Đang tải... (xem toàn văn)
Lời nói đầu4Chương 1: Tổng quan về hệ thống treo51.1. Lịch sử hình thành:51.2.Nhiệm vụ của hệ thống treo51.3.Yêu cầu của hệ thống treo51.4.Phân loại6Chương 2.Phương án thiết kế hệ thống treo xe tải 2,5 tấn122.1.Hệ thống treo trước122.2.Hệ thống treo sau13Chương 3:Tính toán hệ thống treo trước153.1.Xây dựng đặc tính đàn hồi của hệ thống treo153.2.Tính toán thiết kế và chọn các thông số cơ bản của hệ thống treo173.2.1.Tính toán và chọn thông số chính của lá nhíp173.2.2.Tính độ cứng thực tế của nhíp.213.2.3.Kiểm tra độ êm dịu khi xe chuyển động không tải233.2.4. Xác định phản lực tác dụng tại các đầu mút của lá nhíp233.2.5. Xây dựng biểu đồ ứng suất.263.3.Tính toán bộ phận giảm chấn trước303.3.1. Đặc tính của giảm chấn313.3.2. Xác định kích thước ngoài của giảm chấn333.3.3. Xác định kích thước các van343.3.4. Kiểm tra điều kiện bền.443.3.5.Xác định một số chi tiết khác của giảm chấn lò xo:45Chương 4:Tính toán hệ thống treo sau524. 1.Xây dựng đặc tính đàn hồi của hệ thống treo524.2.Tính toán nhíp544.3.Tính độ cứng thực tế của nhíp.574.4.Xác định phản lực tại các đầu mút của lá nhíp.604.5. Xây dựng biểu đồ ứng suất.634.6.Tính toán một số chi tiết khác của nhíp.654.6.1. Tính đường kính tai nhíp654.6.2. Tính kiểm tra chốt nhíp664.7. Tính phần tử giảm chấn.684.7.1. Đặc tính của giảm chấn684.7.2. Xác định kích thước ngoài của giảm chấn704.7.3. Xác định kích thước các van714.7.4. Kiểm tra điều kiện bền.804.8.Xác định một số chi tiết khác của giảm chấn lò xo:824.8.1.Lò xo van nén mạnh:824.8.2.Lò xo van trả mạnh:85Chương 5:Thiết kế quy trình công nghệ gia côngmột chi tiết cơ bản885.1.Mục đích,yêu cầu của piston.885.2.Vật liệu làm piston885.3. Những yêu cầu kĩ thuật cơ bản gia công piston895.4. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết895.5. Xác định đường lối công nghệ905.6. Tính toán và lập quy trình công nghệ gia công chi tiết905.7. Xác định chế độ cắt cho các nguyên công:915.7.1. Nguyên công 1. Tiện khoả mặt đầu piston, tiện khoả mặt lỗ, rãnh trên mặt đầu.915.7.2. Nguyên công 2. Tiện khoả đáy piston, tiện khoả mặt lỗ.925.7.4.Khoan doa các lỗ trả mạnh 1 và lỗ lén 2,3.945.7.5.Nguyên công 5965.7.6.Nguyên công6:mài tròn ngoài piston.965.7.7.Nguyên công 8.tiện rãnh xéc măng.975.7.8.Nguyên công 8 :Kiểm tra97Chương VI: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC986.1. Hư hỏng thường gặp986.1.1. Bộ phận đàn hồi986.1.2. Bộ phận giảm chấn996.2. Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống treo100Kết luận102Tài liệu tham khảo103
Đồ án tốt nghiệp Trong sự phát triển kinh tế chung hiện nay, ôtô ngày càng đóng một vai trò hết sức quan trọng. Nhu cầu về xe tải nhẹ, xe tải nặng 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 2,5 tấn ” 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 Nguyễn Tiến Dũng, Em đã hoàn thành được đồ án tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực hiện Lê Huy Trường 1 Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan về 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. Và khi khoa học phát triển đã tìm được nguyên tắc dập tắt các dao động qua đó hình thành nên các hệ thống treo của các xe như hiện nay 1.2.Nhiệm vụ của hệ thống treo - Tiếp nhận và dập tắt các dao động của mặt đường với ô tô - Truyền lực dẫn động và truyền lực phanh - Đỡ thân xe và duy trì mối quan hệ hình học giữa thân xe và bánh xe trong mọi điều kiện chuyển động 1.3.Yêu cầu của hệ thống treo - Đảm bảo tần số dao động riêng thích hợp cho phần được treo - Đảm bảo tính êm dịu - Có độ dập tắt dao động hợp lý - Đảm bảo vỏ ôtô không bị nghiêng khi quay vòng hoặc khi phanh - Đảm bảo chiều rộng cơ sở và các góc đặt của trụ đứng bánh xe dẫn hướng không thay đổi 2 Đồ án tốt nghiệp - Đảm bảo sự tương thích giữa động lực học bánh xe dẫn hướng và động học của dẫn động lái 1.4.Phân loại Hệ thống treo là tập hợp các cơ cấu dùng để nối đàn hồi khung hoặc vỏ với các cầu hay hệ thống chuyển động (bánh xe) ô tô. Hệ thống treo bao gồm ba bộ phận sau: - Bộ phận đàn hồi: là bộ phận làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền tải trọng thẳng đứng, giảm va đập và tải trọng tác dung lên khung vỏ và hệ thống chuyển động, để đảm bảo chuyển động được êm dịu. - Bộ phận hướng: nó làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền các lực dọc, ngang, các mô men phản lực, mô men phanh, tải trọng tác dung thẳng đứng, xác định động học bánh xe và khung, vỏ. - Bộ phận giảm chấn: Nó dễ dập tắt một cách hợp lí dao động những bộ phận được treo và không được treo, biến cơ năng thành nhiệt năng toả ra môi trường. 1.4.1. Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo bộ phận dẫn hướng: Hiện nay, có nhiều loại hệ thống treo khác nhau, nếu phân loại theo sơ đồ bộ phận dẫn hướng thì hệ thống treo được chia thành hai loại: + Hệ thống treo độc + Hệ thống treo phụ thuộc Hệ thống treo phụ thuộc: là hệ thống treo được đặc trưng bởi dầm cầu liền và dịch chuyển của các bánh xe trên một cầu phụ thuộc lẩn nhau.Hệ thống treo phụ thuộc có nhiều kiểu khác nhau : 3 Đồ án tốt nghiệp - Kiểu đòn kéo có dầm xoắn Kiểu này được sử dụng chủ yếu cho hệ thống treo sau của các xe có động cơ đặt phía trước và dẫn động bánh trước. Kết cấu của nó bao gồm một đòn treo và một thanh ổn định được hàn với dầm chịu xoắn. Nhờ có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ nên có thể giảm được khối lượng không được treo, tăng tính êm dịu cho xe. Ngoài ra nó còn cho phép tăng khoảng không gian của khoang hành lý. Khi có hiện tượng xoay đứng do chạy vào đường vòng hoặc trên đường mấp mô, thanh ổn định sẽ bị xoắn cùng với dầm cầu, nhờ thế hiện tượng xoay đứng được giảm xuống, giúp xe chạy ổn định hơn - Kiểu nhíp song song Với loại này, hai bó nhíp được đỡ hoặc treo dầm cầu tạo dao động cho xe khi đi vào đường gồ ghề. Đồng thời ở loại này có kết cấu thêm bộ giảm chấn nhằm nhanh chống dập tắt dao động do nhíp gây nên. ưu điểm của loại này là có thể tạo ra khoảng sáng gầm xe rất cao, nâng cao được tính cơ động của động cơ, đồng thời 4 Đồ án tốt nghiệp cũng có cấu tạo đơn giản, độ cứng vững cao. Hệ thống treo này thường được dùng cho các loại xe tải hoặc dùng để treo cầu sau trên một số xe du lịch Ở hệ thống treo loại này, khối lượng không được treo phụ thuộc vào khối lượng các lá nhíp. Tuỳ theo cách bố trí các lá nhíp, mà ta có các kết cấu khác nhau - Kiểu bốn thanh liên kết 5 Đồ án tốt nghiệp Kiểu này thường được sử dụng cho hệ thống treo phía sau. Kiểu treo này giúp cho xe chạy êm nhất trong các kiểu hệ thống treo phụ thuộc - Kiểu đòn dẫn, đòn kéo có thanh gioằng ngang Kiểu này thường được sử dụng cho hệ thống treo trước và treo sau của các xe bán tải, xe tải nhẹ, Với đặc tính: xe chạy êm,độ cứng vững cao + Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc - Trong quá trình chuyển động vết bánh xe được cố định, do vậy độ mòn lốp xe ít. - Khi chịu lực bên ( Ly tâm, đường ngang, gió bên ) hai bánh xe liên kết cứng làm hạn chế hiện tượng trượt bên của bánh xe. - Công nghệ chế tạo đơn giản; Số lượng các chi tiết ít; Dễ tháo lắp, sửa chữa và bảo dưỡng; Giá thành thấp. 6 Đồ án tốt nghiệp Với những ưu điểm trên, hệ thống treo phụ thuộc thường được dùng chủ yếu ở ôtô tải, Buýt, dùng cho cầu sau của ôtô con. Đối với những ôtô có tính việt dã cao, với tốc độ không lớn lắm thường dùng hệ thống treo phụ thuộc cho cả hai cầu trước và cầu sau. + Nhược điểm của hệ thống treo phụ thuộc - Khối lượng phần không được treo ( phần liên kết bánh xe) là rất lớn, đặc biệt ở trên cầu chủ động. Khi ôtô di chuyển trên những con đường không bằng phẳng, tải trọng sinh ra sẽ gây nên va đập mạnh giữa phần không được treo với phần được treo, sẽ làm giảm độ êm dịu trong khi chuyển động. Mặt khác bánh xe va đập mạnh trên nền đường làm xấu đi sự tiếp xúc các bánh xe với mặt đường. - Khoảng không gian phía dưới sàn ôtô phải lớn, để đủ bảo đảm cho dầm cầu thay đổi vị trí, cho nên chiều cao trọng tâm của ôtô sẽ lớn và sẽ làm giảm đi thể tích chứa hàng hóa sau ôtô. - Sự nối cứng giữa hai bánh xe nhờ vào dầm cầu liền gây nên các trạng thái điển hình về động học, nếu bố trí hệ thống treo này cho cầu trước dẫn hướng, sẽ làm xấu đi tính ổn định trong khi chuyển động trên đường không bằng phẳng 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. Tùy theo mặt phẳng dịch chuyển của bánh xe mà người ta phân ra hệ thống treo độc lập có sự dịch chuyển bánh xe trong mặt phẳng ngang, trong mặt phẳng dọc và đồng thời trong cả hai mặt phẳng dọc và ngang.Hệ thống treo độc lập chỉ sử dụng ở những xe có kết cấu rời, có độ êm dịu của cả xe cao, tuy nhiên kết cấu của bộ phận hướng phức tạp, giá thành đắt. 7 Đồ án tốt nghiệp Ưu điểm của hệ thống treo độc lập: Khác với hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo độc lập có đặc điểm là hai bánh xe hai bên ít phụ thuộc vào nhau, do đó mà độ ổn định chuyển động cao. Hai bánh xe được liên kết bởi các đòn ngang hoặc đòn dọc, phần không được treo nhỏ, ôtô chuyển động đạt được độ êm dịu cao. Hệ treo không cần sử dụng dầm ngang , khoảng không gian cho nó dịch chuyển chủ yếu là hai bên sườn xe. Đặc điểm này cho phép hạ thấp trọng tâm xe, do đó nâng cao được tốc độ của xe. 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. Hệ thống treo độc lập dầm cầu thường là dầm cầu rời nên khi xe chuyển động trên các đoạn đường gồ ghề rất dễ làm thay đổi các góc đặt bánh xe, dẫm đến sự mất ổn định của xe. Giá thành của một hệ thống treo độc lập cũng đắt hơn rất nhiều so với hệ thống treo phụ thuộc. 8 Đồ án tốt nghiệp Chương 2.Phương án thiết kế hệ thống treo xe tải 2,5 tấn 2.1.Hệ thống treo trước Hệ thống treo có ba phần tử: Phần tử dẫn hướng, phần tử đàn hồi, phần tử giảm chấn. Nhiệm vụ chính của bộ phận đàn hồi là tiếp nhận và truyền lực thẳng đứng từ đường lên khung xe, giảm tải trọng động và đảm bảo độ êm dịu cho ôtô khi chuyển động trên những loại đường khác nhau. Bộ phận đàn hồi của xe tải thường sử dụng các loại sau: Loại lò xo trụ Loại khí Loại nhíp. Nhíp: Nhíp là bộ phận đàn hồi được sử dụng rất nhiều trong ôtô. Chức năng chính của nhíp: Chức năng đàn hồi theo phương thẳng đứng. Chức năng dẫn hướng: truyền lực dọc, ngang, có thể có cả lực bên. Chức năng giảm chấn đảm nhiệm nhờ giảm chấn, ma sát giữa các lá nhíp, ma sát trong các lớp cao su. Mặt khác nhíp có kết cấu đơn giản, chắc chắn, rẻ tiền, việc chế tạo, sửa chữa, thay thế cũng rất đơn giản.Với những đặc điểm trên em chọn bộ phận đàn hồi của hệ thống treo là hệ nhíp. Hệ nhíp vừa làm nhiệm vụ đàn hồi vừa làm nhiệm vụ dẫn hướng. Bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo có mục đích xác định động học và tính chất dịch chuyển 9 Đồ án tốt nghiệp của các bánh xe tương đối với khung hay vỏ ôtô và dùng để truyền lực dọc (lực kéo tiếp tuyến hoặc lực phanh) lực ngang cũng như các mômen phản lực và mômem phanh. Bộ phận dẫn hướng phải đảm bảo giữ được động học của bánh xe khi chuyển động, giữ được ổn định các góc đặt của bánh xe dẫn hướng. Khi bánh xe dao động không làm ảnh hưởng đến động lực học quay vòng của bánh xe. Truyền được lực dọc, lực ngang và giữ được góc nghiêng của thùng xe trong một giới hạn nhất định. Đảm bảo cho việc bố trí hệ thống truyền lực được dễ dàng, khi hệ thống treo làm việc không làm ảnh hưởng đến hệ thống truyền lực. Bộ phận giảm chấn làm việc dựa trên nguyên lý biến năng lượng của dao động thành nhiệt năng bằng cách chuyển chất lỏng từ buồng chứa này đến buồng chứa khác qua những van tiết lưu rất bé. Khi chất lỏng qua van tiết lưu sẽ sinh sức cản lớn cho sự chuyển động của chất lỏng tạo ra ma sát giữa chất lỏng và các lỗ van, chất lỏng và chất lỏng, chất lỏng và vỏ sinh ra nhiệt năng làm nóng giảm chấn, do đó dập tắt được dao động. Như vậy ta chọn phương án: Hệ treo phụ thuộc có phần tử dẫn hướng và đàn hồi là nhíp nửa elip đặt dọc và giảm chấn loại ống. 2.2.Hệ thống treo sau Đối với hệ thống treo sau được gắn với thùng xe chủ yếu dùng để chở hàng hoá,nên cầu sau không cần đảm bảo độ êm dịu như cầu trước.khối lượng thay đổi lớn nên ta cần có thêm nhíp phụ. Số liệu ban đầu 10 [...]... A(ft , Zt), B(fđ , Zđ) Hệ thống treo là đối xứng hai bên, vì vậy khi tính toán hệ thống treo ta chỉ cần tính toán cho 1 bên Tải trọng tác dụng lên 1 bên của hệ thống treo trước: Trọng lượng được treo: Gdt = 16600 − 1500 = 7550( N ) 2 Trọng lượng tác dụng lên hệ thống treo: Zt = Gdt = 7550 (N) 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... hồi yêu cầu của hệ thống treo phải đi qua hai điểm: A(ft , Zt), B(fđ , Zđ), trong đó: Zt: tải trọng tĩnh tác dụng tại bánh xe gây ra biến dạng ft ft: biến dạng tĩnh của hệ thống treo đo tại trục bánh xe, Zđ: tải trọng động tác dụng lên bánh xe gây ra biến dạng fđ fđ: biến dạng thêm của hệ thống treo dưới tác dụng của tải trọng động Để xây dựng đặc tính đàn hồi yêu cầu của hệ thống treo, trước tiên... ft 10 Trọng lượng lớn nhất tác dụng lên bánh xe: Zmax = Kđ Zt Để đảm bảo điều kiện tránh va đập giữa phần được treo và không được treo hệ số động lực học được chọn trong giới hạn: Kđ = 2 ÷ 3 Xe thiết kế là xe tải Nên chọn: Kđ = 2,5 Thay các số liệu Kđ= 2,5 và Zt = 7550 [N] Ta có: Zmax= 2,5. 7550 = 18875 [N] - Xác định fđt: 13 Đồ án tốt nghiệp Đối với xe tải : fđ = 1,0.ft = 1,0.100= 100 (mm) Z [N] Z... 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 n= Ta có: 30 ft Chọn sơ bộ tần số dao động của hệ thống treo trước ns= 95 (lần/ phút) n= Ta có: 30 ft ft: độ võng tĩnh của hệ thống treo (m) 2 Vậy độ võng tĩnh (ft): C = thống treo: 2 30 30 f t = ÷ = ÷ = 0,10(m) = 10(cm) n 95 Độ cứng sơ bộ của hệ Gdt 7550 =... 3.1.Xây dựng đặc tính đàn hồi của hệ thống treo Đặc tính đàn hồi là đường biểu diễn quan hệ giữa phản lực pháp tuyến Z tác dụng lên bánh xe với biến dạng hệ thống treo đo ngay tại trục bánh xe Nhờ đặc tính đàn hồi mà ta đánh giá được cơ cấu đàn hồi của hệ thống treo 11 Đồ án tốt nghiệp Khi xây dựng đặc tính đàn hồi, giả thiết bỏ qua ma sát và khối lượng phần không được treo (nếu có thì trừ đi), coi đặc tính... Vậy hệ thống treo thoả mãn về độ êm dịu khi đầy tải 3.2.3.Kiểm tra độ êm dịu khi xe chuyển động không tải Trọng lượng được treo( Gdt): Gdt = ( 13500 − 1500 ) 2 = 6000( N ) Độ võng tĩnh thực tế của nhíp: ft = G dt 6000 = = 61(mm) = 0, 061(m) C n 98, 71 Số lần dao động trong một phút: n= 30 30 = = 120 ft 0, 061 (lần/phút) Vậy hệ thống treo đảm bảo độ êm dịu của xe trong tất cả thời gian hoạt động của xe. .. khối lượng tĩnh trên một bánh xe ψ :là hệ số dập tắt chấn động Lờy ψ =0,2 Gt : Trọng lượng được treo tính trên một bánh xe ở trạng thái tĩnh Gt= 7550(N) g : gia tốc trọng trường g=9,8(m/s2) 30 Đồ án tốt nghiệp ft : độ võng tĩnh của hệ thống treo ft=10(cm) Hệ số cản của hệ thống treo được xác định theo công thức : K tr = 2ψ Gt 3,13 ft 2.0, 2.7550 = 3051 3,13 0,1 => Ktr= (NS/m) Hệ số cản trung bình của giảm... hệ thống treo sau khi xe chuyển động không tải chỉ để xác định thông số của xe 3.2.4 Xác định phản lực tác dụng tại các đầu mút của lá nhíp Tính theo phương pháp tải trọng tập trung Giả thiết: Các lá nhíp khi làm việc chỉ tiếp xúc ở hai đầu lá như vậy lực được truyền từ lá này sang lá kia chỉ qua hai điểm đầu mút của lá, phần còn lại không tiếp xúc và như vậy lá được biến dạng tự do Với giả thiết tải. .. xe không tải 4 Phân bố lên phần trước Phân bố lên phần sau Trọng lượng toàn bộ 5 Phân bố lên phần trước Phân bố lên phần sau Trọng lượng không được 6 treo phần trước Trọng lượng không được treo phần sau Giá trị 5 ,715 2,28 2.13 3,3 1,585/1,65 28100 13500 14600 54600 16600 38000 Đơn vị m m m m m m N N N N N N 1500 N 2500 N Chương 3:Tính toán hệ thống treo trước 3.1.Xây dựng đặc tính đàn hồi của hệ thống. .. 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 15 Đồ án tốt nghiệp 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 Ta biết . dụng cho hệ thống treo trước và treo sau của các xe bán tải, xe tải nhẹ, Với đặc tính: xe chạy êm,độ cứng vững cao + Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc - Trong quá trình chuyển động vết bánh xe. treo độc + Hệ thống treo phụ thuộc Hệ thống treo phụ thuộc: là hệ thống treo được đặc trưng bởi dầm cầu liền và dịch chuyển của các bánh xe trên một cầu phụ thuộc lẩn nhau .Hệ thống treo phụ thuộc. bánh xe, dẫm đến sự mất ổn định của xe. Giá thành của một hệ thống treo độc lập cũng đắt hơn rất nhiều so với hệ thống treo phụ thuộc. 8 Đồ án tốt nghiệp Chương 2.Phương án thiết kế hệ thống treo