MỤC LỤC

MỤC LỤC...........

LỜI NÓI ĐẦU...........

Chương 1. GIỚI THIỆU VỀ NHÍP VÀ KẾT CẤU CỦA NHÍP..................

1.1. Giới thiệu chung.............

1.2. Kết cấu nhíp.............

Chương 2. THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN NHÍP.............

2.1. Vật liệu chế tạo nhíp..........

2.2. Thông số ban đầu.............

2.2.1. Tính toán hệ thống treo cho cầu trước dẫn hướng.......

2.2.2. Xác định các thông số cơ bản của nhíp...........

2.2.3. Tính chính xác độ cứng và độ võng của khối nhíp...........

2.2.4. Tính toán bán kính cong............

2.2.5. Tính bền nhíp..............

2.2.6. Tính các chi tiết của nhíp..............

2.3. Tính toán hệ thống treo cho cầu sau và cầu giữa.........

2.3.1. Thông số..........

2.3.2. Tần số dao động n..........

2.3.2. Xác định các thông số cơ bản của nhíp............

2.3.3. Tính chính xác độ cứng và độ võng của khối nhíp.............

2.3.4.Tính toán bán kính công..............

2.3.5.Tính bền nhíp...............

KẾT LUẬN................

TÀI LIỆU THAM KHẢO..........

LỜI NÓI ĐẦU

     Khi ôtô ngày càng hoàn thiện, xã hội ngày càng phát triển về mặt văn hoá, kinh tế và xã hội thì các tiêu chí đánh giá ảnh h­ưởng của dao động cũng cần đ­ược xem xét một cách nghiêm túc. Đối với xe tải, ngoài yêu cầu về độ êm dịu, ngày nay ng­ười ta buộc phải chú ý đến các tiêu chí khác nh­ư: an toàn hàng hoá, ảnh hưởng của tải trọng động đến đ­ường (áp lực đ­ường), và mức độ giảm tải trọng, do vậy làm giảm khả năng truyền lực khi tăng tốc và khi phanh.Trong vận tải ôtô máy kéo, ng­ười lái là ng­ười quyết định chủ yếu cho an toàn chuyển động. Nếu hệ thống treo của xe có dao động nằm ngoài phạm vi cho phép (80¸120 lần/phút) thì sẽ làm tăng lỗi điều khiển của ng­ười lái, gây ra  những nguy hiểm đến tính mạng của con ng­ười và hàng hoá.

   Khi ôtô chạy trên đ­ường th­ường phát sinh ra các lực và mômen tác động lên hệ thống treo chúng tạo ra những dao động. Các dao động này th­ường ảnh h­ưởng xấu tới hàng hoá, tuổi thọ của xe và đặc biệt ảnh h­ưởng ng­ười lái và hành khách ngồi trên xe. Ng­ười ta cũng tổng kết rằng, những ôtô chạy trên đ­ường xấu, ghồ ghề so với ôtô chạy trên đ­ường tốt, bằng phẳng thì tốc độ trung bình giảm 40¸50%, quãng đ­ường chạy giữa hai chu kỳ đại tu giảm từ 35¸40%, năng suất vận chuyển giảm từ 35¸40%.          

   Điều đặc biệt nguy hiểm là nếu con ng­ười chịu lâu trong tình trạng xe bị rung, xóc nhiều sẽ gây mệt mỏi. Một số nghiên cứu gần đây về dao động và ảnh hưởng của nó tới sức khoẻ con ng­ười  đều đi tới kết luận: Nếu con ng­ời bị ảnh hưởng một cách th­ường xuyên của dao động thì sẽ mắc phải bệnh thần kinh và não.

   Ở những n­ước phát triển, hệ thống treo của ôtô đ­ược quan tâm đặc biệt. Chúng được nghiên cứu đến mức tối ­ưu làm giảm đến mức thấp nhất những tác hại của nó đến con ng­ười đồng thời làm tăng tuổi thọ của xe cũng như­ các bộ phận được treo.

   Ở n­ước ta hiện nay, công nghệ sản xuất xe hơi cũng không ngừng đ­ược cải tiến với sự trợ giúp về khoa học kỹ thuật của các n­ước tiên tiến. Ngành xản suất ôtô đã từng b­ước trở thành mũi nhọn của nền kinh tế, đ­ưa đất n­ước ngày càng vững b­ước đi lên Chủ Nghĩa Xã Hội. Tuy nhiên nền kinh tế Việt Nam vẫn còn yếu so với các n­ước trên khu vực và trên thế giới. Trong ngành giao thông vận tải vẫn còn cho phép l­ưu hành những xe kém về chất l­ượng cũng như­ không còn đảm bảo về độ bền. Khả năng làm việc của xe và đặc biệt là hệ thống treo của những xe này có dao động quá lớn nằm ngoài phạm vi cho phép có thể ảnh h­ưởng lớn đến sức khoẻ con ng­ười. Vì vậy vấn đề dặt ra là làm sao thiết kế đ­ược những xe này đạt tiêu chuẩn cho phép.

   Tr­ước những yêu cầu thực tế đó, trong chương trình đồ án môn học THIẾT KẾ Ô TÔ  em đ­ược giao nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống treo cho xe ô tô tải (Phần nhíp ô tô).  Nội dung bao gồm:

- Giới thiệu về nhíp và kết cấu của nhíp.

- Thiết kế các bộ phận của nhíp.                              

   Với sự giúp đỡ tận tình của thầy: TS…………. em đã hoàn thành xong đồ án của mình nh­ưng do năng lực bản thân còn hạn chế và kinh nghiệm thiết kế còn ch­ưa có nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong quý thầy đóng góp ý kiến để em có thể làm tốt các đồ án sau này.

   Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                      TPHCM, ngày … tháng … năm 20…

                                                                      Sinh viên thực hiện

                                                                     …………..

Chương 1. GIỚI THIỆU VỀ NHÍP VÀ KẾT CẤU CỦA NHÍP

1.1. Giới thiệu chung

Nhíp bộ phận đàn hồi nằm giữa thân xe và bánh xe (nằm giữa phần được treo và không được treo). Với phương pháp bố trí như vậy, khi bánh xe chuyển động trên đường mấp mô, hạn chế được các lực động lớn tác dụng lên thân xe, và giảm được tải trọng động tác dụng từ thân xe xuống mặt đường.

a) Ưu điểm của nhíp:

- Kết cấu và chế tạo đơn giản.

- Sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng.

b) Nhược điểm của nhíp:

- Trọng lượng lớn, tốn nhiều kim loại hơn tất cả các cơ cấu đàn hồi khác, do thế năng biến dạng đàn hồi riêng (của một đơn vị thể tích) nhỏ (nhỏ hơn của thanh xoắn 4 lần khi có cùng một giá trị ứng suất: σ = τ). Theo thống kê, trọng lượng của nhíp cộng giảm chấn thường chiếm từ (5,5 ÷ 8,0)% trọng lượng bản thân của ôtô.

- Thời hạn phục vụ ngắn: do ma sát giữa các lá nhíp lớn và trạng thái ứng suất phức tạp (Nhíp vừa chịu các tải trọng thẳng đứng vừa chịu mômen cũng như các lực dọc và ngang khác). 

1.2. Kết cấu nhíp.

Trên ôtô tải, ôtô buýt, rơmooc và bán rơmooc phần tử đàn hồi nhíp lá thường được sử dụng.

Nếu coi bộ nhíp như là một dầm đàn hồi chịu tải ở giữa và tựa lên hai đầu, khi tác dụng tải trọng thẳng đứng lên bộ nhíp cả bộ nhíp sẽ biến dạng. 

Một số bộ nhíp trên ôtô tải nhỏ có một số lá phía dưới có bán kính cong lớn hơn các lá trên. Kết cấu như vậy thực chất là tạo cho bộ nhíp hai phân khúc làm việc. Khi chịu tải nhỏ chỉ có một số lá trên chịu tải (giống như bộ nhíp chính). Khi bộ nhíp chính có bán kính cong bằng với các lá nhíp dưới thì toàn thể hai phần cùng chịu tải và độ cứng tăng lên. 

Chương 2. THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN NHÍP

2.1. Vật liệu chế tạo nhíp.

Vật liệu chế tạo nhíp là thép 60SI2

2.2. Thông số ban đầu.

- Loại xe: Xe tải

- Công thức bánh xe: 6x2

- Khối lượng xe đầy tải: 11000kg

- Khối lượng xe đầy tải phân bố lên cầu sau chủ động và cầu giữa: 7400kg

- Tải trọng tác dụng lên cầu sau và cầu giữa: Z = 37000  (N)

2.2.1. Tính toán hệ thống treo cho cầu trước dẫn hướng

- Khối lượng  M = 3600 (kg)

=> Khối lượng trên mỗi bộ nhíp là M₁ = 1800 (kg)

- Chiều dài cơ sở của xe: 4990 mm = 499 (cm)

a) Tần số dao động n.

Tần số dao động của bộ nhíp chọn sơ bộ ban đầu:

- Đối với xe tải: n = 85 - 120 lần /phút

- Chọn n = 90 lần/phút

e) Độ võng động:

F_d = 1.F_t = 11,2 cm

f) Độ võng tổng:

Độ võng tổng được xác định theo công thức:

F_p = F_t+ F_d = 11,3 + 11,3 = 22,4 cm

2.2.2. Xác định các thông số cơ bản của nhíp

a) Xác định chiều dài lá nhíp gốc:

Chiều dài lá nhíp gốc : l₁ = K. l_a  = 0,35. 499  =  175  (cm)

Với: K : hệ số kinh nghiệm, đối với ô tô tải cầu trước K = 0,25 ÷ 0,35

c) Bề rộng lá của các lá nhíp:

Để đơn giản ta coi các lá nhíp có cùng bề rộng và cùng chiều dày :từ đó ta mối quan hệ như sau:

6< b/h <10

Với: b: Là chiều rộng của lá nhíp

Ta chọn b = h.9 = 0,9.9 = 8,1 cm

Thay l₁=(L-d_c)/2 = 70 cm vào ta được:

l₂ = 64,2 cm ; l₃ = 58,4 cm ; l₄ = 52,5 cm ;

 l₅ = 46,6 cm  ; l₆ = 40,8 cm ; l₇ = 34,8 cm ;

l₈ = 28,8 cm ; l₉ = 22,7 cm ; l₁₀ = 16,5 cm ; l₁₁ = 9,9 cm

2.2.4. Tính toán bán kính cong

Khi thiết kế nhíp, tất cả các lá nhíp bị uốn cong đi với các bán kính cong khác nhau. Nếu chúng ta xiết ốc bằng bulông trung tâm thì bán kính cong cùa tất cả các lá nhíp và độ võng của các lá nhíp thay đổi. Đối với các lá nhíp có bề dày như nhau cần có độ cong sơ bộ để đảm bảo cho các lá nhíp được đưa vào làm việc ngay cả với trọng tải bé nhất

Suy ra: R_c =  306,3 cm

Trong quá trình tính toán bán kính cong R_i ta phải lữa chọn ứng suất siết cho các lá nhíp thỏa mãn điều kiện bền: .

Ta nhận thấy rằng nữa số lá nhíp phía trên bắt buộc phải có bán kính cong lớn hơn R₀ và các bán kính này tăng dần tức là các < 0, theo chiều hướng là các lá nhíp trên âm nhiều nhất. Nửa còn lại bán kính cong nhỏ hơn R₀ và các bán kính này giảm dần, lá cuối cùng là dương nhiều nhất.

2.2.5. Tính bền nhíp

a) Tính phản lực tại các lá nhíp:

Khi tính toán chỉ tính cho ½ lá nhíp nên có các giả thiết:

- Coi nhíp là loại ¼ elip với một đầu được gắn chặt, một đầu chịu lực.

- Bán kính cong của các lá nhíp bằng nhau. Các lá nhíp chỉ tiếp xúc với nhau ở các đầu mút và lực chỉ truyền qua các đầu mút.

Thay các hệ số trong bảng vào hệ phương trình (*) và giải bằng phương pháp thế ta thu được kết quả như sau:

X₁ = 9000 (N)                X₆ = 8988 (N)      X₁₁ = 8998 (N)

X₂ = 8998 (N)                 X₇ = 9008 (N)      

X₃ = 8992 (N)                X₈ = 9011 (N)

X₄ = 9006 (N)                X₉ = 9023 (N)

X₅ = 9017 (N)                X₁₀ = 8998 (N)

c) Tính ứng suất động cho lá nhíp:

Hệ số tải trọng  của bộ phận nhíp thường được chọn trong khoảng K_đ =1,8 -2,2 chọn K_đ = 2

* Kiểm tra ứng suất tĩnh và ứng suất động của nhíp :

- Hệ số tải trọng  của bộ phận nhíp thường được chọn trong khoảng K_đ=1,8 -2,2 chọn K_đ = 2

Ứng suất động tính là:  419.2 = 838 (kg /cm²) < 11992 (kg/cm²)

Vậy thỏa mãn điều kiện bền.

2.2.6. Tính các chi tiết của nhíp.

a) Tính bền tai nhíp:

Chọn đường kính trong tai nhíp D=5 (cm) = 50 (mm).

Suy ra σ_th=P_kmax(3 ) = 12600(3) = 27654,32 (N/cm²)

=> Vậy nhíp đủ bền.

b) Tính kiểm tra chốt nhíp:

Đường kính chốt nhíp được chọn bằng đường kính trong danh nghĩa của tai nhíp D_chốt= 7 (cm) = 70 (mm).

Chọn vật liệu chế tạo chốt nhíp là thép hợp kim có thánh phần các bon  thấp (20X) thấm các bon trước khi tôi thì ứng suất chèn dập cho phép [σ_{chèn dập} ]= 750÷900 (N/cm²).

Suy ra chốt đảm bảo bền.

Bạc nhíp được chế tạo bằng đồng thanh ,chất dẻo ,thép mềm .Bạc chế tạo bằng thép mềm chụi áp suất chèn dập đến 700 (N /cm² )

2.3. Tính toán hệ thống treo cho cầu sau và cầu giữa

2.3.1. Thông số.

- Khối lượng  M’ = 7400 (kg)

=> Khối lượng trên mỗi bộ nhíp là M₁ = 3700 (kg)

- Chiều dài cơ sở của xe: 4990 mm = 499 (cm)

c) Bề rộng lá của các lá nhíp:

Để đơn giản ta coi các lá nhíp có cùng bề rộng và cùng chiều dày :từ đó ta mối quan hệ như sau:

6< b/h <10     

 b: Là chiều rộng của lá nhíp. Ta chọn b = h.8 = 1,3.8 = 10,4 cm

Thay l₁=(L-d_c)/2 = 90 cm vào ta được:

l₂ = 83,6 cm; l₃ = 77,2 cm; l₄ = 70,8 cm;

l₅ = 64,4 cm; l₆ = 57,9 cm; l₇ = 51,5 cm;

l₈ = 45 cm; l₉ = 38,4 cm; l₁₀ = 31,8 cm;

l₁₁ = 25,1 cm; l₁₂ = 18,2 cm; l₁₃ = 10,9 cm

2.3.4.Tính toán bán kính công

Khi thiết kế nhíp, tất cả các lá nhíp bị uốn cong đi với các bán kính cong khác nhau. Nếu chúng ta xiết ốc bằng bulông trung tâm thì bán kính cong cùa tất cả các lá nhíp và độ võng của các lá nhíp thay đổi. 

2.3.5.Tính bền nhíp

a) Tính phản lực tại các lá nhíp:

Khi tính toán chỉ tính cho ½ lá nhíp nên có các giả thiết:

- Coi nhíp là loại ¼ elip với một đầu được gắn chặt, một đầu chịu lực.

- Bán kính cong của các lá nhíp bằng nhau. Các lá nhíp chỉ tiếp xúc với nhau ở các đầu mút và lực chỉ truyền qua các đầu mút.

Tại điểm B biến dạng lá nhíp thứ nhất và thứ hai bằng nhau. Tương tự tại điểm S biến dạng lá thứ k-1 và lá thứ k bằng nhau. Ta có hệ phương trình với n-1 ẩn là các giá trị X₂, ..... , X_n.

A₂P + B₂X₂ + C₂X₃ = 0

A₃X₂ + B₃X₃ + C₃X₄ = 0    (*)

 ...............................

A_nX_n-1 + B_nX_n  = 0

Tải trọng tác dụng lên một đầu nhíp khi đầy tải: P = X₁ =18500 (N )

c) Tính ứng suất động cho lá nhíp:

Hệ số tải trọng  của bộ phận nhíp thường được chọn trong khoảng K_đ =1,8 -2,2 chọn K_đ = 2

* Kiểm tra ứng suất tĩnh và ứng suất động của nhíp :

Vậy nhíp thỏa mãn điều kiện bền

- Hệ số tải trọng  của bộ phận nhíp thường được chọn trong khoảng K_đ =1,8 -2,2 chọn K_đ = 2

- Ứng suất động tính là: 349,7.2 = 699,4 (kg /cm² ) < 11992 (kg/cm²) nên thỏa mãn điều kiện bền./

KẾT LUẬN

   Sau khi nhận đồ án môn học, ý thức được vai trò quan trọng của đồ án môn học. Em đã bắt tay vào thực hiện nhiệm vụ đồ án được giao, trên cơ sở sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo: TS…………… và các thầy trong bộ môn, cùng với sự cố gắng của bản thân tôi đã hoàn thành đồ án môn học đúng thời hạn quy định. Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã thu được nhiều kiến thức bổ ích, đã có cái nhìn tổng quan về một loại hệ thống treo, hiểu biết sâu sắc hơn về các bộ phận của nhíp. Đồ án giúp em tiếp cận them nhiều kiến thức… là một bước tập duyệt để có thể  thục hiện tốt các đồ án sau này.

   Trong quá trình thức hiện đồ án, em đã cố gắng học hỏi tìm hiểu nhằm hoàn thành nhiệm vụ được giao, cả về yêu cầu nội dung lẫn hình thức cũng như thời gian hoàn thành nhiệm vụ. Nhưng do khả năng còn nhiều hạn chế cũng như giới hạn về mặt thời gian, nên chắc chắn không tránh khỏi những sai sót. Kính mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy. Qua đây em cũng xin được bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới thầy giáo: TS……………. và những những người đã giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án nay.

   Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Tập bài giảng thiết kế tính toán hệ thống treo.

Tác giả: PGS.TS. Lưu Văn Tuấn.

[2]. Tập bài giảng thiết kế tính toán ôtô.

Tác giả: PGS.TS. Nguyễn Trọng Hoan.

[3]. Cấu tạo Gầm Xe Con.

Tác giả: PGS.TS. Nguyễn Khắc Trai.

Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải.

[4]. Sổ tay linh kiện phụ tùng xe ôtô tải thông dụng.

Tác giả: Nguyễn Thanh Quang, Lê Hồng Quân.

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật- 2008.

[5]. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1,2 - Trần Văn Địch.

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật - 2003

[6]. Sức bền vật liệu - Đặng Việt Cương, Lê Thế Hùng

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật - 1998.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"