Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗTính toán thiết kế hệ thống treo xe con 5 chỗ
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 1.1 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU 1.2 CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG TREO XE CON 1.3 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TREO 1.3.1 Hệ thống treo phụ thuộc 1.3.2 Hệ thống treo độc lập 11 1.4 BỘ PHẬN GIẢM CHẤN 18 1.5 XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG TREO (HTT) 21 CHƢƠNG II: LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 22 2.1 HỆ THỐNG TREO TRƢỚC 22 2.2 HỆ THỐNG TREO SAU 23 CHƢƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRƢỚC MC.PHERSON 24 3.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG TREO 24 3.1.1 Các thông số ban đầu 24 3.1.2 Xác định thông số HTT 25 3.2 ĐỘNG HỌC HỆ TREO MC.PHERSON 29 3.2 Xác định độ dài chữ A vị trí khớp (phương pháp đồ thị) 29 3.2.2 Đồ thị động học để kiểm tra động học hệ treo 32 3.2.3 Mối quan hệ hình học hệ treo Mc.Pherson 32 3.2.4 Đồ thị động học hệ treo Mc.Pherson 34 3.3 ĐỘNG LỰC HỌC HỆ TREO MC.PHERSON 35 3.3.1 Các chế độ tải trọng tính tốn 35 3.3.2 Xác định độ cứng chuyển vị phần tử đàn hồi 36 3.3.3 Xác định phản lực lực tác dụng lên hệ treo cầu trước dẫn hướng 38 3.4 CHỌN VÀ KIỂM BỀN CÁC BỘ PHẬN CHÍNH 44 3.4.1 Đòn ngang chữ A 44 3.4.2 Tính bền Rơtuyn 51 3.5 TINH TOAN LO XO HỆ THỐNG TREO TRƢỚC 53 3.5.1 Lực lớn tác dụng lên lò xo 53 3.5.2 Trình tự thiết kế lò xo 54 SVTH: Vũ Văn Quyết Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe 3.5.3 Kết luận 57 3.6 TÍNH TỐN GIẢM CHẤN 58 3.6.1 Chọn giảm chấn 58 3.6.2 Tính tốn thiết kế giảm chấn 58 3.7 CHỌN Ụ CAO SU HẠN CHẾ HÀNH TRÌNH CHO HTT 66 CHƢƠNG IV: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO SAU 68 4.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG TREO 68 4.2 ĐỘNG HỌC HỆ THỐNG TREO HAI ĐÒN NGANG 72 4.2.1 Xác định độ dài chữ A vị trí khớp (phương pháp đồ thị) 72 4.3 ĐỘNG LỰC HỌC HỆ TREO HAI ĐÒN NGANG 74 4.3.1 Các chế độ tải trọng tính tốn 74 4.3.2 Xác định độ cứng chuyển vị phần tử đàn hồi 76 4.3.3 Xác định phản lực lực tác dụng lên hệ treo cầu trước dẫn hướng 78 4.4 TÍNH CÁC THƠNG SỐ LÒ XO VÀ GIẢM CHẤN TREO SAU 84 4.4.1 Tính tốn lị xo treo sau 84 4.4.2 Tính tốn giảm chấn hệ thống treo sau 88 CHƢƠNG V : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM 3D SOLID WORK ĐỂ TÍNH BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT 94 5.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM 3D SOLID WORK 94 5.2 ỨNG DỤNG KIỂM NGHIỆM BỀN CÀNG CHỮ A HỆ TREO TRƢỚC 96 5.2.1 Sơ đồ hóa bước thực 96 5.2.2 Kiểm nghiệm bền chữ A hệ treo trước 96 KẾT LUẬN 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 SVTH: Vũ Văn Quyết Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe LỜI NÓI ĐẦU Khi ô tô chạy đƣờng không phẳng phát sinh dao động Khi ô tô chạy đƣờng không phẳng phát sinh dao động Những dao động thƣờng ảnh hƣởng xấu, đặc biệt ảnh hƣởng ngƣời lái hành khách ngồi xe, tới hàng hoá, tuổi thọ xe Ở nƣớc phát triển, dao động ô tô đƣợc quan tâm đặc biệt Dao động xe đƣợc nghiên cứu đƣa mức tối ƣu làm giảm đến mức thấp tác hại đến ngƣời đồng thời làm tăng tuổi thọ xe nhƣ phận đƣợc treo Ở nƣớc ta, mục tiêu ngành Công nghiệp ô tô năm tới nội địa phần tiến tới nội địa tồn phần sản phẩm tơ Khơng dừng lại đó, bắt đầu quan tâm đến tính êm dịu chuyển động, tính an tồn chuyển động hay nói cách khác tính động lực học tơ, từ có cải tiến hợp lý với điều kiện sử dụng nƣớc ta Để hoàn thành đƣợc mục tiêu này, phải thiết kế cụm, chi tiết cho phù hợp với điều kiện sử dụng mặt khác cịn phải đảm bảo tính cơng nghệ Việt Nam Trƣớc yêu cầu thực tế đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ô tô em đƣợc giao nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống treo cho xe chỗ Với giúp đỡ tận tình thầy giáo hƣớng dẫn Hồng Thăng Bình em hồn thành đồ án tốt nghiệp nhƣng lực thân hạn chế kinh nghiệm thiết kế cịn chƣa có nhiều nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong thầy thơng cảm đóng góp ý kiến để em làm tốt tƣơng lai Em xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày … tháng… năm 2015 Sinh viên thực hiện: Vũ Văn Quyết SVTH: Vũ Văn Quyết Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe CHƢƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu Khái niệm hệ thống treo đƣợc hiểu hệ thống liên kết bánh xe khung xe vỏ xe Mối liên kết treo xe mối liên kết đàn hồi có chức sau đây: - Tạo điều kiện cho bánh xe thực chuyển động tƣơng đối theo phƣơng thẳng đứng khung xe vỏ xe theo yêu cầu dao động “êm dịu” hạn chế tới mức chấp nhận đƣợc chuyển động khơng muốn có khác bánh xe (nhƣ lắc ngang, lắc dọc) - Truyền lực mô men bánh xe khung xe bao gồm lực thẳng đứng (tải trọng, phản lực) lực dọc (lực kéo lực phanh, lực đẩy lực kéo với khung, vỏ) lực bên (lực li tâm, lực gió bên, phản lực bên) mơ men chủ động, mô men phanh Trên hệ thống treo, liên kết bánh xe khung vỏ cần thiết phải mềm nhƣng phải đủ khả để truyền lực Quan hệ đƣợc thể yêu cầu sau : a) Hệ thống treo phải phù hợp với điều kiện sử dụng theo tính kỹ thuật xe (xe chạy đƣờng tốt hay xe chạy loại đƣờng khác nhau) b) Bánh xe chuyển dịch giới hạn định c) Quan hệ động học bánh xe phải hợp lý thoả mãn mục đích hệ thống treo làm mềm theo phƣơng thẳng đứng nhƣng không phá hỏng quan hệ động học động lực học chuyển động bánh xe d) Không gây nên tải trọng mối liên kết với khung vỏ SVTH: Vũ Văn Quyết Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe e) Có độ bền cao f) Có độ tin cậy lớn, khơng gặp hƣ hỏng bất thƣờng Đối với xe cần phải quan tâm đến yêu cầu sau : - Giá thành thấp độ phức tạp hệ thống treo khơng q lớn - Có khả chống rung chống ồn truyền từ bánh xe lên thùng, vỏ tốt - Đảm bảo tính ổn định tính điều khiển chuyển động ô tô tốc độ cao, ô tô điều khiển nhẹ nhàng 1.2 Các phận hệ thống treo xe Hệ thống treo xe gồm phận sau : - Bộ phận đàn hồi : phận nối mềm bánh xe thùng xe, nhằm biến đổi tần số dao động cho phù hợp với thể ngƣời (60-90 lần/ph) Bộ phận đàn hồi bố trí khác xe nhƣng cho phép bánh xe dịch chuyển theo phƣơng thẳng đứng Trên xe phận đàn hồi thƣờng gặp loại : - Nhíp - Lị xo trụ - Lị xo lị xo xếp - Thanh xoắn - Khí nén SVTH: Vũ Văn Quyết Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe - Thuỷ lực Hiện phận đàn hồi đƣợc làm có xu hƣớng “mềm mại” nhằm tạo điều kiện cho bánh xe lăn “êm” mặt đƣờng Hiện ngƣời 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 nhƣ : 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 - Bộ phận dẫn hƣớng : Cho phép bánh xe dịch chuyển thẳng đứng vị trí so với khung vỏ, bánh xe phải đảm nhận khả truyền lực đầy đủ Bộ phận dẫn hƣớng phải thực tốt chức Trên hệ thống treo phận dẫn hƣớng có cấu tạo khác Quan hệ bánh xe với khung xe thay đổi vị trí theo phƣơng thẳng đứng đƣợc gọi quan hệ động học Khả truyền lực vị trí đƣợc gọi quan hệ động lực học hệ treo Trong mối quan hệ động học thơng số đƣợc xem xét : dịch chuyển (chuyển vị) bánh xe không gian ba chiều vị trí bánh xe thay đổi theo phƣơng thẳng đứng (z) Mối quan hệ động lực học đƣợc biểu thị qua khả truyền lực mô men bánh xe vị trí khác - Bộ phận giảm chấn : Đây phận hấp thụ lƣợng dao động học bánh xe thân xe Bộ phận giảm chấn có ảnh hƣởng tới biên độ dao động Trên xe đại dùng loại giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng hai chiều trả nén Trong hành trình trả (bánh xe xa khung vỏ) giảm chấn có nhiệm vụ giảm bớt xung lực va đập truyền từ bánh xe lên khung - Thanh ổn định : Trên xe ổn định hầu nhƣ có Trong trƣờng hợp xe chạy đƣờng không phẳng quay vòng, dƣới tác dụng lực li tâm SVTH: Vũ Văn Quyết Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe 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 đƣờng 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 chịu tải Cấu tạo chung có dạng chữ U Các đầu chữ U nối với bánh xe thân nối với vỏ nhờ ổ đỡ cao su - Các vấu cao su tăng cứng hạn chế hành trình : Trên xe vấu cao su thƣờng đƣợc đặt kết hợp vỏ giảm chấn Vấu cao su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình bánh xe nhằm hạn chế hành trình làm việc bánh xe - Các cấu điều chỉnh xác 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 khác nhau, loại khác 1.3 Phân loại hệ thống treo Hiện xe hệ thống treo bao gồm nhóm : Hệ thống treo phụ thuộc hệ thống treo độc lập Trong hệ thống treo phụ thuộc (hình 1.1.a) bánh xe đƣợc đặt dầm cầu liền, phận giảm chấn đàn hồi đặt thùng xe dầm cầu liền Qua cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc, dịch chuyển bánh xe theo phƣơng thẳng đứng gây nên chuyển vị bánh xe bên Trong hệ thống treo độc lập (hình 1.1b) bánh xe dầm cầu dao động độc lập với Các bánh xe “độc lập” dịch chuyển tƣơng khung vỏ Trong thực tế chuyển động xe điều coi thùng vỏ xe đứng yên SVTH: Vũ Văn Quyết Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe a) b) Hình 1.1 : 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 Đối với hệ treo độc lập, vào đặc tính động học đặc điểm kết cấu ngƣời ta thƣờng chia làm loại sau : - Treo hai đòn ngang - Treo Mc.Pherson - Treo đòn dọc - Treo địn dọc có ngang liên kết - Treo đòn chéo 1.3.1 Hệ thống treo phụ thuộc Đặc trƣng hệ thống treo phụ thuộc bánh xe lắp dầm cầu cứng Trong trƣờng hợp cầu xe bị động dầm thép định hình, cịn trƣờng hợp cầu chủ động dầm phần vỏ cầu có phần hệ thống truyền lực SVTH: Vũ Văn Quyết Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe Đối với hệ treo phận đàn hồi nhíp lị xo xoắn ốc, phận dập tắt dao động giảm chấn Nếu phận đàn hồi nhíp ngƣời ta sử dụng nhíp gồm nhiều nhíp ghép lại với quang nhỏ đƣợc bắt chặt với dầm cầu nhíp Hai đầu nhíp đƣợc uốn trịn lại để đầu bắt với thùng khung xe khớp trụ đầu bắt với thùng khung xe quang treo nhíp dễ dàng dao động đảm bảo có khả truyền lực dọc ngang Nếu nhƣ phận đàn hồi lò xo xoắn phải dùng thêm hai đòn dọc dƣới hai đòn dọc Đòn dọc dƣới đƣợc nối với cầu, đòn dọc đƣợc nối với khớp trụ (hình 1.2) Để đảm bảo truyền đƣợc lực ngang ổn định vị trí thùng xe so với cầu ngƣời ta phải dùng thêm “đòn Panhada” Hình 1.2 Treo phụ thuộc loại lị xo xoắn ốc 1.Dầm cầu 2.Lò xo xoắn ốc 3.Giảm chấn 4.Đòn dọc 5.Đòn dọc 6.Thanh giằng Panhala Lò xo xoắn ốc trƣờng hợp đặt địn dọc đặt cầu Giảm chấn thƣờng đƣợc đặt lịng lị xo xoắn ốc để chiếm không gian *Cấu tạo hệ thống treo phụ thuộc có ƣu nhƣợc điểm SVTH: Vũ Văn Quyết Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe a Nhƣợc điểm - Khối lƣợng phần liên kết bánh xe (phần không đƣợc treo) lớn, đặc biệt cầu chủ động Khi xe chạy đƣờng không phẳng, tải trọng động sinh gây nên đập mạnh phần không treo phần treo làm giảm độ êm dịu chuyển động Mặt khác bánh xe va đập mạnh đƣờng làm xấu tiếp xúc bánh xe với đƣờng - Khoảng khơng gian phía dƣới 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 Hình 1.3 Sự thay đổi vị trí bánh xe xe xe trèo lên mô đất - Sự nối cứng bánh xe bên bờ dầm liên kết gây nên tƣợng xuất chuyển vị phụ xe chuyển động b Ƣu điểm - Trong trình chuyển động vết bánh xe đƣợc cố định khơng xảy tƣợng mịn lốp nhanh nhƣ hệ thống treo độc lập SVTH: Vũ Văn Quyết 10 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe Thay số vào ta có : n= 0,122*8*104 *106 *0, 013 4,38 (vòng) ; 8*83 *(11014 3947) Suy số vòng lò xo làm việc : n = (vòng) Bƣớc 3: Xác định kích thƣớc lị xo - Đối với lị xo chịu nén, số vịng tồn n0 đƣợc tính theo công thức: n0 = n + = + = (vòng) - Chiều cao lò xo Hs: Mỗi đầu lò xo chịu nén đƣợc nén xít lại chiều cao lị xo lúc vịng xít lại : Hs = (n0 - 0.5)*d = (6 – 0,5)*13 = 71,5(mm) - Bƣớc vòng lò xo chịu tải : t=d+ mx ; n đó: max : chuyển vị lị xo ứng với lực Fma x max Fmax 11014 0,19(m) 190(mm) Clx 57926 t = 13 + 190 = 45 (mm) - Chiều cao lò xo H0 chƣa chịu tải : H0 = Hs + n*(t - d) = 71,5 + 6*(45 - 13) =263,5 (mm) SVTH: Vũ Văn Quyết 87 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe Bƣớc 4: - ứng suất xoắn lớn tiết diện dây lò xo: 8* k * D * Fmax 8*1.172*104*11014 1557( MN / m2 ) 3 *d *13 ma x = Thoả mãn bền - ứng suất xoắn nhỏ tiết diện dây lò xo: min = 8* k * D * Fmin 8*1,172*104*3947 558( MN / m2 ) *d3 *133 Thoả mãn bền c Kết luận Các thơng số thiết kế lị xo - Đƣờng kính dây lị xo: d = 13 (mm) - Đƣờng kính trung bình lị xo: D = 104 (mm) - Tỷ số đƣờng kính : c = - Bƣớc lò xo chịu tải : t = 45 (mm) - Chiều cao lò xo chịu tải: Hs = 71,5 (mm) - Chiều cao lò xo chƣa chịu tải : H0 = 263,5 (mm) - Số vòng làm việc lò xo : n = (vòng) - Số vịng tồn : n0 = (vịng) - Hành trình lị xo : flx = 122 (mm) - Độ cứng lò xo : Clx =57926 (Nm) - Vật liệu : Thép 50CrV4 4.4.2 Tính tốn giảm chấn hệ thống treo sau Tƣơng tự nhƣ trình tính tốn giảm chấn trƣớc ta có q trình tính toán giảm chấn sau nhƣ sau: SVTH: Vũ Văn Quyết 88 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe * Xây dựng đường đặc tính yêu cầu giảm chấn Đặc tính giảm chấn sau đƣợc xây dựng mối quan hệ lực cản Pg tốc độ piston Vg giảm chấn ta có quan hệ lực cản giảm chấn (Pg) tốc độ dịch chuyển piston giảm chấn (Vg) nhƣ sau: Pgn= Kgn.Vgm Pgt= Kgt.Vgm Trong đó: Kgn, Kgt: hệ số cản giảm chấn hành trình nén trả, Vg: vận tốc piston giảm chấn, z : Độ dịch chuyển piston giảm chấn m: số mũ có giá trị phụ thuộc kích thƣớc lỗ tiết lƣu Chọn m =1 Pgn= Kgn.Vg Pgt= Kgt.Vg Nhƣ trình phân tích để xây dựng đƣờng đặc tính ta cần tính: - Hệ số tắt dần Kngh: Ta có: K ngh 2.Got g f t 2.184,5.9,81 2889,35 9,81.0,16 K K ngh - Hệ số cản K hệ thống treo: Trong đó: hệ số dập tắt tƣơng đối Chọn = 0,15 K = 0,15.2829,35 = 433,4 (Ns/m) Ta có: Kg = K Trong đó: - Hệ số quy dẫn hệ số cản giảm chấn trục bánh xe Pg Zc [N] sin Theo định luật bảo toàn cơng, ta có: Zb.Vc = Pg.Vg SVTH: Vũ Văn Quyết 89 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe Trong : ZC: Lực cản dao động hệ thống treo VC:Tốc độ dao động tƣơng đối khung vỏ Pg: Lực cản tác dụng lên Piston giảm chấn Vg: Tốc độ dịch chuyển tƣơng đối piston xilanh - Hệ số cản hành trình nén trả: K gn 2. K 2.1,13.433,4 244,8 (N.s/m) 1 1 Kgt= .Kgn= 3.244,8 = 734,6 (N.s/m) -Lực cản Pg giảm chấn hành trình nén trả: Pgn = Kgn.Vg Pgn= 244,8.0,3 = 73,44 (N) Pgt= Kgt.Vgm Pgt = 734,6 0,3 = 220,4 (N) Hệ số cản hành trình nén K'gn trả K'gt van giảm tải mở (Tƣơng ứng với lực Pg tác dụng lên Piston giảm chấn lớn ,vận tốc Piston Vgmax = 50cm/s) Để xác định K'gn ,K'gt ta cần xác định thông số giảm chấn: * Xác định thơng số giảm chấn - Đƣờng kính Piston giảm chấn: Đối với xe thiết kế ta chọn dp = 40 (mm) => Fp= .d2/4 = .402/4 = 1256 (mm2) - Đƣờng kính cần Piston: dc = (0,40,5)dp =(0,40,5).40 (mm) Chọn dc = 18 (mm) Fc= .d2/4 = 1.82/4 = 254,34 (mm2) - Chiều dài kết cấu giảm chấn (phần chứa dầu): SVTH: Vũ Văn Quyết 90 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe Chọn lg = 80 (mm) Đƣờng kính ngồi giảm chấn dngc [mm] : d ngc d p 2 t 40 2.5 50mm t: Chiều dày thành giảm chấn, chọn t= mm Để đảm bảo điều kiện làm việc an toàn giảm chấn chịu lực Pgmax áp suất chất lỏng giảm chấn không vƣợt giới hạn cho phép 2,55MPa, với xe thiết kế xe ta chọn pmax = 2,5MPa cho hành trình trả Đối với hành trình trả ta có: K' gt Với: Pgtmax Pgt Vmaxg Vg Pgtmax = pmax.(Fp - Fc) [N] Pgtmax =2,5.106.(201- 50,26).10-6= 376,85 (N) K' gt 376,85 220,4 782,25 (N.s/m) 0,5 0,3 Đối với hành trình nén ta tính giá trị K'gn đƣợc xác định nhƣ sau: K ' gn K gn K' gt K gt 782,25 1,06 734,6 => K'gn= 1,06 Kgn= 1,06.244,8= 259,5(N.s/m) => Pgnmax =K'gn.Vgmax = 259,5.0, = 129,75(N) Trong đó: Vgmax tốc độ piston giảm chấn van giảm tải mở, Vgmax = 0,5 (m/s) * Xác định tiết diện lưu thông van giảm tải - Đối với hành trình trả: Ta có : f Fpt K gt v Pt 2.g Trong đó: SVTH: Vũ Văn Quyết 91 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe v: hệ số lƣu lƣợng, tính tốn thừa nhận chọn v= 0,7 = 910 Kg/m3: trọng lƣợng riêng chất lỏng g = 9,81 m/s2: gia tốc trọng trƣờng Fp: diện tích ép chất lỏng piston giảm chấn [m2] Kgt: hệ số cản giảm chấn hành trình trả Pt :Áp suất khoang giảm chấn hành trình nén pt fv Pgnmax Fp 376,85 1,87.10 ( N / m ) 6 201.10 (201.10 3 50,26.10 3 ) 910.1,87.10 0,41 (mm ) 734,6.0,7 2.9,81 - Đƣờng kính lỗ van hành trình trả: d vt f v 4.0,41 0,72 (mm) - Đối với hành trình nén: f Fpn K gn v Pn 2.g Trong đó: v: hệ số lƣu lƣợng, tính tốn thừa nhận chọn v= 0,7 = 910 Kg/m3: trọng lƣợng riêng chất lỏng g = 9,81 m/s2: gia tốc trọng trƣờng Fp: diện tích ép chất lỏng piston giảm chấn [m2] Kgn: hệ số cản giảm chấn hành trình trả pn :Áp suất chất lỏng giảm chấn pn SVTH: Vũ Văn Quyết Pgnmax Fp 129,75 0,65.10 ( N / m ) 201.10 6 92 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe Vậy f (201.10 3 ) 910.0,65.10 1,22.10 6 (m ) 259,5.0,7 2.9,81 - Đƣờng kính lỗ van hành trình trả: d vt f v 4.1,22 1,25 (mm) * Tính tốn nhiệt giảm chấn tg Ta có : Nt tm t S g Trong : Nt: Cơng suất tiêu thụ giảm chấn, ta có: N t K gt K gn Vg2 (734,6 244,8) 0,32 44( Nm / s) Với: Vg: Tốc độ Piston giảm chấn ,Vg =20 30 cm/s Chọn Vg = 30 cm/s t: Hệ số truyền nhiêt giảm chấn khơng khí Chọn t = 80 Sg: Diện tích ngồi cuả giảm chấn Sg đƣợc tính nhƣ sau: D S g D. l g 2 (m2) Với D = dngc= 19 (mm) ta đƣợc: 19.10 3 S g 19.10 3.( 80.10 3 ) 0,006(m ) tm : Nhiệt độ môi trƣờng, chọn tm = 270 C Vậy: t g 44 27 118 (C ) 80.0,006 Nhiệt độ thỏa mãn, nhỏ giá trị cho phép < 1200 SVTH: Vũ Văn Quyết 93 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe CHƢƠNG V : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM 3D SOLID WORK ĐỂ TÍNH BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT 5.1 Giới thiệu phần mềm 3D solid work Phần mềm Solidworks đƣợc biết đến rộng rãi tính phổ biến nay, phần mềm chuyên thiết kế 3D hãng Dassault System phát hành dành cho xí nghiệp vừa nhỏ, đáp ứng hầu hết nhu cầu thiết kế khí Solidworks đƣợc biết đến từ phiên Solidworks 1998 đƣợc du nhập vào nƣớc ta với phiên 2003 với phiên 2010 phần mềm phát triển đồ sộ thƣ viện khí phần mềm khơng dành cho xí nghiệp khí mà cịn dành cho ngành khác nhƣ: đƣờng ống, kiến trúc, trang trí nội thất, mỹ thuật … Logo phần mềm Solidworks Một số chức SOLIDWORKS * Chức CAD: Các khối đƣợc xây dựng sở kỹ thuật parametric, mơ hình hóa SVTH: Vũ Văn Quyết 94 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe Chức báo lỗi giúp ngƣời sử dụng dễ dàng biết đƣợc lỗi thực lệnh Bảng FeatureManager design tree cho phép ta xem đối tƣợng vừa tạo thay đổi thứ tự thực lệnh Các lệnh mang tính trực quan làm cho ngƣời sử dụng dễ nhớ Dữ liệu đƣợc liên thông môi trƣờng giúp cập nhật nhanh thay đổi mơi trƣờng Với tính thiết kế tiện ích giúp ngƣời sử dụng thiết kế cách có hiệu vẽ kỹ thuật: Hệ thống quản lý kích thƣớc ràng buộc môi trƣờng vẽ phát giúp ngƣời sử dụng tạo biên dang cách dễ dàng tránh đƣợc lỗi tạo biên dạng Công cụ hiệu chỉnh sử dụng dễ dàng giúp ta hiệu chỉnh đối tƣợng cách nhanh chóng Trong mơi trƣờng Drawing cho phép ta tạo hình chiếu chi tiết lắp với tỉ lệ vị trí ngƣời sử dụng quy định mà khơng ảnh hƣởng đến kích thƣớc Chuyển đổi ngơn ngữ Text với thứ tiếng khác Cơng cụ tạo kích thƣớc tự động kích thƣớc theo quy định ngƣời sử dụng Tạo thích cho lỗ cách nhanh chống Chức ghi độ nhám bề mặt, dung sai kích thƣớc hình học đƣợc sử dụng dễ dàng Các công cụ thiết kế vẽ lắp: Các chi tiết 3D sau thiết kế xong lắp ráp lại với tạo thành phận máy máy hoàn chỉnh Xây dựng đƣờng dẫn thể quy trình lắp ghép Xác định bậc tự cho chi tiết lắp ghép * Chức CAM: Để dùng đƣợc chức này, phải sử dụng modul solidworks SolidCam Đây modul Cam Solid, đƣợc tách để bán riêng SVTH: Vũ Văn Quyết 95 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe Nếu có điều kiện tải dùng, chạy giao diện solidworks, việc sử dụng SolidCam thật vô thân thiện, dễ sử dụng 5.2 Ứng dụng kiểm nghiệm bền chữ A hệ treo trước 5.2.1 Sơ đồ hóa bƣớc thực Các bƣớc thực trình tính bền chi tiết: Bƣớc : Thiết kế mơ hình 3D chi tiết Bƣớc : Tính tốn chế độ tải đặt lực Bƣớc : Tính bền chi tiết 5.2.2 Kiểm nghiệm bền chữ A hệ treo trƣớc Mơ hình 3D chữ A : việc thiết kế mơ hình 3D bƣớc vơ quan trọng làm tiền đề cho bƣớc tính tốn kiểm nghiệm Trong q trình thiết kế mơ hình cần có thơng số sát với thực tế nhƣ : kích thƣớc, vật liệu…Mơ hình 3D chữ A đƣợc thiết kế phần mềm Solidwork nhƣ hình 5.1 Hình 5.1 : Mơ hình 3D chữ A SVTH: Vũ Văn Quyết 96 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe Theo kết tính tốn chế độ tải trọng chƣơng III lựa chon vật liệu thép hợp kim, ta có sơ đồ đặt lực cố định chi tiết nhƣ hình 5.2 : Hình 5.2 Sơ đồ đặt lực trường hợp chịu lực tổng tác dụng Tiếp theo tiến hành chia lƣới kết nhƣ hình 5.3: Việc chia lƣới liên quan đến tính xác kết kiểm nghiệm, vật đƣợc chia lƣới nhỏ (mịn) kết xác ngƣợc lại Tuy nhiên việc chia lƣới mịn nhiều thời gian cho máy tính SVTH: Vũ Văn Quyết 97 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe Hình 5.3 Hình ảnh chia lưới Kết kiểm nghiệm trường hợp chịu tổng tác dụng Hình 5.4 Kết kiểm nghiệm chữ A trường hợp chịu tổng lực tác dụng SVTH: Vũ Văn Quyết 98 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe Qua hình ảnh kết kiểm nghiệm hình 5.4 ta nhận thấy mơ hình thiết kế với vật liệu chọn đủ bền, đảm bảo hoạt động tốt không bị hƣ hỏng trƣờng hợp chịu lực phanh cực đại Thông số vật liêu thép hợp kim : Ứng suất kéo : 6.20442e+007 N/m^2 Ứng suất giới hạn : Mô dul đàn hồi : 7.9e+010 N/m^2 2.1e+011 N/m^2 Hằng số poison : Khối lƣợng riêng : 0.28 7700 kg/m^3 Nhiệt dung riêng : 1.3e-005 /Kelvin Trong hình 5.4 kết kiểm nghiệm chữ A trƣờng hợp chịu lực tổng tác dụng, kết cho thấy đủ bền, hoạt động tốt mà không bị hƣ hỏng trƣờng hợp Kết Luận : Qua kết kiểm nghiệm tổng chế độ tải trọng trƣờng hợp chịu lực phanh cực đại trƣờng hợp chịu lực ngang lớn phần mêm 3D SolidWork, chữ A với kiểu dáng thiết kế vật liệu nhƣ kích thƣớc chọn đủ bền, đảm bảo cho xe hoạt động tốt SVTH: Vũ Văn Quyết 99 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe KẾT LUẬN Sau thời gian nỗ lực thân hƣớng dẫn tận tình thầy Hồng Thăng Bình em hoàn thành đƣợc đồ án theo tiến độ với đề tài “Tính tốn thiết kế hệ thống treo cho xe chỗ ngồi ”, tập trung vào nội dung sau: Trong chƣơng đồ án em khái quát cách có hệ thống hệ thống treo Chƣơng em đƣa lựa chọn phƣơng án cho thiết kế Chƣơng hai chƣơng trọng tâm đồ án, hai chƣơng đồ án em tập trung vào phần tính tốn thơng số cho hệ thống treo bao gồm : Hệ thống treo trƣớc hệ thống treo sau Chƣơng em có vẽ 3D mơ để kiểm bền chi tiết chữ A hệ treo trƣớc Tuy nhiên đồ án cịn có hạn chế: Các kết tính cịn cần có kiểm chứng thực nghiệm Trong điều kiện kinh tế thiết bị kĩ thuật cịn hạn chế, việc thí nghiệm kiểm chứng chƣa thực đƣợc Tuy có nhiều cố gắng song trình độ cịn hạn chế, thiếu tính kiểm nghiệm xe thực tiễn đồ án khó tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đƣợc đóng góp quý báu thầy bạn đồng nghiệp Cuối cùng, lần em trân trọng cảm ơn thầy Hồng Thăng Bình - ngƣời hƣớng dẫn trực tiếp, đồng thời em xin cảm ơn thầy Bộ mơn Ơ tơ xe chun dụng trƣờng ĐHBKHN Cảm ơn bạn lớp giúp đỡ để em hồn thiện đồ án Xin chân thành cảm ơn Hà nội ngày….tháng ….năm 2015 Sinh viên thực Vũ Văn Quyết SVTH: Vũ Văn Quyết 100 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Trọng Hoan: "Tập giảng thiết kế tính tốn tơ", 2007 Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hƣờng, Nguyễn Văn Chƣởng, Trịnh Minh Hoàng : “Kết Cấu Ơ tơ”, Nhà XB Bách Khoa – Hà Nội, 2010 Trịnh Chất, Lê Văn Uyển : " Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập tập 2", Nhà XB Giáo Dục, 2007 Ninh Đức Tốn, Đỗ Trọng Hùng : " Hƣớng dẫn làm tập dung sai", Nhà XB Giáo Dục, 2007 SVTH: Vũ Văn Quyết 101 ... nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe CHƢƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu Khái niệm hệ thống treo đƣợc hiểu hệ thống liên kết bánh xe khung xe vỏ xe Mối liên kết treo xe. .. tốt nghiệp Thiết kế hệ thống treo xe 3 .5. 3 Kết luận 57 3.6 TÍNH TOÁN GIẢM CHẤN 58 3.6.1 Chọn giảm chấn 58 3.6.2 Tính tốn thiết kế giảm chấn 58 3.7 CHỌN... loại khác 1.3 Phân loại hệ thống treo Hiện xe hệ thống treo bao gồm nhóm : Hệ thống treo phụ thuộc hệ thống treo độc lập Trong hệ thống treo phụ thuộc (hình 1.1.a) bánh xe đƣợc đặt dầm cầu liền,
