THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖTHIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI XE CON 7 CHỖ
MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU Ơ tơ phương tiện vận tải có vai trị quan trọng kinh tế quốc dân, sử dụng rộng rãi tất lĩnh vực dân quốc phịng có ưu điểm thơng dụng, đơn giản, dễ sử dụng có tính động cao Những năm gần đây, lượng xe du lịch có xu hướng tăng lên, đặc biệt loại xe chỗ với ưu điểm khả động, tính kinh tế thích hợp với nhiều mục đích sử dụng khác Với ơtơ nói chung xe du lịch nói riêng, an tồn chuyển động tiêu hàng đầu việc đánh giá chất lượng thiết kế sử dụng phương tiện Một hệ thống định đến tính an tồn ổn định chuyển động hệ thống lái đặc biệt tốc độ cao Để đảm bảo tính tiện nghi, an tồn cho người sử dụng việc thiết kế hệ thống lái đảm bảo đầy đủ yêu cầu đặt điều cần thiết xã hội đại Một hệ thống lái phải đảm bảo tính quay vịng bánh xe dẫn hướng, điều khiển dễ dàng, dễ chăm sóc sửa chữa, bảo dưỡng phù hợp với phần lớn đối tượng sử dụng Chính việc tính tốn cải tiến thiết kế chế tạo sử dụng hệ thống lái ngày nghiêm ngặt chặt chẽ -1- Qua tìm hiểu nghiên cứu, với yêu cầu nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp em giao nhiệm vụ: ‘‘Tính tốn thiết kế hệ thống lái cho ôtô con, loại chỗ ngồi ” Sau ba tháng, hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Trọng Hoan giúp đỡ bạn lớp, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Trong trình thực hiện, chắn em khơng tránh khỏi thiếu sót Do đó, em mong nhận bảo góp ý thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Trần Quốc Hoài PHẦN I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1 Công dụng hệ thống lái Hệ thống lái giữ vai trò điều khiển hướng chuyển động ô tô (thay đổi hay trì) theo tác động người lái Hệ thống lái tham gia hệ thống điều khiển khác thực điều khiển tơ đóng góp vai trị quan trọng việc đảm bảo an tồn giao thơng ô tô chuyển động Hệ thống lái bao gồm cụm chi tiết từ cấu điều khiển (vành lái) tới cấu điều khiển hướng chuyển động tồn xe 1.2 Phân loại hệ thống lái • Phân loại theo phương pháp chuyển hướng - Chuyển hướng hai bánh xe cầu trước (2WS) - • Chuyển hướng tất bánh xe (4WS) Phân loại hệ thống lái theo đặc tính truyền lực - Hệ thống lái khí -2- • • Hệ thống lái có trợ lực thuỷ lực, khí nén, kết hợp… Phân loại theo kết cấu cấu lái - Cơ cấu lái kiểu trục vít globoit – lăn - Cơ cấu lái kiểu trục vít – rẻ quạt trục vít – êcu bi - Cơ cấu lái kiểu bánh – Phân loại theo cách bố trí vành lái Bố trí vành lái bên trái (theo luật đường bên phải) - Bố trí vành lái bên phải (theo luật đường bên trái) 1.3 Yêu cầu hệ thống lái Một hệ thống định đến tính an tồn ổn định chuyển động ôtô hệ thống lái Theo hệ thống lái cần đảm bảo yêu cầu sau: Lực tác động lên vành lái nhẹ, vành lái nằm vị trí tiện lợi người lái Đảm bảo tính vận hành cao ơtơ có nghĩa khả quay vịng nhanh ngặt thời gian ngắn diện tích bé Đảm bảo động học quay vịng để bánh xe khơng bị trượt lết quay vịng Hệ thống trợ lực phải có tính chất tuỳ động đảm bảo phối hợp chặt chẽ tác động hệ thống lái quay vòng bánh xe dẫn hướng Tránh va đập truyền ngược từ bánh xe lên vành lái Cơ cấu lái phải đặt phần treo để kết cấu hệ thống treo trước không ảnh hưởng đến động học cấu lái Giữ chuyển động thẳng ổn định Hệ thống lái phải bố trí thuận tiện việc bảo dưỡng sửa chữa Kết cấu hệ thống lái -3- Hình 1.1 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái đơn giản Vành lái; Trục lái; Cơ cấu lái; Khung xe; Đòn dẫn động 2.1 Vành lái Vành lái cấu có dạng vành trịn Người lái tác dụng lực lên vành lái tạo mô men quay để hệ thống lái làm việc Mô men tạo vành lái tích số lực người lái vành tay lái với bán kính vành lái: Mvl=Pl.rvl Trong đó: Mvl : Là mơ men vành lái Pl : Là lực mà người lái tạo vành lái rvl : Là bán kính vành lái Vành lái loại ơtơ có độ dơ định, với xe không vượt 2.2 Trục lái Trục lái có nhiệm truyền mô men lái xuống cấu lái Trục lái gồm có trục lái chuyển động truyền chuyển động quay vô lăng xuống cấu lái ống truc lái để cố định trục lái vào thân xe Trục lái kết hợp với cấu hấp thụ va đập Cơ cấu hấp thụ lực dọc trục tác dụng lên người lái có va đập mạnh tai nạn xảy Trục lái thường có hai loại: Loại trục lái thay đổi góc nghiêng loại trục lái khơng thay đổi góc nghiêng Ngồi cấu hấp thụ va đập trục lái cịn có thêm số cấu điều khiển như: cấu khoá lái để khoá cứng trục lái, cấu nghiêng trục lái để điều chỉnh vị trí vơ lăng theo phương thẳng đứng phù hợp với người lái, hệ thống trượt trục lái để điều chỉnh chiều dài trục lái đạt vị trí ngồi lái tốt cho người lái -4- 2.3 Cơ cấu lái Cơ cấu lái phận hệ thống lái, có nhiệm vụ biến chuyển động quay vịng trục lái thành chuyển động góc đòn quay đứng đảm bảo tỉ số truyền theo yêu cầu Về chất, cấu lái hộp giảm tốc có nhiệm vụ tăng mơmen truyền từ vô lăng tới bánh xe dẫn hướng Các thông số đặc trưng cho cấu lái gồm tỷ số truyền, hiệu suất thuận, hiệu suất nghịch 2.3.1 Tỷ số truyền cấu lái Tỷ số truyền cấu lái ic tỷ số góc quay bánh lái góc quay địn quay đứng: ic = ω1 ω2 Trong đó: ω1 : góc quay vơ lăng ω : góc quay trục địn quay đứng Tỷ số truyền cấu lái không đổi thay đổi Quy luật thay đổi tỷ số truyền thích hợp thể giản đồ sau: Hình 1.2 Giản đồ thể quan hệ tỷ số truyền cấu lái góc quay vành tay lái * iω = góc quay vơ lăng / góc quay bánh dẫn hướng (đối với cấu lái trục - ) * Phân tích đồ thị: Với quy luật thay đổi trên, ô tô chuyển động đường thẳng với vận tốc cao, người lái phải đánh lái với góc nhỏ xung quanh vị trí trung gian, -5- nên tỷ số truyền lớn giúp cho người lái điều khiển ô tô nhẹ nhàng Hơn tỷ số truyền lớn có tác dụng làm giảm va đập truyền ngược từ đường lên vơ lăng Ở góc đánh lái lớn tỷ số truyền nhỏ giúp cho việc điều khiển linh hoạt hơn, cho phép tơ quay vịng chỗ hẹp, bán kính quay vịng nhỏ Tuy nhiên cấu lái có tỷ số truyền thay đổi thường phức tạp, đắt tiền Vì với hệ thống lái có trang bị trợ lực nên sử dụng cấu lái có tỷ số truyền không đổi 2.3.2 Hiệu suất cấu lái Trong cấu lái người ta phân biệt hiệu suất thuận nghịch: * Hiệu suất thuận: hiệu suất tính theo lực truyền từ vô lăng tới bánh xe Hiệu suất lớn tổn hao lượng điều khiển nhỏ, nghĩa lái nhẹ * Hiệu suất nghịch: hiệu suất tính theo lực truyền từ bánh xe lên vơ lăng, thiết kế cấu lái nên chọn hiệu suất nghịch nhỏ để giảm bớt lực truyền từ mặt đường lên vô lăng Như vậy, với hiệu suất nghịch nhỏ, lực va đập từ mặt đường truyền ngược lên vô lăng giảm đáng kể Đây ưu điểm cấu lái cần tận dụng tối đa Tuy nhiên, chọn hiệu suất nghịch q bé vơ lăng khả tự trở vị trí trung gian nhờ mô men ổn định Bởi thiết kế nên chọn hiệu suất nghịch mức độ hợp lý 2.3.3 Các yêu cầu cấu lái Phần lớn yêu cầu hệ thống lái cấu lái đảm bảo Vì cấu lái cần phải đảm bảo yêu cầu sau: + Có thể quay hai chiều để đảm bảo chuyển động cần thiết xe + Có hiệu suất cao để lái nhẹ, cần có hiệu suất thuận lớn hiệu suất nghịch để va đập từ mặt đường giữ lại phần lớn cấu lái + Đảm bảo thay đổi trị số tỷ số truyền cần thiết + Đơn giản việc điều chỉnh khoảng hở ăn khớp cấu lái + Độ dơ cấu lái nhỏ + Đảm bảo kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp tuổi thọ cao + Chiếm không gian dễ dàng tháo lắp Lực dùng để quay vô lăng gọi lực lái, giá trị lực đạt giá trị max xe đứng yên chỗ, giảm dần tốc độ xe tăng lên đạt nhỏ tốc độ xe lớn -6- Sự đàn hồi hệ thống lái có ảnh hưởng tới truyền va đập từ mặt đường lên vô lăng Độ đàn hồi lớn va đập truyền lên vơ lăng ít, độ đàn hồi lớn ảnh hưởng đến khả chuyển động xe Độ đàn hồi hệ thống lái xác định tỷ số góc quay đàn hồi tính vành lái vô lăng mô men đặt vành lái Độ đàn hồi hệ thống lái phụ thuộc vào độ đàn hồi phần tử cấu lái, đòn dẫn động 2.3.4 Các dạng cấu lái thông dụng * Cơ cấu lái bánh – Cơ cấu lái kiểu bánh – gồm bánh phía trục lái ăn khớp với răng, trục bánh lắp ổ bi Điều chỉnh ổ dùng êcu lớn ép chặt ổ bi, vỏ êcu có phớt che bụi đảm bảo trục quay nhẹ nhàng Thanh có cấu tạo dạng nghiêng, phần cắt nằm phía giữa, phần cịn lại có tiết diện trịn Khi vơ lăng quay, bánh quay làm chuyển động tịnh tiến sang phải sang trái hai bạc trượt Sự dịch chuyển truyền tới đòn bên qua đầu răng, sau làm quay bánh xe dẫn hướng quanh trụ xoay đứng Trục lái Đai ốc Chụp nhựa Đai ốc đ/c Đai ốc điều chỉnh Lò xo Ổ bi 10 Thanh Vỏ cấu lái 11 trục Dẫn hướng 12 Ổ bi 10 122 11 Hình 1.3 Cơ cấu lái kiểu bánh – Cơ cấu lái đặt vỏ xe để tạo góc ăn khớp lớn cho truyền nghiêng, trục đặt nghiêng ngược chiều với chiều nghiêng răng, nhờ ăn khớp truyền lớn, làm việc êm phù hợp với việc bố trí vành lái xe • Ưu điểm: -7- + Cơ cấu lái đơn giản gọn nhẹ Do cấu lái nhỏ thân tác dụng dẫn động lái nên không cần đòn kéo ngang cấu lái khác + Có độ nhạy cao ăn khớp trực tiếp, tự động triệt tiêu khe hở chỗ ăn khớp + Sức cản trượt, cản lăn nhỏ truyền mô men tốt nên tay lái nhẹ • Nhược điểm: + Kích thước chiều dài cấu lớn + Thanh chế tạo từ thép chất lượng cao, kích thước nhỏ nhiên dễ bị cong trình sử dụng * Cơ cấu lái trục vít lăn Loại cấu lái sử dụng rộng rãi Trên phần lớn ơtơ Liên Xơ loại có tải trọng bé tải trọng trung bình đặt loại cấu Cơ cấu lái gồm trục vít globoit ăn khớp với lăn (có ba ren) đặt ổ bi kim trục đòn quay đứng Số lượng ren loại cấu lái trục vít lăn một, hai ba tuỳ theo lực truyền qua cấu lái A-A B Nh× n theo B A A Hình 1.4 Cơ cấu lái trục vít – lăn Trục vít; Con lăn; Trục địn quay đứng • Ưu điểm: -8- + Nhờ trục vít có dạng glơ-bơ-it chiều dài trục vít khơng lớn tiếp xúc ăn khớp lâu diện rộng hơn, nghĩa giảm áp suất riêng tăng độ chống mài mòn + Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc phân tán tùy theo cỡ ơtơ mà làm lăn có hai đến bốn vòng ren + Mất mát ma sát nhờ thay ma sát trượt ma sát lăn + Có khả điều chỉnh khe hở ăn khớp bánh Đường trục lăn nằm lệch với đường trục trục vít đoạn ∆ = ÷ 7mm, điều cho phép triệt tiêu ăn mòn ăn khớp cách điều chỉnh q trình sử dụng • Nhược điểm: Trong sử dụng độ rơ ăn khớp ren trục vít lăn tăng dần lên mòn, độ rơ cấu lái ngày lớn Khi độ rơ lớn hiệu điều khiển hai chiều cấu lái kém, dẫn tới giảm độ nhạy hệ thống lái * Cơ cấu lái loại trục vít – êcu bi – – cung răng: Gồm trục vít có hai đầu đỡ ổ bi đỡ chặn Trục vít êcu có rãnh trịn có chứa viên bi lăn rãnh Khi đến cuối rãnh viên bi theo đường hồi bi quay trở lại vị trí ban đầu Khi trục vít quay (phần chủ động), êcu bi chạy dọc trục vít, chuyển động làm quay rẻ quạt Trục bánh rẻ quạt trục đòn quay đứng Khi bánh rẻ quạt quay làm cho đòn quay đứng quay, qua đòn dẫn động làm quay bánh xe dẫn hướng 1000 Hình 1.5 Cơ cấu lái trục vít – ê cu bi – – cung Vỏ cấu lái; Ổ bi dưới; Trục vít; Ê cu; Ổ bi trên; Phớt -9- Đai ốc điều chỉnh; Đai ốc hãm; Bánh rẻ quạt; 10 Bi • Ưu điểm: + Ma sát trục vít ê cu ma sát lăn thông qua viên bi, hiệu suất truyền lực cao, giảm mòn cấu lái + Răng bánh giẻ quạt có tiết diện thay đổi, cho phép điều chỉnh khe hở chúng bị mòn + Cơ cấu lái loại cho phép dễ dàng kết hợp với trợ lực lái thủy lực dùng phổ biến ô tô tải va ô tô buýt ngày • Nhược điểm: + Khi tăng tỷ số truyền cấu lái làm giảm độ nhạy hệ thống lái Các góc đặt bánh xe Việc bố trí bánh xe dẫn hướng liên quan trực tiếp tới tính điều khiển xe, tính ổn định chuyển động ơtơ Các u cầu việc bố trí điều khiển chuyển động nhẹ nhàng, xác đảm bảo ổn định thẳng quay vịng, kể có cố hệ thống khác Đối với xe du lịch yêu cầu ngày quan tâm nâng cao vận tốc xe khơng ngừng nâng lên Ơ tơ chuyển động hướng tác động người lái quanh vô lăng Tuy nhiên, ôtô trạng thái thẳng mà người lái phải tác động liên tục lên vô lăng để giữ xe trạng thái chạy thẳng, hay người lái phải tác dụng lực lớn để quay vòng xe gây mệt mỏi căng thẳng bắp lẫn tinh thần điều khiển xe Vì để khắc phục vấn đề nêu bánh xe lắp vào thân xe với góc định tuỳ theo yêu cầu định loại xe tính sử dụng loại Những góc gọi chung góc đặt bánh xe Việc điều khiển xe trở lên dễ dàng bánh xe đặt theo góc xác theo u cầu thiết kế Nếu góc đặt bánh xe khơng dẫn đến tượng sau: + Khó lái + Tính ổn định lái + Trả lái đường vòng + Tuổi thọ lốp giảm (mịn nhanh) • Góc đặt bánh xe gồm yếu tố sau : - 10 - Ứng suất xoắn xoắn xác định theo công thức: τ= Pvl Rvl 0,2.D (3.12) Góc xoắn xoắn xác định theo công thức: θ= 2.τ L 2.τ L ⇒D= D.G θ G 2.Pvl Rvl L 0,2.G.θ →D=4 (3.13) (3.14) Chiều dài xoắn L=100 (mm) D=4 Vậy 2.30.190.100 = 6,31mm 0,2.8.10 4.0,045 Hình 3.6 Thanh xoắn Tính mối ghép then hoa • Về độ bền dập Ứng suất dập bề mặt răng: σd = 2.T ≤ [σ d ] d tb l.h.z (3.15) Trong đó: + T: mơ men xoắn trục T = 5700 Nmm ( mô men làm xoắn bắt đầu bị xoắn ) + l: chiều dài làm việc mối ghép l = 16(mm) + z: số răng, z = + dtb: đường kính trung bình mối ghép, dtb = 14,5 (mm) + h: chiều cao làm việc răng, h = 0,9mm - 68 - Thay số ta được: σd = 2.5700 = 14,5.16.0,9.6 9,1(N/mm2) Ở ta có mối ghép then cố định, nên ứng suất dập cho phép tính theo cơng thức: σ ch s.K t K s K r K l [σ d ] = (3.16) Trong đó: - σ ch : chi tiết có độ rắn thấp ( la bánh răng) Do bánh làm thép 40X, cải thiện, có σ ch = 550MPa =550 (N/mm2) - s: hệ số an toàn, s = 1,5 – 4, chon s = - Kt = Tmax/T : hệ số tải trọng động, với T max = 54000(Nmm) mô men lớn Kt = 54000/5700 = 9,47 - Ks: hệ số tập trung tải trọng, Ks = 1,1 – 1,6, chọ Ks = 1,2 - Kr: hệ số kể tới phân bố không tải trọng cho răng, Kr = 1,6 – 3, chọn Kr = 1,8 - Kl: hệ số kể đến phân bố không tải trọng, Kl = – 4, chọn Kl = 1,2 [σ d ] = Ta có 550 N = 11,2 2.9,47.1,2.1,8.1,2 mm Như σ d ≤ [σ d ] , then đảm bảo độ bền dập • Về độ bền mịn Để đảm bảo đủ độ bền mòn cho bề mặt làm việc then hoa, ứng suất quy ước tính mòn σ m phải thỏa mãn điều kiện: σm = ⇒σ m= Ta có: 2T ≤ [σ m ] d tb l.h.z (3.17) 2.5700 N = 9,1 14,5.16.0,9.6 mm [σ m ] = [σ mp ] /( K c K N K r' Trong đó: - 69 - Kl Kb ) (3.18) - [σ mq ] : ứng suất quy ước cho phép tính mịn ứng với số chu kì làm việc sở tải trọng tĩnh, tra bảng 9.10,[4] ta [σ mq ] = 150MPa = 150N/mm2 - Kc: hệ số chế độ tải trọng, tra bảng 9.11,[4], Kc = 0,63 - KN: hệ số tuổi thọ, KN = N 540.10 = = 0,81 10 10 Với N=60nLh = 60.60.15000=540.105, n = 60 (vòng/phut), Lh = 15000h tổng số làm việc mối ghép - Kr’: hệ số kể tới phân bố không tải trọng cho trượt khác bề mặt làm việc trục quay, Kr’ = 1,1 – 4,5 chon Kr’ = - Kl: hệ số kể đến phân bố không tải trọng, Kl = – 4, chọn Kl = - Kb: hệ số kể đến điều kiện bôi trơn mối ghép (bơi trơn trung bình) Kb = 150 = 24,5 0,63.0,81.4.3.1 ⇒ σ m ≤ [σ m ] [σ m ] = Như đảm bảo bền mỏi PHẦN IV THÁO LẮP BẢO DƯỠNG VÀ CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG HỆ THỐNG LÁI Tháo cấu lái a) Kẹp cấu lái êtô b) Tháo dẫn động lái: nới lỏng đai ốc hãm, đánh dấu ghi nhớ vị trí lên lái Sau tháo nối đai ốc hãm - 70 - c) Tháo cao su che bụi: trước tiên tháo kẹp, sau tháo cao su che bụi, cuối đánh dấu cao su bên trái bên phải d) Tháo đầu đệm vấu e) Tháo đai ốc hãm nắp lò xo dẫn hướng f) Tháo nắp lò xo dẫn hướng g) Tháo lò xo dẫn hướng h) Tháo chụp nhựa chắn bụi i) Tháo vịng bít – loại có vỏ bọc j) Tháo phanh hãm k) Tháo trục ổ bi l) Tháo nắp ổ bi m) Tháo Lắp cấu lái a) Bôi mỡ gốc molyden disunphua liti vào vị trí: tồn trục răng, răng, ổ lăn, đầu dẫn động lái, bạc, dẫn hướng răng… b) Lắp vào vỏ c) Lắp trục vào vỏ, với ổ bi dưới, nắp d) Lắp phanh hãm, lắp vịng bít e) Lắp chụp nhựa chắn bụi f) Lắp lò xo dẫn hướng g) Lắp nắp lị xo dẫn hướng răng: bơi keo đến ren nắp, khớp với trục răng… h) Điều chỉnh tải trọng ban đầu tổng i) Lắp đai ốc hãm nắp lò xo dẫn hướng răng: bôi keo vào – ren đai ốc hãm, sau xiết chặt đai ốc hãm, kiểm tra lại tải trọng ban đầu tổng j) Lắp đầu đệm vấu k) Lắp cao su che bụi, lắp kẹp cho chặt l) Lắp đầu răng: xoay đai ốc hãm dẫn động lái vào đầu đến khớp dấu đánh ban đầu Sau điều chỉnh độ chụm, xiết đai ốc hãm - 71 - Lắp ráp cụm cường hóa 3.1 Lắp ráp phận xi lanh Piston hàn trước mảnh vào vị trí xác định, ta đặt xéc măng vào sau lắp nốt mảnh piston cho xéc măng rơi khít vào khe hở, lắp phanh hãm vào hốc piston Vậy hồn tồn xong phần xy lanh Đóng miếng đệm thép dày có mặt phẳng, vào có tác dụng định vị cho phớt chắn dầu, đồng thời làm cho phớt khỏi bị lát chạm vào ren ống nối tiếp xy lanh Tiếp theo đóng phớt chắn dầu vào, cho vào ống xy lanh nhẹ nhàng để khỏi bị vênh mặt phớt gạt dầu Vặn êcu định vị Ê cu có chức năng: định hướng cho có bạc đỡ răng, hai làm điểm tỳ cho phớt để phớt không bị nát 3.2 Lắp van phân phối a Lắp xoắn vào vỏ trục sau đóng bạc vào tỳ lên đầu xoắn để giữ cứng xoắn nghĩa có phần xoắn xoay góc nhỏ đủ để mở cho đường dầu chảy sang cường hóa b Lắp gioăng nhỏ vào thân xoắn c Cắm xoắn vào lỗ trục xoắn định vị cứng chốt để có tác dụng cường hóa khơng có tác dụng (khơng có áp xuất dầu đường ống ) xoắn xoay van ống trục xoay d Cắm van ống vào rãnh làm trước quy định mối ghét chặt có bạc, cắm vào phải đóng nhẹ búa e Lắp vịng găng vào van ống ngồi vào rãnh f Lắp van ống lên cho lỗ làm với thành đường thẳng, xỏ chốt định vị xuyên qua lỗ của: Van ống trục Ở xoắn cố định xỏ qua để cố định xoắn với vỏ van ống Chốt nằm đầu gần chỗ lắp với đăng g Đóng bi vào vỏ trục sau lắp phanh có rãnh vào trục Ngoài vỏ thành để van phân phối có rãnh đóng bạc mỏng vào cịn định vị xác tương đối trục quay van phân phối h Lắp mảnh vỏ Nhớ lắp gioăng để mối ghép lắp ráp hai mảnh khơng bị chảy dầu, sau bắt chặt bu lơng xiết chặt hai mặt - 72 - i Lắp đường ống dẫn dầu vặn chặt êcu để ống bắt vào cho chặt j Cho bạc cố định trước lái trục , đặt lò xo vào để chỉnh cho trục vừa ăn khớp lại vừa lại dễ dàng Chẩn đoán hư hỏng hệ thống lái cách khắc phục Hệ thống lái phải đảm bảo cho ôtô chạy hướng mong muốn, điều kiện đường xá tốc độ ôtô Người lái nhiều công sức để điều khiển vành tay lái, xe chạy thẳng thao tác lái Trong trình vận hành sử dụng xe, chi tiết hệ thống lái thường xuyên làm việc Các chi tiết chịu ma sát bị mòn, dẫn đến rơ lỏng làm sai lệch động học quay vịng, lốp bị mịn nhanh dẫn đến khơng an tồn chuyển động Vì vậy, phải thường xun theo dõi, kiểm tra nhằm kịp thời phát hiện, sửa chữa, điều chỉnh để phục hồi trạng thái kỹ thuật, điều kiện làm việc bình thường cho hệ thống lái, nhằm đảm bảo an toàn chuyển động cho xe Hiện tượng hư hỏng Độ rơ Vô Lăng Quá Lớn - Do có nhiều khớp hệ thống lái, rơ nhẹ không tránh khỏi Tuy nhiên, độ rơ lớn kết lắp lỏng chi tiết hệ thống lái mòn khớp, dẫn đến xe chữ chi hay bị kéo lệch sang phía gây rung động mòn khác thường lốp Kiểm tra nguyên nhân hư hỏng Kiểm tra trục lái - Nếu lỏng do: + Vơ lăng chưa bắt chặt với trục + Trục tay lái lỏng + Ổ bi trục lỏng Kiểm tra độ rơ vơ lăng - Nếu độ zơ vượt giới hạn chuẩn do: + Đai ốc bắt vào vơ lăng xiết không đủ chặt + Lắp đặt hộp cấu lái lỏng, cấu lái mịn hay điều chỉnh khơng +Khe hở ăn khớp lớn (loại bi tuần hoàn) - 73 - Cách khắc phục hư hỏng Dịch chuyển vơ lăng lên-xuống, trái-phải, sautrước, Nếu có vấn đề xảy ra: + Xiết chặt lại + Xiết chặt lại + Thay ổ bi Xoay bánh trước vị trí hướng thẳng, xoay nhẹ vơ lăng cho không làm bánh trước quay Khoảng dịch chuyển vơ lăng gọi độ zơ vô lăng Giá trị giới hạn độ zơ phụ thuộc vào kiểu xe nhìn chung khơng lớn 30mm + Xiết chặt lại + Điều chỉnh, lắp đặt lại + Điều chỉnh, sửa chữa + Các khớp nối dẫn động lái bị mòn + Giá đỡ dẫn động lái bị bắt lỏng + Lỏng ổ bi bánh xe + Lỏng khớp trục lái thay + Thay Kiểm tra lỏng dẫn động lái Nâng phần trước bánh xe lên, lắc bánh trước theo hướng trước-sau, phải-trái.Nếu có độ zơ lớn dẫn động lái hay ổ bi bánh xe bị lỏng Nâng phần trước xe lên kiểm tra lỏng cách lắc phía phía bánh xe + Nếu thấy lỏng địn treo, khớp cầu hay ổ bi bánh xe bị lỏng +Kiểm tra lỏng sau đạp phanh chân Nếu độ lỏng giảm ngun nhân khơng phải lỏng vòng bi bánh xe Tuy nhiên khơng cịn thấy lỏng lỏng ổ bi bánh xe nguyên nhân Nếu áp suất lốp thấp ta phải bơm lốp Kiểm tra lỏng ổ bi bánh xe Lái Nặng - Có thể sức cản lớn hệ thống lái hay lực hồi vị lớn từ bánh xe Kiểm tra áp suất lốp Kiểm tra hệ thống lái - Kiểm tra mức dầu cấu lái (cho loại bi tuần hoàn) THẤP - Kiểm tra dẫn động lái ma sát lớn hỏng chi tiết - Kiểm tra tải trọng ban đầu, chặt gây - 74 - + Xiết chặt lại + Điều chỉnh lại + Điều chỉnh lại - Kiểm tra rò rỉ, đổ dầu sửa chữa - Nâng phần trước xe lên Tháo dẫn động lái khỏi cấu lái phép kiểm tra riêng rẽ chi tiết Nếu cấu nặng lái Kiểm tra khớp cầu hay trụ xoay Kiểm tra địn treo (nếu cong hỏng) lái nặng nguyên nhân lái nặng có hỏng hóc cấu lái, điều chỉnh tải trọng ban đầu không đúng, thiếu dầu mỡ , hay hỏng ổ bi hay bạc Thay chi tiết hỏng, điều chỉnh sửa chữa tải trọng ban đầu, rò rỉ dầu Tháo đòn cam quay khỏi dẫn động lái di chuyển đòn cam quay Nếu quay nặng chốt xoay đứng hay khớp cầu bị hỏng ma sát lớn nên phải thay Đòn treo cong hỏng phải thay Kiểm tra chiều cao xe Chiều cao xe sai lệch gây lên nặng lái nên phải điều chỉnh lại Kiểm tra góc đặt bánh xe (góc caster góc nghiêng dọc trụ đứng) Góc nghiêng dọc trụ đứng sai điều chỉnh lại Chạy Chữ Chi Kiểm tra áp suất lốp - Chạy chữ chi có nghĩa (nếu khơng đúng) xe có xu hướng không chạy theo hướng đánh tay lái Lúc người lái phải liên tục chỉnh tay lái để - 75 - Nếu áp suất lốp khơng bơm lốp Kiểm tra bánh giữ xe chuyển động theo hướng mong muốn Các nguyên nhân đề cập mục “Độ Zơ Vô Lăng Quá Lớn” “Lái Nặng” nguyên nhân tượng Kiểm tra hệ thống lái - Kiểm tra trục khớp nối lỏng - Kiểm tra mức dầu cấu lái (loại bi tuần hoàn) THẤP - Kiểm tra dẫn động lái rơ hay ma sát lớn làm hỏng chi tiết - Kiểm tra lắp vỏ cấu lái hay cấu lái lỏng - Kiểm tra tải ban đầu khe hở ăn khớp cấu lái - Kiểm tra vòng bi bánh xe (nếu lỏng hay mòn) - Kiểm tra khớp cầu trục xoay (nếu lỏng hay ma sát lớn gây mòn) - Kiểm tra đòn treo (nếu cong hỏng) - Kiểm tra giảm chấn* (nếu hỏng) - Kiểm tra lị xo (nhíp) yếu - Kiểm tra độ cao xe (nếu sai) - Kiểm tra chiều rộng chiều dài sở (nếu sai) - Kiểm tra góc đặt bánh trước (nếu sai) - Xiết chặt hay thay chi tiết hỏng - Kiểm tra rò rỉ , đổ thêm hay sửa chữa - Xiết chặt hay thay chi tiết hỏng - Xiết chặt - Điều chỉnh, sửa hay thay - Điều chỉnh thay - Thay - Thay - Thay - Thay - Điều chỉnh hay thay - Điều chỉnh Nếu góc caster nhỏ hay âm, độ chụm hay độ mở lớn, dẫn đến chạy chữ chi Xe bị kéo sang bên Kiểm tra lốp bánh xe trình chạy bình - Kiểm tra cỡ lốp thường - Nếu có khác - Có nghĩa xe có xu đường kính hướng chạy sang bên lốp trái lốp phải người lái quãng đường sau cố gắng cho xe chạy theo vòng quay đường thẳng, tượng bánh khác Kết giống có xe có xu hướng bị chênh lệch lớn sức cản kéo sang bên trái lăn bánh trái bánh phải tiến thẳng phải hay mô men tác dụng Cần phải thay lốp cỡ quanh trục xoay đứng trái - Kiểm tra áp suất - Nếu áp suất lốp lốp - 76 - phải trái lốp phải khác sinh khác sức cản lăn bánh dẫn đến xe bị kéo lệch sang trái phải Nếu bơm lại - Sửa chữa - Kiểm tra phanh (nếu bị bó phanh) - Kiểm tra khớp cầu hay chốt xoay (mòn ma sát lớn) - Kiểm tra vòng bi bánh xe (ma sát lớn gây mòn ổ bi hay lắp ổ bi không đúng) - Kiểm tra bạc, chốt hệ thống treo (nếu mòn hay yếu) - Kiểm tra giảm chấn (nếu hỏng) - Kiểm tra lò xo hệ thống treo (yếu hay rão không đều) - Kiểm tra độ cao xe (nếu sai) - Kiểm tra chiều rộng chiều dài sở (nếu sai) - Kiểm tra góc đặt bánh trước (nếu sai) - Thay - Điều chỉnh hay thay - Thay - Thay - Thay - Điều chỉnh hay thay - Điều chỉnh Xe bị kéo lệch sang phía độ chụm hay độ mở lớn hay khác camber caster bánh lớn Lắc tay lái Kiểm tra lốp bánh xe - Có nghĩa vơ lăng bị - Kiểm tra mịn lốp - Thay lớp Lốp mòn lắc theo hướng quay (nếu mịn khơng đều) khơng hỏng rung động hệ thống lái hay hệ bánh trước quanh trục thống treo Nếu lắc tay lái bánh xe Hiện tượng rung loại bỏ sau thay giống lắc lốp mới, tiếp tục kiểm tra nguyên nhân khác gây - Bơm lại nên.(xem tài liệu - Kiểm tra áp suất bơm phần tiếng ồn, rung động lốp(nếu sai) - Thay lốp tiếng ù) - Kiểm tra độ đảo lốp [Tham khảo – Lắc tay lái (nếu đảo) - Sửa chữa chia thành kiểu: - Kiểm tra độ cân rung động dai dẳng mà bằng*(nếu không cân xuất tốc độ thấp bằng) - Điều chỉnh hay thay - 77 - (20 km/h đến 60 km/h) rung động xuất tốc độ xác định 80 km/h ; kiểu sau goi “Rung”.] Sự nẩy ngược vô lăng - Sự nẩy ngược vô lăng có nghĩa vơ lăng bị giật xóc bánh trước đột ngột va vào chướng ngại vật đường Sự nẩy ngược nhẹ bình thường có nẩy ngược q mạnh phải xem xét kiểm tra - Kiểm tra độ zơ vô lăng (quá zơ) - Kiểm tra vòng bi bánh xe (nếu lỏng) -Kiểm tra khớp dầu chốt xoay (nếu mòn) - Kiểm tra đòn treo (nếu cong) - Kiểm tra giảm chấn (nếu hỏng) - Kiểm tra lị xo (nhíp) rão - Kiểm tra độ cao xe (nếu sai) - Kiểm tra góc đặt bánh trước (nếu sai) - Kiểm tra áp suất lốp (không hay cao) - Kiểm tra độ zơ vô lăng (quá zơ) - Kiểm tra vòng bi bánh xe (nếu lỏng) -Kiểm tra khớp dầu chốt xoay (nếu mòn) - Kiểm tra bạc hệ thống treo (nếu mòn hay yếu) - Kiểm tra giảm chấn (nếu hỏng) - Kiểm tra lò xo (nhíp) rão - Kiểm tra độ cao xe (nếu sai) - Kiểm tra góc đặt bánh trước (nếu sai) - 78 - - Điều chỉnh - Thay - Thay - Thay - Thay - Điều chỉnh hay sửa - Điều chỉnh lại cho Lắc tay lái caster lớn Độ chụm, độ mở hay camber lớn, hay camber không bánh trái phải gây lắc tay lái - Bơm lại cho - Điều chỉnh hay thay - Điều chỉnh - Thay - Thay - Thay - Thay - Điều chỉnh hay sửa - Điều chỉnh Bảo dưỡng hệ thống lái 5.1 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái Trong bảo dưỡng kỹ thuật hàng ngày, kiểm tra khoảng chạy tự tay lái tác động hệ thống lái đường ơtơ Cần xem tình trạng bên ngồi đệm khít cácte cấu lái để ngăn ngừa tình trạng rị rỉ dầu Trong bảo dưởng kỹ thuật cấp một, kiểm tra độ kín khít mối ghép nối trợ lực lái, vặn chặt đai ốc bắt chặt cấu lái vào khung xe, chốt cầu đòn lái Bảo dưởng kỹ thuật cấp hai gồm việc sau đây: cọ rửa bầu lọc bơm trợ lực, kiểm tra độ bắt chặt đòn quay đứng vào trục chốt cầu vào đòn quay đứng kiểm tra khe hở cấu lái khe hỏ vượt giới hạn quy định điều chỉnh lại 5.2 Sửa chữa chi tiết hệ thống lái Để xác định mức độ mài mịn tính chất sửa chữa, phải tháo rời chi tiết hệ thống lái Khi tháo tay lái phải dùng van tháo Những hư hỏng chi tiết hệ thống lái là: mòn – bánh răng, ống lót, vịng bi ổ lắp vòng bi Phải thay cấu lái bề mặt làm việc mòn rỏ rệt hay lớp tơi bị tróc Thải bỏ cung bề mặt có khe nứt hay vết lõm Các ổ lắp vòng bi cấu lái, bị mịn phục hồi cách lắp thêm chi tiết phụ Muốn phải khoan rộng lỗ, lắp ép vào ống lót gia cơng đường kính theo kích thước vịng bi Những chổ sứt mẻ khe nứt mặt bích cacte khắt phục phương pháp hàn Thường dùng hàn khí, có nung nóng tồn chi tiết trước hàn Lỗ cácte dành cho ổ bi kim đở trục tròn quay đứng niếu bị mịn doa lại theo kích thước sửa chữa Trong cấu dẫn động lái, chốt cầu máng lót chuyển hướng ngang bị mịn nhanh hơn, cịn đầu mịn Ngồi cịn có hư hỏng khác mịn lổ mút thanh, cháy ren, lò xo ép máng đệm vào chốt cầu bị gãy yếu Tuỳ theo tính chất mài mịn mà xác định khả tiếp tục sử dụng nắp chuyển hướng ngang hay chi tiết Nếu cần thiết tháo rời khớp nắp - 79 - Muốn vậy, tháo chốt chẻ nút ren, vặn nút khỏi lổ tháo chi tiết Chốt cầu bị mòn, bị sứt mẻ hay có vết xước, cần thay Đồng thời lắp máng lót chốt cầu Thay lò xo mòn gãy Những hư hỏng đặc trưng trợ lực lái khơng có lực tác dụng tần số quay động cơ, lực không đủ lớn không đồng điều quay tay lái sang bên hay bên Để khắc phục hư hỏng tháo rời bơm ra, xả hết dầu nhờn, cọ rửa cẩn thận chi tiết Khi tháo lắp sửa chữa bơm, không tách riêng cụm chi tiết nắp bơm van chuyển, stato, rôto cánh bơm KẾT LUẬN Kỹ thuật ôtô ngày phát triển tới mức cao, thoả mãn yêu cầu đòi hỏi khắt khe tính kinh tế, kỹ thuật mơi trường, đặc biệt an tồn chuyển động ơtơ tốc độ cao Vì ơtơ trang bị thêm nhiều hệ thống kỹ thuật cao để đảm bảo tính nói Sau thời gian dài nghiên cứu, tính tốn thiết kế trợ giúp tận tình thầy Nguyễn Trọng Hoan thầy mơn tồn thể bạn đồng - 80 - nghiệp Đến em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI CHO XE Ô TÔ CON CHỖ ” Dựa kiến thức học trường kết thu qua đợt thực tập, em thực đồ án với ba nội dung chính: - PHẦN I:Nghiên cứu phân tích số vấn đề lý thuyết liên quan đến kết cấu hệ thống lái ôtô - PHẦN II:Tiến hành chọn phương án thiết kế cụ thể hệ thống lái có trợ lực - PHẦN III: Phân tích quy trình tháo lắp bảo dưỡng hệ thống lái Thơng qua đồ án tốt nghiệp phần nói lên tác dụng vai trò quan trọng hệ thống lái, cải tiến kỹ thuật để việc điều khiển xe dễ dàng Mặc dù có nhiều cố gắng thời gian kinh nghiệm nghiên cứu cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong Thầy tận tình bảo, giúp đỡ Em xin chân thành cảm ơn! - 81 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Lý thuyết ôtô máy kéo – Năm 1993 Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng Chi tiết máy Tập I, tập II – Năm 1997 Nguyễn Trọng Hiệp Thiết kế hệ thống lái ôtô - máy kéo, Trường ĐHBK Hà Nội – Năm 1991 Phạm Minh Thái Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập 2, NXB giáo dục Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Bài tập kỹ thuật đo, NXB giáo dục PGS TS Ninh Đức Tốn - 82 - ... sửa chữa Kết cấu hệ thống lái -3- Hình 1.1 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái đơn giản Vành lái; Trục lái; Cơ cấu lái; Khung xe; Đòn dẫn động 2.1 Vành lái Vành lái cấu có dạng vành tròn Người lái tác... QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1 Công dụng hệ thống lái Hệ thống lái giữ vai trò điều khiển hướng chuyển động tơ (thay đổi hay trì) theo tác động người lái Hệ thống lái tham... loại van xoay Kết hợp với việc chọn phương án cấu lái trục – răng, dẫn động lái khâu, ta có sơ đồ bố trí chung hệ thống lái thiết kế sau: Hình 2.5 Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái thiết kế * Nguyên