Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con Thiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe conThiết kế hệ thống treo xe con
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON CHƯƠNG TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TREO 1.1 Công dụng, yêu cầu hệ thống treo a Công dụng HTT thực nhiệm vụ sau: - Liên kết mềm bánh xe khung xe, làm giảm tải trọng động thẳng đứng tác động lên thân xe đảm bảo bánh xe lăn êm đường - Truyền lực từ bánh xe lên thân xe ngược lại, để xe chuyển động, đồng thời đảm bảo chuyển dịch hợp lý vị trí bánh xe so với thùng xe - Dập tắt nhanh dao động mặt đường tác động lên thân xe b Yêu cầu: Sự liên kết bánh xe khung vỏ cần thiết phải mềm, phải đủ khả để truyền lực Quan hệ thể u cầu tóm tắt sau: - Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính kĩ thuật xe chạy đường tốt xe có khả chạy nhiều loại địa hình khác - Bánh xe có khả chuyển dịch giới hạn không gian hạn chế - Quan hệ động học bánh xe phải hợp lý thỏa mãn mục đích hệ thống treo làm mềm theo phương thẳng đứng không phá hỏng quan hệ động học động lực học chuyển động bánh xe - Không gây nên tải trọng lớn mối liên kết với khung vỏ - Có độ bền cao - Có độ tin cậy lớn, rong điều kiện sử dụng phù hợp với tính kỹ thuật, không hư hỏng bất thường *) Đối với ô tô ý thêm yêu cầu sau: - Giá thành thấp mức độ phức tạp kết cấu không lớn Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON - Có khả chống rung chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng , vỏ tốt - Đảm bảo tính điều khiển ổn định chuyển động ô tô tốc độ cao 1.2 Các phận hệ thống treo 1.2.1 Bộ phận đàn hồi Chức năng: Là phận nối mềm bánh xe thùng xe, làm giảm nhẹ tải trọng động tác dụng từ bánh xe lên khung, đảm bảo độ êm dịu cần thiết di chuyển nhằm biến đổi tần số dao động cho phù hợp với thể người (khoảng 60 – 90 lần/ph) Bộ phận đàn hồi bố trí khác xe cho phép bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng Bộ phận đàn hồi có phần tử đàn hồi thường gặp là: ● Nhíp Bó nhíp làm từ thép cong, gọi nhíp, xếp lại với theo thứ tự từ ngắn đến dài Đặc tính làm việc nhíp tải trọng tác dụng lên nhíp tăng biến dạng nhíp tăng theo quy luật tuyến tính Trong hệ thống treo khơng có nhiệm vụ làm êm dịu chuyển động mà đồng thời làm nhiệm vụ phận dẫn hướng ma sát nhíp góp phần làm tắt dao động Bộ phận đàn hồi nhíp Bộ phận đàn hồi lị xo trụ Bộ phận đàn hồi xoắn Hình 1.1- Bộ phận đàn hồi Ưu điểm kiểu treo không cần ổn định, đơn giản rẻ tiền, dễ chăm sóc bảo dưỡng lại có nhược điểm khối lượng lớn,thùng xe cao Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON nên chiều cao trọng tâm xe lớn ảnh hưởng đến tốc độ ổn định xe chuyển động, mặt khác vết bánh thay đổi bánh bị nâng lên làm phát sinh lực ngang tính chất bám đường dễ bị trượt ngang ● Lò xo Bao gồm dạng lò xo xoắn ốc, lị xo lị xo trụ Do lị xo trụ có đường kính vịng ngồi khơng đổi nên biến dạng thay đổi tỷ lệ thuận với lực tác dụng, cịn lị hay lị xo xoắn ốc tải nhẹ đầu lò xo bị nén lại hấp thụ lượng va đập, cịn phần lị xo có độ cứng lớn đủ cứng để chịu tải lớn Lị xo có đặc điểm sau: ♦ Ưu điểm: - Kết cấu gọn gàng bố trí lồng vào giảm chấn - Nếu độ cứng độ bền với nhíp lị xo trụ có khối lượng nhỏ nhíp tuổi thọ cao nhíp, kết cấu gọn nên tiết kiệm khơng gian cho phép hạ thấp trọng tâm xe nhằm nâng cao tốc độ ♦ Nhược điểm: - Khi làm việc vịng lị xo khơng có nội ma sát nhíp nên thường phải bố trí thêm giảm chấn kèm theo để dập tắt nhanh dao động - Do lò xo làm nhiệm vụ đàn hồi, nhiệm vụ dẫn hướng giảm chấn phận khác đảm nhận nên với hệ thống treo dùng lị xo trụ có kết cấu phức tạp cịn phải bố trí thêm hệ thống đòn dẫn hướng để dẫn hướng cho bánh xe truyền lực kéo hay lực phanh ● Thanh xoắn Thanh xoắn thép lị xo, dùng tính đàn hồi xoắn để cản lại dao động Một đầu xoắn ngàm vào khung hay dầm xe, đầu gắn vào kết cấu chịu tải xoắn hệ thống treo Trên số ô tô để dành chỗ cho việc lắp bán trục cầu chủ động người ta dùng xoắn thường gây tải trước (có ứng suất dư) thích hợp cho chiều làm việc Trên xoắn hai phía phải đánh dấu để tránh nhầm lẫn lắp ráp Sử dụng xoắn có đặc điểm sau: + Chiếm khơng gian, bố trí để điều chỉnh chiều cao thân xe + Trọng lượng nhỏ, Đơn giản, gọn, giá thành rẻ dễ chế tạo Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON + Thanh xoắn khơng có nội ma sát nên thường phải lắp kèm giảm chấn để dập tắt nhanh dao động ● Phần tử đàn hồi loại khí Phần tử đàn hồi sử dụng đệm khí dựa ngun tắc khơng khí có tính đàn hồi bị nén Hệ thống treo loại khí sử dụng tốt ơtơ có trọng lượng phần lớn thay đổi lớn ơtơ trở khách, tơ vận tải đồn xe Hình 1.2- Bộ phận đàn hồi loại khí Loại tự động thay đổi độ cứng hệ thống treo cách thay đổi áp suất không khí bên phần tử đàn hồi Giảm độ cứng hệ thống treo làm cho độ êm dịu chuyển động tốt Hệ thống treo khí khơng có ma sát phần tử đàn hồi, trọng lượng nhỏ giảm chấn động giảm tiếng ồn từ bánh xe truyền lên buồng lái hành khách Nhưng hệ thống có kết cấu phức tạp phải có phận dẫn hướng riêng trang thiết bị cung cấp khí, điều chỉnh áp suất, lọc, van v điều chỉnh độ cứng cách chủ động Hiện phận đàn hồi làm có xu hướng “mềm mại” nhằm tạo điều kiện cho bánh xe lăn “êm” mặt đường Đồng thời người ta dùng phận đàn hồi có khả thay đổi độ cứng giới hạn rộng Khi xe chạy tải, độ cứng cần thiết có giá trị nhỏ, tăng tải độ cứng cần phải có giá trị lớn Chính mà cần phải có thêm phận đàn hồi phụ như: nhíp phụ, vấu tỳ cao su biến dạng, đặc biệt phận đàn hồi có khả thay đổi tự động độ cứng theo tải trọng kết hợp với phận thay đổi chiều cao trọng tâm xe 1.2.2 Bộ phận giảm chấn Trên xe ôtô giảm chấn sử dụng với mục đích sau: Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON + Giảm dập tắt va đập truyền lên khung bánh xe lăn đường không phẳng nhằm bảo vệ phận đàn hồi tăng tính tiện nghi cho người sử dụng + Đảm bảo dao động phần không treo mức độ nhỏ nhất, nhằm làm tốt tiếp xúc bánh xe với mặt đường đảm bảo tính lái tăng tốc chuyển động an tồn + Nâng cao tính chất chuyển động xe khả tăng tốc, khả an toàn chuyển động Để dập tắt dao động xe chuyển động giảm chấn biến đổi thành nhiệt nhờ ma sát chất lỏng van tiết lưu Trên ôtô chủ yếu sử dụng giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều cấu trúc hai lớp a Giảm chấn lớp vỏ Giảm chấn hai lớp vỏ có cấu tạo sau: 1- Khoang vỏ trong; 2- Phớt làm kín; 3- Bạc dẫn hướng; 4- Vỏ chắn bụi; 5- Cần piston; 6- Piston; 7- Van cố định; 8- Vỏ ngồi Hình 1.3- Sơ đồ cấu tạo giảm chấn hai lớp vỏ *) Nguyên lý làm việc Ở hành trình nén bánh xe tiến lại gần khung xe, lúc ta tích buồng B giảm nên áp suất tăng, chất lỏng qua van (I) (IV) lên khoang A sang khoang C ép khơng khí buồng bù lại Trên nắp giảm chấn có phớt che bụi, phớt chắn dầu lỗ ngang để bôi trơn cho trục giảm chấn trình làm việc Ở hành trình trả bánh xe xa khung xe, thể tích buồng B tăng áp suất giảm, chất lỏng qua van (II, III) vào B, khơng khí buồng bù giãn ra, đẩy chất lỏng nhanh chóng điền Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON đầy vào khoang B.Trong q trình làm việc giảm chấn để tránh bó cứng có lỗ van lưu thơng thường xuyên Cấu trúc tuỳ thuộc vào kết cấu cụ thể Van trả, van nén hai cụm van nằm piston xylanh cụm van bù có kết cấu mở theo hai chế độ, lỗ van riêng biệt để tạo nên lực cản giảm chấn tương ứng nén mạnh, nén nhẹ, trả mạnh, trả nhẹ Khi chất lỏng chảy qua lỗ van có tiết diện nhỏ tạo nên lực ma sát làm cho nóng giảm chấn lên Nhiệt sinh truyền qua vỏ ngồi (8) truyền vào khơng khí để cân lượng + Ưu điểm giảm chấn hai lớp có độ bền cao, giá thành hạ làm việc tin cậy hai hành trình, trọng lượng nhẹ + Nhược điểm làm việc tần số cao xảy tượng khơng khí lẫn vào chất lỏng làm giảm hiệu giảm chấn Hơn việc lắp địi hỏi xác, tản nhiệt chậm hơn… b Giảm chấn lớp vỏ: Giảm chấn lớp vỏ có cấu tạo sau: 1- Van chiều; 2- Vỏ giảm chấn; 3- Khoang chứa khí; 4- Xy lanh; 5- Buồng chứa dầu; 6- Piston; 7- Van chiều; 8- Cụm làm kín; 9- Cần piston; Hình 1.4- Sơ đồ cấu tạo giảm chấn lớp vỏ *) Nguyên lý làm việc: Trong giảm chấn lớp vỏ khơng cịn bù dầu mà thay chức buồng chứa khí nén có P = 2-3 kG/cm2 khác giảm chấn lớp vỏ hai lớp vỏ Khi piston dịch chuyển xuống tạo nên chênh áp, dẫn đến mở van 1, chất lỏng chảy nên phía piston Khi piston lên làm mở van 7, chất lỏng chảy xuống khoang piston, áp suất giảm chấn thay Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON đổi không lớn dao động xung quanh vị trí cân với giá trị áp suất tĩnh nạp ban đầu, nhờ mà tránh tượng tạo bọt khí, trạng thái khơng an tồn cho làm việc giảm chấn Trong trình làm việc áp lực dầu nén lên khí mà piston ngăn cách di chuyển để tạo nên cân chất lỏng chất khí áp suất không bị hạ xuống dướigiá trị nguy hiểm Giảm chấn có độ nhạy cao kể piston dịch chuyển nhỏ, tránh tượng cưỡng chảy dầu nhiệt độ thay đổi làm cho áp suất thay đổi So sánh với loại giảm chấn hai lớp vỏ, giảm chấn lớp vỏ có ưu điểm sau: + Khi có đường kính ngồi, đường kính cần piston làm lớn mà biến động tương đối áp suất chất lỏng nhỏ + Điều kiện toả nhiệt tốt khơng có “áo dầu” + Giảm chấn có piston ngăn cách làm việc góc nghiêng bố + Cùng tác động bên ngồi dập tắt dao động nhanh + Nhược điểm loại giảm chấn lớp vỏ là: + Làm việc tin cậy, bị bó kẹt hành trình nén trả mạnh + Chế tạo phức tạp giá thành đắt 1.2.3 Thanh ổn định địn dẫn hướng Hình 1.5- Thanh ổn định hệ thống treo Trên loại xe ngày ổn định có Trong trường hợp xe chạy đường khơng phẳng quay vòng, tác dụng lực li tâm phản lực thẳng đứng bánh xe cầu thay đổi làm cho tăng độ nghiêng thùng xe làm giảm khả truyền lực dọc, lực bên bánh xe với mặt đường Thanh ổn định có tác dụng xuất chênh lệch phản lực thẳng đứng đặt lên bánh xe nhằm san bớt tải trọng từ bên cầu chịu tải nhiều sang bên cầu Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON chịu tải Cấu tạo chung có dạng chữ U, đầu chữ U nối với phần khơng treo, cịn đâu nối với thân vỏ xe, đầu nối dùng ổ đỡ cao su Bộ phận dẫn hướng có nhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang mômen từ bánh xe lên khung thân xe Nó có chi tiết khác tùy thuộc hệ thống treo phụ thuộc hay độc lập, phần tử đàn hồi nhíp, lị xo hay xoắn Quan hệ bánh xe với khung xe thay đổi vị trí theo phương thẳng đứng gọi quan hệ động học Khả truyền lực vị trí gọi quan hệ động lực học hệ treo 1.2.4 Các chi tiết phụ Trên xe vấu cao su thường đặt kết hợp vỏ giảm chấn vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình piston nhằm hạn chế hành trình làm việc bánh xe Ngồi cịn có đệm cao su có tác dụng giảm chấn Vấu cao su có ưu điểm sau: + Có thể làm hình dạng khác + Khơng có tiếng ồn làm việc, khơng phải bơi trơn 1.3 Phân loại hệ thống treo Hiện xe hệ thống treo bao gồm nhóm chính: Hệ thống treo phụ thuộc hệ thống treo độc lập a) b) Hình 1.6 - Sơ đồ hệ treo 1-Thùng xe; 2- Bộ phận đàn hồi; 3- Bộ phận giảm chấn; 4- Dầm cầu; 5- Các đòn liên kết hệ treo Trong hệ thống treo phụ thuộc (hình 1.6a) bánh xe đặt dầm Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON cầu liền, phận giảm chấn đàn hồi đặt thùng xe dầm cầu liền Trong hệ thống treo độc lập (hình 1.6 b) bánh xe dầm cầu dao động độc lập với Các bánh xe “độc lập” dịch chuyển tương khung vỏ 1.3.1 Hệ thống treo phụ thuộc ( hình 1.6a ) Đặc trưng hệ thống treo phụ thuộc bánh xe lắp dầm cầu cứng Trong trường hợp cầu xe bị động dầm thép định hình, cịn trường hợp cầu chủ động dầm phần vỏ cầu có phần hệ thống truyền lực a) Nhược điểm - Khối lượng phần liên kết bánh xe (phần không treo) lớn, đặc biệt cầu chủ động Khi xe chạy đường không phẳng, tải trọng động sinh gây nên va đập mạnh phần không treo phần treo làm giảm độ êm dịu chuyển động Mặt khác bánh xe va đập mạnh đường làm xấu tiếp xúc bánh xe với đường - Khoảng khơng gian phía sàn xe phải lớn để đảm bảo cho dầm cầu thay đổi vị trí, lựa chọn chiều cao trọng tâm lớn giảm bớt thể tích chứa hàng hố sau xe - Sự nối cứng bánh xe bên bờ dầm liên kết gây nên tượng xuất chuyển vị phụ xe chuyển động b) Ưu điểm - Trong trình chuyển động vết bánh xe cố định khơng xảy tượng mịn lốp nhanh hệ thống treo độc lập - Khi chịu lực bên (lực li tâm, lực gió bên, đường nghiêng), bánh xe liên kết cứng hạn chế tượng trượt bên bánh xe - Công nghệ chế tạo đơn giản, dễ tháo lắp sửa chữa - Giá thành thấp c) Vấn đề sử dụng hệ thống treo phụ thuộc Trọng tâm ô tô cần phải hạ thấp Vấn đề ổn định lái phải tốt, trọng lượng phần không treo nhỏ để tăng êm dịu chuyển động Vì lí mà hệ thống treo phụ thuộc không sử dụng xe có vận tốc cao, có sử dụng xe có tốc độ trung bình trở xuống xe có tính việt dã cao Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON 1.3.2 Hệ thống treo độc lập ( hình 1.6b ) * Đặc điểm: - Hai bánh xe không lắp dầm cứng mà lắp loại cầu rời, chuyển dịch bánh xe không phụ thuộc vào - Mỗi bên bánh xe liên kết đòn ngang làm cho khối lượng phần không treo nhỏ mô men qn tính nhỏ xe chuyển động êm dịu - Hệ treo không cần dầm ngang nên khoảng khơng gian cho dịch chuyển chủ yếu khoảng không gian bên sườn xe hạ thấp trọng tâm xe nâng cao vận tốc xe Trong hệ thống treo độc lập phân loại sau : - Dạng treo đòn ngang, dạng treo MC.pherson, dạng treo kiểu địn dọc, địn dọc có ngang liên kết dang treo đòn chéo Đặc điểm kết cấu dạng treo : a) Dạng treo hai đòn ngang (hình 1.8) Hình 1.8-Sơ đồ nguyên lý hệ treo đòn ngang 1- Bánh xe; 2- Giảm chấn; 3- Lò xo; 4- Đòn trên; 5- Đòn dưới; 6- Đòn đứng *) Đặc điểm: Kết cấu phức tạp, chiếm khoảng không gian lớn Cấu tạo hệ treo đòn ngang bao gồm đòn ngang trên, đòn ngang 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 Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON Pnmin = Kn.vmin = 227.0,3 = 68,1 (N) Ptrmin = Ktr.vmin = 681.0,3 = 201,3(N) Hình 2.6.2a Đường đặc tính giảm chấn d) Tính tốn thiết kế van nén van trả: ● Tính tốn van trả Áp suất chảy lỏng tác dụng lên piston hành trình trả là: Ptr = Ptr max 10 Ptr max = S P St (d P d 2t ) Ptr = 408, 6.106 (402 182 ) = 0,41.106 (N/m2) Ptr = 0,41 (MN/m2) Lưu lượng chất lỏng chảy qua van giảm chấn làm việc: Qtr = vg.(SP -St) 402 182 Qtr = 0,6 4.106 4.10 Qtr = 558.10-6 (m3/s) Nên tiết diện van trả là: fvt = Qtr 2.g.Ptr μ γ Trong đó: Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 68 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON - hệ số tiêu tốn, = 0,6 – 0,75 Chọn = 0,75 - khối lượng riêng dầu, = 900 (kg/m3) 558.106 fvt = 2.9,81.0,54.10 0,75 = 6,8.10-6 (m2) 900 Vậy đường kính van trả là: dtr = đó: 4.f vt 4.6,8.106 = = 1,3 (mm) π.n tr 3,14.5 ntr -là số lỗ van trả, ntr = (lỗ) ● Tính tốn van nén: Áp suất tác dụng bị nén: Pn max P 136, = n max = = 0,07 (N/mm2) π π SP 40 d P Pn = 4 Pn = 0,07 (N/mm2) = 0,07.106 (N/m2) Lưu lượng chảy qua van nén giảm chấn làm việc: Qn = vgc.SP = vgc => d 2P 402 = 0,6 3,14 .10-6 4 Qn =754.10-6 (m3/s) Nên tiết diện van nén là: fvn = Qn = 2.g.Pn 754.106 0, 75 2.9,81.0,14.10 900 = 18,2 (mm2) fvn = 18,2 (mm2) Vậy đường kính van nén là: dvn = 4.f = π.n n 4.18, =2,2 (mm) 3,14.5 đó: nn _ số lỗ van nén, nn = (lỗ) Các thông số để chọn giảm chấn - Đường kính xy lanh cơng tác dx = 45 (mm) - Hành trình giảm chấn Hp = 184 (mm) - Đường kính ty đẩy dt = 18 (mm) Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 69 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON - Chiều dài xy lanh giảm chấn Lx = 336 (mm) - Chiều dài toàn giảm chấn Lgc = 406 (mm) - Hệ số dập tắt dao động D = 2,95 (rad/s) - Đường kính van nén Dn = 2,2 (mm) Số lỗ van nén n = (lỗ) - Đường kính van trả Dt = 1,3 (mm) Số lỗ van trả n = (lỗ) e) Xác định công suất toả nhiệt giảm chấn: Theo phương trình truyền nhiệt, lượng nhiệt toả giảm chấn làm viêc xác định theo cơng thức: Qmax = ..F.(Tmax - T0).t ; Trong đó: : hệ số tỷ lệ chọn = : hệ số truyền nhiệt vào khơng khí thành ống giảm chấn = 51,5 70 (kcal/m2 0C.h), ta chọn = 62 (kcal/m2 0C.h) F : Diện tích tiếp xúc giảm chấn môi trường xung quanh F = 2..R.LX với: R: bán kính ngồi giảm chấn R = dx/2 = 22.5 (mm) Lx : chiều dài xi lanh công tác Lx = 336 (mm) => F = 2.3,14.22,5.336 = 47476 (mm2) = 0,048 (m2) Tmax : nhiệt độ sinh trình làm việc giảm chấn Tmax = 100 1200C, chọn Tmax = 1200C T0 : nhiệt độ môi trường xung quanh, T0 = (30 40)0C ta chọn: T0 = 300C t : thời gian làm việc giảm chấn 3600(s) Thay vào ta được: Qmax = 62 0,048.(120-30).3600= 268 (Kcal) 3600 Công suất sinh giảm chấn làm việc với lực cản lớn (tính hành trình trả): Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 70 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON Công suất giảm chấn: NPmax = ..Hg.Ptmax. ; đó: : tần số dao động hệ treo = 7,38 (rad/s) : hệ số tăng lượng sức cản = 1,5 Hg: hành trình Piston HP = 184 (mm) : Hệ số thu lượng = 0,05 0,13 chọn = 0,1 Ptmax = 408,6 (N) = 40,9 (KG) Thay số vào ta có: NPmax = 1,5.0,1.0,185.40,9.7,38= 8,4 (KG.m/s) Khi xác định kích thước giảm chấn phải thoả mãn điều kiện công suất cần thiết sinh phải nhỏ điều kiện truyền nhiệt NPmax NQmax = Qmax A t Trong đó: A: Hệ số chuyển đổi A= 427 (KGm/kcal) t = 3600 (s) Qmax = 368 (Kcal) Thay vào công thức : NQmax = 268 427 = 31,8 (KG.m/s) 3600 NQmax > NPmax giảm chấn thoả mãn điều kiện bền nhiệt tức giảm chấn làm việc bình thường f) Tính bền ty đẩy piston giảm chấn: 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 cơng thức: K = 4.Ptrmax [σ K ] π.d d2 Trong đó: Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 71 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON Ptrmax : Lực trả lớn Ptrmax = 408,6 (N) dd: Đường kính ty đẩy piston dd = 18 (mm) => K = 4.408,6 = 1,7 (N/mm2) 3,14.18 Chọn vật liệu chế tạo ty đẩy thép hợp kim 42CrM04S có ứng suất kéo giới hạn cho phép: [k] =850 [MPa] = 850 (N/mm2) k [ k ] Như : Vậy chịu ứng suất kéo ty đẩy thoả mãn điều kiện bền Khi đòn đẩy chịu nén: Kiểm tra hệ số ổn định ty đẩy: n0 Plim [n0 ] Pn max Trong đó: Plim: Lực giới hạn cho ổn định Plim = π2.E.J (μ.l)2 Với: E: Mô đun đàn hồi vật liệu E = 2.106-(KG/cm2)=2.105 (N/mm2) J: Mơ men qn tính nhỏ ty đẩy J= π.d 3,14.184 = = 10306(mm4) 32 32 : Hệ số phụ thuộc vào liên kết =0,5 l: chiều dài ty đẩy l= Hp+Ly+Lu/2 = 184 + 24 + 35 = 243 (mm) Thay vào tính: Plim = n= 3,142.2.105.6431 = 1411292 (N) (0,5.240)2 1411292 = 10361 > [n] = 136, Ty đẩy đủ bền Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 72 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON Khi giảm chấn làm việc ty đẩy chịu lực kéo hành trình trả nén hành trình nén (hay uốn dọc) ty đẩy kiểm tra theo ứng suất kéo uốn dọc Khi ty đẩy chịu nén ứng suất nén xác định theo công thức: σn = 4.Pnmax ≤ [σn] π.dt2d n = 4.136, = 0,54 < [n] = 210 (N/mm2) 3,14.182 Vậy ty đẩy đủ bền Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 73 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON CHƯƠNG QUI TRÌNH CHẾ TẠO RƠ-TUYN Phân tích chi tiết gia cơng 4.1.1 Kết cấu rơ-tuyn 4.1.2 Phân tích điều kiện làm việc yêu cầu kỹ thuật Rô-tuyn Rô-tuyn khâu quan trọng liên kết cầu, giúp dẫn động lái xác Một đầu Rơ-tuyn có dạng cầu, liên kết với bát Rơ -tuyn có bề mặt lắp ghép phần chỏm cầu lõm Đoạn Rơ-tuyn có dạng để lắp ghép với địn cấu dẫn động lái Đoạn cuối gia công ren để lắp đai ốc có lỗ lắp chốt chẻ lỏng Rô-tuyn làm việc chế độ tải trọng động, chịu va đập Do phải chịu tải trọng động chịu va đập đồng thời để giảm ma sát bề mặt tiếp xúc, khớp cầu cần đảm bảo: - Các bề mặt lắp ráp có độ nhẵn bóng hợp lý Mặt cầu đạt Ra 0,32 Mạt côn lắp ráp đạt Ra = 0,63 Các bề mặt lại đạt Rz 14 - Mặt cầu đạt độ cứng HRC 32 Để đảm bảo làm việc bền lâu, vật liệu chế tạo khớp cầu phải có độ cứng độ chống mài mòn cao Chọn vật liệu chế tạo thép hợp kim 40XH Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 74 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON 4.1.3 Lập quy trình cơng nghệ gia cơng khớp cầu Việc thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng phải phù hợp với yêu cầu kĩ thuật khớp cầu thực tế sản xuất nước Thị trường nước thị trường nhỏ, việc sản xuất mang tính chất thử nghiệm, cơng nghệ cịn lạc hậu, dạng sản xuất đơn lựa chọn khả thi 4.1.4 Chọn phôi Để đơn giản, chọn phôi gia công khớp cầu thép Trước đưa vào gia công cần làm vệ sinh phôi cắt bỏ ba via 4.2 Lập sơ đồ nguyên công Rô-tuyn chi tiết dạng trục Chuẩn tinh thống gia công hai lỗ tâm hai đầu Rô-tuyn Dùng hai lỗ tâm làm chuẩn hồn thành việc gia công thô tinh hầu hết cấc bề mặt Rô-tuyn 4.2.1 Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, khoan lỗ tâm tiện đứt phôi + Định vị: Chi tiết đ-ợc định vị mâm cặp chấu + Kẹp chặt mâm kẹp + Chọn máy: Kiểu máy 1? 136 + Chọn dao: Dao tiện T15K6 Mũi khoan P9 + Chế độ cắt: Tiện mặt đầu: Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 75 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON Chiều sâu cắt: t1 = 0,4(mm) Lượng chạy dao: S1 = 0,25(mm/v) Số vòng quay máy: n1 = 723(v/p); Khoan lỗ tâm: t2 = 2(mm); S2= 0,17(mm/v); n2= 375( v/p) Tiện đứt phôi: t3 = 0,6(mm); S3 = 0,4(mm/v); n3 = 723(v/p Các bước gia công thể bảng đây: TT Bước Máy Dao t(mm) S(mm/v) n(v/ph) Tiện mặt đầu 1Б 136 T15K6 0,4 0,25 723 Khoan lỗ tâm 1Б 136 P9 0,17 375 Tiện đứt 1Б 136 T15K6 0,6 0,4 723 4.2.2 Nguyên cơng 2: Khoan lỗ tâm, tiện mặt đầu mặt cịn lại, tiện thô Ø16 + Định vị: Chi tiết định vị mâm cặp + Kẹp chặt mâm kẹp + Chọn máy: Kiểu máy 1Б 136 + Chọn dao: Dao tiện T15k6 Mũi khoan P9 + Chế độ cắt: Tiện mặt đầu: t1 = 0,4( mm); S1= 0,25(mm/v); n1= 723(v/p) Tiện Ø 16: t2= 0,4( mm); S2= 0,25(mm/v); n2= 723(v/p) Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 76 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON Khoan tâm: t3 = 2(mm); S3= 0,17(mm/v); n3= 375( v/p) TT Bước Máy Dao t(mm) S(mm/v) n(v/ph) Tiện mặt đầu 1Б 136 T15K6 0,4 0,25 723 Tiện Ø16 1Б 136 T15K6 0,4 0,25 375 Khoan lỗ tâm 1Б 136 P9 0,17 375 4.2.3 Nguyên công 3: Tiện bề mặt Ø 21,Ø14, tiện côn tiện ren M16 + Định vị: Chi tiết định vị hai đầu chống tâm + Kẹp chặt hai đầu định tâm, truyền Mô-men tốc tiện + Chọn máy: Kiểu máy 1Б 136 + Chọn dao: Dao có ký hiệu T15K6 Chế độ cắt: TT Bước Máy Dao t(mm) S(mm/v) n(v/ph) Tiện 14 1Б 136 T15K6 0,4 0,25 723 Tiện 21 1Б 136 T15K6 0,4 0,25 723 Tiện côn 1Б 136 T15K6 0,4 S n =0,25 723 S d 0,25 4.2.4 Nguyên công 4: Tiện cầu R15 Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 77 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON Tiện ren M16 1Б136 T15K6 0,4 0,17 723 24 10 n R4 R15 ±0,05 cÇu s R15 + Định vị: Chi tiết định vị hai đầu chống tâm + Kẹp chặt hai đầu định tâm, truyền Mô-men tốc tiện + Chọn máy: Kiểu máy 1Б 136 + Chọn dao: Dao có ký hiệu T15K6, có cấu chạy dao đặc biệt Chế độ cắt: TT Bước Máy Dao Tiện thô mặt cầu 1Б 136 Tiện bán thô mặt cầu 1Б 136 Tiện tinh mặt cầu 1Б 136 t(mm) S(mm/v) n(v/ph) T15K6 0,4 S =0,25 723 T15K6 0,2 S =0,25 723 0,1 S =0,25 723 T15K6 4.2.5 Nguyên công 5: Khoan lỗ Ø s n 10 Ø 64 Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 78 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON + Định vị: Chi tiết định vị hai mũi tâm cứng + Kẹp chặt hai mũi tâm + Chọn máy: Kiểu máy 2A- 125 + Chọn dao: Dao có ký hiệu P9 + Chế độ cắt: t = 2(mm); S = 0,17(mm/v); n = 580 (v/p) TT Bước Máy Khoan tâm 2A-125 Dao S(mm/v) t(mm) n(v/ph) P9 0,17 580 4.2.6 Ngun cơng 6: Nhiệt luyện t (oC) T«i 850 350 Ram Phót + Đầu tiên tơi nhiệt độ cao 8500C thời gian phút + Sau ram nhiệt độ 3500C phút Yêu cầu kĩ thuật : Tôi mặt cầu R15 đạt độ cứng HRC 55 4.2.7 Nguyên công 7: Mài s1 s2 n2 n1 0,3 0,63 cÇu R15 ±0,05 Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 79 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON + Định vị: Bằng hai đầu chống tâm + Kẹp chặt hai đầu chống tâm + Chọn máy: Kiểu máy 3151 + Chọn dao: Đá mài chuyên dùng + Chế độ cắt: TT Bước Máy Dao t(mm) S(mm/v) n(v/ph) Mài cầu 3151 Đá mài 0,016 0,019 723 Mài côn 3151 Đá mài 0,016 0,01 723 4.2.8 Nguyên công 8: Kiểm tra 0,3 1:10 1:8 20 21 18 0,63 R4 cÇu R15 ±0,05 + Kiểm tra độ bóng bề mặt cầu đạt 0,32; mặt côn đạt 0,63 + Mặt côn lắp ráp đạt độ côn 1: + Mặt côn không lắp ráp đạt độ côn 1: 10 + Kiểm tra độ đảo mặt cầu cho phép = 0.01mm Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 80 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON KẾT LUẬN Sau thời gian làm đồ án, hướng dẫn tận tình thầy Trương Đặng Việt Thắng giúp đỡ thầy giáo khác mơn, em hồn thành u cầu nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp Trong đồ án em xây dựng phương pháp tính tốn thiết kế cho hệ thống treo đảm bảo yêu cầu như: + Tính êm dịu chuyển động + An toàn với chế độ tải + Độ bền chi tiết cao + Đảm bảo cho ơtơ chạy địa hình u cầu + Các chi tiết có cấu tạo đơn giản, dễ gia cơng tháo lắp Ngồi ra, đồ án ngồi việc tính tốn thiết kế hệ thống treo Mc.pherson, em cịn tìm hiểu thêm nhiều hệ thống treo khác , rút ưu nhược điểm loại lựa chọn phương án thiết kế thích hợp Bên cạnh vấn đề giải hạn chế như: + Khả thay đổi độ cứng hệ thống treo cho thích hợp với thay đổi tải trọng + Khả thay đổi độ cao trọng tâm xe cho phù hợp với điều kiện địa hình Trong trình thực đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót ,em mong thầy giáo bảo để sửa chữa, rút kinh nghiệm để trường trở thành kỹ sư có trình độ vững vàng Một lần em xin chân thành cảm ơn ! Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 81 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON TÀI LIỆU THAM KHẢO Tập giảng Thiết kế tính tốn tơ Hà Nội 2011 - Nguyễn Trọng Hoan Cấu tạo gầm xe Nxb Giao thông vận tải 2002 – Nguyễn Khắc Trai Kết cấu ô tô NXB Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội 2010 - Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hoàng Lý Thuyết ô tô máy kéo Nxb Khoa học kĩ thuật 2008 – Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng Dung sai lắp ghép NXB giáo dục Việt Nam - Ninh Đức Tốn Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí NXB giáo dục - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Chi tiết máy, Tập I&II NXB Giáo dục 2006 - Nguyễn Trọng Hiệp Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 82 ... chính: Hệ thống treo phụ thuộc hệ thống treo độc lập a) b) Hình 1.6 - Sơ đồ hệ treo 1-Thùng xe; 2- Bộ phận đàn hồi; 3- Bộ phận giảm chấn; 4- Dầm cầu; 5- Các đòn liên kết hệ treo Trong hệ thống treo. .. thiết kế cho hệ thống treo cho cầu trước - Nhiêm vụ đề tài giao thiết kế hệ thống treo trước cho xe du lịch dựa vào đường đặc tính đàn hồi lên em chọn hệ thống treo trước Mc.pherson Hình 2.2- Hệ thống. .. tĩnh hệ treo trạng thái không tải : Nguyễn Khắc Kiên - Kĩ thuật CKĐL I- K55 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỒNG TREO XE CON 800.180 Hệ thống treo trước: fot1= M10.f t = M1t 900 Hệ thống treo