MỤC LỤC
Mục lục 1
Lời nói đầu 2
Chương 1: Tổng quan hệ thống treo 3
1.1. Lịch sử hình thành 3
1.2. Công dụng và phân loại hệ thống treo 3
Chương 2: Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế hệ thốngtreo 7
2.1. Phân tích các phương án bố trí hệ thống treo 7
2.2. Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi 9
2.3. Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn 13
2.4. Các thông số cơ bản 14
Chương 3: Tính toán hệ thống treo trước 15
3.1.Tính toán nhíp 15
3.2.Tính toán giảm chấn 29
Chương 4: Tính toán hệ thống treo sau 41
4.1.Tính toán nhíp 41
4.2.Tính toán giảm chấn 62
Chương 5: Thiết kế quy trình công nghệ gia công một chi tiết cơ bản 82
5.1. Mục đích, yêu cầu của piston 82
5.2. Vật liệu làm piston 83
5.3. Những yêu cầu kĩ thuật cơ bản gia công piston 83
5.4. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 83
5.5. Quy trình công nghệ khi gia công piston 84
5.6. Xác định chế độ cắt cho các nguyên công 85
Kết luận 104
Tài liệu tham khảo 105
LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự phát triển kinh tế chung hiện nay, ôtô ngày càng đóng một vai trò hết sức quan trọng. Nhu cầu về xe du lịch, xe tư nhân trong nước ngày một cao, chính vì vậy đã xuất hiện rất nhiều các doanh nghiệp tư nhân, liên doanh,… Tuy nhiên trước thực trạng mới chỉ là nhập linh kiện, phụ tùng lắp ráp từ nước ngoài cùng với đó là thuế nhập khẩu, … Đã làm cho giá xe tăng cao, gây khó khăn cho người tiêu dùng. Một yêu cầu đặt ra là phải tăng được tỷ lệ nội địa hóa trong ngành ôtô, nhằm giảm được giá thành của một chiếc xe bán ra và thúc đẩy được các ngành công nghiệp chế tạo máy trong nước.
Hệ thống treo là một hệ thống rất quan trọng trên ôtô, nó góp phần tạo nên độ êm dịu, ổn định và tính tiện nghi của xe, giúp người ngồi có cảm giác thoải mái dễ chịu. Đối với đồ án tốt nghiệp được giao: “Thiết kế hệ thống treo cho xe tải 5 tấn trên cơ sở xe Thaco-Foton” và trước những yêu cầu thực tế của ngành ôtô trong nước, em đã chọn phương pháp thiết kế để đảm bảo thỏa mãn đồng thời được những tiêu chí ấy. Với sự hướng đẫn chỉ bảo của thầy: TS…………, Em đã hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này. Tuy nhiên do năng lực bản thân và kinh nghiệm thực tế không nhiều nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy Em rất mong sự thông cảm, đóng góp ý kiến của các thầy giáo và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO
1.1. Lịch sử hình thành:
Xã hội loài người khi bắt đầu xuất hiện những phương tiện vận tải đầu tiên đã quan tâm đến vấn đề dao động của chúng. Ngay từ khi xuất hiện những phương tiện giao thông là xe kéo, ban đầu người ta nối cứng bánh xe với khung xe.
1.2. Công dụng và phân loại hệ thống treo:
1.2.1. Công dụng:
Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ ô tô với bánh xe, có tác dụng làm êm dịu cho quá trình chuyển động, đảm bảo đúng động học bánh xe.
Trong trường hợp hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo nối khung vỏ với bánh thông qua dầm cầu, (hoặc vỏ cầu). Để đơn giản chúng ta coi hệ thống treo nối đàn hồi với khung vỏ với bánh xe.
1.2.2. Phân loại:
Hệ thống treo ôtô thường được phân loại dựa vào cấu tạo của bộ phận đàn hồi, bộ phận dẫn hướng và theo phương pháp dập tắt dao động.
1.2.2.1. Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo bộ phận dẫn hướng:
- Hệ thống treo phụ thuộc: là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bên phải được liên kết với nhau bằng dầm cứng (liên kết dầm cầu liền), cho nên khi một bánh xe bị chuyển dịch (trong mặt phẳng ngang hoặc thẳng đứng) thì bánh xe bên kia cũng bị dịch chuyển. Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc là cấu tạo đơn giản.
- Hệ thống treo cân bằng: dùng ở những xe có tính năng thông qua cao với 3 hoặc 4 cầu chủ động để tạo mối quan hệ phụ thuộc giữa hai hàng bánh xe ở hai cầu liền nhau.
- Hệ thống treo độc lập: là hệ thống treo mà bánh xe bên phải và bánh xe bên trái không có liên kết cứng. Do đó sự dịch chuyển của một bánh xe không gây nên sự dịch chuyển của bánh xe kia.
1.2.2.3. Phân loại hệ thống treo theo phương pháp dập tắt dao động:
- Dập tắt dao động nhờ các giảm chấn thủy lực gồm giảm chấn dạng đòn và dạng ống.
- Dập tắt dao động nhờ ma sát cơ học ở trong phần tử đàn hồi và trong phần tử hướng.
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
2.1. Phân tích các phương án bố trí hệ thống treo:
2.1.1. Các phương án bố trí:
2.1.2. Phân tích ưu, nhược điểm của các phương án bố trí:
2.1.2.1. Ưu điểm của hệ theo phụ thuộc:
Khi bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng, khoảng cách hai bánh xe (được nối cứng) không thay đổi. Điều nàylàm cho mòn lốp giảm đối với trường hợp treo độc lập. Do hai bánh xe được nối cứng nên khi có lực bên tác dụng thì lực này đựơc chia đều cho hai bánh xe làm tăng khả năng truyền lực bên của xe, nâng cao khả năng chống trượt bên.
2.1.2.2. Nhược điểm của hệ treo phụ thuộc:
Do đặc điểm kết cấu của hệ thống treo phụ thuộc nên chúng có khối lượng không được treo rất lớn. Trên cầu bị động khối lượngnày bao gồm khối lượng rầm thép, khối lượng cụm bánh xe, một phần nhíp hoặc lò xo và giảm chấn. Nếu là cầu chủ động thì nó gồm vỏ cầu và toàn bộ phần truyền lực bên trong cầu cộng với một nửa khối lượng đoạn các đăng nối với cầu
2.1.2.4. Nhược điểm của hệ thống treo độc lập:
Ở hệ thống treo độc lập các bộ phận đàn hồi, bộ phận hướng là riêng biệt nên không tránh khỏi sự phức tạp về mặt kết cấu. Sự phức tạp trong kết cấu cũng gây khó khăn cho việc bố trí các hệ thống khác trên ôtô.
2.2. Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi:
- Bộ phận đần hồi kim loại: Bộ phận đần hồi kim loại thường có 3 dạng chính để lựa chọn: nhíp lá, lò xo xoắn và thanh xoắn.
Lò xo xoắn thường được sử dụng trên nhiều hệ thống treo độc lập. Lò xo xoắn chỉ chịu được lực thẳng đứng do đó hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là lò xo xoắn phải có bộ phận hướng riêng biệt. So với nhíp lá, lò xo xoắn có trọng lượng nhỏ hơn.
- Bộ phận đàn hồi bằng khí: Loại này có ưu điểm là độ cứng của phần tử đàn hồi (lò xo khí) không phải là hằng số do vậy có đường đặc tính đàn hồi phi tuyến rất thích hợp khi sủ dụng trên ôtô. Mặt khác tuy theo tải trọng có thể điều chỉnh độ cứng của phần tử đàn hồi (bằng cách thay đổi áp suất của lò xo khí) cho phù hợp. Vì thế hệ thống treo loại này có độ êm dịu cao.
2.3. Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn:
Giảm chấn sử dụng trên ôtô dựa theo nguyên tắc bằng cách tạo ra sức cản nhớt và sức cản quán tính của chất lỏng công tác khi đi qua lỗ tiết lưu nhỏ để hấp thụ năng lượng dao động do phần tử đàn hồi gây ra. Về mặt tác dụng có thể có loại giảm chấn 1 chiều hoặc 2 chiều. Loại tác dụng 2 chiều có loại tác dụng đối xứng hoặc không đối xứng. Đối với giảm chấn tác dụng đơn thì có nghĩa trong 2 hành trình (nén và trả) thì chỉ có một hành trình giảm chấn có tác dụng (thường là ở hành trình trả).
2.4. Các thông số cơ bản:
Các thông số kỹ thuật của xe THACO - FOTON thể hiện như bảng.
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC
Trên các ôtô hiện đại thường sử dụng nhíp bán elíp, thực hiện chức năng của bộ phận đàn hồi và bộ phận dẫn hướng. Ngoài ra nhíp bán elíp còn thực hiện một chức năng hết sức quan trọng là khả năng phân bố tải trọng lên khung xe.
3.1. Tính toán nhíp
3.1.1. Tính toán và chọn thông số chính của lá nhíp:
Lực tác dụng lên nhíp là phản lực của đất Z tác dụng lên nhíp tại điểm tiếp xúc của nhíp với dầm cầu. Quang nhíp thường được đặt dưới một góc ỏ, vì vậy trên nhíp sẽ có lực dọc X tác dụng. Muốn giảm lực X góc ỏ phải làm càng nhỏ nếu có thể.
Hệ thống treo là đối xứng hai bên, vì vậy khi tính toán hệ thống treo ta chỉ cần tính toán cho một bên. Tải trọng tác dụng lên một bên của hệ thống treo trước.
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 rất nhiều chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động như tần số dao động, gia tốc dao động, vận tốc dao động......
Đối với xe tải: Chiều dài hiệu dụng lá nhíp chính được chọn:
L=(0,26¸0,35)Lx
Lx: chiều dài của xe : 4300(mm).
Lấy L = 0,33Lx= 0,33.4300 =1419 (mm).
Chọn L=1450 (mm).Chọn chiều rộng quang nhíp a = 150 (mm).
* Sau khi xác định chiều dài lá nhíp ta cần xác định số lượng và chiều dày lá nhíp theo điều kiện sau:
Độ êm dịu của ôtô phụ thuộc nhiều vào độ võng tĩnh và độ võng động của nhíp. Khi xác định các đại lượng này để thiết kế hệ thống treo với việc kể đến tần số dao động cần thiết của nhíp và bắt chúng vào cầu, người ta chuyển sang xác định kích thước chung của nhíp và các lá nhíp.
Chọn số lá nhíp : với xe tải (6 -14) lá. Chọn số lá nhíp 11 lá.
Với 2 lá nhíp chính chọn chiều dày h= 0,9 (cm).
Với các lá nhíp còn lại chọn chiều dày h = 1 (cm).
Chọn chiều rộng tất cả các lá là b = 7 (cm).
* Xác định chiều dài các lá nhíp:
li: chiều dài lá nhíp thứ i
ji: mô men quán tính mặt cắt ngang của lá nhíp thứ i
j= 2bh/12 = 2.7.0,9/12 = 0,85 (cm)
j = bh3/12 = 7.1,03/12 = 0,583 (cm4)
Mà l2= 65 (cm) l3=56,5 ; l4=51 ; l5=45,5 ; l6=40 ; l7=34 ; l8=28 ; l9=22; L10=16 ; l11=9,5 (cm)
3.1.3. Tính bền các nhíp:
Khi tính toán chỉ tính cho 1/2 lá nhíp nên có các giả thiết:
- Coi nhíp là loại 1/4 elíp với 1 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.
- Biến dạng ở vị trí tiếp xúc giữa 2 lá nhíp cạnh nhau thì bằng nhau
Điều này là hoàn toàn phù hợp vì như trên tính chiều dài các lá nhíp dựa trên cơ sở giả thiết rằng các phản lực tại các đầu mút các lá nhíp bằng nhau.
* Tính ứng suất nhíp trước :
Mômen tại điểm A: MA = Xk(lk - lk+1) ; Mômen tại điểm B: MB = Xklk -Xk+1lk+1
Wu: môđun chống uốn tại điểm tiết diện tính toán
Wu1 = 1,89 (cm3) ; Wu = 1,17 (cm3)
3.1.5. Tính bền tai nhíp:
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
=> Pkmax=0,7. 15000=10500(N)
Tai nhíp làm việc theo uốn, nén (hoặc kéo).
Ứng suất tổng hợp cho phép [sth]=350 MN/m2 = 35000N/cm2
Chọn đường kính trong tai nhíp: D=3 (cm)=30 (mm)
Ứng suất tổng hợp lớn nhất sinh ra là: sthmax=23333 (N/cm2)
Vậy tai nhíp đủ bền.
3.1.6. Tính kiểm tra chốt nhíp
Đường kính chốt nhíp được chọn Dchốt=2 (cm)=20 (mm).
Chọn vật liệu chế tạo chốt nhíp là thép hợp kim có thành phần các bon thấp (20X) thấm các bon trước khi tôi thì ứng suất chèn dập cho phép [schèn dập ]= 750¸900(N/cm2).
3.2. Tính toán giảm chấn
Sự cản chấn động ở hệ thống treo không chỉ phụ thuộc vào giảm chấn mà còn do ma sát giữa các lá nhíp, ma sát giữa các khớp nối của hệ thống treo. Việc tác động của chúng ta vào sự cản chấn động ở hệ thống treo bằng cách thiết kế giảm chấn chính là việc tác động của chúng ta vào thông số mà chúng ta kiểm soát được, tức là lực cản chấn động của giảm chấn.
3.2.1. 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 Kg có thể bằng hoặc không bằng hệ số cản của hệ thống treo.
3.2.2. Tính toán hệ số cản của giảm chấn
Ta có phương trình:
Kn+ Ktr=2Kgc (1)
Trong đó:
Kn, Ktr: hệ số cản chấn động ở bộ phận giảm chấn tương ứng với hành trình nén và trả.
Với giảm chấn, lực cản ở hành trình trả thường lớn hơn ở hành trình nén với mục đích khi bánh xe đi qua chỗ gồ ghề thì giảm chấn bị nén nhanh cho nên không truyền lên khung xe những xung lực lớn ảnh hưởng đến độ bền khung xe và sức khoẻ người trong xe.
Lực cản sinh ra ở hành trình trả mạnh
Ptrmax = Ptr1, 5 = 2257 N
Lực cản sinh ra ở hành trình nén mạnh
Pnmax = Pn1, 5 = 752 N
3.2.3. Xác định kích thước ngoài của giảm chấn
3.2.3.1 Xác định đường kính, chiều dài piston:
Chế độ làm viếc căng thẳng được xác định là V = 0, 3 m/s
Nhiệt độ cho phép
Tmax=1200
Tmin = 200
=> 300 = 427. 0,125F(120-20)
=> F=0,056m2 mà F = DL
Chọn D = 50 mm = 0, 05 m
Nếu lấy đường kính pittông d làm thông số cơ bản, các thông số khác được xác định:
D = 5 cm; d = 4 cm; dc = 2 cm; dn = 4,4 cm; Dn = 5,5 cm
Lp = 4 cm; Ld = 5 cm; Lm = 4 cm; Lv = 3 cm; Lg = 20 cm; L = 36 cm
3.2.5. Xác định kích thước một số chi tiết của giảm chấn
3.2.5.1. Lò xo
* Lò xo van giảm tải trong hành trình trả:
Lò xo tính toán là loại lò xo hình trụ bước ngắn.
Khi giảm chấn làm việc ở vận tốc v>0,3(m/s) chất lỏng qua van sinh ra áp lực thuỷ động R cân bằng với lực căng ban đầu của lò Flx làm cho van trả mạnh mở ra hoàn toàn.
d=1,57.10-3(m)=1,57(mm)
Lò xo van trả mạnh có đường kính d=1,57(mm)
* Lò xo van giảm tải khi nén:
Lò xo tính toán là loại lò xo hình trụ bước ngắn.
Khi giảm chấn làm việc ở vận tốc v>0,3(m/s) chất lỏng qua van sinh ra áp lực thuỷ động R cân bằng với lực căng ban đầu của lò Flx làm cho van nén mạnh mở ra hoàn toàn.
d=1,63.10-3(m)=1,63(mm)
Lò xo van nén mạnh có đường kính d=1,63 (mm)
CHƯƠNG 4
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO SAU
- Phương án lựa chọn là nhíp kép và phải là hệ thống treo phụ thuộc vì tải trọng lớn cần độ cứng vững cao và chịu được tải trọng lớn.
- Hệ thống treo với nhíp kép mục đích thiết kế nhíp kép là muốn khi xe chạy không tải chỉ có nhíp chính làm việc để xe chạy được êm dịu hơn.
- Và muốn khi tới tải nào đó nhíp phụ làm việc lúc đó độ cứng của hệ thống treo sẽ tăng lên để chịu được tải trọng tăng lên.
- Với kết cấu như trên thì kết cấu đơn giản độ cứng vững cao nhưng xe chuyển động không đạt độ êm dịu cao.
4.1.Tính toán nhíp
4.1.1.Tính toán và chọn thông số chính của lá nhíp
Hệ thống treo là đối xứng hai bên, vì vậy khi tính toán hệ thống treo ta chỉ cần tính toán cho một bên.
Trọng lượng không được treo (Gkt):
Gkt=gc+ngbx
+ gc là trọng lượng cầu xe: gc = 4550(N)
+ gbx là trọng lượng bánh xe: gbx =800(N)
+ n là só bánh xe mỗi cầu: n=4
Suy ra: Gkt=4550 + 4.800 =7750 (N)
4.1.2. Tính toán nhíp chính
a. Chọn sơ bộ các thông số cơ bản :
Chiều dài lá nhíp cơ sở L = (0,35 - 0,45)L0
L0 là chiều dài cơ sở của xe L0 =4300 (mm)
Chọn L = 0,38 L=1640 (mm)
Chọn chiều rộng quang nhíp a = 200 (mm).
Nếu chiều rộng của lá nhíp quá nhỏ thì nhíp sẽ không đủ bền, còn nếu chiều rộng của lá nhíp quá lớn thì khi thân ôtô bị nghiêng ứng suất xoắn ở lá nhíp chính và các lá tiếp theo sẽ tăng lên.
Chọn số lá nhíp là 11, chiều rộng b = 9 cm; chiều dày các lá đều bằng 1 cm
Mà
l2=66 ; l3=60
l4=54 ; l5=48
l6=42 ; l7=36
l8=30 ; l9=23,5
l10=17 ; l11=10 (cm)
Với Lk =2lk +ak (ak là khoảng cách quang nhíp). Chọn a =20 (cm).
b. Tính độ cứng thực tế của nhíp:
E=2,1.107(N/cm2)
a: hệ số thực nghiệm lấy trong khoảng (0,83 - 0,87) chọn a =0,85
ak=(l1-lk)
li: chiều dài hiệu dụng lá nhíp thứ i
Như vậy hệ thống treo đảm bảo về độ êm dịu (cho người trong Cabin) trong tất cả thời gian hoạt động của xe (cả khi xe chạy không tải và khi xe chạy có tải).
c. Xác định các phản lực và ứng suất uốn các lá nhíp:
Khi tính toán chỉ tính cho 1/2 lá nhíp nên có các giả thiết:
- Coi nhíp là loại 1/4 elíp với 1 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.
Mômen tại điểm A: MA = Xk(lk - lk+1)
Mômen tại điểm B: MB = Xklk -Xk+1lk+1
3.1.6. Tính kiểm tra chốt nhíp
Đường kính chốt nhíp được chọn : Dchốt=3(cm)=30(mm).
Chọn vật liệu chế tạo chốt nhíp là thép hợp kim có thành phần các bon thấp (20X) thấm các bon trước khi tôi thì ứng suất chèn dập cho phép [schèn dập ]= 750¸900(N/cm2).
Như vậy ứng suất chèn dập sinh ra nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu, schèn dập <[schèn dập ]. Vậy chốt đảm bảo bền.
Theo kinh nghiệm ta chọn chiều dài lá gốc của nhíp phụ là L =110 (cm)
Chọn tất cả các lá nhíp có bề rộng bằng nhau và trong khoảng: 6h≤b≤10h . Chọn b =7(cm) , h = 0,9 (cm).
Nếu chiều rộng của lá nhíp quá nhỏ thì nhíp sẽ không đủ bền, còn nếu chiều rộng của lá nhíp quá lớn thì khi thân ôtô bị nghiêng ứng suất xoắn ở lá nhíp chính và các lá tiếp theo sẽ tăng lên.
Chọn số lá nhíp là 8, chiều rộng b = 7 cm; chiều dày các lá bằng 0,9cm
4.2.Tính toán giảm chấn cầu sau.
4.2.1. Đặc tính giảm chấn
Lực cản chấn động Zg do giảm chấn sinh ra phụ thuộc vào vận tốc tương đối Zt của các dao động thùng xe đối với bánh xe.
Zg= KZnt
Ở đây K là hệ số cản của giảm chấn.
Tuỳ theo giá trị của số mũ n mà đường đặc tính của giảm chấn có thể là tuyến tính: là đường thẳng nếu n = 1
Đường cong lõm nếu n > 1
Đường cong lồi nếu n <1
Đường đặc tính của giảm chấn là đường không đối xứng tác dụng hai chiều.
* Tính toán hệ số cản của giảm chấn:
Ta có phương trình:
Kn+ Ktr=2Kgc (1)
Trong đó:
Kn, Ktr: hệ số cản chấn động ở bộ phận giảm chấn tương ứng với hành trình nén và trả.
Mặt khác: Với giảm chấn, lực cản ở hành trình trả thường lớn hơn ở hành trình nén với mục đích khi bánh xe đi qua chỗ gồ ghề thì giảm chấn bị nén nhanh cho nên không truyền lên khung xe những xung lực lớn ảnh hưởng đến độ bền khung xe và sức khoẻ người trong xe.
=> Kn= 2628,5(Ns/m)
Ktr=7885,5(Ns/m)
Để thiết kế giảm chấn, ta phải thực hiện việc chọn trước một số thông số ban đầu của giảm chấn dựa trên những xe tương đương và không gian bố trí của giảm chấn. Sau đó, ta xác định kích thước các lỗ, van của giảm chấn.
4.2.2. Xác định kích thước các van.
Khi giảm chấn làm việc có những trường hợp sau:
- Trường hợp trả nhẹ
- Trường hợp trả mạnh
- Trường hợp nén nhẹ
- Trường hợp nén mạnh
Vậy van nén mạnh có 6 lỗ đường kính một lỗ là d=1,5(mm)
4.2.3. Kiểm tra điều kiện bền
* Kiểm tra điều kiện bền nhiệt của giảm chấn:
Nhiệt lượng lớn nhất toả ra khi giảm chấn làm việc trong một giờ được xác định theo công thức:
Qmax=aF(Tmax-T0)t
a: Hệ số truyền nhiệt.a=68(kcal/m2.0C.h)
T0: nhiệt độ môi trường.T0=30(0C)
Tmax: giới hạn nhiệt độ của giảm chấn.Tmax=130(0C)
F: diện tích tiếp xúc của giảm chấn với môi trường xung quanh, F=2PR(R+ld)
R: bán kính piston giảm chấn.R=0,02(m).
ld: chiều dài buồng chứa dầu.ld=0,37(m).
=> Qmax=68.2.P.0,02.(0,02+0,37).(130-30)=334(kcal).
Nttmax như vậy kích thước của giảm chấn thoả mãn điều kiện truyền nhiệt.
* Kiểm tra điều kiện bền của đường kính thanh đẩy:
- Kiểm tra điều kiện bền của đường kính thanh đẩy dưới tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe. Khi làm việc bánh xe chịu tác động của tải trọng động, giá trị lớn nhất của tải trọng động bằng khoảng hai lần tải trọng tĩnh, như vậy tải trọng động bằng:
Zđmax =2Zbx =2.31850=63700(N)
Chọn vật liệu làm thanh đẩy là thép 40 có: [s]= 4.108(N/m2) = 40000(N/cm2).
Ứng suất lớn nhất sinh ra trong thanh đẩy nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu. [s]=40000(N/cm2). Như vậy thanh đẩy giảm chấn đảm bảo điều kiện bền.
4.2.4. Xác định kích thước một số chi tiết khác của giảm chấn
* Lò xo van trả mạnh:
Lò xo tính toán là loại lò xo hình trụ bước ngắn.
d=1,6.10-3(m)=1,6(mm)
Lò xo van trả mạnh có đường kính d=1,6(mm)
* Chiều dày thành xilanh:
Như vậy chiều dày thành xilanh: D=b-a=2,22-2=0,22(cm)=2,2(mm)
Để tăng bền ta lấy chiều dày thành xilanh D=3(mm)
CHƯƠNG 5
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG MỘT CHI TIẾT CƠ BẢN
5.1. Nhiệm vụ, yêu cầu của piston
Piston là một chi tiết quan trọng trong giảm chấn (hình 4.1), làm nhiệm vụ ngăn cách giữa ngăn trên và ngăn dưới đồng thời làm nhiệm vụ tiết lưu dòng chất lỏng, mặt khác nó đóng vai trò như một bộ phận dẫn hướng. Piston làm việc trong điều kiện áp suất, nhiệt độ cao và độ mài mòn lớn.
Khi gia công piston phải đảm bảo yêu cầu sau:
- Phải đảm bảo độ song song giữa thành piston và đường trục tâm của piston.
- Phải đảm bảo độ vuông góc giữa mặt đáy và mặt bên của piston.
- Thực hiện tiết lưu tốt trong cả hành trình nén và hành trình trả.
5.3. Những yêu cầu kĩ thuật cơ bản gia công piston
Độ không phẳng và độ không song song của các bề mặt chính trong khoảng 0,05 ¸ 1(mm), Ra = 5 ¸ 1,25. Các lỗ có CCX 6 ¸ 8, Ra = 2,5 ¸ 0,63.
Dung sai độ không đồng tâm của các lỗ bằng dung sai đường kính lỗ nhỏ nhất.
Độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ trong khoảng 0,01 ¸ 0,05 trên 100mm bán kính.
5.5. Quy trình công nghệ khi gia công piston
Vì cấu tạo của chi tiết có dạng hộp có nhiều lỗ vậy để đảm bảo điều kiện kết cấu, làm việc cũng như thuận tiện cho việc gia công cơ với vật liệu là CrMo4 nên ta chọn phương pháp đúc phôi.
5.5.1. Chọn phương án gia công
Sau khi phân tích kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là loạt nhỏ và trong điều kiện sản xuất ở nước ta hiện nay, ta chọn phương án phân tán nguyên công, sử dụng nhiều đồ gá chuyên dùng để gia công trên các máy vạn năng thông dụng.
5.5.2. Tính toán và lập quy trình công nghệ gia công chi tiết
- Nguyên công tạo phôi:
+ Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc.
+ Đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy.
- Nguyên công ủ và làm sạch phôi.
Sau khi đúc, phôi phải được ủ để khử ứng suất dư, sau đó phôi phải được làm sạch trước khi gia công cơ.
Ta có thể có các nguyên công chủ yếu để gia công sau:
- Nguyên công 1: Tiện khỏa mặt đầu piston, rãnh trên mặt đầu.
- Nguyên công 2: Khoan, doa lỗ f14
- Nguyên công 3: Tiện mặt đáy, mặt ngoài f40, rãnh xéc măng.
- Nguyên công 4: Khoan, doa các lỗ trả và lỗ nén.
- Nguyên công 5: Vát mép các lỗ van.
- Nguyên công 6: Kiểm tra.
5.6. Xác định lượng dư và chế độ cắt cho các nguyên công:
5.6.1. Nguyên công 1. Tiện khoả mặt đầu piston, rãnh trên mặt đầu.
* Định vị và kẹp chặt:
Chi tiết được định vị trên mâm cặp ba chấu (tự định tâm) của máy tiện (hình 4.2). Chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do. Các chấu có tác dụng kẹp chặt chi tiết. Chuẩn thô là mặt phẳng đáy của piston.
* Xác định lượng dư gia công:
+ Tiện khoả mặt đầu: độ nhám bề mặt là Ra = 2,5 mm, CCX 6 (Bảng1.100_ STGCC).
Nguyên công này được chia làm 2 bước: Tiện thô và tiện tinh.
Theo Bảng1.65-STGCC:
Tiện thô với lượng dư là Z =1,8(mm).
Tiện tinh với lượng dư là Z = 0, 13(mm).
+ Tiện rãnh:
Theo Bảng1.65-STGCC: Tiện rãnh với lượng dư là Z =1,5(mm)
* Chế độ gia công:
- Khoả mặt đầu:
+ Tiện thô:
Chiều sâu cắt: t=1,8(mm) bằng cả lượng dư gia công thô
Lượng chạy dao (B2.63_STGCC): S=0,8(mm)
Vận tốc cắt (B2.65_STGCC): Vb=90(m/p).
Hệ số hiệu chỉnh vận tốc cắt (B2.69): k1 =1
Hệ số hiệu chỉnh vận tốc cắt (B2.72): k2 =1
+ Tiện rãnh:
Chiều sâu cắt: t=1,5(mm) bằng cả lượng dư gia công
Lượng chạy dao (B2.63_STGCC): S=0,8(mm)
Vận tốc cắt (B2.65_STGCC): Vb=100(m/p).
5.6.3. Nguyên công 3. Tiện mặt đáy, mặt ngoài f40, rãnh xéc măng.
* Định vị và kẹp chặt:
Chi tiết được định vị trên mâm cặp ba chấu (tự định tâm) của máy tiện (hình 4.4). Chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do. Sử dụng đồ gá chuyên dùng khi tiện để định vị và kẹp chặt chi tiết .Chuẩn gia công trùng với chuẩn chính.
* Xác định lượng dư gia công:
- Tiện láng: độ nhám bề mặt là Ra = 2,5mm, CCX6 (Bảng1.100_ STGCC)
Nguyên công này được chia làm 2 bước: Tiện thô và tiện tinh
Theo Bảng1.65-STGCC:
Tiện thô với lượng dư là Z =1,8(mm)
Tiện tinh với lượng dư là Z = 0, 13(mm)
* Chế độ gia công:
- Tiện khoả mặt đầu:
+ Tiện thô:
Chiều sâu cắt: t=1,8(mm) bằng cả lượng dư gia công thô
Lượng chạy dao (B2.63_STGCC): S=0,8(mm)
Vận tốc cắt (B2.65_STGCC): Vb=90(m/p)
Hệ số hiệu chỉnh vận tốc cắt (B2.69): k1=1
- Láng mặt đầu:
+ Tiện thô:
Chiều sâu cắt: t=1,8(mm) bằng cả lượng dư gia công thô
Lượng chạy dao (B2.63_STGCC): S=0,8(mm)
Vận tốc cắt (B2.65_STGCC): Vb=90(m/p)
Hệ số hiệu chỉnh vận tốc cắt (B2.69): k1=1
Hệ số hiệu chỉnh vận tốc cắt (B2.72): k2=1
Hệ số hiệu chỉnh vận tốc cắt (B2.73): k3=0,85
ÞV=Vb k1 k2 k3=90.0,85=76,5(m/p)
5.6.6. Nguyên công 6. Kiểm tra
* Kiểm tra độ đồng tâm của mặt trụ ngoài và mặt trụ trong bằng đồng hồ so. Chi tiết được gá lên máy tiện thông qua trục kiểm như trên hình 4.7.
Kiểm tra độ tròn của mặt trụ ngoài piston. Đặt kim đồng hồ vào vị trí cao nhất của mặt ngoài piston, sau đó chỉnh kim đồng hồ về vị trí trung gian (vị trí 0). Xác định độ lệch của kim tại một số vị trí nhất định (đánh dấu) ta sẽ nhận được độ méo tương đối của mặt ngoài piston.
KẾT LUẬN
Đồ án tốt nghiệp mà em trình bày “Thiết kế hệ thống treo cho xe tải 5 tấn trên cơ sở xe Thaco-Foton” đã giải quyết được vấn đề cơ bản của hệ thống treo đặt ra, đó là về tính êm dịu (đặc trưng bởi tần số dao động), khả năng dập tắt các dao động (đặc trưng bởi hệ số cản giảm chấn) và đảm bảo được động học bánh xe (hướng chuyển động). Việc thiết kế được tập trung vào tiêu chí tăng tỷ lệ nội địa hóa trong ngành ôtô trong nước thông qua việc thiết kế chế tạo bộ phận đàn hồi là nhíp và quá trình gia công piston giảm chấn.
Qua việc tính toán đồ án tốt nghiệp này đã giúp em hiểu rõ về bản chất, hoạt động của hệ thông treo, và hình thành được cách tư duy thiết kế một cụm chi tiết trên ôtô, trang bị thêm kiến thức phục vụ cho công việc sau này.
Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy :TS…………, người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Qua đây em cũng xin cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn ôtô ĐH Bách Khoa Hà Nội cùng các bạn đã giúp đỡ 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. Thiết kế tính toán ôtô - Nguyễn Hữu Cẩn, Trương Minh Chấp, Dương Đình Khuyến, Trần Khang
2. Thiết kế tính toán ôtô - Nguyễn Trọng Hoan
3. Cấu tạo hệ thống truyền lực ôtô con - Nguyễn Khắc Trai.
4. Bài giảng cấu tạo ôtô - Phạm Vị, Dương Ngọc Khánh.
5. Dung sai và lắp ghép - Ninh Đức Tốn
6. Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - Trần Văn Địch
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"