MỤC LỤC
MỤC LỤC..............1
MỞ ĐẦU................ 2
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE BTR-60PB............... 4
1.1. Giới thiệu về xe BTR-60BP....................4
1.2. Tính năng kỹ chiến thuật của xe....5
Chương 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI ..............8
2.1. Khái quát chung về hệ thống lái xe BTR- 60PB...................8
2.2.1 Công dụng............8
2.2.2 Yêu cầu.............8
2.2. Phân tích kết cấu cơ cấu lái............9
2.2.1. Yêu cầu của cơ cấu lái...........9
2.2.2. Cấu tạo...............9
2.2.3. Nguyên lý hoạt động.....................11
2.2.4. Cơ cấu điều chỉnh...............11
2.2.5. Hư hỏng và cách khắc phục...............12
2.3. Ưu nhược điểm của cơ cấu lái...............14
2.3.1. Ưu điểm.................14
2.3.2. Nhược điểm..............14
Chương 3. KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU LÁI ...............16
3.1. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu lái ...............16
3.1.1. Xác định mô men cản quay vong và lực tác dụng lên vành tay lái ............ 17
3.1.2. Tính bền.................21
KẾT LUẬN..................24
TÀI LIỆU THAM KHẢO................25
LỜI NÓI ĐẦU
Để đảm bảo cho quân đội luôn trong trạng thái sẵn sàng chiến đấu ngành kỹ thuật xe máy quân đội đòi hỏi phải nâng cao chất lượng khai thác sử dụng hiệu quả trang thiết bị hiện có. Xe BTR- 60PB là một trong những trang thiết bị quan trọng của quân đội ta. Nó chiếm một số lượng không nhỏ trong trang bị của binh chủng tăng thiết giáp. Việc khai thác, sử dụng, đánh giá hiệu quả các phương tiện có ý nghĩa đặc biệt quang trọng đối với người làm công tác kỹ thuật nói chung và những cán bộ quản lý vũ khí trang bị kỹ thuật nói riêng.
Hệ thống lái là một hệ thống điển hình trên xe ô tô. Theo quan điểm an toàn thì hệ thống lái có vai trò quan trọng nhất. Hệ thống lái có ảnh hưởng trực tiếp tới sự an toàn của người và hành lý trên xe. Cũng vì thế mà hệ thống lái ngày càng được cải tiến, quy định về sử dụng hệ thống lái ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ. Các đặc điểm về kết cấu, đặc tính động học của hệ thống lái có quan hệ chặt chẽ với các chỉ tiêu khai thác của xe như chất lượng điều khiển, quay vòng, ổn định các bánh xe khi chuyển động,…
Ngành công nghiệp ôtô hiện nay ngày càng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của một đất nước. Nó ra đời nhằm mục đích phục vụ nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách, phát triển kinh tế xã hội đất nước và nó còn là sản phẩm kết tinh của nhiều ngành công nghiệp khác nhau thể hiện trình độ khoa học kỹ thuật của đất nước đó. Từ lúc ra đời cho đến nay ôtô đã được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như giao thông vận tải, quốc phòng an ninh, nông nghiệp, công nghiệp, du lịch...
Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp ôtô Việt Nam mới ra đời còn non trẻ mới dừng lại ở quy mô lắp ráp, sửa chữa và chế tạo một số chi tiết nhỏ nhưng tương lai hứa hẹn có nhiều khởi sắc. Hiện nay các loại xe được khai thác sử dụng trong nước chủ yếu là nhập khẩu nước ngoài và lắp ráp trong nước, các loại xe này có các thông số kỹ thuật phù hợp với điều kiện địa hình và khí hậu Việt Nam. Do đặc thù khí hậu nước ta là nhiệt đới gió mùa ẩm, địa hình nhiều đồi núi, độ ẩm cao nên nhìn chung là điều kiện khai thác tương đối khắc nghiệt. Chính vì vậy việc tìm hiểu, đánh giá kiểm nghiệm các hệ thống, các cụm trên xe là việc cần thiết để đảm bảo khai thác sử dụng xe có hiệu quả cao góp phần nâng cao tuổi thọ xe.
Trong quá trình học em đã được giao đồ án môn học với đề tài: "Kiểm nghiệm cơ cấu lái xe BTR-60PB". Nội dung chính của đồ án bao gồm:
Chương 1. Giới thiệu chung về xe BTR-60PB
Chương 2. Phân tích kết cấu cơ cấu lái xe BTR-60PB
Chương 3. Kiểm nghiệm cơ cấu lái xe BTR-60PB
Với sự hướng dẫn của thầy: TS.................. em đã thực hiện đồ án này. Trong quá trình làm đồ án, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng không khỏi có những chỗ còn thiếu sót, em rất mong được sự đóng góp chỉ bảo của thầy hướng dẫn cũng như các thầy trong bộ môn để đồ án này hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày ... tháng ... năm 20...
Học viên thực hiện
……………..
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE BTR-60PB
1.1. Giới thiệu về xe BTR-60BP.
BTR là xe thiết giáp chở quân bánh lốp do Liên xô chế tạo BTR là viết tắt của Bronetransporter.
Thế hệ đầu tiên của xe BTR là BTR- 152 và BTR- 40 được sản xuất sau chiến tranh thế giới thứ hai vào những năm 1950 nhằm phục vụ cho quân đội Liên Xô. Tuy nhiên các phiên bản đầu tiên này không phù hợp với nhu cầu của quân đội Liên Xô là một số yêu cầu không đảm bảo và đã được bổ sung trong các phiên bản sau này BTR- 152K và BTR- 40B tương ứng. Giá trị chiến đấu thấp của BTR - 152 và BTR - 40 đây là một trong những lý do để phát triển dòng xe thiết giáp bánh lốp.
Phát triển tiến hành dọc theo hai con đường, một chiếc xe đắt tiền hơn, mà cuối cùng trở thành BMP-1, một con đường trở thành BTR-60.
Xe BTR-60PB là một trong những phương tiện chính trong trang bị xe tăng-thiết giáp của quân đội ta và một số nước trên thế giới. Các thế hệ khác nhau của xe luôn được quan tâm cải tiến phát triển không ngừng.
Xe bọc thép BTR- 60PB là loại xe bọc thép chiến đấu, bơi nước, bánh lốp. Trên xe có trang bị hai súng máy song song với nhau trên tháp súng.
Xe BTR-60BP là phương tiện chính được sử dụng trong các cuộc chiến có sông nước.
1.2. Tính năng kỹ chiến thuật của xe.
Xe thiết giáp BTR- 60PB có bốn cầu, tất cả các bánh xe đều là bánh xe chủ động, do đó có tính năng động lực học tốt, khả năng việt dã cao và chạy êm. Xe có thể chạy trên cạn và bơi nước, vượt qua các công sự, chiến hào, các sông ngòi. Xe có sức cơ động nhanh và thích ứng tốt trên các loại địa hình. Nhờ những ưu điểm trên, xe có khả năng tác chiến cơ động và hiệu quả, với những loại hình và nhiệm vụ tác chiến đa dạng.
Truyền động từ hai động cơ đến các bánh xe độc lập đối với nhau, chúng chỉ liên hệ với nhau qua dẫn động điều khiển. Truyền lực từ mỗi động cơ tới các bánh xe qua các cụm : Li hợp một đĩa, hộp số, hộp số phụ, các trục các-đăng, các cầu chủ động có cơ cấu vi sai và các hộp giảm tốc bánh xe. Cầu xe dạng cầu chủ động kiểu cắt rời, lắp bên trong thân xe. Dẫn động từ bán trục tới bánh xe qua các trục các-đăng và giảm tốc bánh xe. Xe có trang bị hệ thống điều chỉnh áp suất hơi lốp. Các bánh xe của cầu 1 và cầu 2 là những bánh xe dẫn hướng được điều khiển bởi hệ thống lái có hai hình thang lái.
Thân xe chia làm ba buồng : buồng động lực, buồng chiến đấu (buồng bộ binh) và buồng lái.
Buồng động lực nằm ở phần cuối thân xe, trong đó bố trí : hai động cơ lắp bộ với ly hợp và hộp số cùng đặt trên một giá, các két mát dầu, các két mát nước, các bộ trao đổi nhiệt, hai thùng xăng.
Chương 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU CƠ CẤU LÁI
2.1. Khái quát chung về hệ thống lái xe BTR- 60PB.
- Hệ thống lái của xe dùng để thay đổi hướng chuyển động của xe hoặc giữ phương chuyển động thẳng nhờ quay vòng các bánh xe dẫn hướng của xe khi cần thiết .
- Đa số các ôtô đều thực hiện quay vòng bằng cách thay đổi mặt phẳng lăn của bánh xe dẫn hướng. Phương pháp này có cấu tạo đơn giản, nhưng yêu cầu kích thước cơ sở hợp lý để tạo bán kính quay vòng nhỏ. Với xe BTR- 60PB hệ thống.
2.1.1. Công dụng.
Hệ thống lái cùng với hệ thống phanh là hai hệ thống điều khiển xe thuộc phần gầm xe, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn chuyển động của xe
2.1.2. Yêu cầu.
An toàn chuyển động trong giao thông vận tải là chỉ tiêu hàng đầu trong việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng phương của tất cả các loại xe nói chung và xe BTR- 60PB nói riêng.
Khi tiến hành nghiên cứu đặc điểm kết cấu ,dẫn động lái của của các xe phải dựa trên các yêu cầu cụ thể của hệ thống lái.
2.2. Phân tích kết cấu cơ cấu lái.
2.2.1. Yêu cầu của cơ cấu lái.
Cơ cấu lái là bộ giảm tốc đảm bảo tăng mô men tác động của người lái đến các bánh xe dẫn hướng.Vì vậy nó cần phải đảm bảo những yêu cầu sau:
- Có thể quay được cả hai chiều để đảm bảo chuyển động cần thiết của xe.
- Có hiệu suất cao để lái nhẹ, trong đó cần có hiệu suất thuận lớn hơn hiệu.
2.2.2 Cấu tạo.
- Cơ cấu lái bao gồm vành tay lái, trục tay lái, ống bọc tay lái, truyền động trục vít con lăn, trục của cần lái đứng và hộp bảo vệ cơ cấu lái. Kiểu cơ cấu lái của xe BTR-60PB là kiểu trục vít lõm con lăn.
- Truyền động trục vít- con lăn của cơ cấu gồm trục vít lõm và con lăn ba bậc được lắp quay trơn trên trục của nó qua hai ổ lăn kim. Con lăn thường xuyên tiếp xúc với trục vít. Cơ cấu lái được lắp chặt với trục của nó và trục được nối với trục vành tay lái qua một trục các đăng khác tốc.
- Khe hở ăn khớp giữa trục vit và con lăn thay đổi có giá trị nhỏ nhất ở vị trí giữa và tăng lên khi dịch chuyển con lăn ra vị trí ngoài rìa . Sự tăng khe hở ở vị trí cận ngoài loại trừ được hiện tượng kẹt răng khi điều chỉnh do trục vít bị mòn nhiều ở vùng giữa.
2.2.4. Cơ cấu điều chỉnh.
- Để có thể điều chỉnh được khe hở người ta bố trí trục của con lăn lệch so với trục của trục vít.
- Hành trình tự do của vành lái ở vị trí trung gian của con lăn không được vượt quá 100-150mm . Vì vậy trước khi kiểm tra điều chỉnh cơ cấu lái cần đưa con lăn về vị trí trung gian. Sự cần thiết trong điều chỉnh sự ăn khớp được thiết lập bằng cách kiểm tra vành tay lái và đòn quay đứng. Hành trình tự do của đòn quay đứng khi con lăn ở vị trí trung gian không được vượt quá 0,3mm.
2.2.5. Hư hỏng và khắc phục.
a. Mài mòn cơ cấu lái.
- Cơ cấu lái là một cụm đảm bảo tỷ số truyền lớn trong hệ thống lái. Do vậy các vị trí làm việc của cơ cấu lái bị mài mòn rất nhanh, mặc dù trong chế tạo đã cố gắng sử dụng vật liệu có độ bền cao và có khả năng chịu mài mòn tốt.
- Sự mài mòn trong cơ cấu lái tham gia phần lớn vào việc tăng độ rơ vành tay lái. Việc tăng độ rơ vành tay lái làm cho độ nhạy của cơ cấu lái giảm, tạo nên sự va đập trong khi làm việc và làm mất khả năng điều khiển chính xác hướng chuyển động.
b. Rạn nứt gãy trong cơ cấu lái.
Sự làm việc nặng nề trước tải trọng va đập có thể dẫn tới rạn nứt gãy trong cơ cấu lái. Các hiện tượng phổ biến là: rạn nứt chân răng, gãy răng. Các hư hỏng này có thể làm cho cơ cấu lái khi làm việc gây nặng đột biến tại các chỗ rạn nứt, gãy.
2.3. Ưu nhược điểm của cơ cấu lái.
2.3.1. Ưu điểm.
- Xe BTR60-BP có sử dụng trợ lực lái nên điều khiển lái nhẹ nhàng, giảm sự mệt nhọc cho người lái, nâng cao độ an toàn chuyển động, tăng khả năng cơ động của xe, giảm phản lực tác dụng từ mặt đường lên vành tay lái đặc biệt khi xe chuyển động trên địa hình gồ ghề vì vậy mà nâng cao vận tốc trung bình của xe.
- Cơ cấu lái loại trục vít lõm – con lăn có ba răng có kết cấu gọn, độ bền cao, lực tác dụng phân ra ba răng nên áp lực tác dụng lên bề mặt răng nhỏ, ma sát trượt được thay bằng ma sát lăn nên có hiệu suất cao, loại ổ bi của trục vít con lăn có khả năng điều chỉnh được nhiều lần sự ăn khớp do khoảng hở trong ổ bi.
2.2.3 Nhược điểm.
- Hành trình tự do của vành lái ở vị trí trung gian của con lăn không được vượt quá 10-15 độ.
- Khi trợ lực lái bị hỏng lực tác dụng lên vành tay lái lớn, vì vậy ảnh hưởng đến sự điều khiển xe và sự làm việc nặng nề của người lái.
Vì vậy ngày nay trợ lực lái được sử dụng trên hầu hết các xe, cũng như cơ cấu lái loại trục vít lõm – con lăn được sử dụng phổ biến trên nhiều xe.
Chương 3
KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU LÁI
Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái bao gồm:
- Tính toán kiểm tra động học dẫn động lái nhằm kiểm tra dẫn động lái theo điều kiện trượt bên của các bánh xe dẫn hướng khi xe quay vòng.
- Tính bền cho một số chi tiết cơ bản trong hệ thống lái: Bao gồm tính bền cho các chi tiết trong cơ cấu lái và tính toán bền các chi tiết cơ bản của hệ dẫn động lái.-
- Trong đồ án này với nhiệm vụ là: ”Kiểm nghiệm cơ cấu lái trên xe BTR-60PB” nên em sẽ trình bày chủ yếu về nội dung thứ hai.Cụ thể là tính bền cho các chi tiết trong cơ cấu lái.
3.1. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu lái.
Các thông số để tính bền cho các chi tiết trong cơ cấu lái thể hiện như bảng 3.1.
3.1.1. Xác định mô men cản quay vòng và lực tác dụng nên vành tay lái.
a. Xác định mô men cản quay vòng.
- Khi xe quay vòng xuất hiện mô men cản quay vòng tác dụng lên hệ thống lái. Mô men cản quay vòng khi xác định ta đặt lên tâm quay vòng của trụ đứng, khi tính toán xác định mô men cản quay vòng ở chế độ nặng nề nhất, nghĩa là mô men làm quay bánh xe dẫn hướng từ phải qua trái hoặc từ trái qua phải.
- Việc xác định mô men cản quay vòng một cách chính xác, khó khăn do có yếu tố ảnh hưởng đến. Trong tính toán thường sử dụng các công thực thực nghiệm.
Các yếu tố ảnh hưởng đến mô men cản quay vòng:
+ Tải trọng phân ra cầu trước (bánh xe dẫn hướng)
+ Hệ số ma sát lốp và đường.
+ Kích thước, dạng vết bánh xe với mặt đường
+ Áp suất lốp, kết cấu hoa lốp, độ cứng ngang của lốp.
+ Bán kính quay vòng của bánh dẫn hướng.
+ Các góc đặt trụ đứng, góc đặt bánh xe dẫn hướng.
Khi đó lực ngang Y tác dụng lên bánh xe do sự đàn hồi bên của lốp diện tích tiếp xúc giữa lốp và đường sẽ bị quay tương đối với mặt phẳng bánh xe. Điềm đặt lực ngang y sẽ dịch chuyển 1 đoạn x nào đó phía sau đối với trục bánh xe.
Nếu thừa nhận
Bán kính bánh xe: rbx= 0,96. thì ta có x = 0,14.
Vậy thay số ta được: x = 0,087 m
Tổng mô men cản quay ở cả 2 bánh dẫn hướng tác dụng lên cam quay và từ cam quay qua đòn dọc của dẫn động lái.
Thay các giá trị từ bảng 3.1 vào công thức (3.5) ta có: Mc = 290,6 [N.m]
Thay vào công thức ta được: Pvlmax < [Pvlmax]= 35-45 N do đó lực đặt lên tay lái đảm bảo.
3.1.2. Tính bền.
- Trục vít lõm (gờ lôbốit) và trục con lăn đặt lệch đi một đoạn bằng 6,5mm để điều chỉnh khe hở ăn khớp .
Bộ truyền trục vít lõm - con lăn có độ bền uốn và độ cứng vững cao. Bởi vậy khi kiểm bền cho các ren cần chú ý đến độ bền mòn và độ bền tiếp xúc.
Ta có:
Qv - lưc chiều trục tác dụng lên ren trục vít lõm tại vị trí ăn khớp.
Memax - Mô men xoắn lớn nhất trên trục vành tay lái. Memax = 14,365 N.m
dv- Đường kính tính toán của trục vít tại tiết diện trung bình: dv = 0,02 m
Suy ra:
PV = 1436 N
QV = 5031,6 N
Thay số ta được: S = 6459,3 N/cm2
Trong khi đó : [S] = 7000 - 8000 N/cm2
Suy ra: S < [S] . Như vậy ren đủ bền.
Kết luận: Qua việc tính toán kiểm nghiệm ta thấy quá trình kiểm nghiệm cơ cấu lái xe BTR-60PB đủ để đáp ứng điều kiện làm việc theo yêu cầu thiết kế.
KẾT LUẬN
Qua một thời gian nghiên cứu tìm hiểu với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo: TS………….., em đã hoàn thành đúng thời hạn đồ án môn học của mình. Với nhiệm vụ được giao trong đồ án: ”Kiểm nghiệm cơ cấu lái xe BTR-60PB” em đã thực hiện được các công việc sau:
- Tìm hiểu đặc tính kỹ thuật xe BTR-60PB
- Tìm hiểu đặc điểm kết cấu cơ cấu lái xe BTR-60PB
- Kiểm nghiệm cơ cấu lái xe BTR-60PB
Mặc dù còn nhiều vấn đề chưa giải quyết được trong đồ án này do hạn chế về thời gian, nhưng đồ án này đã trang bị cho bản thân em không những là các kiến thức sâu sắc về chuyên ngành mà còn là nhận thức về phương pháp giải quyết một số vấn đề kỹ thuật nảy sinh từ thực tế. Đồ án không thể tránh được những chỗ còn thiếu sót, em rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn để đồ án hoàn thiện hơn.
Một lần nữa em xin cảm ơn thầy giáo: TS………….., và các thầy trong bộ môn đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án này.
Em xin trân thành cảm ơn./
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa ô tô Liên xô.
Bản dịch tiếng Việt, nxb CNKT 1983
[2]. Sổ tay ô tô
Bản dịch tiếng Việt, nxb CNKT 1979
[3]. Lý thuyết ô tô máy kéo
Nguyễn Hữu Cẩn và ...,
NXB ĐH và THCN 1978
[4]. Xe bọc thép BTR-60PB
Bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa.
Bản tiếng Nga
V.N. Barun, R.A. Azmatov, E.A.Maskov và ...,
Moskva, " Transport", 1987
[5]. Cấu tạo ô tô.
Bản tiếng Nga," Masinostroistv", 1984
[6]. Cấu tạo ô tô quân sự
Phạm Đình Vi, Vũ Đức Lập.
Học viện Kỹ thuật Quân sự 1995
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"