Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 33 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
33
Dung lượng
766,32 KB
Nội dung
LỜI NÓI ĐẦU Trong nền kinh tế đang tăng trưởng mạnh mẽ của nước ta, nhu cầu về giao thông vận tải ngày càng lớn. Vai trò quan trọng của ô tô ngày càng được khẳng định vì ô tô có khả năng cơ động cao, vận chuyển được người và hàng hóa trên nhiều loại địa hình khác nhau. Với ô tô nói chung và xe khách nói riêng, an toàn chuyển động là chỉ tiêu hàng đầu trong việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng của phương tiện. Một trong các hệ thống quyết định đến tính an toàn và ổn định chuyển động là hệ thống lái đặc biệt là ở tốc độ cao. Với đề tài của mình, em đã cơ bản hoàn thành việc thiết kế hệ thống lái cho xe khách. Trong quá trình làm Đồ án tốt nghiệp, được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Văn Bang và các thầy cô giáo trong bộ môn Cơ khí ô tô em đã hoàn thành bài Đồ án tốt nghiệp của mình. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện, chắc chắn em không tránh khỏi những thiếu sót, do đó em rất mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý của các thầy và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn! 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI I, NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI 1, Nhiệm vụ Hệ thống lái dùng để giữ đúng hướng chuyển động hoặc thay đổi hướng chuyển động của ô tô khi cần thiết. Có thể thay đổi hướng chuyển động bằng cách : - Thay đổi phương chuyển động của bánh xe dẫn hướng. - Thay đổi momen xoắn ở bánh sau chủ động - Kết hợp cả 2 phương pháp. Theo quan điểm về an toàn chuyển động thi hệ thống lái là hệ thống quan trọng nhất. 2, Phân loại Có nhiều cách để phân loại hệ thống lái ô tô : - Phân loại theo cách bố trí cơ cấu lái : + Loại cơ cấu lái đặt bên trái ( dùng cho các nước có luật giao thông quy định chiều chuyển động là bên phải, đại đa số các nước có luật giao thông đi bên phải ) + Loại cơ cấu đăt bên phải ( dùng cho các nước có luật giao thông quy định chiêu chuyển dộng là bên trái , có rất ít nước thí dụ: Anh Thụy Diển , Nhật…) - Theo kết cấu của cơ cấu lái: + Loại trục vít, bánh vít + Loại trục vít đòn quay + Loại thanh khía + Loại liên hợp ( Trục vít – ê cu – cung răng ) - Theo số bánh dẫn hướng : + Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng cầu trước + Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng cầu sau 2 + Hệ thống lái với các bánh xe dẫn hướng ở tất cả các cầu - Theo nguyên lý làm việc của bộ phận trợ lực lái + Loại trợ lực lái thủy lực + Loại trợ lực lái loại khí + Loại trợ lực lái cơ khí + Loại trợ lực lái dùng điện 3, Yêu cầu Một trong các hệ thống quyết định đến tính an toàn và ổn định chuyển động của ô tô là hệ thống lái. Theo đó hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau : - Đảm bảo dễ dàng điều khiển, nhanh chóng và an toàn - Đảm bảo ổn định bánh xe dẫn hướng - Đảm bảo khả năng quay vòng hẹp dễ dàng - Đảm bảo lực lái thích hợp - Hệ thống lái không có độ dơ lớn - Đảm bảo tỷ lệ thuận giữa góc quay vô lăng với góc quay bánh xe dẫn hướng - Không đòi hỏi người lái xe một cường độ lao động quá lớn khi điều khiển ô tô - Đặt cơ cấu lái lên phần được treo của ô tô, cấu tạo đơn giản điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi II, CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG LÁI Cấu tạo cơ bản của hệ thống lái bao gồm các phần chính: vành lái, cơ cấu lái, dẫn động lái. - Cơ cấu lái là một hộp giảm tốc được bố trí trên khung hoặc vỏ của ô tô đảm nhận phần lớn tỉ số truyền của hệ thống lái, - Vành lái là cơ cấu điều khiển nằm trên buồng lái, chịu tác động trực tiếp của người điều khiển. Nối liền giữa vành lái và cơ cấu lái là trục lái. - Dẫn động lái gồm các kết cấu dẫn động nối từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hướng và các liên kết giữa các bánh xe dẫn hướng. Bao gồm: hai đòn bên, đòn ngang, trục quay bánh xe. 3 1 6 2 3 7 4 5 IV,LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Phương án được giao là : “ Thiết kế hệ thống lái loại trục vít con lăn, trợ lực thủy lực, với loại hệ thống treo trước sau phụ thuộc nhíp .” . Cơ cấu lái loại trục vít – con lăn, có những ưu điểm sau: 4 - Trục vít có dạng glôbôit nên mặc dù chều dài của trục vít lớn nhưng sự tiếp xúc các răng ăn khớp được lâu hơn, do giảm được ứng suất khi tiếp xúc và tính chống mài mòn tốt. - Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc được phân tán, hoặc 2 vòng ren. - Ít tổn thất do ma sát ( do thay thế má sát trượt bằng ma sát lăn) - Có khả năng điều chỉnh được sự ăn khớp của răng. Dường trục của con lăn lệch với đường trục của trục vít một đoạn (= 5-7 )mm điều này cho phép triệt tiêu sự hao mòn khi ăn khớp bằng cách điều chỉnh trong quá trình sử dụng 1,Cấu tạo 5 Hình 1 : Cấu tạo cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn. 1- Trục chủ động. 4 - Đệm điều chỉnh. 7 - Con lăn. 11 - Ốc đổ dầu. 2 - Vỏ cơ cấu lái. 5 - Nắp dưới. 8, 10 - Trục bị động. 12 - Nắp. 3, 13 - Trục vít lõm. 6 - Trục con lăn. 9 - Bạc trục bị động. 14 - Đòn quay. Kiểu cơ cấu lái này sử dụng cặp ăn khớp trục vít, con lăn để thực hiện quá trình điều khiển xe chuyển hướng hay quay vòng. Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu tạo được thể hiện trên hình 19, bao gồm trục vít lõm (3) được ghép căng với trục chủ động (trục lái) (1) và quay trên hai ổ đỡ cầu. Con lăn (7) quay trên trục (6) và ăn khớp với trục vít lõm. Giữa con lăn và trục (6) có ổ bi kim, trục (6) được gá trên nạng (8) đây cũng là trục bị động, trục bị động quay trên bạc tựa dài (9) và được cố định theo phương dọc trục bằng các đai ốc. Đầu ngoài của trục bị động (8) có lắp đòn quay đứng (14) và được hãm chặt bằng đệm vênh và êcu. 6 Hình 2 : các chi tiết tháo rời của cơ cấu lái kiểu trục vít con lăn. Khi trục chủ động (1) quay làm trục vít lõm (3) quay theo. Do trục vít lõm (3) ăn khớp với con lăn (7) nên làm nó quay theo làm toàn bộ nạng (8) quay về hai phía tuỳ theo chiều quay của trục lái (1). Trục bị động (8) quay làm làm đòn quay đứng (14) quay theo và tác động vào cơ cấu dẫn động lái. 7 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LÁI 1. CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC. Xe khách Ký hiệu lốp : 8.25 - 20 Trọng lượng phân cho cầu trước : 1a G = 26100 N Trọng lượng phân cho cầu sau : 2a G = 54500 N Chiều dài cơ sở : L = 3612 m m Khoảng cách giữa hai tâm trụ đứng trong mặt phẳng chứa hình thang lái B = 1,895 m Bán kính quay vòng nhỏ nhất của bánh xe ngoài phía trước minng R = 9,0 m Loại cơ cấu lái : Trục vít – con lăn trợ lực thủy lực i c = 20,5 Loại hệ thống treo : Trước phụ, sau phụ thuộc nhíp 2. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG LÁI 2.1. Xác định mô men cản quay bánh xe dẫn hướng quanh trụ đứng Lực tác dụng lên vành tay lái của ô tô sẽ đạt giá trị cực đại khi ta quay vòng ô tô tại chỗ. Lúc ấy mô men cản quay vòng dọc bánh xe dẫn hướng M c sẽ băng tổng số của momen cản chuyển động M 1 , mômen cản do các bánh xe trượt lê trên đường M 2 và mômen cản cần thiết để làm ổn định dẫn hướng M 3 do cánh tay đòn a gây ra. Khi xác định giá trị lực cực đại tác dụng lên vành lái P max còn M 3 có thể bỏ qua. + Mô men cản lăn M 1 + Mô men cản trượt M 2 + Mô men cản M 3 gây lên bởi việc làm ổn định các bánh xe dẫn hướng 8 * Tính mô men M 1 M 1 được xác định theo công thức : M 1 = Z.f.a Trong đó : Z 1 – Trọng lượng tác dụng lên một bánh xe dẫn hướng, )(13050 2 26100 2 1 1 N G Z a === f – hệ số cản lăn, f = 0,015 a – cánh tay đòn ( xem hình vẽ). Theo trên chọn a = 60mm P Y a f R bx a α Hình 3. Sơ đồ trụ đứng nghiêng trong mặt phẳng ngan * Tính mô men M 2 M 2 được xác định theo công thức : M 2 = Y.x = Z . ϕ . 0,14 . R bx Với ϕ- hệ số bám, chọn ϕ = 0,7 x – tay đòn của lực ngang đối với trụ đứng thừa nhận x = 0,14.R b x R bx là bán kính làm việc trung bình của bánh xe R bx = λ .r o 9 Trong đó : λ - hệ số kể đến sự biến dạng của lốp, và được chọn tùy thuộc vào loại lốp. Với lốp có áp suất thấp ta có λ = 0,93÷ 0,935. Chọn λ = 0,935 r- bán kính thiết kế của bánh xe dẫn hướng 4,25 2 × += d Br o (mm) B – chiều rộng của lốp ( B = H) (inch) H- chiều cao lốp d – đường kính vành bánh xe (inch) Với bánh xe có kí hiệu : 8,25 – 20 ta xác định được : B = H = 8,25 (inch) d = 20 (inch) )(55,4634,25 2 20 25,8 mmr =× +=⇒ Từ đó ta tính được : R bx = 0,935. 463,55 = 433,419 (mm) Mô men cản quay vòng tại một bánh xe dẫn hướng là : ( ) kMMM cq ×+= 211 Với k hệ số kể tới ảnh hưởng của mô men cản M 3 được xác định bằng thực nghiệm k = 1,07 ÷ 1,15. Chọn k = 1,1 ( ) bxcq RafkZM ×+×××= 14.0 11 Vậy mô men cản quay vòng tại cầu dẫn hướng là : ( ) bxcq RafkZM ×+×××= 14.02 1 ( ) 419,43314,065015,01,1130502 ×+××××= 10