MỤC LỤC
Mục lục........................................1
Lời nói đầu.................................. 2
Chương 1. PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO SAU........3
1.1 Yêu cầu đối với hệ thống treo....................................................... 3
1.1.1 Sự cần thiết của hệ thống treo...................................................3
1.1.2 Các yêu cÇu đối với hệ thống treo……………………………..3
1.1.3 Các phương án kết cấu mọt số hệ thống treo………………….4
1.2 Sự phát triển của các loại hệ thống treo..........................................10
1.3 Yêu cầu, kết cấu riêng của nhíp ....................................................13
Chương 2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO........................14
2.1 Xác định các thong số cơ bản của hệ thống treo................................ 15
2.1.1 Xác định độ cứng của treo............................................................. 15
2.1.2 Xác định hành trình tĩnh của bánh xe............................................ 15
2.1.3 Xác định hành trình động của bánh xe.......................................... 16
2.1.4 Kiểm tra hành trình động của bánh xe theo điều kiện bảo đảm khoảng sáng gầm xe nhỏ nhất.............. 16
2.1.5 Kiểm tra hành trình động của bánh xe theo điều kiện không xảy ra va đập giữa phần treo và phần không treo trước khi phanh cấp tốc........... 16
2.1.6 Xác định hệ số dập tắt dao động của khối lượng phần treo............ 17
2.2 Tính toán thiết kế các bộ phận của hệ thống treo.............................. 17
2.2.1 Tính toán thiết kế nhíp.................................................................. 17
2.2.2 Tính toán thiết kế bộ phận hướng.................................................. 21
Kết luận............................................................................................... 24
Tài liệu tham khảo.............................................................................. 25
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật công nghệ chế tạo ôtô trên thế giới không ngừng được hoàn thiện, cải tiến và nâng cao. Việc chuyên chở bằng ô tô có khả năng đáp ứng tốt về nhiều mặt so với các phương tiện vận chuyển khác do nó đơn giản an toàn tính cơ động cao, có thể đến được nhiều vùng nhiều nơi mà giá thành vận chuyển thấp.
Để đáp ứng những mục tiêu chủ yếu như: tính năng thông qua của xe, độ êm diu chuyển động và an toàn chuyển động, tiện nghi trên xe, tốc độ xe, đảm bảo sử dụng thuận tiện, nhẹ nhàng và tính kinh tế cao nhất, các công ty, tập đoàn chế tạo ô tô liên tục cho ra đời các loại xe hiện đại với chất lượng ngày càng được cải thiện. Nhờ có sự phát triển của công nghệ vật liệu, kỹ thuật điên tử và kỹ thuật số các cụm các hệ thống trên ô tô được hoàn thiện ngay một cao hơn.
Hệ thống treo trên xe là một bộ phận quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng điều kiện của người lái tính ổn định của xe, đảm bảo độ êm dịu chuyển động và an toàn cho các thiết bị trên xe và hành khách. Vì vậy hệ thống treo ngày càng không ngừng được hoàn thiện và cải tiến.
Để có thể ngày càng tiếp cận với ôtô hiện đại, phát huy tốt tính năng kỹ thuật của xe nắm chắc các kết cấu hệ thống để có thể điều chỉnh, sửa chữa trong quá trình sử dụng và nâng cao tính hiệu quả. Cần đi vào nghiên cứu sâu các hệ thống trong đó có hệ thống treo.
Sau khi được học môn học "Kết cấu tính toán ô tô quân sự", tôi được giao nhiệm vụ thực hiện đồ án “Thiết kế bộ nhớp lỏ cầu sau cho hệ thống treo của xe vận tải hạng nặng”. Trong phạm vi đồ án chỉ tập chung chủ yếu vào thiết kế bộ phận nhíp và thanh dẫn hướng của hệ thống treo, đánh giá chỉ tiêu chất lượng của hệ thống treo và phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống treo, tính toán nghiệm bền cho một số chi tiết, bộ phận của hệ thống treo với các số liệu đã có.
Đồ án được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy: T.S …………. và các thầy giáo trong bộ môn. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn đồ án vẫn mắc một số sai sót do hạn chế về mặt kiến thức cũng như thời gian thực hiện. Kính mong các thầy giáo giúp đỡ, chỉ bảo để đồ án được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày...tháng...năm 20...
Học viên thực hiện
………………..
CHƯƠNG I
PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
1.1 Yêu cầu đối với hệ thống treo.
1.1.1 Sự cần thiết của hệ thống treo
Khi ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng thường phát sinh những dao động dưới tác động kích thích của độ mấp mô biên dạng đường. Dao động của ôtô ảnh hưởng tới con người, hàng hoá chuyên chở trên xe, độ bền và tuổi thọ của các kết cấu ôtô.
Ngoài ra nếu con người phải chịu đựng lâu trong tình trạng xe bị rung xóc nhiều sẽ sinh ra mệt mỏi, giảm hiệu suất công việc, có nguy cơ mắc các bệnh thần kinh và não. Do vậy việc hạn chế và dập tắt nhanh các dao động của ôtô là bài toán cần thiết khi thiết kế, hệ thống treo có thể đảm bảo điều đó.
1.1.2 Các yêu cầu đối với hệ thống treo.
+ Đảm bảo độ êm dịu cần thiết khi xe chuyển động.Tần số dao động riờng của phần được treo hợp lý.
+ Sự thay đổi quĩ đạo lăn của các bánh xe không đáng kể để đảm bảo độ êm dịu chuyển động thẳng và tính năng thông qua của ôtô.
+ Trọng lượng phần không treo phải nhỏ.
+ Đảm bảo đơn giản, thuận tiện trong quá trình bảo dưỡng, sửa chữa. Yêu cầu này chủ yếu phụ thuộc vào số lượng các điểm phải bảo dưỡng và vị trí các điểm đó trên xe.
1.1.3 Các phương án kết cấu một số hệ thống treo.
- Hệ thống treo phụ thuộc: là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bên phải của một cầu được liên kết cứng với nhau bằng dầm cầu liền hoặc vỏ cầu cứng. Khi đó dao động hoặc chuyển dịch (trong mặt phẳng ngang hoặc mặt phẳng thẳng đứng) của bánh xe bên này làm ảnh hưởng, tác động đến bánh xe bên kia và ngược lại.
- Hệ thống treo độc lập: là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bánh xe bên phải không có liên kết cứng với nhau, chúng chỉ được nối gián tiếp với nhau thông qua khung xe hoặc vỏ xe. Chính vì vậy mà dao động hay chuyển dịch của các bánh xe là độc lập nhau.
- Hệ thống treo cân bằng: Hai bánh xe cùng một phía của hai cầu xe liền nhau có chung phần tử đàn hồi được bố trí xung quanh trục cân bằng.
Hệ thống treo cân bằng thường gặp ở những xe nhiều cầu có tính năng thông qua cao. Những xe đó có ba hoặc bốn cầu trong đó bố trí hai cầu liền nhau. Hệ thống treo của những cầu này thường là hệ thống treo cân bằng phụ thuộc. Ví dụ như cầu giữa và cầu sau của ô tô ZIL-131; URAL-4320; KRAZ-255B; KRAZ260;...
Ổ trục cân bằng cần được bôi trơn bằng dầu. Khi tra dầu cần theo dõi mức dầu đến ngang miệng lỗ. Ngoài việc bôi trơn các vị trí như giới thiệu ở trên, trong quá trình sử dụng chú ý nếu lá nhíp gốc thứ nhất mòn quá 1/2 chiều dày thì cần đảo vị trí lá thứ nhất cho lá thứ hai. Trong trường hợp mẻ hoặc vỡ lá nhíp thứ nhất ở vị trí mòn thì việc thay đổi vị trí cho lá thứ 3 chỉ cho phép khi lá nhíp đó có đầu cuối vẫn nằm trong tai nhíp và bảo đảm làm việc bình thường của ba lá khi cầu dịch chuyển xuống dưới.
1.2. Sự phát triển của các loại hệ thống treo
1.2.1. Khái niệm về treo thụ động
Hệ thống treo thụ động là một hệ thống mà các đặc tính của các thành phần (nhíp và giảm chấn) là cố định. Các đặc tính này được xác định bởi các nhà thiết kế hệ thống treo, theo mục đích thiết kế và ứng dụng mong muốn. Thiết kế hệ thống treo thụ động là sự tối ưu hoá giữa độ ổn định và êm dịu chuyển động.
1.2.2. Hệ thống treo tích cực
Trong hệ thống treo tích cực, cả giảm chấn và nhíp thụ động được thay thế bằng một bộ kích thích lực.
1.2.3. Hệ thống treo điều chỉnh
Một hệ thống treo điều chỉnh được tổ hợp từ phần tử đàn hồi trong hệ thống treo thụ động và phần tử giảm chấn với đặc điểm là có thể điều chỉnh được bởi người lái. Lái xe có thể dùng thiết bị chọn để đặt mức độ cản dựa trên cảm giác chủ quan của họ. Hệ thống này có ưu điểm là nó cho phép người lái điều chỉnh sức cản theo tính chất đường.
1.3 Yêu cầu, kết cấu riờng của nhớp.
1.3.1 Yêu cầu.
- Phải có đặc tính đàn hồi hợp lý.
- Vật liệu chế tạo phải có tính đàn hồi cao và độ bền mỏi lớn.
1.3.3 Kết cấu nhớp
a. Các chi tiết chính:
Lỏ nhớp và quang nhớp.
b. Các kết cấu đặc biệt:
- Kết cấu chống xô lệch nhíp : gối nhíp, chốt nhíp. Gối nhíp có thể cố định hoặc di động. Chốt nhíp là một bu long xuyên tâm nhằm định vị và tránh dịch chuyển ngang.
- Kết cấu đảm bảo khả năng bền đều và tăng khả năng bền mỏi: thiết diện hỡnh thang và làm đường trung hũa cao lờn.
c. Chọn phương án thiết kế.
Qua phân tích kết cấu của các hệ thống treo ở trên, từ nhiệm vụ đề tài được giao là: “Thiết kế bộ nhớp lỏ cầu sau cho hệ thống treo của xe tải hạng nặng” và có tham khảo xe KRAZ 260 tác giả chọn phương án thiết kế như sau:
+ Hệ thống treo của xe thiết kế là loại hệ thống treo cân bằng.
+ Phần tử đàn hồi là nhíp lá loại ẵ elip, phần tử hướng là những thanh giằng.
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO
Thông số xe cần thiết kế thể hiện như bảng 2.1.
2.1. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo.
2.1.1 Xác định độ cứng của treo.
Ta có:
- M: khối lượng phần treo của ô tô (N.s2/m).
- w: tần số dao động riêng của khối lượng phần treo (rad/s).
Để đảm bảo độ êm dịu của ô tô quân sự, khi tính toán độ cứng của phần treo tần số dao động riêng của khối lượng phần treo thường chọn trong khoảng: 10-15(rad/s) . Đối với xe tải w = 8,90 - 12,21 (rad/s) tương đương với 85 – 120 lần/phut. Chọn w=11,25(rad/s)
2.1.3. xác định hành trình động của bánh xe.
fđ = ft.(1¸1,5) (theo [3])
Chọn fđ=fđ1=fđ2 =1,2.ft = 0,093 (m)= 93(mm).
2.1.5. Kiểm tra hành trình động của bánh xe theo điều kiện không xảy ra va đập giữa phần treo trước và phần không treo trước khi phanh cấp tốc.
Ta có:
fđ1 = 78,9 ³ ft1
fđ1 = 93 ³ 78 . 0,8
fđ1 = 93 > 42,12 => Thỏa mãn điều kiện
2.1.6. xác định hệ số dập tắt dao động của khối lượng phần treo.
h0= 0,25.11,25= 2,8 (rad/s).
2.2. Tính toán thiết kế các bộ phận của hệ thống treo
2.2.1. Tính toán thiết kế nhíp.
Các kích thước cơ bản của nhíp được xác định trên cơ sở bố trí chung của ô tô, sự biến dạng của nhíp, tải tác dụng lên nhíp và ứng suất sinh ra trong bộ nhíp.
a) Xác định chiều dài của bộ nhíp.
Xác định chiều dài của nhíp được tiến hành đồng thời với việc chọn loại nhíp. Tuỳ thuộc vào kết cấu cách bố trí nhíp có thể có các loại nhíp bán êlíp, công xôn, một phần tư êlíp.
c) Xác định chiều rộng của lá nhíp:
Sau khi tính toán ta chọn b=8(cm)
Chọn lá nhíp chính:
- Số lượng: 2
- Chiều dày: h=2(cm)
- Chiều rộng: b=8( cm)
Các lá nhíp còn lại :
- Chiều dày: h=1,8 (cm)
- Chiều rộng: b=8( cm)
* Tính toán độ cứng của cả bộ nhíp:
Thông số của các lá nhíp được thể hiện nhưu bảng.
2.2.2 Tính toán thiết kế bộ phận hướng
Bộ phận hướng là những thanh giằng để đảm bảo truyền tốt lực dọc ta chọn số thanh giằng là 4 thanh liên kết cầu xe với trục cân bằng.
Giả thiết rằng lực tác dụng lên 4 bánh xe ở cầu sau là như nhau ta có :
+ Pji = j.Zi. Với Zi là phản lực từ mặt đường tác dụng lên bánh ở cầu thứ i cũng bằng lực từ bánh tác dụng xuống nền đường ; j là hệ số bám j = 0,8
Zi = M2*9,81/4 = 31651,965 (N)
Vậy Pji = 0,8*31651,965 = 25321,572 (N)
+ rk = R.l với l - hệ số biến dạng lốp l = 0,94; R = 0,65 (m)
Vậy rk = 0,611 (m)
+ Chọn m=0,08 (m) n = 0,16(m) ; c = 0,15 (m) ; e = 0,75 (m)
Từ đó ta có:
R2 = 112047,956 (N)
T2 = 969056,56 (N)
Chọn vật liệu là thép CT3 có [s] = 14kN/cm2
Tiết diện của thanh phải thoả mãn: F> 69,22 (cm2)
Với F = pR2 nên R³ 4,695 hay d ³ 9,39 chọn d = 10 (cm)
KẾT LUẬN
Hệ thống treo là một bộ phận quan trọng của xe, chất lượng của hệ thống treo ảnh hưởng lớn đến chất lượng hoạt động của xe vì nó phải đảm bảo khả năng êm dịu cho người và trang bị trên xe khi xe đi trên các loại đường không bằng phẳng. Như vậy hệ thống treo ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng hoạt động của xe.
Cùng với sự phát triển của công nghệ chế tạo xe, hệ thống treo của xe đang dần dần hoàn thiện trên cơ sở hệ thống treo của các xe đã sản xuất từ trước, để thoả mãn yêu cầu ngày càng cao trong chuyển động của xe về tốc độ, độ tin cậy, tính êm dịu….Tuy nhiên trên đất nước ta còn sử dụng nhiều loại xe của Liên Xô (trước đây) và một số nước XHCN. Trong đó hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi là nhíp được sử dụng phổ biến.
Qua nghiên cứu và tính toán thiết kế hệ thống treo phụ thuộc dùng nhíp, chúng ta biết rằng mặc dù còn một số nhược điểm nhưng loại hệ thống treo này cũng có nhiều ưu điểm như: chế tạo đơn giản, giá thành rẻ, ít phải chăm sóc và bảo dưỡng làm việc tin cậy, chắc chắn …
Qua quá trình làm đồ án mụn học do trình độ bản thân còn nhiều hạn chế, nên không tránh khỏi những sai sót mong được nhiều sự đóng góp để đề tài được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn giáo viên hướng dẫn: T.S ................. và các thầy giáo trong bộ môn xe quân sự cùng các bạn trong lớp đã giúp tôi trong quá trình thực hiện.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Hướng dẫn thiết kế môn học KCTT ô tô quân sự
Nguyễn Phúc Hiểu - HVKTQS 1986
[2]. Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo (tập 2)
Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên - NXB Đại học và trung học CN 1971
[3]. Lý thuyết ô tô quân sự
Nguyễn Phúc Hiểu, Vũ Đức Lập - HVKTQS 2002
[4]. Cấu tạo ô tô quân sự (tập hai)
Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vy - HVKTQS 1995
[5]. Tập hình vẽ cấu tạo ô tô quân sự
Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vy - HVKTQS 1996
[6]. Lý thuyết ô tô máy kéo
Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái - NXB Khoa học và kỹ thuật
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"