Thiết kế và Lựa chọn Cơ cấu Lái cho Hệ thống Lái Xe Du lịch 7 Chỗ

MỤC LỤC

Cơ cấu lái trục vít “ cung răng

Với tiết diện bên của mặt cắt ngang của mối răng trục vít và răng của cung răng là hình thang, trục vít và cung răng tiếp xúc nhau theo đờng nên toàn bộ chiều dài của cung răng đều truyền tải trọng. Vì vậy áp suất riêng, ứng suất tiếp xúc, độ mòn của trục vít và cung răng đều giảm. Để đạt độ cứng vững tốt ngời ta đặt trục đũn quay trong ổ bi kim và tỡm cỏch hạn chế độ vừng của cung r¨ng.

Cơ cấu lái trục vít cung răng có u điểm là giảm đợc trọng lợng và kích th- ớc so với loại trục vít bánh răng. Do ăn khớp trên toàn bộ chiều dài của cung răng nên áp suất trên răng bé, giảm đợc ứng suất tiếp xúc và hao mòn.

Cơ cấu lái loại liên hợp

Cơ cấu lái loại liên hợp hay dùng nhất là loại trục vít – êcu – cung răng. Do hiệu suất nghịch cơ cấu lái loại liên hợp lớn cho nên khi lái trên đờng mấp mô. Cơ cấu lái loại liên hợp có đặc điểm nổi bật là có khả năng làm việc dự trữ rất lớn, vì vậy nó đợc dùng chủ yếu trên các loại ôtô cỡ lớn.

Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng

Bánh răng trụ đợc chế tạo liền với trục lái nên còn gọi là trục răng. Khi quay vòng lái trục răng quay làm thanh răng dịch chuyển sang phải hoặc sang trái. Sự dịch chuyển của thanh răng đợc truyền tới cam quay qua các đầu thanh răng và khớp cầu.

- Cấu trúc đơn giản, gọn nhẹ do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng có tác dụng nh thanh dẫn động lái nên không cần các thanh ngang nh ở cơ cấu lái khác. Ma sát trợt và lăn nhở kết hợp với sự truyền mômen tốt nên lực điều khiển trên vành lái nhẹ. - Cơ cấu lái đợc bao kín hoàn toàn nên ít phải chăm sóc bảo dỡng.

Cờng hoá hệ thống lái

- Hiệu suất cao, đóng vai trò nh bộ giảm chấn khử dao động nhgịch đảo từ mặt đờng lên vành lái, cho phép giữ đợc hớng chuyển động đã cho của xe trong trờng hợp xe bị vỡ lốp. - Đảm bảo tính chất tuỳ động học, thể hiện ở chỗ: ứng với mỗi góc quay vành lái phải tơng ứng hoàn toàn với một góc quay xác định của các bánh xe dÉn híng. Những năm về trớc bánh xe đợc đặt với góc CAMBER dơng để cải thiện độ bền của cầu trớc và để các lốp tiếp xúc vuông góc với mặt đờng (do trọng lợng của xe) nhằm ngăn ngừa sự mòn không đều của lốp trên đờng, do có phần giữa cao hơn hai bên.

Khi góc CAMBER bằng không hoặc gần bằng không có u điểm là khi đi trên đờng vòng bánh xe nằm trong vùng có khả năng truyền lực dọc và lực bên tốt nhất. Góc CAMBER ngăn ngừa khả năng bánh xe bị nghiêng theo chiều ngợc lại dới tác động của trọng lợng xe do các khe hở và sự biến dạng trong các chi tiết của trục trớc và hệ thống treo trớc. Góc nghiêng dọc của trụ đứng là sự nghiêng về phía trớc hoặc phía sau của trụ đứng .Nó đợc đo bằng độ, và đợc xác định bằnggóc giữa trụ xuay đứng và phơng thẳng đứng khi nhìn từ cạnh xe.

Dới tác dụng của lực ly tâm khi bánh xe vào đờng vòng hoặc lực do gió bên hoặc thành phần của trọng lợng xe khi xe đi vào đờng nghiêng, ở khu vực tiếp xúc của bánh xe với mặt đờng sẽ xuất hiện các phản lực bên Yb. Giảm lực đánh lái :Khi bánh xe quay sang phải hoặc quay quanh trụ đứng với khoảng lệch tâm là bán kính r0, r0 là bán kính quay của bánh xe quay quanh trụ đứng, nó là khoảng cách đo trên bề mặt của đờng cong mặt phẳng nằm. Do vậy giá trị của r0 có thể đợc giảm để giảm lực đánh lái, phơng pháp để giảm r0 là tạo CAMBER dơng và làm nghiêng trụ quay đứng tức là tạo góc KingPin.

Giảm sự đẩy ngợc và kéo lệch sang một phía : Nếu khoảng cách lệch r0 quá lớn, phản lực tác dụng lên các bánh xe khi chuyển động thẳng hay khi phanh sẽ sinh ra một mômen quay quanh trụ đứng, do vậy sẽ làm các bánh xe bị kéo sang một phía có phản lực lớn hơn. Tức là khi quay vòng, quay vô lăng để quay vòng xe, ngời lái phải tăng lực đánh lái, nếu bỏ lực tác dụng lên vô lăng thì bánh xe tự trả về vị trí trung gian (vị tri đi thẳng ). Độ chụm của bánh xe là thông số biểu thị góc chụm của 2 bánh xe dẫn h- ớng, góc chụm là góc xác định trên một mặt phẳng đi qua tâm trục nối hai bánh xe và song song với mặt phẳng đờng tạo bởi hình chiếu mặt phẳng đối xứng dọc trục của hai bánh xe lên mặt phẳng đó và hớng chuyển động của xe.

Sau khi qua cơ cấu lái mômen sẽ khuyếch đại và thông qua dẫn động lái sẽ truyền đến bánh xe dẫn hớng, thắng mômen cản quay vòng làm cho bánh xe quay. Khi xe quay vòng, để đảm bảo các bánh xe dẫn hớng không bị trợt lết hoặc trợt quay thì đờng vuông góc các véctơ chuyển động của tất cả các bánh xe phải gặp nhau tại một điểm, điểm đó chính là tâm quay vòng tức thời của bánh xe (điểm O trên hình 2.2). Trong thực tế, để duy trì đợc mối quan hệ động học quay vòng giữa các bánh xe dẫn hớng, trên ôtô hiện nay ngời ta thờng phải sử dụng một hệ thống các khâu khớp tạo nên hình thang lái.

Tải trọng tính toán quy định cho hệ thống lái đợc xác định thông qua mômen cản quay vòng lớn nhất (quay vòng tại chỗ) và lực tác động lớn nhất đặt trên vành lái. Thời gian quay vòng tay lái là thời gian mà ngời lái phải quay vành tay lái từ vị trí tận cùng bên trái sang vị trí tận cùng bên phải tức là phải quay vành tay lái đi một góc 710,50.2=14210.

Tính bền hệ thống lái 1. Tính bền trục lái

Tính bền dẫn động lái 1. Đòn quay đứng

Để đảm bảo cho các răng có độ bền cao, trong tính toán cần tính theo: chèn dập theo uốn và thừa nhận có 2 răng ăn khớp cùng một lúc. Vật liệu chế tạo bộ truyền bằng thép 35CrNi xianua hoá có các ứng suất cho phÐp;. Cấu tạo tiết diện đòn quay ngang hình thang lái có dạng tròn đặc, đờng kính D = 30 (mm).

Khớp cầu đợc đặt trong bởi hai bát cầu, khe hở giữa mặt cầu và bát cầu đợc khắc phục nhờ lò xo (hình 2.10). Khớp cầu bị chèn dập bề mặt tiếp xúc với bát cầu, chân khớp cầu bị cắt và uốn. Tải trong tính toán lấy từ các lực tác dụng lớn nhất theo đòn nối.

Kiểm nghiệm bền theo ứng suất cắt tại chỗ thắt nhỏ nhất của mặt cầu và ứng suất chèn dập tại bề mặt của chỏm cầu. - Vệ sinh sạch sẽ các chi tiết của hệ thống lái bằng dầu hoả hoặc bằng xăng, sau đó lau khô, xì khô. Lắp trục lái vào trục vít của cơ cấu lái, lắp ca bi ngoài của trục vít vào vỏ cơ cấu lái, lắp bi côn vào ca bi (dùng mỡ), cho trục vít vào cơ cấu lái, sau đó lắp ca bi và viên bi còn lại.

Trớc khi lắp mặt bích của trục vít vào vỏ cơ cấu lái phải lắp những tấm thép mỏng để điều chỉnh độ giơ của hai vòng bi ở hai đầu trục vÝt. Lắp con lăn vào trục đứng của cơ cấu lái, khi lắp vào trong cơ cấu lái để con lăn ở vị trí trung gian của trục vít, sau đó lắp bi đỡ đầu trục cơ cấu lái, ụ tỳ.