kính tang trống, Rt = 130 (mm) a – khoảng cách từ tâm trống phanh đến điểm đặt lực P, a =98 (mm) 51 Hình 3.6 Nửa guốc phanh Xét cân điểm A: γ = 0º, φ’ = 10º NZ1 + Pcosφ’ =  NZ1 = - 2186,4.cos10º = - 2152 (N); QY1 + Psinφ’ =  QY1 = - 2186,4.sin10º ≈ - 379,6 (N); MU1 = Xét cân điểm B: φ = 10º, γ= 71º NZ1 + Pcos(φ + γ) =  NZ1 = - 2186,4.cos(10º+71º) ≈ - 342,03 (N) QY1 + Psin(φ + γ) =  NZ1 = - 2186,4.sin(10º+71º) ≈ - 2159,5 (N) MU1 = - P[a - Rtcos(φ + γ)] = -2186,4 [98 – 130cos(10º+71º)]10-3 ≈ - 169,8 (Nm) Sau tính giá trị ta lập bảng sau: Vị trí A B NZ1(N) - 2152 - 342,03 QY1(N) - 379,6 - 2159,5 MU1(Nm) - 169,8 Lực mô men 52 *) Xét cân cho đoạn ta có: NZ2 = - U1Ycosδ - U1Xsinδ QY2 = -U1Ysinδ + U1Xcosδ MU2 = - U1XCsin(β0+α0) + U1YC[1 – cos(β0+α0)] Hình 3.7 Nửa guốc phanh Trong đó: U1Y = U’.sin120 = 5524,5 sin120 ≈ 1184,5 (N) U1X = U’.cos120 = 5524,5 cos120 ≈ 5403,2 (N) Tại điểm B: δ = 60 ; α0 + β0= 790  NZ2 = -1184,5.cos6º - 5403,2.sin6º ≈ - 1742,8 (N)  QY2 = -1184,5.sin6º + 5403,2.cos6º ≈ 5249,8 (N)  MU2 = - 5403,2  0,096.sin790 + 1184,5  0,096.(1 – cos790) ≈ -418,8 (Nm) Tại điểm C: δ = 60; α0 + β0=  NZ2 = -1184,5.cos6º - 5403,2.sin6º ≈ - 1742,8 (N)  QY2 = -1184,5.sin6º + 5403,2.cos6º ≈ 5249,8 (N) 53  MU2 = Sau tính giá trị ta lập bảng sau: Vị trí B C NZ2(N) - 1742,8 - 1742,8 QY2(N) 5249,8 5249,8 MU2(Nm) -418,8 Lực mô men Căn vào bảng ta vẽ biểu đồ nội lực tác dụng lên guốc phanh tính bền Hình 3.8 Biểu đồ nội lực tác dụng lên guốc phanh Tại điểm B có giá trị lớn nhất, ta xét điểm Xác định ứng suất điểm 1, 2, tiết diện hình chữ T guốc phanh Các số liệu điểm B: NZ2 = - 1742,8 (N) ; QY2 = 5249,8 (N) ; MU2 = -418,8 (Nm) *) Xét điểm (2): Điểm có khả gãy nhiều nhất: 54 R2 = Rttrống –dm.phanh – b = 130 - 4,5 – = 121.5 (mm) = 12,15 (cm) Ứng suất QY2 MU gây tính tốn sau:  QY M U  Rth   1   F Wu  Ri  Với: F - diện tích tiết diện tính tốn: F = F1 + F2 = 200 + 160 = 360 (mm2) = 3,6 (cm2) Rth- bán kính đường trung hịa, Rth = 11,7 (cm) Ri- bán kính điểm xét, Ri = R2 = 12,15 (cm) Wu: Mômen chống uốn vật liệu Wu  Jx ymax Jx: Mơmen qn tính Xác định mơmen qn tính Jx: jx R2  R3  c   Y2 F 12 C2 R1  R2  a   Y2 F C1 12 Các ký hiệu xem hình vẽ guốc phanh hình chữ T: (121,5  81,5).4 (125 ,5  121,5)50 Jx   10 160   12 2.200 12 12 = 90040 (mm4) =9,004(cm4) ymax - Khoảng cách từ điểm xa đến đường trung hoà  ymax = Rth- R3 = 117 – 81,5 = 35,5 (mm) = 3,55 (cm)  Wu  Jx 9, 004   2, 54cm3 ymax 3, 55 QY: Lực hướng kính theo phương Y cắt QY = 5249,8 (N)   5249,8 418,8 100  11,   1  2068,9 N / cm  20, 689.106 ( N / m )   3, 2,54  12,15   55  Ứng suất tiếp lực NX gây ra:  NX  SX jX  b Với: b – chiều dầy phần bị cắt, b = (mm) = 0,4 (cm) NX - lực cắt theo bảng trên, NX = NZ2 = 1742,8 (N) SX - mômen tĩnh phần bị cắt trục quán tính trung tâm, jX - mơmen qn tính tiết diện, jX = 9,004 (cm4) Xác định mômen tĩnh tiết diện cắt SX: S X   YdF Fc Với: Fc- diện tích phần bị cắt, Fc = 160 (mm2) = 1,6 (cm2) Y – tọa độ trọng tâm phần bị cắt trục trung hòa, Y2 = 23 (mm) = 2,3 (cm) Suy ra: SX = Y2.Fc = 2,3.1,6 = 3,68 (cm3) Do đó:  N x S x 1742,8.3, 68   1780, 7( N / cm2 )  17,807.106 ( N / m2 ) J x b 9, 004.0, *) Xét điểm (1): R1= 129,5 (mm) = 12,95 (cm) Ứng suất QY2 MU gây tính tốn sau:   5249,8 418,8.100  11,7   1  3049,8  N / cm2   30, 498.106 ( N / m2 )   3,6 2,54  12,95  *) Xét điểm (3): R3 = 81,5 (mm) = 8,15 (cm) Ứng suất QY2 MU gây tính tốn sau: 56    11,  1  8,15   5723, N / cm  57, 237.10 ( N / m )    5249,8 418,8.100  3, 2,54  Tiết diện ngang guốc phanh hình chữ T nên điểm (1) (3) có dF = SX=0 Tại điểm (1) (3) có SX =  = Với kết tính tốn ta lập bảng sau: Điểm  ( N / cm2 ) 3049,8 2068,9 -5723,7  ( N / cm2 ) 1780,7 Trị số Vậy ứng suất tổng hợp là:  th    4 Ứng suất tổng hợp điểm là:  th = 3049,8 (N/cm2)=30,4889.106(N/m2) Ứng suất tổng hợp điểm là:  th = 5723,7 (N/cm2)=57,237.106(N/m2) Ứng suất tổng hợp điểm là:  th = 2068,92  4.1780,72  4118,7(N/cm2 ) =41,187.106 (N/m2 ) Tại điểm có ứng suất max, guốc phanh chế tạo Thép 40 có:  k   400.106 ( N / m2 ) So sánh thấy:  th (2)   k  thỏa mãn bền 57 3.6.2.Tính bền trống phanh Áp suất trống phanh tính theo cơng thức: 𝑞= 𝑀𝑝𝑠 𝜇 𝑏 𝑟 𝑡 𝛽0 Với: Mps- mômen phanh sau, Mps = 477,32 N.m  - hệ số ma sát má phanh trống phanh,  = 0,3 b - chiều rộng má phanh, b = 50 (mm) = 0,05 (m) rt - bán kính trống phanh, rt = 130 (mm) = 0,13 (m)  - góc ơm ma sát, 0  q 115  3,14  2(rad ) 180 477,32  938115,8( N / m2 ) 0,3.0, 05.0,13 Tính ứng suất hướng tâm ứng suất tiếp tuyến Ứng suất hướng tâm tính theo công thức kinh nghiệm sau: n  qa' b'  a '  b' 1  r     Ứng suất tiếp tuyến tính theo cơng thức kinh nghiệm sau: t  qa' b'  a '  b' 1  r     Với: a’ – Bán kính trống, a’ = 0,13 (m) b’ – Bán kính ngồi trống, b’ = 0,150 (m) r –Khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính, r = a’ n t đạt giá trị cực đại n  938115,8.0,132  0,152 1  0,152  0,132  0,132 58    938115,8( N / m )  938115,8  0,132  0,152  t   6600314, 7( N / m2 ) 1  2  0,15  0,13  0,13  Ta có ứng suất tương đương bằng:  td   n  4. t  938115,82  4.6600314, 72  13233921,5( N / m2 ) Để đảm bảo an toàn ta lấy thêm hệ số an toàn n = 1,5  td  1, 13233921,  19850882, 2( N / m )  19,85.106 ( N / m ) Trống phanh làm gang CX18-36 có [k] = 180.106 (N/m2) *Kết luận: Trống phanh thiết kế đủ bền 3.6.3 Tính bền chốt phanh ( Chốt lệch tâm ) - Guốc phanh quay quanh trục lệch tâm - Tính tốn xác độ bền chi tiết khó Ta tính theo tốn: Tính tốn mối ghép đinh tán bu lông Phương pháp tính trình bày mục gần có tính quy ước a Thân chốt phanh chịu cắt hai mặt phẳng Điều kiện bền chốt phanh làm việc theo hai mặt là, công thức kinh nghiệm: c  U1  F U1 n.2 d  2U1     40( MN / m2 ) n. d Với: d - Đường kính chốt, d = 0,02 (m) U1- Lực tác dụng lên chốt xác định phần U1= 5524,5 N n – Số chốt phanh chịu lực, n = Thay số ta có: c   5524,5  4, 4.106 ( N / m2 )  4, 4( MN / m2 )   C  2  3,14  0, 02 b Tính chốt phanh theo độ bền dập Điều kiện bền dập, công thức kinh nghiệm: 59 d  U1     80( MN / m ) ld d - Đường kính chốt, d = 0,02 (m) U1- Lực tác dụng lên chốt xác định phần trên: U1= 5524,5 (N) l – Chiều dài truyền sức ép vào thân chốt, l = 35 mm = 0,035 m Thay giá trị vào ta có: c  5524,5  7,9.106 ( N / m )  7,9( MN / m )   d  0, 035  0, 02 *Kết luận: Chốt phanh thiết kế đủ bền 3.6.4.Tính bền đường ống dẫn động phanh Khí tính coi đường ống dẫn dầu loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu có chiều dài lớn Úng suất tính sau: t  p R s Với: p - Áp suất bên đường ống (p = 0,70 MN/m2) R - Bán kính bên đường ống dẫn, R = (mm) = 0,003 (m) s - Chiều dầy ống dẫn, s = 0,5 (mm) = 0,0005 (m)  t  0, 70  0, 003  4, 2( MN / m ) 0, 0005 Cắt ống mặt phẳng vng góc với trục ống ứng suất pháp  n tác dụng lên thành vỏ ống phải cân với áp suất chất lỏng tác dụng lên diện tích mặt cắt ngang ống n  p  R t   2,10( MN / m2 ) 2s 2 2 2 Vậy ta có:     n   t  2,1  4,  4, 7( N / m ) Đường ống làm hợp kim đồng có   = 260 (MN/m2)  đường ống dẫn động đủ bền 60 KẾT LUẬN Trong thời gian ngắn em giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống phanh xe gồm có: Cơ cấu phanh, dẫn động phanh, trợ lực phanh, em cố gắng sưu tầm tài liệu vận dụng kiến thức học tập để hoàn thành nhiệm vụ giao Qua tính tốn thấy cụm thiết kế đảm bảo thông số làm việc đủ bền Trong q trình làm khóa luận, với thời gian có hạn thân em có cố gắng tìm hiểu thực tế giải nội dung kĩ thuật hợp lý Đây bước khởi đầu quan trọng giúp cho em nhanh chóng tiếp cận với ngành cơng nghiệp tơ nước ta Em mong nhận ý kiến đóng góp, bổ sung thầy, bạn để đề tài em hoàn thiện hơn, góp phần nhỏ bé vào nhu cầu sử dụng ô tô Việt Nam Một lần em xin cảm ơn hướng dẫn, bảo tận tình thầy Trần Cơng Chi thầy mơn ơtơ giúp em hồn thành khóa luận 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://vi.wikipedia.org/, Công nghiệp ô tô., in, 2019 [2] http://vneconomy.vn/, 2019 - Năm u tối công nghiệp ôtô giới, in, 2020 [3] https://dantri.com.vn/, Top 10 thương hiệu bán nhiều xe giới năm 2019, in, 2020 [4] http://www.hids.hochiminhcity.gov.vn Tổng hợp từ Báo Thanh niên, Thực trạng giải pháp phát triển ngành công nghiệp ô tô Việt Nam (Phần 1) , in, 2007 [5] Ơ tơ nước “yếu thế” trước hàng nhập, 2019, in, http://tapchitaichinh.vn/ [6] http://tapchitaichinh.vn/, Nâng tầm ngành công nghiệp hỗ trợ ngành ô tô nước, in, 2019 [7] https://vietnamnet.vn/, Việt Nam hình thành tổ hợp ô tô lớn , in, 2019 [8] https://vietnamnet.vn/ Theo Thời đại, Thị trường tơ Việt hình thành đua ông lớn , in, 2019 [9] https://vietnambiz.vn/ Theo Kinh tế & Tiêu dùng, VinFast đứng đâu thị trường ô tô Việt Nam? , in, 2020 [10] Hướng dẫn thiết kế hệ thống phanh ô tô máy kéo - Dương Đình Khuyến - năm 1995 [11] Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập - Trịnh Chất Lê Văn Uyển - Nhà xuất giáo dục - Năm 2007 [12] Tập giảng thiết kế tính tốn tơ - PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan năm 2009 [13] Các tài liệu sử dụng xe Toyota Vios 62 ... Theo công dụng:Theo công dụng hệ thống phanh chia thành loại sau: - Hệ thống phanh (phanh chân); - Hệ thống phanh dừng (phanh tay); - Hệ thống phanh dự phòng; - Hệ thống phanh chậm dần (phanh. .. Lốp xe 185/60R15 Mâm xe Mâm thép 14” 28 2.2 Hệ thống phanh xe Toyota Vios Hiện hệ thống phanh dẫn động thủy lực chiếm số lượng lớn hệ thống phanh sử dụng Hệ thống phanh dẫn động thủy lực hệ thống. .. 1.4 Cấu tạo hệ thống phanh đĩa 12 * Theo dẫn động phanh: Theo dẫn động phanh hệ thống phanh chia ra: - Hệ thống phanh dẫn động khí; - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực; - Hệ thống phanh dẫn động