MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.. 3
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO.. 4
1.1. Lịch sử hình thành: 4
1.2. Công dụng và phân loại hệ thống treo: 4
1.2.1. Công dụng: 4
1.2.2. Phân loại: 5
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO 8
2.1. Phân tích các phương án bố trí hệ thống treo: 8
2.1.1. Các phương án bố trí: 8
2.1.2. Phân tích ưu, nhược điểm chung của các phương án bố trí: 8
2.2. Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi: 9
2.3. Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn: 11
2.4. Các thông số cơ bản: 12
CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC.. 13
3.1. Tính phần tử đàn hồi nhíp. 13
3.1.1. Xác định tần số dao động. 13
3.1.2. Tính toán và chọn thông số chính của lá nhíp. 15
3.1.3.Tính độ cứng thực tế của nhíp. 21
3.1.4. Tính bền các nhíp: 23
3.1.6. Tính kiểm tra chốt nhíp. 30
3.2.Tính toán giảm chấn. 30
3.2.1. Xác định hệ số cản của giảm chấn Kg 31
3.2.2. Tính toán hệ số cản của giảm chấn. 32
3.2.3. Xác định kích thước các van. 33
3.2.3.3 Kiểm tra điều kiện bền. 43
3.2.4. Xác định kích thước một số chi tiết khác của giảm chấn. 44
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO SAU.. 49
4.1.Xác định tải trọng tác dụng lên nhíp chính và nhíp phụ. 49
4.2.Tính toán nhíp chính. 50
4.3.Tính toán nhíp phụ. 62
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG CỦA CẦU TRƯỚC……………63
5.1.Chỉ tiêu đánh giá dao động. 69
4.2. Mô hình toán của hệ dao động. 72
4.2. Mô tả dao động bằng Simulink. 75
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG MỘT
CHI TIẾT CƠ BẢN.. 80
6.1. Mục đích, yêu cầu của piston. 80
6.2. Vật liệu làm piston. 80
6.3. Những yêu cầu kĩ thuật cơ bản gia công piston. 81
6.4. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 81
6.5. Quy trình công nghệ khi gia công piston. 826.5.1. Xác định đường lối công nghệ. 82
6.5.2. Tính toán và lập quy trình công nghệ gia công chi tiết 82
6.6. Xác định lượng dư và chế độ cắt cho các nguyên công: 83
6.6.1.Nguyên công 1. 83
6.6.2.Nguyên công 2. 87
6.6.3.Nguyên công3. 93
6.6.4.Nguyên công 4. 96
6.6.5.Nguyên công 5. 101
6.6.6. Nguyên công 6. 105
KẾT LUẬN……………………………………………………………….106
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………….107
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành giao thông vận tải đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, là nhu cầu cấp thiết cho sự phát triển. So với các phương tiện vận tải khác thì ôtô có những ưu điểm như tính năng cơ động cao, giá thành vận chuyển phù hợp. Do đó, vận tải bằng ôtô chiếm 80% tỷ trọng của ngành vận tải.
Khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng thường chịu những tải trọng dao động do mặt đường mấp mô sinh ra. Những dao động này ảnh hưởng xấu tới hàng hoá, tuổi thọ của xe và nhất là ảnh hưởng tới hành khách. Khi con người phải chịu đựng lâu trong tình trạng xe chạy bị rung xóc nhiều dễ sinh mệt mỏi. Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của dao động ôtô tới cơ thể con người đều đi tới kết luận là nếu con người phải chịu đựng lâu trong môi trường dao động của ôtô sẽ mắc chứng bệnh thần kinh và não. Vì vậy tính êm dịu chuyển động là một trong những chỉ tiêu quan trọng của xe. Tính êm dịu chuyển động phụ thuộc vào kết cấu của xe mà trước hết là hệ thống treo. Đối với các xe tải mong muốn ngày càng chở nặng hơn nhằm hạ giá thành vận chuyển. Việc đảm bảo các yêu cầu về độ bền, kết cấu đơn giản, giá thành thấp cho hệ thống treo trên xe tải là rất quan trọng.
Từ đó em được giao nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống treo xe tải 6,5 tấn trên xe cơ sở Hino 500 series FC.
Trong quá trình làm đồ án được sự tận tình giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn: PGS.TS……………. và các thầy khác trong bộ môn ôtô nhưng do trình độ còn hạn chế, kinh nghiệm thiết kế chưa có nên đồ án của em còn có khiếm khuyết. 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!
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. Việc di chuyển chỉ thích hợp cho việc thồ hàng mà không tiện cho người ngồi trên xe. Về sau con người tìm ra xăm lốp có thể giảm bớt được các chấn động trên 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.
Xe chuyển động có êm dịu hay không phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng của hệ thống treo.
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.
- 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.
1.2.2.2. Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo của phần tử đàn hồi:
-Phần tử đàn hồi là kim loại: nhíp lá, lò xo, thanh xoắn.
-Phần tử đàn hồi là khí nén gồm: phần tử đàn hồi khí nén có bình chứa là cao su kết hợp sợi vải bọc làm cốt; dạng màng phân chia và dạng liên hợp.
- Phần tử đàn hồi là thủy khí có loại kháng áp và không kháng áp.
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 chung 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.
Về mặt động học, hệ treo phụ thuộc còn gây ra một bất lợi khác là khi một bên bánh xe dao động thì bánh bên kia cũng dao động theo, chuyển dịch của bánh bên này phụ thuộc bánh bên kia và ngược lại. Điều đó gây mất ổn định khi xe quay vòng.
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.
- Nhíp lá thường được dùng trên hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo thăng bằng. Khi chọn bộ phận đàn hồi là nhíp lá, nếu kết cấu và lắp ghép hợp lý thì bản thân bộ phận đàn hồi có thể làm luôn nhiệm vụ của bộ phận hướng. Điều này làm cho kết cấu của hệ thống treo trở nên đơn giản, lắp ghép dễ dàng. Vì thế nhíp lá được sử dụng rộng rãi trên nhiều loại xe kể cả xe du lịch. Nhíp lá ngoài nhược điểm chung của bộ phận đần hồi kim loại còn có nhược điểm là khối lượng lớn.
- 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. Tuy nhiên bộ phận đần hồi này có kết cấu phức tạp, giá thành cao, trọng lượng lớn (vì có thêm nguồn cung cấp khí, các van và phải có bộ phận hướng riêng). Trên xe du lịch thường chỉ trang bị cho các dòng xe đắt tiền, sang trọng. Còn đối với xe tải, cũng được sử dụng đối với các xe có tải trọng lớn. Các loại xe đua bộ phận đàn hồi dạng này được sử dụng nhiều dưới dạng hệ thống treo thủy khí điều khiển được.
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). Còn đối với giảm chấn 2 chiều, do cấu tạo của pittông giảm chấn loại này bao gồm hai lỗ với hai nắp van (dạng van một chiều) với kích thước lỗ khác nhau.
2.4. Các thông số cơ bản:
Các thông số kỹ thuật của xe Hino seri 500 FC
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 phần tử đàn hồi nhíp.
3.1.1. Xác định tần số dao động.
Hệ thống treo là đối xứng hai bên, vì vậy khi tính toán hệ thống treo ta chỉ cần tính toán cho một bên.
Hệ thống treo thiết kế ra phải đảm bảo cho xe đạt độ êm dịu theo các chỉ tiêu đã đề ra. Hện 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......
Trong khuôn khổ của một đồ án tốt nghiệp, em chỉ lựa chọn một chỉ tiêu, đó là chỉ tiêu tần số dao động. Chỉ tiêu này được lựa chọn như sau:
Tần số dao động của xe: n=60¸120(lần/phút). Với số lần như vậy thì người khoẻ mạnh có thể chịu được đồng thời hệ treo đủ cứng vững.
Nếu n>120 (lần/phút) không phù hợp với hệ thần kinh của con người dẫn đến mệt mỏi, ảnh hưởng đến sức khoẻ và an toàn khi lái xe.
Chọn sơ bộ tần số dao động của hệ thống treo trước: ntr=80 (lần/phút).
Giá trị độ võng động fđ chính xác bằng bao nhiêu hiện nay chưa định được nhưng khi thiết kế thường lấy:
fđ = (0,6 - 1,0)ft=(0,6- 1,0).12= 7,2- 12 (cm)
Chọn fđ=8 (cm)
3.1.2.Tính toán và chọn thông số chính của lá nhíp.
Ta chọn nhíp là loại nửa elip đối xứng, khi đó cầu ôtô được gắn ở phần giữa còn các đầu nhíp được nối với khung.
Khi đó sơ đồ tính toán nhíp được thể hiện trên hình 2.4.
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. Nhưng góc ỏ phải có trị số giới hạn nhất định để đảm bảo cho quang nhíp không vượt quá trị giá trị trung gian (vị trí thẳng đứng). Khi ôtô chuyển động không tải thì góc ỏ thường chọn không bé hơn 5o. Khi tải trọng đầy góc ỏ có thể đạt trị số 40¸50o. Để đơn giản tính toán chúng ta sẽ không tính đến ảnh hưởng của lực X.
- Phản lực từ mặt đường tác dụng lên một bánh xe phía trước:
Z bx=Gđt+Got=17375+1250=18625(N)
Chọn chiều dài lá nhíp chính:
Đối với nhíp trước của xe tải:
L=(0,22¸0,35)Lx
Lx: chiều dài cơ sở của xe:435 (cm).
L=(0,22¸0,35).435=95,7¸ 162(cm)
Ta chọn chiều dài lá nhíp chính L = 145 (cm)
Chọn số lá nhíp là 9, ta chia số nhíp làm 2 nhóm:
- Nhóm một có 2 lá: h=1(cm);b=8(cm)
- Nhóm hai có 7 lá:h=x(cm);b=8(cm)
Khi nhíp làm việc các lá nhíp không chỉ chịu lực thẳng đứng mà còn chịu lực ngang và mômen xoắn, các lực này tác động chủ yếu lên lá gốc và tai nhíp, chỉ có một phần lực được chuyển cho các lá kế tiếp lá nhíp gốc.
Nhóm hai có 6 lá: h=0,9(cm); b=8(cm)
3.1.3.Tính độ cứng thực tế của nhíp
Có nhiều phương pháp tính độ cứng của nhíp. Ta sử dụng phương pháp tính độ cứng theo thế năng biến dạng đàn hồi.
Sử dụng MATLAB để giải:
h(1)=; h(2)=1; h(3)=0.9; h(4)=0.9;h(5)=0.9; h(6)=0.9;h(7)=0.9; h(8)=0.9; h(9)=0.9;
b=8; a1=0.85; E=2100000;
l(1)=145; l(2)=145; l(3)=131; l(4)=117; l(5)=103; l(6)=89; l(7)=75;
l(8)=59; l(9)=43; l(10)=0;
%%Tính toán đặc tính của lá nhíp
Jk=b*h.^3/12;Jk=cumsum(Jk);
Yk=1./Jk;Yk(10)=0;DYk=-diff(Yk);
a=l(1)*ones(1,10)-1;a=a(2:10);
%%tinh do cung cua nhip
C=a1*6*E/sum(a.^3.*DYk)
Kết quả nhận được: C= 2391 (N/cm)
3.1.4. 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
Dùng MATLAB để giảI hệ phương trình trên:
l=[65 58 51 44 37 30 22 14];
Gt=17375; h=0.9*ones(1,8); h(1)=1.3; b=8; j=b*h.^3/12;
lk=l(1,1:7); lk1=l(1,2:8); jk=j(1,1:7); jk1=j(1,2:8);
%Tính hệ số
A=0.5*jk1./jk.*(3*lk./lk1-ones(1,7));
C=0.5*(lk1./lk).^3.*(3*lk./lk1-ones(1,7));
p=zeros(7,1); p(1)=-A(1)*Gt/2;
Ak=A(1,2:end); Bk=-(ones(1,7)+jk1./jk); Ck=C(1,2:end);
%Thiết lập ma trận hệ số:
M=diag(Ak,-1)+diag(Bk)+diag(Ck,1);
%Tính toán phản lực:
x=inv(M)*p
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 bằng đường kính trong danh nghĩa của tai nhíp 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).
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. Ảnh hưởng dập tắt chấn động của các yếu tố không kiểm soát được là không lớn lắm, vì vậy khi thiết kế giảm chấn, ta coi sự cản dao động của toàn bộ hệ thống treo là sự cản dao 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. Do đó năng lượng được hấp thụ vào chủ yếu là ở hành trình trả.
Như ta đã tính ở phần trên, tổng hành trình của bánh xe tính từ vị trí ôtô bắt đầu chịu tải đến vị trí hành trình lớn nhất là 20 (cm). Từ đó ta có thể chọn trước hành trình làm việc của giảm chấn là 20 (cm) với góc đặt giảm chấn ở phía trước là 90 độ so với phương thẳng đứng.
3.2.3.1. Xác định kích thước van trả.
+ Xác định kích thước van trả nhẹ.
Van trả nhẹ làm việc một mình khi vận tốc piston v≤0,3(m/s). Khi xe làm việc ở điều kiện đường xá tương đối tốt mặt đường không gồ ghề lắm, lúc này lực kích động mặt đường nhỏ giảm chấn làm việc ở chế độ tải nhẹ tức là lúc này áp suất dầu không cao lắm. Với vận tốc v≤0,3(m/s) thì chất lỏng chỉ đi qua các lỗ van thông qua chứ chưa đủ áp suất làm thay đổi diện tích lưu thông và với vận tốc lưu thông như thế thì diện tích lưu thông là hằng số.
+ Xác định kích thước van trả mạnh.
Van trả mạnh làm việc khi vận tốc piston v>0,3(m/s). Khi xe làm việc ở điều kiện đường xá gồ ghề, mặt đường xấu, lúc này lực kích động mặt đường lớn giảm chấn làm việc ở chế độ tải nặng làm giảm chấn bị kéo ra rất mạnh, lúc này áp suất dầu tăng một cách đột ngột. Với vận tốc v>0,3(m/s) thì chất lỏng lúc này có áp suất rất cao làm mở hết các van trả, tức là diện tích lưu thông là tối đa và ở vận tốc trên thì tiết diện lưu thông là không đổi vì nó không thể mở rộng hơn được nữa, như thế diện tích lưu thông là hằng số.
Lực cản trong trường hợp trả mạnh bằng lực cản trong hành trình trả nhẹ cộng thêm một lượng do sự gia tăng về diện tích và nó bằng:
Ztm=Ztn+kKt(v2-v1)
=> Ztm=1289,7+0,5.4299.0,2=1719,6(N).
Vậy van trả mạnh có 6 lỗ đường kính một lỗ là d=1(mm).
3.2.3.2. Xác định kích thước van nén.
+ Xác định kích thước van nén nhẹ
Van nén nhẹ làm việc một mình khi vận tốc piston v≤0,3(m/s). Khi xe làm việc ở điều kiện đường xá tương đối tốt mặt đường không gồ ghề lắm, lúc này lực kích động mặt đường nhỏ giảm chấn làm việc ở chế độ tải nhẹ tức là lúc này áp suất dầu không cao lắm. Với vận tốc v≤0,3(m/s) thì chất lỏng chỉ đi qua các lỗ van thông qua chứ chưa đủ áp suất làm thay đổi diện tích lưu thông và với vận tốc lưu thông như thế thì diện tích lưu thông là hằng số.
+ Xác định kích thước van nén mạnh
Van nén mạnh làm việc khi vận tốc piston v>0,3(m/s). Khi xe làm việc ở điều kiện đường xá gồ ghề, mặt đường xấu, lúc này lực kích động mặt đường lớn giảm chấn làm việc ở chế độ tải nặng làm giảm chấn bị nén rất mạnh, tức là lúc này áp suất dầu rất cao. Với vận tốc v>0,3(m/s) thì chất lỏng lúc này có áp suất rất cao làm mở hết các van nén, tức là diện tích lưu thông là tối đa và ở vận tốc trên thì thiết diện lưu thông là không đổi vì nó không thể mở rộng hơn được nữa, như thế diện tích lưu thông là hằng số.
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.
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.
- Nhíp chính bên dưới nhíp phụ bên trên như thế mới đảm bảo được yêu cầu và mục đích của nhíp kép.
4.1.Xác định tải trọng tác dụng lên nhíp chính và nhíp phụ.
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:= 4500(N)
+gbx là trọng lượng bánh xe =800(N)
+n là só bánh xe mỗi cầu: n=4
=> Gkt=4500 + 4.800 =7700 (N)
4.2.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 =4350 (mm)
Chọn L = 0,36 L=1550 (mm).
Chọn chiều rộng quang nhíp a = 140 (mm).
Sau khi xác định chiều dài lá nhíp cơ sở 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. Độ bền và chu kỳ bảo dưỡng của nhíp phụ thuộc chủ yếu vào việc lựa chọn chiều dài của nhíp, bề dày nhíp trên cơ sở tải trọng, ứng suất, độ võng tĩnh đã biết.
Chọn số lá nhíp là 10, chiều rộng b = 8 cm; chiều dày các lá đều bằng 1 cm
c. 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)
I1=j1;I2=j1+j2;Ik=j1+j2+...+jk
jk: tổng mô men quán tính của mặt cắt ngang từ lá nhíp thứ nhất đến lá nhíp thứ k
Sử dụng Matlab để tìm độ cứng của nhíp chính của hệ thống treo sau:
%% Nhập số liệu
h(1)=1;h(2)=1;h(3)=1;h(4)=1;h(5)=1;h(6)=1;h(7)=1;h(8)=1;h(9)=1;h(10)=1;
b=8;a1=0.85;E=2100000;
l(1)=155;l(2)=142;l(3)=129;l(4)=116;l(5)=103;l(6)=90;l(7)=77;l(8)=64;
l(9)=50;l(10)=50;l(11)=36;
%%Tính toán đặc tính của lá nhíp
Jk=b*h.^3/12;Jk=cumsum(Jk);
Yk=1./Jk;Yk(11)=0;DYk=-diff(Yk);
a=l(1)*ones(1,11)-1;a=a(2:11);
%%tinh do cung cua nhip
C=a1*6*E/sum(a.^3.*DYk)
%%Độ cứng nhíp chính của treo sau Cc=1955 (N/cm)
Dùng MATLAB để giảI hệ phương trình trên:
l=[70.5 64 57.5 51 44.5 38 31.5 25 18 11];
Gt=14313; h=1*ones(1,10); b=8; j=b*h.^3/12;
lk=l(1,1:9); lk1=l(1,2:10); jk=j(1,1:9); jk1=j(1,2:10);
%Tính hệ số
A=0.5*jk1./jk.*(3*lk./lk1-ones(1,9));
C=0.5*(lk1./lk).^3.*(3*lk./lk1-ones(1,9));
p=zeros(9,1); p(1)=-A(1)*Gt/2;
Ak=A(1,2:end); Bk=-(ones(1,9)+jk1./jk); Ck=C(1,2:end);
Kết luận: Vậy các lá nhíp đủ bền.
f. Tính kiểm tra chốt nhíp
Đường kính chốt nhíp được chọn bằng đường kính trong danh nghĩa của tai nhíp Dchốt=3,5(cm)=3,5(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.
4.3.Tính toán nhíp phụ.
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 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.
Chọn số lá nhíp là 8, chiều rộng b = 7 cm; chiều dày các lá bằng 0,9cm
Dùng Matlab để giải tìm độ cứng của nhíp phụ:
h(1)=0.9;h(2)=0.9;h(3)=0.9;h(4)=0.9;h(5)=0.9;h(6)=0.9;h(7)=0.9;h(8)=0.9
b=7;a1=0.85;E=2100000;
l(1)=110;l(2)=100;l(3)=90;l(4)=80;l(5)=68;l(6)=56;l(7)=44;l(8)=32;l(9)=0
%%tinh toan cac dac tinh hinh hoc cua la nhip
Jk=b*h.^3/12;Jk=cumsum(Jk);
Yk=1./Jk;Yk(9)=0;DYk=-diff(Yk);
a=l(1)*ones(1,9)-1;a=a(2:9);
CHƯƠNG 5
TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG CẦU TRƯỚC
5.1. Các chỉ tiêu đánh giá độ dao động.
Khi ô tô chuyển động trên đường dao động xuất hiện trong toàn bộ hệ thống của xe dưới tác động kích thích của các mấp mô biên dạng đường.Dao động của ô tô ảnh hưởng đến bản thân người lái và hành khách, hàng hoá chuyên chở trên xe, độ bền, tuổi thọ của các kết cấu ô tô.
Từ các khái niệm trên để có thể đánh giá chất lượng xe một cách khách quan, chính xác cần phải nghiên cứu và phát triển lý thuyết dao động trong tất cả lĩnh vực liên quan. Nghiên cứu tổng quát về dao động xe đó là giải quyết mối quan hệ “Đường-Xe-Người”.
Các tiêu chí đánh giá độ dao động như sau:
1. Chỉ tiêu về độ êm dịu
+ Chỉ tiêu đối với khách
+ Chỉ tiêu đối với hàng hoá
2. Chỉ tiêu về tải trọng động
+ Chỉ tiêu về độ bền chi tiết
+ Chỉ tiêu về mức độ phá đường
3. Chỉ tiêu về không gian bố trí hệ treo.
Như vậy ta thấy rằng thấy rằng mục tiêu nghiên cứu không dừng lại ở việc nâng cao độ êm dịu, nâng cao tuổi thọ chi tiết, mà còn các chỉ tiêu khác quan trọng không kém là đảm bảo khả năng truyền lực, dao động không gây tổn hại đến cầu và đường, nhất là dao động xe tải
5.2. Mô hình toán học của hệ dao động
Trong các lĩnh vực về kỹ thuật bất kì ở đâu cũng có phương trình dao động cơ học. Các kết cấu hoặc những trang thiết bị khác nhau như: ô tô,động cơ đốt trong, xe tăng, tàu thuỷ... đều chịu các dao động cơ học.
* THIẾT LẬP HỆ PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN MÔ TẢ DAO ĐỘNG
Để có thể xác định được các thông số dao động của xe ta cần phải từ mô hình cơ học thiết lập được các phương trình vi phân mô tả chuyển động dao động của hệ. Có rất nhiều phương pháp để có thể thiết lập phương trình vi phân chuyển động của cơ hệ như: phương trình Lagrange loại II hoặc theo nguyên lý D’Alambe.
Mô hình xây dựng gồm 3 vật:
- Vật 1: Thân xe (phần khối lượng được treo) coi như 1 vật có khối lượng M đặt tại trọng tâm. Chuyển động của thân xe là chuyển động tịnh tiến theo phương Z ứng với toạ độ suy rộng Z, M = 1737,5(kg).
- Vật 2: Các khối lượng không được treo, m = 190 (kg).
3.3. ứng dụng Matlab Simulink mô phỏng dao động.
Dựa vào hệ phương trình vi phân mô tả dao động của cơ hệ, ứng dụng các thư viện tiện ích sẵn có trong Simulink của matlab để mô phỏng mô hình dao động của ôtô hai cầu.
**Kết quả mô phỏng bằng Simulink:
- Khảo sát với chiều cao mấp mô đường khác nhau:
* h0= 0,05(m)
*h0= 0,1(m)
CHƯƠNG 6
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG MỘT CHI TIẾT CƠ BẢN
6.1. Mục đích, yêu cầu của piston
Piston là một chi tiết quan trọng trong giảm chấn, nó 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. Vì vậy, vật liệu chế tạo piston phải có tính chịu nhiệt, chịu va đập và chịu ăn mòn cao.
6.2. Vật liệu làm piston
Piston làm việc trong điều kiện chịu tác động của tải trọng va đập lớn, chịu ứng suất đối xứng, hai chiều nên rất dễ bị hỏng mỏi. Trong khi sử dụng, đòi hỏi piston phải làm việc lâu dài, liên tục, trong điều kiện nhiệt độ lớn, áp suất cao, mài mòn lớn. Như vậy, ta dùng vật liệu thép hợp kim 45XHMF để chế tạo piston.
6.3. 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.
6.5. 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 45XHMF nên ta chọn phương pháp đúc phôi.Vì sản xuất loạt nhỏ nên ta dùng phương pháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy. Sau khi đúc cần làm sạch và cắt ba via.
6.5.1. Xác định đường lối công nghệ
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.
Ta có thể có các nguyên công chủ yếu để gia công sau
- Nguyên công 1: Tiện khỏa mặt đầu piston, tiện các vòng, rãnh trên mặt đầu.
- Nguyên công 2: Tiện khoả, vát mép mặt đáy và các rãnh ở mặt đáy.
- Nguyên công 3: Khoan, doa lỗ f14.
- Nguyên công 4: Khoan, doa các lỗ trả và lỗ nén.
- Nguyên công 5: Tiện tròn ngoài, tiện rãnh xéc măng.
- Nguyên công 6: Kiểm tra.
KẾT LUẬN
Đồ án tốt nghiệp mà em đã trình bày: Thiết kế hệ thống treo xe tải 6,5 tấn trên xe cơ sở Hino 500 series FC 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 PGS.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"