MỤC LỤC
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
Chương 1. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.. 8
1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, điều kiện làm việc. 8
1.1.1. Nhiệm vụ. 8
1.1.2. Phân loại 8
1.1.3. Yêu cầu. 9
1.1.4. Điều kiện làm việc. 9
1.2. Chọn phương án thiết kế hệ thống treo.. 9
1.2.1. Hệ thống treo phụ thuộc. 9
1.2.2. Hệ thống treo độc lập. 12
1.3. Kết luận. 17
1.4. Thiết kế hệ thống treo. 18
1.4.1. Thiết kế nhíp. 18
1.4.2. Thiết kế giảm chấn. 20
Chương 2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG TREO.. 24
2.1. Lựa chọn các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu. 24
2.2. Xác định lực tác dụng lên nhíp. 24
2.2.1. Khi xe đầy tải 24
2.2.2. Khi xe không tải 24
2.3. Thiết kế nhíp trước. 25
2.3.1. Độ cứng của hệ thống treo C.. 25
2.3.2. Chọn sơ bộ kích thước nhíp. 25
2.3.3. Tính độ cứng, độ võng tĩnh và kiểm tra tần số dao động của nhíp. 27
2.3.4. Tính bền nhíp và các chi tiết liên quan. 28
2.3.5. Tính bền tai nhíp. 31
2.3.6. Tính kiểm tra chốt nhíp. 32
2.4. Thiết kế nhíp sau và nhíp sau phụ. 32
2.4.1. Nhíp sau chính. 32
2.4.2. Nhíp sau phụ. 34
2.4.3. Tính độ võng tĩnh của nhíp chính và nhíp phụ. 35
2.4.4. Tính bền nhíp chính và nhíp phụ. 39
2.4.5. Tính bền tai nhíp. 44
2.4.6. Tính kiểm tra chốt nhíp. 45
Chương 3. THIẾT KẾ GIẢM CHẤN.. 46
3.1. Thiết kế giảm chấn trước. 46
3.1.1. Xác định hệ số cản của giảm chấn KG. 46
3.1.2. Xác định các kích thước của giảm chấn. 48
3.2. Thiết kế giảm chấn sau. 54
3.2.1. Xác định hệ số cản của giảm chấn KG. 54
3.2.2. Xác định các kích thước của giảm chấn. 56
Chương 4. QUY TRÌNH GIA CÔNG PISTON PHẦN TỬ ĐÀN HỒI 62
4.1. Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết 62
4.2. Thiết kế các nguyên công gia công chi tiết Pistol 62
4.2.1. Nguyên công 1: Khoan doa lỗ f8 làm chuẩn thô. 62
4.2.2. Nguyên công 2: Tiện khỏa mặt đáy Pistol, vát mép mặt đáy, tiện khỏa mặt lỗ, rãnh trên mặt lỗ 64
4.2.3. Nguyên công 3: Tiện khỏa mặt đầu Pistol, tiện khỏa mặt lỗ, rãnh trên mặt lỗ và rãnh xéc măng 65
4.2.4. Nguyên công 4: Khoan doa các lỗ trả mạnh f1,2, lỗ nén nhẹ f1,90 và gia công tinh lỗ f8 làm chuẩn tinh. 66
4.2.5. Nguyên công 5: Lấy lỗ f8 làm chuẩn tinh để gia công tinh các mặt còn lại 67
4.2.6. Nguyên công 6: Kiểm tra. 67
KẾT LUẬN.. 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 71
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.
Mục tiêu của ngành Công nghiệp ôtô nước ta trong những năm tới là nội địa từng phần và tiến tới nội địa toàn phần sản phẩm ôtô. Không chỉ dừng lại ở đó, chúng ta đã bắt đầu quan tâm đến tính êm dịu chuyển động, tính an toàn chuyển động...hay nói cách khác là tính năng động lực học ôtô, từ đó có những cải tiến hợp lý với điều kiện sử dụng của nước ta. Để hoàn thành được mục tiêu này, chúng ta phải thiết kế các cụm, các chi tiết sao cho phù hợp với điều kiện sử dụng mặt khác còn phải đảm bảo tính công nghệ tại Việt Nam.
Trước những yêu cầu thực tế đó trong đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ôtô em được giao nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống treo cho xe tải 4 tấn.
Với sự giúp đỡ tận tình của thầy: T.S …………. 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 mong các thầy thông cảm và đóng góp ý kiến để em có thể làm tốt hơn trong tương lai.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
…………..
Chương 1. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
1.1.Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, điều kiện làm việc
1.1.1.Nhiệm vụ
Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung hoặc vỏ ôtô với các cầu. Nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống treo là giúp ôtô chuyển động êm dịu khi đi qua các mặt đường không bằng phẳng. Ngoài ra hệ thống treo còn dùng để truyền các lực và mômen từ bánh xe lên khung hoặc vỏ xe, đảm bảo đúng động học bánh xe.
Để đảm bảo chức năng đó hệ thống treo thờng có 3 bộ phận chủ yếu:
+ Bộ phận đàn hồi.
+ Bộ phận dẫn hướng.
+ Bộ phận giảm chấn .
Bộ phận đàn hồi: Nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe, tiếp nhận lực thẳng đứng tác dụng từ khung vỏ tới bánh xe và ngược lại. Bộ phận đần hồi có cấu tạo chủ yếu là một chi tiết (hoặc 1 cụm chi tiết) đàn hồi bằng kim loại (nhíp, lò xo, thanh xoắn) hoặc bằng khí (trong trường hợp hệ thống treo bằng khí hoặc thủy khí ).
Bộ phận dẫn hướng: Có tác dụng đảm bảo đúng động học bánh xe , tức là đảm cho xe chỉ dao động trong mặt phẳng thẳng đứng, bộ phận hướng còn làm nhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang, mô men giữa khung vỏ và bánh xe.
1.1.2. Phân loại
Có nhiều cách phân loại hệ thống treo tùy theo tiêu chí mà mỗi người đưa ra để phân loại.
Theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng :
+ Hệ thống treo phụ thuộc .
+ Hệ thống treo độc lập.
1.1.1. Điều kiện làm việc
+ Làm việc trong điều kiện luôn chịu tải trọng tác dụng từ khối lượng được treo lên hệ thống.
+ Chịu tác dụng của các phản lực từ mặt đường tác dụng ngược lên.
+ Các bộ phận trong hệ thống làm việc trong điều kiện bị biến dạng, va đập và dịch chuyển tương đối.
1.2. Chọn phương án thiết kê sheej thống treo
Hiện nay trên ôtô sử dụng hệ thống treo với nhiều dạng khác nhau. Có kết cấu thay đổi tùy theo từng xe cụ thể, tùy theo nhà sản xuất. Nhưng nhìn chung chúng đều nằm ở hai dạng là : Hệ thống treo phụ thuộc và hệ thống treo độc lập.
1.2.1.Hệ thống treo phụ thuộc
Hai bánh xe trái và phải được nối nhau bằng một dầm cứng nên khi dịch chuyển một bánh xe trong mặt phẳng ngang thì bánh xe còn lại cũng dịch chuyển. Do đó hệ thống treo phụ thuộc không thể đảm bảo đúng hoàn toàn động học của bánh xe dẫn hướng.
Hệ thống treo phụ thuộc thường được sử dụng trong hệ thống treo cầu sau của ô tô du lịch và ở tất cả các cầu của ô tô tải, ô tô khách loại lớn.
1.2.2.Hệ thống treo độc lập
Nguyên lý hoạt động:
Hệ thống treo độc lập khi hai bánh xe trái và phải không có quan hệ trực tiếp với nhau. Khi dịch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng nằm ngang, bánh xe kia không chịu ảnh hưởng đó.
Hệ thống treo độc lập thường được sử dụng ở cầu trước ôtô du lịch, hiện nay có một số loại ô tô sử dụng hệ thống treo độc lập cho tất cả các cầu.
Ưu điểm:
+ Khi dịch chuyển bánh xe này trong mặt phẳng ngang bánh xe kia vẫn đứng nguyên, do đó động học bánh xe dẫn hướng được giữ đúng.
+ khả năng quay vòng của xe tốt hơn, vì khi quay vòng đảm bảo được vận tốc quay của hai bánh xe trái và phải không bị ràng buộc nhiều như ở hệ thống treo phụ thuộc.
+ Khối lượng không được treo của hệ thống nhỏ hơn so với hệ thống treo phụ thuộc. Do đó tăng trọng lượng bám, tăng độ êm dịu của ôtô.
Nhược điểm:
+ Kết cấu phức tạp gồm nhiều chi tiết.
+ Trong quá trình chuyển động, vết bánh xe không cố định do vậy xảy ra tình trạng mòn lốp nhanh.
+ Khi chịu lực bên (ly tâm, đường nghiêng, gió bên) hai bánh xe không liên kết cứng, vì vậy xảy ra hiện tượng trượt bên bánh xe.
1.3. Kết luận
+ Sau khi tìm hiểu và phân tích một số dạng hệ thống treo đang sử dụng thực tế, kết hợp với thực tế các xe tải hiện đang sử dụng trên thị trường, tình hình sản xuất của các công ty ôtô trong nước, ta chọn hệ thống treo cho cầu trước và cầu sau cho xe thiết kế là hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi là nhíp.
+ Hệ thống treo này có kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, sửa chữa và thay thế nên giá thành rất cạnh tranh. Kết cấu của hệ thống đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được tính êm dịu của ôtô khi làm việc.
Do một số tính chất mà chỉ có nhíp mới có được (vừa là bộ phận đàn hồi, vừa là bộ hướng và có thể tham gia giảm chấn). Mặc dù nhíp vẫn còn một số hạn chế nhưng vẫn có thể khắc phục được tương đối tốt một số điểm còn chưa hoàn thiện.
+ Hệ thống treo cầu sau xe tải dùng hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp lá (đây vừa là bộ phận đàn hồi vừa là bộ phận hướng), bộ phận giảm chấn dùng loại thủy lực, loại tác động 2 chiều.
1.4. Thiết kế kỹ thuật hệ thống treo
1.4.1. Thiết kế nhíp
1.4.1.a Kết cấu
Nhíp được làm từ các lá thép cong, sắp xếp lại với nhau theo thứ tự từ ngắn đến dài. Cụm nhíp được kẹp chặt lại với nhau ở vị trí giữa bằng một bulông định tâm.
Hai đầu của lá nhíp dài nhất (lá nhíp chính) được uốn cong tạo thành tai nhíp, mắt nhíp để gắn nhíp vào khung hay vào một dầm nào đó thông qua mõ nhíp và chốt nhíp.
Lá nhíp chính làm việc căng thẳng nhất nên người ta chế tạo lá nhíp chính dày hơn
Độ cong của mỗi lá nhíp được gọi là độ võng. Do lá nhíp ngắn có độ võng lớn hơn, nên độ cong của nó lớn hơn các lá nhíp dài. Khi bulông định tâm được xiết chặt các lá nhíp bị giảm độ võng một chút làm cho hai đầu lá phía dưới ép chặt vào lá phía trên.
Sơ đồ đơn giản nhất của hệ thống treo phụ thuộc là hai nhíp có dạng nửa elip.
Tính chất dịch chuyển của cầu đối với vỏ phụ thuộc vào thông số của nhíp. Tổng số khớp cả nhíp là sáu khớp (mỗi một nhíp có ba khớp). Lực dọc X và moment phản lực MY truyền lên khung qua nhíp.
1.4.1.b Một số nhược điểm của nhíp
+ Trọng lượng lớn.
- Trọng lượng của nhíp nặmg hơn tất cả các cơ cấu đàn hồi khác. Nhíp kể cả giảm chấn chiếm từ (5.5 + 8)% trọng lượng bản thân ôtô.
- Do các ứng suất ban đầu, do trạng thái ứng suất phức tạp, do lực động và lặp lại nhiều lần. Độ mỏi của nhíp thấp hơn độ mỏi của phần tử đàn hồi là thanh xoắn. Để tăng tuổi thọ của nhíp người ta thực hiện các biện pháp sau:
- Giảm bớt lực tác động lên nhíp. Để nhíp đỡ bị xoắn đầu nhíp đặt vào trong các gối cao su và đua thêm ụ đỡ phụ để giới hạn moment tác dụng lên nhíp khi phanh.
+ Giảm ứng suất trong nhíp.
- Bằng cách hạn chế biên độ trung bình của các dao động của bánh xe với thùng xe. Ta đưa thêm vào các phần tử đàn hồi phụ (như cao su làm việc chịu nén) và làm tăng sức cản của các giảm chấn.
- Có thể giảm ứng suất bằng cách thay đổi tiết diện ngang của lá nhíp làm phân bố lạicác ứng suất pháp tuyến trong lá nhíp. Khi nhíp chịu tải các lớp mặt trên của nhíp chịu kéo và các lớp mặt dưới chịu nén.
1.4.2.Thiết kế giảm chấn
1.4.2.a Công dụng, yêu cầu, phân loại bộ giảm chấn
Công dụng:
+ Giảm chấn để dập tắt các dao động của vỏ xe và lốp xe bằng cách chuyển cơ năng của các dao động thành nhiệt năng.
+ Giảm chấn trên ôtô hiện nay chủ yếu là giảm chấn thủy lực nên ma sát
giữa chất lỏng và các lỗ tiết lưu là ma sát chủ yếu để dập tắt dao động.
Yêu cầu:
+ Đảm bảo giảm trị số và sự thay đổi đường đặc tính của các dao động, đặc
biệt là:
+ Dập tắt càng nhanh các dao động nếu tần số dao động càng lớn. Mục đích để tránh cho thùng xe khỏi bị lắc khi đi qua đường mấp mô lớn.
+ Dập tắt chậm các dao động nếu ôtô chạy trên đường ít mấp mô (độ lòi lõm của đường càng bé và dày).
1.4.2.bChọn phương án thiết kế bộ phận giảm chấn
Chất lỏng bị dồn từ buồng chứa này sang buồng chứa khác qua những van tiết lưu rất bé nên chất lỏng chịu sức cản chuyển động rất lớn. Sức cản làm dập tắt nhanh các chấn động và năng lượng của dao động bị mất biến thành nhiệt năng nung nóng chất lỏng chứa trong giảm chấn.
Chương 1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG TREO
2.1.Lựa chọn các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu
- Hệ thống treo thiết kế ra phải đảm bảo cho xe đạt độ êm dịu theo các chỉ tiêu đã đề ra. Hiện nay có nhiều chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động như tần số dao động, gia tốc dao động, vận tốc dao động...
- Trong đồ án tốt nghiệp, ta chỉ lựa chọn theo một chỉ tiêu, đó là chỉ tiêu tần số dao động.
- Tuy nhiên khi tính toán hệ thống treo ô tô người ta thường dùng số lần dao động trong 1 phút n: n = 90 -120 lần/phút.
- Chọn sơ bộ: n = 100 lần/ phút.
2.2. Xác định lực tác dụng lên nhíp
2.2.1. Khi xe đầy tải
Trọng lượng của xe lúc đầy tải là :80250 N ; phân lên cầu : 22500/57750;
Khối lượng phần được treo tác dụng lên hệ thống treo :
+) Cầu trước : M= 1969 (kg).
+) Cầu sau : M= 5053 (kg).
1.2.2. Khi xe không tải
Trọng lượng bản thân : 40250 N, phân lên cầu : 20250/20000;
Khối lượng phần được treo tác dụng lên hệ thống treo :
+) Cầu trước : M= 1522 (kg).
+) Cầu sau : M = 1500 (kg).
2.3. Thiết kế nhíp trước
2.3.1. Chọn sơ bộ kích thước nhíp
- Nhíp là một loại lò xo gồm nhiều lá thép mỏng (lá nhíp) ghép lại với nhau. Kích thước hình học của các nhíp sẽ là :
. Chiều dài các lá L1, L2, Lk..., Ln
. Tiết diện lá nhíp ; b x hk
. n- số lá nhíp.
. b- chiều rộng lá nhíp.
. hk- chiều dày lá nhíp thứ k.
- Chiều dài toàn bộ nhíp Lt có thể chọn sơ bộ như sau:
Đối với xe tải:
Nhíp trước : L= (0,26 - 0,35)L; (L là chiều dài cơ sở của xe).
L=(0,26- 0,35).4300 = 1118-1505 (mm).
Chọn L= 1450 (mm).
Khoảng cỏch giữa bu lụng ngàm nhớp = 90 mm.
- Dựa vào loại xe, tải trọng, kết cấu khung vỏ của xe và kích thước các lá nhíp, ta có bộ thông số sau:
. Số lá nhíp n = 11.
. Chiều rộng b =70 mm.
. Chiều dày h1 = h= 8 mm; h=h=….h=8,5 mm.
. Chiều dài lk được tớnh theo hệ phương trỡnh sau :
A+ B+ C = 0
A+ B+ C = 0
A+ B+ C=0
A+ B+ C =0
A+ B+ C= 0
A+ B+ C = 0
A+ B+ C= 0
A+ B+ C= 0
A+ B= 0
Giải hệ phương trình trên ta được :
l= 680 ; l= 680 ; l= 583 ; l= 525 ; l= 466 ; l= 407; l=348;
l= 288; l= 227 ; l=165 ; l= 99 (mm).
Vậy : L= 1450; L= 1450; L= 1256 ; L= 1140; L= 1022; L= 904 ;
L= 786; L= 666; L= 544 ;L= 420; L= 288 ; (mm).
2.3.4. Tính bền nhíp và các chi tiết liên quan
- Đối với nhíp 1/2 elip, với lý luận như trên ta coi rằng nhíp bị ngàm chặt ở giữa. Như vậy khi tính toán ta chỉ tính cho một nửa lá nhíp với các giả thiết sau:
- Coi nhíp là loại 1/4 elip, một đầu được ngàm 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 đầu mút.
- Biến dạng ở vị trí tiếp xúc giữa 2 lá nhíp cạnh nhau thì bằng nhau.
- Với các giả thiết trên thì sơ đồ tính bền nhíp như sau:
- Tại điểm B biến dạng của lá thứ nhất và lá thứ hai bằng nhau, tương tự tại điểm S biến dạng của lá thứ k-1 và lá thứ k bằng nhau. Bằng cách lập các biểu thức biến dạng tại các điểm trên và cho chúng bằng nhau từng đôi một ta sẽ đi đến 1 hệ n-1phương trình với n-1 ẩn là các giá trị X2,...Xn.
- Hệ phương trình đó như sau:
A2 P + B2 X2 + C3 X3 = 0
A3 X2 + B3 X3 + C3 X4 = 0 (* *)
. . . . . . . . . . . . .
An Xn-1 + Bn Xn = 0
Kết luận :
Sau khi có các giá trị mô men ta tính ra ứng suất và so sánh với ứng suất cho phép.Với vật liệu lá nhíp là 60C2. Thì ứng suất cho phép thường có giá trị : [s]t = 600MN/m2 = 600N/mm. Ta thấy các lá nhíp đảm bảo đủ bền.
2.3.6.Tính kiểm tra chốt nhíp
- Đường kính chốt nhíp được chọn bằng đường kính trong danh nghĩa của tai nhíp Dchốt= 50 mm.
- Chọn vật liệu chế tạo chốt nhíp là thép cỏc bon trung bỡnh có thành phần các bon (40X), xianua húa thì ứng suất chèn dập cho phép. [schèn dập ] = 3 - 4 N/mm2.
Þ Ứng suất chèn dập và ứng suất cắt sinh ra nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu. Vậy chốt đảm bảo đủ bền.
2.4.Thiết kế nhíp sau và nhíp sau phụ
* Tải trọng đặt lên cả nhíp chính và nhíp phụ ở một bên hệ thống treo. Lực tác dụng lên một bên nhíp.
Z = 25265 (N)
Đối với xe tải:
Nhíp sau : L= ( 0,35 - 0,45 )L; (L là chiều dài cơ sở của xe).
L=(0,35-0,45).4300 = 1505 - 1935 mm.
Chọn L= 1850 mm.
Khoảng cách giữa bu lụng ngàm nhớp = 90 mm.
2.4.1.Nhíp sau chính
- Dựa vào loại xe, tải trọng, kết cấu khung vỏ của xe và kích thước các lá nhíp, ta có bộ thông số sau:
. Số lá nhíp n = 16.
. Chiều rộng b =80 mm.
. Chiều dày h1 = h= 8,5 mm; h=h=….h= 9 mm.
2.4.2. Nhíp sau phụ
Chọn L= 1350 mm.
Khoảng cách giữa bu lông ngàm nhíp = 90 mm.
- Dựa vào loại xe, tải trọng, kết cấu khung vỏ của xe và kích thước các lá nhíp, ta có bộ thông số sau:
. Số lá nhíp n = 9.
. Chiều rộng b =80 mm.
. Chiều dày h1 = h= 8,5 mm; h=h=….h= 9 mm.
2.4.3.Tính độ võng tĩnh của nhíp chính và nhíp phụ
Với sự phân bố này phải đảm bảo sao cho khi đầy tải thì nhíp chính vẫn đủ bền. Không có công thức tính trực tiếp giá trị này do đó ta phải dùng phương pháp thử nghĩa là giả thiết một trọng lượng nào đó đặt lên nhíp chính sau đó tính bền cho nhíp chính nếu không đủ bền thì phải giảm trọng lượng đi ngược lại thì tăng lên. Trọng lượng này có thể tính từ việc chọn số % tải trọng của xe tại thời điểm nhíp phụ bắt đầu làm việc.
Gọi a là % tải trọng của xe tại thời điểm nhíp phụ bắt đầu làm việc.
Thay số vào ta có:
Gc = 7500 + 0,18.25265 = 12048(N)
=> Gf = Gt - Gc = 25265 - 12048 = 13217 (N)
Đây là trọng lượng mà nhíp chính và phụ cùng chịu .
* Kết luận:
Qua phần kiểm nghiệm trên ta thấy hệ thống treo sau thoả mãn điều kiện êm dịu trong khi làm việc khi đã tăng tải. Tần số dao động của xe cho phép với xe tải n thuộc 90-120 (l/ph)
2.4.5.Tính bền tai nhíp
- Sơ đồ tính bền tai nhíp được biểu diễn trên hình bên.
D- đường kính trong của tai nhíp, chọn D = 50 mm.
h0- chiều dầy lá nhíp chính, h0 = 8,5 mm.
b- chiều rộng lá nhíp, b = 80 mm
- Tai nhíp chịu tác dụng của lực kéo Pk hay lực phanh Pp. Trị số của lực này được xác định theo công thức sau:
Pkmax=Ppmax=j. Zbx
Trong đó:
j- Hệ số bám ,lấy j = 0,7.
Zbx- Phản lực của đường lên bánh xe, Zbx = 8532,5 N.
=> Pkmax= 0,7. 8532,5 = 5972,75 N.
- ứng suất tổng hợp ở tai nhíp:
sth = suốn + snén = 104 + 4,4 = 108,4 N/mm2
- ứng suất tổng hợp cho phép:
[sth] =350MN/m2 = 350 N/mm2Þ sth < [sth]. Vậy tai nhíp đủ bền.
Chương 3. THIẾT KẾ GIẢM CHẤN
3.1. Thiết kế giảm chấn trước
3.1.1.1a. Xác định hệ số cản của giảm chấn KG
Hệ số cản của hệ thống treo K góp phần quan trọng, nó tạo ra độ êm dịu của xe. Tương tự bộ phận đàn hồi, tùy thuộc cách lắp giảm chấn trên xe. Hệ số cản của giảm chấn K có thể bằng hoặc không bằng hệ số cản của hệ thống treo.
1.1.1.c. Xác định lực cản của giảm chấn
Lực cản của giảm chấn trong hành trình nén:
Pn = Kn. Vg
Trong đó:
Vg- Tốc độ piston trong hành trình nén, Vg = 0,3 m/s.
Kn- Hệ số cản của giảm chấn trong hành trình nén, Kn= 2490 Ns/m
=> Pn = 2490.0,3 = 747 N.
- Lực cản của giảm chấn khi nén mạnh:
Pnmax = Pn + K’n. (Vgmax-Vg)
Trong đó:
Vgmax- Tốc độ piston khi nén mạnh, Vgmax = 0,6 m/s.
K’n- Hệ số cản của giảm chấn khi nén mạnh, K’n= 0,6Kn
Pnmax = 747 + 0,6.2490.(0,6-0,3) = 1195,2 N.
31.1.2.Xác định các kích thước của giảm chấn
3.2.1.a Xác định đường kính, hành trình pistol
- Chế độ làm việc căng thẳng được xác định là V = 0, 3 m/s.
- Kích thước sơ bộ của giảm chấn bao gồm chiều dài của các bộ phận:
Ld là chiều dài phần đầu giảm chấn; Lm là chiều dài bộ phận làm kín; LP là chiều dài piston giảm chấn; Lv là chiều dài phần đế van giảm chấn; LG là hành trình làm việc cực đại của giảm chấn, LG phải lớn hơn khoảng dịch chuyển của bánh xe từ điểm hạn chế trên đến điểm hạn chế dưới.
3.2.1.c Xác định kích thước lò xo các van giảm chấn
- Chiều dài của lò xo khi van mở hoàn toàn được xác định như sau:
Hm = n.d + d.n0 = 5.3 + 0,8.6 = 19,8 mm
Trong đó:
d- Khoảng cách giữa các vòng dây, d = 0,8 mm.
n0- Số vòng toàn bộ của lò xo, n0 = n+1 = 5 +1 = 6 vòng.
- Chiều dài của lò xo khi van ở trạng thái đóng:
Hd = Hm + h = 19,8 + 2 = 21,8 mm.
- Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do:
Htd = Hd + l = 21,8 + 3,7= 25,5 mm.
3.2 Thiết kế giảm chấn sau
3.2.1 Xác định hệ số cản của giảm chấn KG
- Lực cản của giảm chấn trong hành trình nén:
Pn = Kn. Vg
Trong đó:
Vg- Tốc độ piston trong hành trình nén, Vg = 0,3 m/s.
Kn- Hệ số cản của giảm chấn trong hành trình nén, Kn= 5733 Ns/m
Pn = 5733.0,3 = 1720 N.
- Lực cản của giảm chấn khi nén mạnh:
Pnmax = Pn + K’n. (Vgmax-Vg)
Trong đó:
Vgmax- Tốc độ piston khi nén mạnh, Vgmax = 0,6 m/s.
K’n- Hệ số cản của giảm chấn khi nén mạnh, K’n= 0,6Kn
Pnmax = 1720 + 0,6.5733.(0,6-0,3) = 2752 N.
3.2.2. Xác định các kích thước của giảm chấn
3.2.2.a Xác định đường kính, hành trình Pistol
- Chế độ làm việc căng thẳng được xác định là V = 0, 3 m/s.
- Cân bằng phương trình nhiệt ta có:
967,5 = 427. 0,13. F. (140-20)
=> F = 0,124495 m‑2 = 124495 mm2
mà F = pDn.L = 124495 mm2
- Kích thước sơ bộ của giảm chấn bao gồm chiều dài của các bộ phận:
Ld là chiều dài phần đầu giảm chấn; Lm là chiều dài bộ phận làm kín; LP là chiều dài piston giảm chấn; Lv là chiều dài phần đế van giảm chấn; LG là hành trình làm việc cực đại của giảm chấn, LG phải lớn hơn khoảng dịch chuyển của bánh xe từ điểm hạn chế trên đến điểm hạn chế dưới.
- Nếu lấy đường kính pittông d làm thông số cơ bản, các thông số khác được xác định:
D = 55 mm; d =40 mm; dc = 10 mm; dn = 44 mm
LP = 35 mm; Ld = 50 mm; Lm = 50 mm; Lv = 30 mm.
LG = 555 mm.
- Do đó: L = L+ L+ L+ L= 670 (mm) > 660 (mm).
Thỏa mãn điều kiện nhiệt.
3.2.2.2.ca Xác định kích thước lò xo các van giảm chấn
- Chiều dài của lò xo khi van mở hoàn toàn được xác định như sau:
Hm = n.d + d.n0 = 5.3 + 0,8.6 = 19,8 mm
Trong đó:
d- Khoảng cách giữa các vòng dây, d = 0,8 mm.
n0- Số vòng toàn bộ của lò xo, n0 = n+1 = 5 +1 = 6 vòng.
- Chiều dài của lò xo khi van ở trạng thái đóng:
Hd = Hm + h = 19,8 + 2 = 21,8 mm.
- Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do:
Htd = Hd + l = 21,8 + 3,6= 25,4 mm.
Chương 4. QUY TRÌNH GIA CÔNG PISTON PHẦN TỬ ĐÀN HỒI
4.1.Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết
Giảm chấn là cụm chi tiết trong hệ thống treo của ôtô,nó có tác dụng hỗ trợ cùng với hệ thống treo nhằm đảm bảo độ êm dịu khi xe chuyển động và đồng thời dập tắt những dao động.
Kết cấu của giảm chấn gồm nhiều các chi tiết.Piston là một chi tiết điển hình và là một trong những chi tiết quan trọng của phần tử đàn hồi.Trong quá trình làm việc piston chuyển động lên xuống dọc theo thành xi lanh do đó mặt làm việc chính là mặt trụ ngoài.Trên thân piston có rãnh để lắp xecmăng tạo cho hệ thống có độ kín khít cần thiết.Thân piston còn được khoan lỗ để bắt cần đẩy vào.
4.2.Thiết kế các nguyên công gia công chi tiết Pistol
Với dạng sản suất là đơn chiếc và hàng loạt nhỏ nên đường lối công nghệ ở đây là nguyên công. Có nghĩa là tập trung nhiều bước công nghệ trong một nhuyên công.
Trong đồ án nay em đưa ra 6 nguyên công chính trong quy trình gia công chi tiết.
4.2.1.Nguyên công 1: Khoan doa lỗ 8 làm chuẩn thô
Bước 1: Khoan lỗ 6.
+ Định vị và kẹp chặt: Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên mâm kẹp 3 chấu hạn chế 5 bậc tự do.
+ Chọn máy: Chọn máy khoan 2A125 với công suất động cơ là 4 Kw.
+ Chọn dao: Dùng mũi khoan ruột gà ,đường kính dao d = 6 mm.
+ Lượng dư gia công; Khoan lỗ đặc với chiều sâu cắt t = 5 mm.
+ Chế độ cắt: Lượng chạy dao S = 0,16 mm/vòng.
Tốc độ quay của máy n=720 vòng/phút.
Bước 2:Doa lỗ 8.
+ Chọn dao: Dùng mũi doa thép gió P9 với đường kính dao d = 8 mm.
+ Lượng dư gia công: Doa lỗ với chiều sâu cắt t = 1mm.
+ Chế độ cắt: Lượng chạy dao S= 0,2 mm/vòng.
Tốc độ quay của máy n= 450 vòng/phút.
4.2.3. Nguyên công 3: Tiện khỏa mặt đầu Pistol, tiện khỏa mặt lỗ, rãnh trên mặt lỗ và rãnh xéc măng
Bước 1: Tiện khỏa mặt đầu.
+ Định vị và kẹp chặt: Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên mâm kẹp 3 chấu hạn chế 5 bậc tự do.
+ Chọn máy: Chon máy tiện ngang T616. Công suất của động cơ là 4 Kw.
+ Chọn dao: Dùng dao tiện thép gió P9.
+Lượng dư gia công: Gia công một lần với chiều sâu cắt t = 1,5mm.
+ Chế độ cắt: Lượng chạy dao S = 0,14mm/vòng.
Tốc độ quay của máy n = 420 vòng/phút.
Bước 2: Tiện khỏa mặt lỗ.
+ Dùng dao tiện thép gió P9 định hình với góc nghiêng 45o.
+ Chiều sâu cắt: t=1,5(mm)
Bước 3: Tiện rãnh trên mặt đầu.
+ Dùng dao tiện thép gió P9.
+ Chiều sâu cắt: t =1,5(mm) bằng cả lượng dư gia công
Bước 4: Tiện rãnh xéc măng.
4.2.6. Nguyên công 6: Kiểm tra
+ Kiểm tra độ vuông góc giữa mặt phẳng đỉnh piston và trục tâm lỗ f8.
+ Thông số kiểm tra: Độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ trong khoảng 0,01 ¸ 0,05 .
+ Ngoài ra ta có thể kiểm tra độ tròn của mặt trụ ngoài piston bằng cách gá chi tiết lên máy tiện.
KẾT LUẬN
Sau hơn 2 tháng làm đồ án đến nay đồ án của em đã được hoàn thành.Với đề tài được giao là : “Thiết kế hệ thống treo cho xe tải 4 tấn”.
Việc thiết kế dựa vào các kiến thức đã học, tài liệu tham khảo cộng với sự tham khảo của một số xe có sẵn và được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo: T.S …………... do đó đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành tốt đẹp.
Phần thuyết minh ở trên bao gồm những nội dung cơ bản nhất của công việc tính toán thiết kế hệ thống treo.
Hệ thống treo phụ thuộc với bộ phận đàn hồi là nhíp lá và giảm chấn đã thoả mãn những yêu cầu cơ bản :
- Đảm bảo sự êm dịu chuyển động của xe hoạt động trên đường tốt cũng như đường xấu. Tần số dao động cho phép giúp lái xe cũng như hàng hóa ít bị ảnh hưởng.
- Hoạt động của giảm chấn có đặc tính thích hợp trên xe và phù hợp với lực kích động của mặt đường đảm bảo dập tắt dao động tương đối tốt. Tạo ra ổn định cho vỏ xe trong mặt phẳng dọc khi phanh hoặc khi tăng tốc.
- Các lá nhíp được thiết kế sao cho ứng suất trong mỗi lá nhíp là như nhau ở mọi điểm do đó tăng độ bền của nhíp cũng như khả năng làm việc.
- Đảm bảo độ an toàn tối đa cho xe khi chạy ở mọi tốc độ.
- Đảm bảo độ bền cũng như độ bền lâu phù hợp với chu kỳ sửa chữa.
- Các chi tiết của hệ thống treo đã được kiểm bền đầy đủ đạt khả năng an toàn cho xe.
- Các chi tiết của hệ thống treo được thiết kế có kích thước phù hợp cho việc lựa chọn khi sửa chữa và thay thế.
Sau khi hoàn thành đồ án này em đã có thêm nhiều hiểu biết sâu sắc hơn về thiết kế tính toán ôtô nói chung và về hệ thống treo nói riêng. Qua đó em có thể ứng dụng vào thực tế và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình làm việc sau này. Tuy vậy vì khả năng còn hạn chế nên đồ án của em còn nhiều thiếu sót. Vì vậy em kính mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn để em có thể hoàn thiện thêm kiến thức của mình.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo: T.S …………... đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
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"