MỤC LỤC
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. 1
MỤC LỤC.. 3
LỜI NÓI ĐẦU.. 6
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH.. 8
I. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG PHANH.. 8
1.1 CÔNG DỤNG.. 8
1.2 YÊU CẦU.. 8
1.3 PHÂN LOẠI 9
II. KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH.. 10
2.1 CÁC HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ.. 10
2.2 KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH.. 11
2.2.1 Cơ cấu phanh. 12
1. Cơ cấu phanh tang trống. 12
2. Cơ cấu phanh đĩa. 16
3. Cơ cấu phanh dừng. 18
2.2.2 Dẫn động phanh. 19
1. Dẫn động phanh chính bằng cơ khí 19
2. Dẫn động phanh chính bằng thủy lực. 20
3. Dẫn động phanh chính bằng khí nén. 24
4. Dẫn động bằng thủy khí kết hợp. 27
2.2.3 Bộ điều hòa lực phanh. 29
2.2.4 Hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS. 33
CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 34
I. CƠ CẤU PHANH.. 34
II. DẪN ĐỘNG PHANH.. 36
2.1. DẪN ĐỘNG BẰNG CƠ KHÍ 36
2.2. DẪN ĐỘNG BẰNG THỦY LỰC.. 36
2.3. DẪN ĐỘNG PHANH BẰNG KHÍ NÉN.. 37
2.4 DẪN ĐỘNG PHANH BẰNG THỦY KHÍ KẾT HỢP. 38
III. BỘ ĐIỀU HÒA LỰC PHANH.. 39
3.1. ĐIỀU HOÀ LỰC PHANH BẰNG VAN HẠN CHẾ ÁP SUẤT. 39
3.2. BỘ ĐIỀU HOÀ THEO TẢI KIỂU PÍT TÔNG - VI SAI 41
3.3. BỘ ĐIỀU HOÀ ÁP SUẤT DẠNG TIA.. 43
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH.. 45
I. GIỚI THIỆU VỀ XE HUYNDAI THAM KHẢO.. 45
II.THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH.. 48
2.1. TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH.. 48
2.1.1 Xác định mô men phanh cần thiết tại các bánh xe. 48
2.1.2. Tính toán cơ cấu phanh guốc bằng phương pháp họa đồ. 50
1. Các lực trong cơ cấu phanh guốc dẫn động thủy lực dùng chung một xi lanh 50
2. Các thông số cơ bản của cơ cấu phanh guốc. 51
3. Xác định góc ( ), bán kính (r) và điểm đặt lực (ro) của lực R.. 52
4. Xác định các lực tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ. 54
2.1.3. Kiểm tra hiện tượng tự xiết 57
1. Đối với các guốc trước của cơ cấu phanh. 57
2. Đối với các guốc sau của cơ cấu phanh. 58
2.1.4. Xác định các kích thước má phanh. 58
1. Công ma sát riêng. 58
2. Áp suất lên bề mặt má phanh. 59
3. Tỷ số p. 60
2.1.5 Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh. 60
2.2 TÍNH BỀN CHO MỘT SỐ CHI TIẾT. 61
2.2.1 Tính bền trống phanh. 61
2.2.2 Tính bền chốt phanh. 63
2.2.3 Tính bền lò xo hồi vị 63
2.3 TÍNH TOÁN PHẦN DẪN ĐỘNG THỦY LỰC.. 66
2.3.1 Đường kính của xi lanh công tác. 66
2.3.2 Đường kính xi lanh chính. 67
2.3.3 Hành trình làm việc của pít tông trong các xi lanh. 68
2.4 TÍNH TOÁN PHẦN DẪN ĐỘNG KHÍ NÉN.. 70
2.4.1 Máy nén khí 70
2.4.2 Van phân phối dẫn động hai dòng. 70
2.4.3 Van phân chia khí 71
2.5 TÍNH TOÁN BỘ ĐIỀU HÒA LỰC PHANH.. 71
2.5.1 Xây dựng đồ thị quan hệ áp suất 72
2.5.2. Chọn đường đặc tính điều chỉnh. 75
5.2.3. Xác định hệ số đạt hiệu quả phanh cao nhất ( ) 76
5.2.4. Xác định hệ số Kđ 77
5.2.5. Phương trình quan hệ áp suất p1– p2 của đường đặc tính điều chỉnh 78
5.2.6. Chọn và xác định các thông số kết cấu. 79
CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT. 81
I. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT. 81
II. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CHI TIẾT. 82
III. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT. 82
3.1. TÍNH TRỌNG LƯỢNG CỦA CHI TIẾT. 82
3.2. TÍNH SẢN LƯỢNG CHI TIẾT. 83
3.3 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT. 83
IV. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 84
V. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT. 84
5.1. XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ. 84
5.2. TÍNH TOÁN VÀ LẬP CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT. 84
VI. TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG.. 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 95
PHỤ LỤC.. 96
LỜI NÓI ĐẦU
Sản xuất ô tô trên thế giới ngày càng tăng vượt bậc, ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và hàng hóa cho các nghành kinh tế quốc dân, đồng thời cũng trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Ngày nay ở nước ta số ô tô tư nhân cũng đang phát triển cùng với sự tăng trưởng về kinh tế, mật độ xe trên đường ngày càng cao.
Do mật độ ô tô trên đường ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càng cao (do đường sá ngày càng được cải thiện tốt hơn) cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết hàng đầu luôn phải quan tâm.
Ở nước ta , năm 2001 có 10 866 người chết vì tai nạn giao thông. Năm 2002 xảy ra 27 484 vụ tai nạn giao thông làm 12 989 người chết và 30 772 người bị thương.
Theo thống kê của các nước thì trong tai nạn giao thông đường bộ có
60 70 % do con người gây ra (như lái xe say rượu, mệt mỏi, buồn ngủ…) 10 15 % do hư hỏng máy móc, trục trặc về kĩ thuật và 20 30 % do đường sá quá xấu.
Trong nguyên nhân do hư hỏng máy móc, trục trặc về kĩ thuật thì tỉ lệ tai nạn do các cụm của ô tô gây nên được thống kê như sau:
Phanh chân : 52, 2 74, 4 %
Phanh Tay : 4, 9 16, 1 %
Lái : 4, 9 19, 2 %
Ánh sáng : 2, 3 8, 7 %
Bánh Xe : 2, 5 10 %
Các hư hỏng khác : 2 18, 2 %
Từ các số liệu trên thấy rằng, tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỉ lệ lớn nhất trong các tai nạn do kĩ thuật gây nên. Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Hệ thống phanh ngày nay đã được cải tiến nhiều nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định hướng và tăng tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả vận chuyển của ô tô.
Đề tài tốt nghiệp em được giao là: ”Thiết kế hệ thống phanh thủy khí cho xe tải 8 tấn dựa trên cơ sở xe Hyundai”. Em xin trình bày về: tổng quan hệ thống phanh; lựa chọn phương án thiết kế; tính toán thiết kế hệ thống phanh; lập nguyên công để chế tạo một chi tiết điển hình trong hệ thống phanh. Sau 12 tuần nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của thầy: PGS.TS………… và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã giúp em hoàn thành được đồ án của mình. Do việc tìm tòi, kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế nên đồ án của em cũng không tránh khỏi những thiếu sót, em mong các thầy giúp em tìm ra những thiếu sót đó để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy: PGS.TS………… cùng toàn thể các thầy trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
I. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG PHANH
1.1 CÔNG DỤNG
Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe, dừng hẳn hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định.
Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển (tức là tăng được tốc độ trung bình của xe).
1.2 YÊU CẦU
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm;
- Phanh êm dịu trong bất kì mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh;
Theo khả năng điều chỉnh mô men phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ điều hòa lực phanh
Theo trợ lực:
Hệ thống phanh có trợ lực
Hệ thống phanh không có trợ lực
II. KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH
2.1 CÁC HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ
Trên ô tô thường có các hệ thống phanh sau: phanh chính, phanh dừng và phanh dự phòng.
Phanh chính phải là một hệ thống hoàn chỉnh, độc lập với các hệ thống phanh khác. Nó có nhiệm vụ giảm tốc độ hoặc dừng hẳn ô tô đang chuyển động khi cần thiết. Hệ thống phanh này được điều khiển bằng chân và thường được dẫn động bằng khí nén hoặc thủy lực.
2.2 KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH
Kết cấu chung của hệ thống phanh trên ô tô được mô tả trên hình 1.1
Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:
- Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm trên bánh xe khi phanh ô tô.
- Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau.
2.2.1 Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh là bộ phận sinh ra mô men phanh và chuyển động năng của ô tô thành dạng năng lượng khác (thường chuyển thành nhiệt năng).
Trên ô tô chủ yếu sử dụng ma sát để tạo cơ cấu phanh và các loại cơ cấu phanh thường dùng trên ô tô là cơ cấu phanh tang trống, cơ cấu phanh đĩa và cơ cấu phanh dải.
2.2.2 Dẫn động phanh
1. Dẫn động phanh chính bằng cơ khí
Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưng không tạo được mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của người lái, thường chỉ sử dụng ở cơ cấu phanh dừng (phanh tay).
2. Dẫn động phanh chính bằng thủy lực
Dẫn động phanh bằng thủy lực tức là dùng chất lỏng để tạo và truyền áp suất đến các xi lanh công tác của cơ cấu phanh để tạo lực ép má phanh vào trống\đĩa phanh.
3. Dẫn động phanh chính bằng khí nén
Dẫn động phanh bằng khí nén tức là sử dụng năng lượng của nguồn khí nén để tạo nên áp lực ép các guốc phanh vào trống phanh.
Van bảo vệ 2 ngả có nhiệm vụ phân phối khí nén từ máy nén khí theo 2 mạch dẫn động tương ứng. Trong trường hợp một trong các mạch có hư hỏng thì các van có nhiệm vụ ngắt mạch hư hỏng ra khỏi hệ thống đảm bảo cho sự làm việc bình thường của mạch còn lại.
2.2.3 Bộ điều hòa lực phanh
Khi thiết kế hệ thống phanh người ta luôn mong muốn có được hiệu quả phanh cao nhất, nhưng lực phanh cực đại có thể phát huy tại các bánh xe thì lại giới hạn bởi lực bám. Vì khi lực phanh đạt được giá trị của lực bám thì bánh xe bắt đầu trượt và không còn khả năng truyền lực lớn hơn nữa. Do vậy, trong thiết kế tính toán hệ thống phanh cần phải tận dụng tối đa khả năng bám tại các bánh xe để có được hiệu quả phanh cao nhất, nhưng đồng thời cũng phải tránh xảy ra hiện tượng trượt lết gây mất ổn định và mất an toàn chuyển động.
Như vậy, tại cầu trước mô men phanh có được trên cầu theo thiết kế lớn hơn mô men bám, có nghĩa là, trong trường hợp này các bánh xe cầu trước sẽ bị trượt lết. Ngược lại, ở cầu sau mô men phanh trên cầu theo tính toán nhỏ hơn mô men bám và khả năng bám của các bánh xe không được tận dụng hết.
2.2.4 Hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS
Trong quá trình phanh xe, nếu các bánh xe bị trượt lết thì khả năng bám đường của bánh xe giảm rất nhiều so với khả năng bám khi bánh xe ở giới hạn trượt lết nên hiệu quả phanh giảm nhiều.
CHƯƠNG II
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Chương này sẽ đi phân tích để lựa chọn ra phương án thiết kế cho hệ thống phanh bao gồm các bộ phận sau: cơ cấu phanh, dẫn động phanh và bộ điều hòa lực phanh.
I. CƠ CẤU PHANH
So sánh cơ cấu phanh đĩa và cơ cấu phanh guốc ta có những nhận xét sau:
Kết luận: Từ những so sánh đặc điểm của hai cơ cấu phanh ta thấy việc chọn cơ cấu phanh guốc trên xe tải là rất khả thi. Chính vì vậy mà trong đồ án này em chọn cơ cấu phanh cho cả cầu trước và sau đều là cơ cấu phanh guốc. Và dạng cơ cấu phanh guốc thiết kế ở đây là cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục.
II. DẪN ĐỘNG PHANH
2.1. DẪN ĐỘNG BẰNG CƠ KHÍ
+ Ưu điểm:
- Dẫn động phanh bằng cơ khí có độ tin cậy làm việc cao, độ cứng vững dẫn động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài.
+ Nhược điểm:
- Dẫn động phanh cơ khí thì hiệu suất truyền lực không cao, thời gian phanh lớn.
- Việc sử dụng các dây cáp trong dẫn động phanh cơ khí làm cho hệ thống phanh rất hay bị kẹt do các dây cáp bằng kim loại sắt thì hay bị gỉ sét.
- Dẫn động bằng cơ khí khó đảm bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe vì độ cứng vững của các thanh dẫn động phanh không như nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cơ cấu.
2.2. DẪN ĐỘNG BẰNG THỦY LỰC
Dẫn động phanh thuỷ lực được áp dụng rộng rãi trên hệ thống phanh chính của các loại ô tô du lịch, trên ô tô vận tải nhỏ và trung bình.
+ Ưu điểm:
- Dễ bố trí hơn so với dẫn động cơ khí.
- Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo đúng yêu cầu thiết kế.
- Có hiệu suất cao.
2.3. DẪN ĐỘNG PHANH BẰNG KHÍ NÉN
+ Ưu điểm:
- Điều khiển nhẹ nhàng vì lực này chỉ dùng để mở van (hay lực này chính là lực điều khiển), kết cấu đơn giản, tạo được lực phanh lớn.
- Dễ bố trí tự động điều khiển (có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển ô tô).
- Có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận làm việc như hệ thống treo loại khí.
+ Nhược điểm:
- Số lượng các cụm khá nhiều, kích thước và trọng lượng của chúng khá lớn, giá thành cao.
- Tác dụng chậm vì ban đầu ở các bầu phanh chưa có khí nén, nên phải có thời gian để khí nén đi từ bình khí nén tới các van phân phối sau đó tơi các bầu phanh và khi đạt đến áp suất nhất định thì phanh bắt đầu tác dụng.
2.4 DẪN ĐỘNG PHANH BẰNG THỦY KHÍ KẾT HỢP
+ Ưu điểm:
- Kết hợp được nhiều ưu điểm của 2 loại hệ thống phanh thuỷ lực và khí nén, khắc phục được những nhược điểm của từng loại khi làm việc độc lập.
+ Nhược điểm:
- Kích thước của hệ thống phanh liên hợp là rất cồng kềnh và phức tạp, rất khó khăn khi bảo dưỡng sửa chữa.
- Khi phần dẫn động khí nén bị hỏng thì dẫn đến cả hệ thống ngừng làm việc cho nên trong hệ thống phanh liên hợp ta cần chú ý đặc biệt tới cơ cấu dẫn động khí nén.
Kết luận: Từ những phân tích trên về các phương án dẫn động thì ta nhận thấy việc chọn phương án dẫn động thủy khí kết hợp cho xe tải 8 tấn là rất phù hợp. Nó kết hợp được nhiều ưu điểm của hai phương án dẫn động thủy lực lẫn dẫn động khí nén, đồng thời khắc phục được nhiều khuyết điểm của hai phương án dẫn động trên.
3.3. BỘ ĐIỀU HOÀ ÁP SUẤT DẠNG TIA
Nguyên lí làm việc:
Các pít tông điều chỉnh 2, 3 được nối với nhau bởi đòn trung gian 5, đòn này tựa lên con trượt 6. Vị trí của con trượt xê dịch tuỳ thuộc vào mức độ tải trọng của xe.
Khi xe ở trạng thái tĩnh con trượt luôn ở trạng thái xác định. Khi tải trọng tăng lên độ võng f sẽ giảm đi con trượt sẽ dịch chuyển sang phải, Lx tăng lên và khi giảm tải trọng thì ngược lại. Ở phần trên của pít tông 3 có lắp van cắt 1, van này sẽ đóng kín đường dầu đến các xi lanh làm việc ở các bánh xe sau. Khi không phanh van 1 luôn ở trạng thái mở.
Ưu- nhược điểm:
- Bộ điều hoà lực phanh theo gia tốc tuy có kết cấu phức tạp nhưng cho đường đặc tính điều chỉnh sát với đường đặc tính lí tưởng nên hiệu quả phanh đạt được khá cao.
- Việc chọn các thông số kết cấu phức tạp và khó bố trí trên xe con
Kết luận: Từ những sự phân tích trên em sẽ chọn bộ điều hòa lực phanh kiểu pít tông – vi sai để tính toán trong đồ án của mình.
CHƯƠNG III
THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH
I. GIỚI THIỆU VỀ XE HUYNDAI THAM KHẢO
Xe HUYNDAI tham khảo.
II.THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH
2.1. TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH
2.1.1 Xác định mô men phanh cần thiết tại các bánh xe
Lực phanh tại bánh xe đạt được giá trị lớn nhất khi bánh xe bắt đầu trượt lết, trong quá trình trượt mô men phanh không tăng được nữa mà thậm chí còn có xu hướng giảm. Vì vậy, ta thường tính toán mô men phanh cần thiết tại các bánh xe sao cho tận dụng tối đa khả năng bám của bánh xe.
jmax- gia tốc chậm dần cực đại của ô tô khi phanh jmax= 6(m/s2).
hg- chiều cao trọng tâm của ô tô, lấy hg= 1,5(m).
g- Gia tốc trọng trường : g= 9, 81(m/s2).
G- Trọng lượng ôtô khi đầy tải : G= 15635.9, 81= 153380(N).
G1-trọng lượng tĩnh trên cầu trước : G1=4690.9, 81=46010(N).
G2- trọng lượng tĩnh trên cầu sau : G2=10945.9, 81=107370(N).
L- Chiều dài cơ sở ô tô : L= 5700(mm) = 5, 7(m).
2.1.2. Tính toán cơ cấu phanh guốc bằng phương pháp họa đồ
1. Các lực trong cơ cấu phanh guốc dẫn động thủy lực dùng chung một xi lanh
+ P: Lực do dẫn động phanh sinh ra, cụ thể là do pít tông của xi lanh công tác (lực này biết phương, chiều và điểm đặt, chưa biết độ lớn).
+U: Phản lực từ chốt phanh tác dụng lên guốc phanh, điểm đặt của lực này được coi là đặt tại tâm quay của guốc phanh, tuy nhiên, phương chiều và độ lớn thì chưa biết.
+ R: Phản lực của trống phanh tác dụng lên má phanh. Lực này chưa biết cả về điểm đặt, phương, chiều và độ lớn.
Nhận xét: Các lực này nếu tìm bằng phương pháp giải tích thì rất khó xác định. Chính vậy chúng ta sẽ xác định chúng bằng phương pháp họa đồ sau.
3. Xác định góc ( f), bán kính (r) và điểm đặt lực (ro) của lực R
Qua hai công thức trên ta thấy các thông số và r xác định điểm đặt lực R chỉ phụ thuộc vào các thông số hình học của má phanh, nên nếu các má phanh có các kích thước giống nhau thì và r cũng giống nhau.
Với μ là hệ số ma sát giữa tấm ma sát với tang trống (μ=0.25÷0.35),
chọn μ = 0,3. Do hệ số ma sát ở các má phanh trước và má phanh sau bằng nhau nên đối với các guốc phanh trước và guốc phanh sau ở cầu trước và cầu sau đều bằng nhau: arctg =16 41’.
4. Xác định các lực tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ
Trong trường hợp dẫn động thủy lực với 1 xi lanh công tác chung cho 2 pít tông dẫn động các guốc phanh trước và sau thì các lực tác động bằng nhau:
P’=P’’=P.
Họa đồ được xây dựng cho từng guốc phanh. Dưới đây là các bước xây dựng họa đồ cho cả 2 guốc phanh phía trước và phía sau:
1. Xác định các thông số hình học của cơ cấu phanh và vẽ sơ đồ Theo đúng tỉ lệ; vẽ các lực P.
2.1.3. Kiểm tra hiện tượng tự xiết
Trong quá trình thiết kế cơ cấu phanh, nếu lựa chọn các thông số không hợp lí thì có thể xảy ra hiện tượng tự xiết. Đây là điều cần tránh vì khi xảy ra hiện tượng này cơ cấu phanh làm việc giật cục, không êm dịu và hơn nữa lái xe không thể kiểm soát được cường độ phanh theo ý muốn. Cho nên việc kiểm tra hiện tượng tự xiết trong cơ cấu phanh là cần thiết.
2.1.4. Xác định các kích thước má phanh
Đối với phanh guốc, kích thước má phanh được xác định dựa trên các điều kiện sau: Công ma sát riêng; Áp suất lên bề mặt má phanh; Tỷ số p; Chế độ làm việc của cơ cấu phanh. Kích thước của các má phanh phải được lựa chọn sao cho thảo mãn các điều kiện trên.
2.1.5 Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh
Trong quá trình phanh ô tô, toàn bộ động năng của khối lượng chuyển động của ôtô được chuyển hóa thành nhiệt năng tại các cơ cấu phanh. Một phần của lượng nhiệt này sẽ nung nóng chi tiết của cơ cấu phanh mà chủ yếu là trống phanh, phần còn lại tỏa ra ngoài không khí.
Trong trường hợp phanh ngặt, thời gian phanh rất ngắn nên lượng nhiệt tỏa ra ngoài không khí rất nhỏ, có thể bỏ qua được, khi đó mức gia tăng nhiệt độ của trống phanh so với môi trường bên ngoài được xác định ([1] - trang 165.
2.2 TÍNH BỀN CHO MỘT SỐ CHI TIẾT
Qua phân tích và tính toán ở phần 2 mục 2.1.4 ta thấy rằng áp suất sinh ra trên bề mặt trống phanh ở cơ cấu phanh cầu sau lớn hơn ở cơ cấu phanh cầu trước nên ta chỉ tính bền cho cơ cấu phanh sau.
2.2.1 Tính bền trống phanh
Dựa vào trạng thái chịu lực của trống phanh trong qúa trình phanh ta thấy trống phanh làm việc gần giống như một ống có thành dày chịu áp suất bên trong. Trong quá trình tính toán ta giả thiết rằng áp suất phân bố trên bề mặt trống phanh là không đổi, đồng thời ta đưa thêm vào hệ số an toàn là n =1,5 trong khi tính toán bền cho trống phanh.
Để đảm bảo an toàn ta lấy thêm hệ số an toàn n=1,5
bth= 43 538.1,5 = 65 307(N/m2)
bth<= 380.106 (N/m2)
Trống phanh đảm bảo yêu cầu kỹ thuật
2.2.3 Tính bền lò xo hồi vị
Việc tính toán lò xo hồi vị nhằm xác định các kích thước của lò xo sao cho đảm bảo được khả năng hồi vị của lò xo và đảm bảo độ bền lâu trong quá trình làm việc.
Plx- Lực tác dụng lên lò xo: Plx= P1+P2= 26 797 + 26 797 = 53 594 (N)
d- Đường kính của dây lò xo: d = 4 (mm)
D- Đường kính trung bình của lò xo: D = 4.d = 4.4 = 16(mm)
+ Bước của lò xo là t = (0,15 0,3).D
Ta lấy t = 0,2.D = 0,2 . 16 = 3,2(mm)
+ Số vòng toàn bộ của lò xo n = n0 + (1 2)
Ta chọn: n = n0 + 1 =20+1=21
2.4 TÍNH TOÁN PHẦN DẪN ĐỘNG KHÍ NÉN
2.4.1 Máy nén khí
Máy nén khí được lựa chọn sao cho đảm bảo các yêu cầu sau:
- Nạp nhanh các bình chứa sau khi khởi động động cơ;
- Giữ được áp suất trong hệ thống gần với áp suất tính toán khi phanh liên tục.
Thực tế máy nén khí chỉ làm việc khoảng 10- 20% thời gian làm việc của ô tô, khi các bình chứa đã được nạp đầy thì máy nén được chuyển sang chạy ở chế độ không tải.
Các loại máy nén trên ô tô thường có công suất 0,5 2,2 KW
Suy ra: Q=161 (l/ph)
2.4.2 Van phân phối dẫn động hai dòng
Trên thị trường thì việc chế tạo van phân phối là rất phổ biến. Việc chế tạo van phân phối dẫn động hai dòng ngày nay càng được tiêu chuẩn hóa, chính vì vậy mà trong đồ án này em không đi thiết kế van này nữa mà thay vào đó là sẽ đi tìm hiểu kết cấu thực của van để tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của van.
2.5 TÍNH TOÁN BỘ ĐIỀU HÒA LỰC PHANH
Bộ điều hòa lực phanh có nhiệm vụ tự điều chỉnh áp lực phanh ở các bánh xe cho thích hợp để tăng hiệu quả phanh, nó phụ thuộc vào hai thông số:
- Cường độ phanh của ô tô ( tức áp suất do lái xe tác động lên bàn đạp phanh).
- Sự thay đổi tải trọng lên cầu sau làm thay đổi độ võng của hệ thống treo sau.
Bảng trị số áp suất khi hệ số bám thay đổi:
Thực tế khi xe chạy trên đường khác nhau sẽ cho ta hệ số bám khác nhau, áp suất tạo nên trong dẫn động phanh ở các cơ cấu phanh sẽ có giá trị khác nhau. Ta có bảng giá trị các áp suất cần thiết trong xi lanh bánh xe tác dụng lên má phanh và guốc phanh của các cơ cấu phanh trong từng trường hợp cụ thể khi xe không tải và đầy tải theo hệ số bám được thể hiện bảng.
2.5.2. Chọn đường đặc tính điều chỉnh
- Vẽ đường đặc tính thực tế khi không có bộ điều hoà lực phanh (đặc tính không điều chỉnh) bằng cách vẽ một đường thẳng nghiêng với trục hoành một góc 450.
- Qua đồ thị ta có thể xác định được điểm bắt đầu làm việc của bộ điều hoà lực phanh ở chế độ không tải và đầy tải:
+ Điểm a’: Là điểm bắt đầu làm việc của bộ điều hoà lực phanh ở chế độ không tải.
+ Điểm a : Là điểm bắt đầu làm việc của bộ điều hoà lực phanh ở chế độ đầy tải.
5.2.5. Phương trình quan hệ áp suất p1– p2 của đường đặc tính điều chỉnh
Đường đặc tính điều chỉnh của bộ điều hoà lực phanh là những đường xiên tạo với đường biểu diễn áp suất p1 những góc (ứng với những tải trọng khác nhau từ không tải đến đầy tải) ta có thể lập phương trình cho đường xiên như sau:
p2 = A.p1 + B
Tải trọng tác dụng lên cầu sau là thông số được đánh giá gần đúng thông qua tín hiệu phản hồi bằng cách thay đổi khoảng cách f giữa vỏ xe và vỏ cầu. Sự thay đổi này là thông tin tác dụng vào bộ đàn hồi của bộ điều hoà lực phanh từ đây tín hiệu được truyền tới cụm van thuỷ lực dưới tác dụng của lực đàn hồi.
CHƯƠNG IV
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH TRONG HỆ THỐNG PHANH
I. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT
Chi tiết gia công – Pít tông dầu trong xi lanh chính – đây là một dạng chi tiết thuộc loại chi tiết dạng bạc. Đó là những chi tiết dạng ống tròn, thành mỏng. Trong quá trình làm việc chi tiết luôn chịu:
+ Mài mòn lớn;
+ Lực tác động lớn.
II. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CHI TIẾT
Cũng như các chi tiết dạng khác, tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết dạng bạc có ý nghĩa quan trọng đối với việc gia công để đạt các yêu cầu kĩ thuật cần thiết. Trước hết cần chú ý đến đặc trưng quan trọng đối với các chi tiết dạng bạc là tỉ số giữa chiều dài và đường kính ngoài lớn nhất của chi tiết.
Tiếp đến phải chú ý đến kích thước lỗ bởi vì cùng một đường kính gia công lỗ bao giờ cũng khó hơn gia công trục. Đường kính lỗ là tương đối nhỏ nên khi gia công khá khó khăn, khó đạt được độ chính xác về hình dáng và kích thước đồng thời dễ bị biến dạng chi tiết khi gia công.
III. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
Để xác định dạng sản xuất ta phải dựa vào trọng lượng của chi tiết và sản lượng chi tiết hàng năm.
3.1. TÍNH TRỌNG LƯỢNG CỦA CHI TIẾT
- Tính thể tích chi tiết.
Để tính được thể tích của chi tiết ta tiến hành chia chi tiết ra làm nhiều phần để tính các Vi sau đó lấy tổng các Vi vậy sau khi tính toán ta được V = 0,0293 (dm3)
- Khối lượng riêng của hợp kim thép : g = 7,852 (kg/dm3).
- Trọng lượng của chi tiết: Q = g.V
Vậy Q = 0,0293x7,852 ≈ 0,2300 (kg)
3.3 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
Trong chế tạo máy người ta phân biệt ba dạng sản xuất :
+ Sản xuất đơn chiếc.
+ Sản xuất hàng loạt.
+ Sản xuất hàng khối.
Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, tuy nhiên ở đây chúng ta không đi sâu nghiên cứu những đặc điểm của từng dạng sản xuất mà chỉ nghiên cứu phương pháp xác định chúng theo tính toán.
V. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT
5.1. XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ
Sau khi phân tích kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là hàng loạt vừa và trong điều kiện sản xuất ở nước ta hiện nay, ta chọn phương án phân tán nguyên công, sử dụng các đồ gá chuyên dùng để gia công trên các máy thông dụng.
5.2. TÍNH TOÁN VÀ LẬP CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT
Từ những sự phân tích trên đây ta có thể có được các nguyên công chủ yếu để gia công sau :
- Nguyên công 1 : Gia công các bề mặt ngoài
- Nguyên công 2 : Phay rãnh
Định vị và kẹp chặt chi tiết bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm, hạn chế 5 bậc tự do.
- Nguyên công 5 : Nhiệt luyện chi tiết.
- Nguyên công 6 : Mài bề mặt ngoài.
Định vị bằng mũi chống tâm hạn chế 5 bậc tự do.
- Nguyên công 7 : Kiểm tra
VI. TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG
6.1. Nguyên công 1: Gia công các mặt ngoài
+ Chọn chuẩn: Chuẩn ở đây là mặt đầu được gia công ở nguyên công 1 và mặt trụ ngoài.
+ Định vị và kẹp chặt : Sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm, hạn chế 5 bậc tự do.
- Bước công nghệ 1: Khoan chuẩn bị lỗ tâm.
+ Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 2A125, công suất động cơ Nm=2,8 (kW).
Khoan lỗ D1= Ø9; D1= Ø17.
+ Lượng chạy dao tra bảng 5.25 ([7]): S1 = 0,1 (mm/vòng); S2 = 0,15 (mm/vòng).
+Tốc độ cắt: vật liệu là thép C45, thuộc nhóm 5 tra bảng 5.86 ( [7] ) v1=25(m/phút); v2 = 30 (m/phút).
- Bước công nghệ 3: Cắt rời chi tiết
+ Chọn máy tiện T620. Công suất động cơ Nm=10 (kW).
+ Chiều sâu cắt: t = 19 (mm);
+ Lượng chạy dao: tra bảng 5.14 ( [7] ): S = 0,2 (mm/vòng);
+ Tốc độ cắt: n = 2500(vòng/phút). v= 300 (m/phút).
6.2. Nguyên công 2: Phay rãnh
+ Chọn máy: Máy phay 6P12. Số vòng quay trục chính : 31,5 ÷ 1600 (vg/ph) Công suất động cơ : N = 7,5 kW.
+ Chiều sâu cắt: t = 20 mm .
+ Tốc độ cắt: Vb = 30 m/phút .
+ Lượng chạy dao thô S =0,8 mm/vòng
+ Tốc độ quay của trục chính: n = 1225 vòng/phút.
6.5 Nguyên công 5: Nhiệt luyện chi tiết
6.6 Nguyên công 6: Mài mặt trụ ngoài.
Lượng dư cho nguyên công mài tinh là t = 0,15 (mm)
6.7. Nguyên công 7: Kiểm tra độ đồng tâm và vuông góc của chi tiết
KẾT LUẬN
Sau thời gian hơn 2 tháng làm việc nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành được bản đồ án của mình theo đúng yêu cầu mà thầy hướng dẫn đề ra. Đồ án của em đã đạt được những vấn đề sau: Tìm hiểu được tổng quan hệ thống phanh hiện nay trên thị trường; biết cách phân tích, đánh giá để tìm ra phương án thiết kế hệ thống phanh một cách tối ưu; biết tính toán thiết kế một hệ thống phanh trên xe đảm bảo làm việc an toàn và ngoài ra em cũng đã tìm hiểu được cách chế tạo một chi tiết điển hình trên xe ô tô.
Bên cạnh những vấn đề đạt được, do thời gian có hạn đồ án của em còn nhiều hạn chế và còn nhiều vấn đề chưa đề cập đến trong đồ án này. Để tăng tính hiệu quả cho phanh khi làm việc thì ta cần phải thiết kế thêm các cụm như: bộ chống hãm cứng khi phanh và bộ tự điều chỉnh khe hở má phanh và trống phanh để tránh hiện tượng bó phanh.
Trong quá trình làm đồ án em đã cố gắng tìm hiểu thực tế và giải quyết các nội dung kĩ thuật hợp lý. Đây là bước khởi đầu quan trọng giúp cho em có thể nhanh chóng tiếp cận với ngành công nghiệp ô tô hiện nay của nước ta. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, bổ sung của các thầy, và các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn, góp phần nhỏ bé vào nhu cầu sử dụng xe ở Việt Nam hiện nay.
Một lần nữa em xin cảm ơn sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy : PGS.TS…….....…… cùng các thầy trong môn ôtô đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
…………….
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tập bài giảng thiết kế tính toán ô tô – PGS.TS. Nguyễn Trọng Hoan – Lưu hành nội bộ - Năm 2009.
2. Tài liệu đào tạo TEAM giai đoạn 2 tập 13 – Hệ thống phanh – TOYOTA.
3. Hướng dẫn thiết kế hệ thống phanh ô tô máy kéo – Dương Đình Khuyến – Năm 1995.
4. Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 và tập 2 – Trịnh Chất và Lê Văn Uyển – Nhà xuất bản giáo dục – Năm 2007.
5. Phanh Ô tô cơ sở khoa học và thành tựu mới – GS.TSKH.Nguyễn Hữu Cẩn – Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật – Năm 2004.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"