MỤC LỤC          

Mục lục...........................................................................................1                                                                                            

Mở đầu..............................................................................................2

Chương I : Giới thiệu chung Xe MAZ-543.....................................3      

1.1. Tính năng kỹ chiến thuật của xe Xe MAZ-543........................ 3

1.2. Đặc tính các cụm và hệ thống chính của xe MAZ-543............. 6

Chương II : Đặc điểm kết cấu hệ thống lái xe MAZ-543...............11

2.1. Khái quát chung về hệ thống lái xe MAZ-543....................... 11

2.1.1. Bố trí chung …………………………………………………… 11

2.1.2. Cấu tạo chung ………………………………………………… 12

2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống lái  xe MAZ-543……........12

2.2.1. Sơ đồ nguyên lý.............................. …………………………12

2.2.2. Nguyên lý làm việc …………………………………………… 13

2.3. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái MAZ-543................................ 14

2.3.1. Hộp tay lái........................................................................... 14

2.3.2. Cơ cấu lái ............................................................................. 15

2.3.3. Dẫn động lái………………………………………….…………17

2.3.4. Trợ lực lái............................................................................. 17

Chương III : Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu lái xe MAZ-543.......... .22

3.1. Mở đầu................................................................................... ..22

3.1.1. Mục đích, nội dun................................................................. 22

3.1.2. Các thông số đầu vào khi tính toán....................................... 22

3.2. Tính toán kiểm nghiệm bền các cụm chi tiết của cơ cấu lái... 23

3.2.1. Tính toán kiểm nghiệm bền bộ truyền vít- dai ốc bi............... 23

3.2.2. Tính toán kiểm nghiệm bền bộ truyền thanh răng- cung răng. 24

Kết luận................................................................................................ 25

Tài liệu tham khảo............................................................................... 26

Phụ lục.................................................................................................. 27

MỞ ĐẦU

Đồ án môn học là một nhiệm vụ quan trọng đối với mỗi học viên nhằm củng cố và hoàn thiện những kiến thức đã được trang bị, qua đó giúp cho mỗi người học hệ thống lại những kiến thức về chuyên nghành mình học, cũng qua đó bổ xung những kiến thức mà còn thiếu sót trong quá trình học tập, đồng thời giúp cho người học có phương pháp tư duy khoa học trước việc giải quyết một vấn đề cụ thể của chuyên ngành và nó cũng là yêu cầu bắt buộc trong chương trình đào tạo kỹ sư quân sự tại “ HỌC VIỆN KỸ THUẬT”

Ngành  ôtô giữ một vị trí quan trọng trong hoạt động phát triển xã hội. ô tô được dùng phổ biến  trong nền kinh tế quốc dân, trong nhiều lĩnh vực khác nhau.Nhiều tiến bộ khoa học và kỹ thuật đã được áp dụng vào công nghệ chế tạo ôtô nhằm mục đích tăng khả năng phục vụ và độ tin cậy của ôtô. Các tiến bộ này tập trung vào viêc đạt được mục đích là giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái, đảm bảo an toàn tốt nhất cho mọi người, hàng hoá, phương tiện, tăng vận tốc chuyển động trung bình, tăng tính tiện nghi và tính kinh tế của ôtô.

Ngày nay nền kinh tế của đất nước đang trên đà phát triển trong đó công nghiệp ôtô đang không ngừng tăng trưởng cả về quy mô và chất lượng sản xuất, chế tạo, lắp ráp. Hiện tại và tương lai nhiều loại ôtô đã, sẽ được lắp ráp và sản xuất tại Việt Nam với các thông số kỹ thuật phù hợp với điều kiện khai thác sử dụng cụ thể đáp ứng với việc xuất khẩu sang các nước trong khu vực.

Việc nắm vững những vấn đề về lý thuyết và kết cấu của xe, của từng hệ thống trên xe để từ đó khai thác và sử dụng xe có hiệu quả cao, đáp ứng yêu cầu giữ tốt, dùng bền, an toàn, tiết kiệm, là một yêu cầu cần thiết đối với các cán bộ kỹ thuật ngành xe.

Nhiệm vụ đồ án môn học của tôi là :

“ Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu lái xe  MAZ-543”

Nội dung chính của đồ án bao gồm:

- Mở đầu.

- Giới thiệu tính năng chiến kỹ thuật  của xe MAZ-543

- Phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống lái xe MAZ-543

- Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu lái.

- Kết luận.

   Đồ án đã đ­ược thực hiện dưới sự hư­ớng dẫn nhiệt tình của TS. ………….. Nhờ sự giúp đỡ của các thầy giáo và của các bạn, cũng nh­ư sự nỗ lực tìm tòi, học hỏi, sự phát huy và tổng hợp kiến thức của bản thân. Tuy nhiên  đồ án sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót do hạn chế về mặt kiến thức và thời gian. Vì vậy tôi rất mong đư­ợc sự chỉ bảo của các thầy, sự góp ý của các đồng chí để trong những lần nghiên cứu sau đạt đư­ợc kết quả tốt hơn.

   Xin chân thành cảm ơn.

                                                                               Hà nội, ngày … tháng … năm 20...

                                                                               Học viên thực hiện

                                                                                ………………..

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG  XE MAZ-543

1.1. Tính năng kỹ chiến thuật của xe Xe MAZ-543

Xe đầu kéo bánh lốp cơ sở MAZ-543 (hình 1.1) và các chủng loại của nó MAZ-543A; MAZ-543B; MAZ-543M  là loại xe có khung dài, 4 cầu chủ động, công thức bánh xe 8x8.

Xe được dùng để vận chuyển các dạng thiết bị và hàng hoá trên mọi loại đường, địa hình và thời tiết ở nhiệt độ từ +50^oC đến – 40^oC.

Các phần chính của xe là: Nguồn động lực, phần truyền lực, phần chuyển động, buồng lái, hệ thống điều khiển, phanh, trang bị điện và các trang bị phụ.

Trong tài liệu [7] trình bày các số liệu kỹ thuật của xe MAZ-543, cấu tạo và hoạt động của các hệ thống, cơ cấu, các cụm, các quy tắc vận hành, cách điều chỉnh các cơ cấu, các cụm và cách chăm sóc bảo dưỡng kỹ thuật chúng.

Tính năng kỹ chiến thuật của xe MAZ-543 thể hiện như bảng 1.1.

1.1.2 Đặc tính các cụm và hệ thống chính của xe MAZ-543

A. Phần động cơ

Phần động cơ bao gồm: động cơ và các hệ thống chính của nó (hệ cung cấp nhiên liệu, cung cấp không khí, hệ thống khí thải, bôi trơn, làm mát, khởi động và hệ thống sấy nóng động cơ trước khi khởi động).

+ Trên xe lắp động cơ Diesel (Ký hiệu D12A525A có 12 xi lanh bố trí theo hình chữ V, bốn kỳ làm mát bằng nước và phun nhiên liệu trực tiếp).

+ Hệ thống cung cấp nhiên liệu bao gồm 02 thùng nhiên liệu, van phân phối, bơm tay, bầu lọc thô và tinh, bơm đẩy, bơm cao áp, vòi phun, cốc xả dầu diesel, các đường ống thấp áp và cao áp.

B. Hệ thống truyền lực

Bao gồm truyền động thuỷ cơ (máy biến tốc thuỷ lực, hộp số hành tinh), truyền động cơ khí (hộp giảm tốc tức hộp truyền cao, hộp số phụ, các truyền lực chính của các cầu chủ động, hộp giảm tốc hành tinh,bánh xe và các trục các đăng).

+ Truyền lực thuỷ cơ: Bao gồm máy biến tốc thuỷ lực, hộp số hành tinh 3 tốc độ, các cơ cấu điều khiển được lắp thành một khối, có thùng dầu và hệ thống làm mát riêng biệt. Truyền lực thuỷ cơ được lắp vào khung và trên 4 gối đỡ bằng cao su. Thành phần chủ động (bánh bơm) của hộp biến tốc thuỷ cơ quay được nhờ trục các đăng dẫn động từ trục bị động của hộp giảm tốc.

+ Hộp số phụ: 2 tốc độ lắp sau truyền động thuỷ cơ, trên 2 gối cao su, gối đỡ thứ 3 của hộp số phụ là một đầu của thanh giằng phản lực bắt vào đáy các te của hộp số phụ, đầu còn lại của thanh bắt vào khung xe.

C. Phần vận hành

+ Bánh xe được trang bị lốp, hơi lốp được bơm từ cụm bơm trung tâm. Các moay ơ bánh xe được lắp trên ngõng quay tựa trên 2 vòng bi. Ngõng mỗi một bánh xe được bắt chặt nhờ cam quay và gối đỡ (đối với các bánh lái) hoặc giá đứng (đối với các bánh còn lại) với cần của hệ thống treo.

+ Hệ thống treo kiểu thanh xoắn. Các thanh xoắn bố trí dọc theo thân xe. Cơ cấu dẫn hướng chuyển dịch của bánh xe trên hệ treo là tứ giác bao gồm 2 cần kiểu nạng đảm bảo cho bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng.

E. Ca bin

Trên các xe MAZ-543 và MAZ-543A lắp 2 ca bin (bên trái và bên phải) kiểu 2 cửa, 2 chỗ ngồi và đóng kín.

Kính chắn gió được bắt chặt vào ca bin, có lắp chổi làm sạch kính và các tấm che nắng. hai cánh cửa ca bin được trang bị khoá bên trong và có khoá xoay phía ngoài kính, gioăng khung chuyên dùng.

Trong ca bi, phần phía trước có lắp bảng đồng hồ, phía dưới bảng đồng hồ là thiết bị sưởi ấm ca bin, được nối với hệ thống làm mát của động cơ… cabin có 2 ghế. Ghế của lái xe có điều chỉnh vị trí cần thiết và hãm bằng các phần tử định vị. Kính sau có các lỗ dùng để lắp các đường ống của thiết bị lọc không khí.

F. Hệ thống điện.

Sử dụng hệ 1 dây dẫn. Dòng một chiều, điện áp 24 Vôn. Các thiết bị điện bao gồm nguồn cung cấp năng lượng điện, các thiết bị tiêu thụ điện, bảng đồng hồ, thiết bị hỗ trợ và dây dẫn.

Hệ thống dây dẫn được bọc lớp chống nhiễu, vỏ xe được nối với cực âm của ác quy.

G. Các thiết bị phụ:

Bao gồm: Hộp trích công suất, thùng dầu (chúng chỉ có trên xe MAZ-543), hệ thống thông gió các cụm thiết bị và van trích khí xả. Trên xe còn trang bị hệ thống lọc khí. Dẫn động hộp trích công suất được thực hiện từ hộp truyền cao.

CHƯƠNG II

PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI ÔTÔ MAZ-543

2.1. Khái quát chung về hệ thống lái ôtô  MAZ-543:

2.1.1. Bố trí chung:

Hệ thống lái bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái (vành lái, hộp tay lái, đòn quay ngang, các thanh kéo dọc, giá các cần và hình thang lái), và trợ lực lái bằng thuỷ lực (bơm trợ lực, thùng dầu thuỷ lực, van an toàn, các đường ống, van phân phối, xi lanh lực) được thể hiện trên hình 2.1.

2.1.2. Cấu tạo chung:

* Cơ cấu lái loại vít- đai ốc- thanh răng- cung răng. Lắp đặt đặt trực tiếp trên khung xe.

* Dẫn động lái cơ khí gồm vành lái, trục vành lái, vỏ trục vành lái, hộp tay lái, đòn quay, các thanh kéo dọc, thanh bên hình thang lái, thanh ngang hình thang lái, cam quay, đòn quay ngang, các khớp nối (rô tuyn).

2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống lái ôtô MAZ-543

2.2.1. Sơ đồ nguyên lý

Sơ đồ nguyên lý được thể hiện trên hình 2.2.

2.2.2 Nguyên lý làm việc

Hệ thống lái cho phép điều khiển xe dễ dàng. Van phân phối đưa chất lỏng từ bơm tới các xy lanh lực. Khi bơm làm việc chất lỏng thường xuyên tuần hoàn theo vòng khép kín: Bơm- van phân phối- thùng dầu- bơm.

Khi chuyển động thẳng (hình 2.2 và vị trí II) khi van trượt ở vị trí trung gian chất lỏng được bơm đẩy theo các ống dẫn đến khoang vòng ngoài cùng của bộ phân phối và qua khe hở nhỏ giữa van và thân M, H, O và P (hình 2.5) vào khoang hồi, ống dẫn dầu hồi trở về thùng.

2.3. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái MAZ-543

2.2.1 Hộp tay lái

Hộp tay lái (hình 2.3) để truyền lực từ vành tay lái qua trục các đăng lên đến cơ cấu lái, thay đổi hướng truyền lực một góc 90^o . Đây là một bộ truyền bánh răng côn có tỷ số truyền bằng 1.

2.2.2. Cơ cấu lái

Cơ cấu lái (hình 2.4) truyền lực từ hộp tay lái lên trục cung răng (Trục đòn quay ngang) có tỷ số truyền 26,9.

Từ hộp tay lái chuyển động quay được truyền đến vít 14 (đặt trong vỏ 11) có 2 ổ bi 13. Trục vít bắt buộc dịch chuyển đai ốc thanh răng, ở một phía của đai ốc người ta tạo răng ăn khớp với răng của trục cung răng 9.

Cơ cấu lái được lắp chặt vào phía ngoài của dầm dọc trái của khung xe. Trên vỏ cơ cấu lái có lỗ nạp và xả dầu được đóng bằng nút 7 và 4 và lỗ để kiểm tra mức dầu được đậy bằng nút 5.

Khi quay vành lái, lực truyền qua hộp tay lái đến cơ cấu lái. Khi đó đai ốc 12 sẽ chuyển dịch dọc trục vít sẽ làm cho cung răng, qua dẫn động lái sẽ làm thay đổi hướng chuyển động của xe (lúc này coi như hệ thống lái không có trợ lực). Trong lỗ trên pittông có đặt ống chứa bi 6 đồng thời rãnh trục vít 14 và rãnh đai ốc 12 sẽ tạo thành rãnh chứa các viên bi. 

Trong cơ cấu lái loại  vít - đai ốc - thanh răng - cung răng ma sát trượt được thay thế bằng ma sát lăn (giữa bi và đai ốc - giữa bi và vít). Số lượng bi trong cơ cấu lái là 31 viên, hiệu suất của cơ cấu lái loại này đạt được tương đối cao:  h_thuận = h_nghich = 0,7ữ0,85

Do hiệu suất nghịch quá cao cho nên có hiện tượng va đập cứng truyền từ đường lên vành lái. Nhưng do hệ thống lái có trợ lực thuỷ lực vì vậy va đập cứng này được dập tắt nhờ trợ lực thuỷ lực.

2.2.4. Trợ lực lái:

2.2.4.1. Cấu tạo trợ lực lái:

Trợ lực lái ôtô MAZ-543 là trợ lực lái thuỷ lực có áp suất cao 80 KG/cm² nên hiệu quả trợ lực cao, thời gian chậm tác dụng ngắn song yêu cầu độ chính xác và công nghệ chế tạo cao.

Hệ thống trợ lực lái (xem hình 2.2) dùng để giảm nhẹ việc điều khiển xe.

Trong hệ thống trợ lực có van phân phối 1, xi lanh trợ lực 2 của cầu thứ nhất, xi lanh trợ lực 3 của cầu thứ 2, bơm 6 của hệ thống trợ lực, van an toàn 5, bình dầu 7, các ống dẫn và ống dẫn mềm.

Trong thân bộ phân phối có làm các rãnh và lỗ thông để dẫn dầu và hướng nó vào trong khoang trợ lực thích hợp.

Xi lanh trợ lực biến đổi năng lượng chất lỏng thành năng lượng cơ khí được tiêu hao cho việc giảm nhẹ quay vòng bánh xe.

Xi lanh trợ lực của cầu thứ nhất được lắp kiểu khớp nối với giá đỡ từ phía trong sàn bên của dầm dọc bên trái, trợ lực của cầu thứ nhất nối với cần gạt của hình thang lái.

Bơm của hệ thống trợ lực dùng để cấp chất lỏng công tác vào hệ thống và bảo đảm tuần hoàn nó. Bơm được đặt trên vỏ hộp truyền số truyền cao bên phải phía sau theo hướng đi của xe.

Bơm kiểu bánh răng chiều quay trái, dẫn động bằng trục dẫn động bơm (hình 2.7).

Bạc 6 và 8 của bơm có dạng bậc. Theo đường kính lớn của bạc được lắp cùng với lỗ của thân theo đường kính nhỏ và lỗ trên nắp để làm kín khe hở giữa bề mặt găng bạc 6 và nắp 10 được lắp vòng cao su 4.

Khe hở mặt đầu trong bơm được tự chọn và giữ ở khoảng chiều dày lớp dầu, phụ thuộc vào độ nhớt của dầu và áp lực riêng cần thiết.

Để thay thế vòng cao su làm kín bị mòn và phớt cần tháo nắp 10, nới lỏng bu lông 9; vòng chắn dầu 3 ép ra khỏi nắp khi tháo vòng chặn 2. Trước khi lắp phớt mới vào nắp bề mặt của nó cần phải bôi một lớp dầu.

CHƯƠNG III

TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU LÁI  XE MAZ-543

3.1. Mở đầu

3.1.1.Mục đích, nội dung:

Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu lái bao gồm : Tính toán kiểm bền cho bộ truyền vít-đai ốc bi và tính toán kiểm bền cho bộ truyền thanh răng-cung răng.

3.1.2. Các thông số đầu vào khi tính toán kiểm cơ cấu thống lái

Các thông số đầu vào khi tính toán kiểm cơ cấu thống lái thể hiện như bảng 3.1.

3.2. Tính toán kiểm nghiệm bền các cụm chi tiết của cơ cấu lái

3.2.1. Tính toán kiểm nghiệm bộ truyền vít đai ốc bi.

Kinh nghiệm sử dụng cơ cấu lái vít - Đai ốc bi - Thanh răng -  Cung răng cho thấy rãnh ren và các viên bi bị mòn nhiều nhất. Ngoài ra còn quan sát thấy nhiều trường hợp các viên bi hoặc rãnh ren bị tróc, rỗ do hiện tượng mỏi của vật liệu. Bởi vậy khả làm việc lâu bền của bộ truyền vít đai ốc bị phụ thuộc chủ yếu vào ứng suất tiếp xúc giữa các viên bi và bề mặt rãnh ren.

Ta có:

d_tx - Ứng suất tiếp xúc giữa viên bi và bề mặt rãnh ren  KG/cm²

K - Hệ số phụ thuộc vào bán kính cong của các bề mặt tiếp xúc

i - Số lượng viên bi cùng chịu tải.

d_b- Đường kính viên bi

d_r - Đường kính rãnh ren

l_V - Góc dẫn ren của trục vít

d - Góc tiếp xúc của viên bi

E - Mô đun đàn hồi

Thay số vào ta có :

Q = 7457 KG

s_tx = 0,7 = 46491,56 KG/cm²     

Vậy ta thấy s_tx < [s] = 35 000 -50 000 KG/cm²

Kết luận: Bộ truyền đảm bảo bền.

3.2.2. Tính toán kiểm nghiệm bộ truyền thanh răng cung răng:

Răng của cung răng được kiểm bền theo ứng suất uốn và ứng suất tiếp xúc

+ Ứng suất uốn: 

Ta có:

y - Hệ số dạng răng

b_c - Chiều dài răng của cung răng

t_c- Bước răng của cung răng

q -  Áp suất trong xi lanh trợ lực

D_X - Đường kính xi lanh lực

R_c - Bán kính vòng chia của cung răng

Thay các số liệu ta được:

P_C = 7075,33 kG/cm²

s_u = 1244,95 kG/cm²

[s_u] = 3000¸4000kG/cm²

Vậy ta thấy s_u< [s_u]

+ Ứng suất tiếp xúc giữa răng của cung răng và răng của thanh răng 

Ta có:

a: góc ăn khớp của răng cung răng.

s_tx  = 1067,5 KG/cm²

[s_tx] =15000 KG/cm²

Vậy ta thấy s_tx <  [s_tx]

* Kết luận: Bộ truyền đảm bảo bền.

KẾT LUẬN

Qua một thời gian thu thập tài liệu, phân tích tìm hiểu kết cấu và nguyên lý làm việc của cơ cấu lái trên xe MAZ-543, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của: TS …………. cùng với sự nỗ lực của bản thân tôi đã hoàn thành đồ án. Trong đồ án này tôi đã thực hiện được các nội dung cơ bản sau:

- Giới thiệu chung về ôtô MAZ-543  

- Phân tích đặc điểm kết cấu và trình bày nguyên lý làm việc của hệ thống lái ô tô MAZ-543  

- Tính bền cho một số chi tiết cơ bản của cơ cấu lái ôtô MAZ-543

Qua đó ta thấy được :

Xe MAZ-543 là ôtô vận tải có tính năng thông qua cao được sử dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân và đặc biệt trong quân đội ta.

Hệ thống lái trên xe MAZ-543 là hệ thống lái cơ khí có trợ lực thuỷ lực, cơ cấu lái kiểu trục vít- đai ốc- thanh răng-cung răng, có tỷ số truyền không đổi.

Do thời gian còn hạn chế, tài liệu tham khảo bằng tiếng Việt ít ỏi, đồ án của tôi không tránh khỏi các thiếu sót. Rất mong sự quan tâm đóng góp chỉ bảo chân tình của các thầy, các bạn đối với đồ án của tôi.           

Xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Cấu tạo ôtô quân sự tập 1, 2

Phạm Đình Vi , Vũ Đức Lập.

Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -1995

[2]. Lý thuyết ôtô quân sự

Nguyễn Phúc Hiểu, Võ Văn Hường.

Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -1983

[3]. Hướng dẫn đồ án môn học "Lý thuyết kết cấu và tính toán ôtô quân sự"

Tập IV: Phần hệ thống lái .

Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự -1977

[4]. Thiết kế tính toán ôtô máy kéo ( tập III )

Nguyễn Hữu Cẩn , Phạm Đình Kiên

NXB  ĐH và THCN-1972.

 [5]. Hướng dẫn sử dụng xe đầu kéo MAZ-543

Cục Ôtô-Máy kéo-Trạm nguồn 

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"