Kết cấu tính toán ô tô

15 846 7
Kết cấu tính toán ô tô

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Kết cấu tính toán ô tô

Thuyết minh: thiết kế môn học Kết cấu tính toán ôtô A/ Phần mở đầu Ngày nay do nhu cầu giao thông đô thị nói chung và nhu cầu vận tải hàng hoá hành khách nói riêng trong hệ thống đờng bộ là rất lớn . Nớc ta nhiều năm trớc đây số lợng xe ôtô tải chủ yếu đợc nhập về là xe của liên xô và xe của các nớc trong khối xã hội chủ nghiã với số lợng và chủng loại còn hạn chế . Trong thời gian gần đây phù hợp với nhịp điệu phát triển chung của ngành vận tải ôtô trong nớc đã có nhiều chuyển biến tích cực , nhiều hãng xe liên doanh trong nớc đã cho ra đời nhiều kiểu mẫu xe vận tải nhỏ rất phù hợp với môi trờng cũng nh mạng lới giao thông của nớc ta .Lây ví dụ nh các hãng xe của Mỹ , Hàn quốc , Trung quốc . Việc có nhiều hãng xe trên thị trờng đã gây không ít khó khăn cho việc khai thác sử dụng và bảo dỡng kĩ thuật . Việc đi sâu nghiên cứu tìm hiểu về sử dụng và khai thác và tiến tới thiết kế chế tạo ôtô là việc làm cần thiết với đề tài thiết kế hệ thống treo trên xe tải nhỏ loại phụ thuộc lò xo cầu sau chủ động , em đã phần nào khái quát lên đợc các bớc tính cụ thể và thực hiện đợc các bản vẽ tổng thể của hệ thống treo . Đó cũng là hai yếu tố cơ bản của đề tài. II. Nhiệm vụ. Thiết kế hệ thống treo của ôtô với các số liệu ban đầu : III. Yêu cầu. -Thuyêt minh từ 15 20 trang soạn thảo trên máy vi tính. - Một bản vẽ Ao láp ráp hệ thống treo - Thuyết minh làm trên khổ A4 , đánh máy , cơ chữ 14 B. Trình tự thiết kế I, Công dụng phân loại hệ thống treo. - Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi giữa khung hoặc vỏ xe với các cầu( các bánh xe) của ôtô. Nhiệm vụ của hệ thống treo làm giảm tải trọng động và dập tắt các dao động của bộ phận đợc treo. Hệ thống treo của ôto bao gồm: - Bộ phận dẫn hớng: Xác định động học chuyển động của bánh xe, và truyền các lực kéo, lực phanh, lực bên và các mô men phản lực của chúng lên khung và vỏ xe. - Các phần tử đàn hồi nhận và truyền lên khung (vỏ ) các lực thẳng đứng của đờng. Làm giảm tải trọng động khi xe chạy trên đờng không bằng phẳng đảm bảo tính năng êm dịu của ôtô. - Bộ phận giảm chấn dùng để dập tắt các dao động thẳng đứng của khung vỏ sinh ra do mặt đơng không bằng phẳng. 2,Phân loại: a, Theo sơ đồ bố trí bộ phận dẫn hớng: - Loại treo phụ thuộc với cầu liền( loại đơn giản, loại thăng bằng). - Loại treo độc lập với cầu cắt( loại bánh xe dịch chuyển trong mặt phẳng dọc, mặt phẳng ngang, trong hai mặt phẳng và loại nến). b,Theo phần tử đàn hồi. - Bằng kim loại (lá nhíp, lò so xoắn, thanh xoắn). - Loại khí (bầu cao su sợi, bầu màng, loại ống). - Loại thuỷ lực, thuỷ khí. - Loại cao su (nén, xoắn) . c,Theo phơng pháp dập tắt dao động. - Loại giảm chấn thuỷ lực (tác dụng một chiều và hai chiều). - Loại giảm chấn ma sát. 3,Yêu cầu : - Đảm bảo cho ôtô có tính năng êm dịu tốt khi chạy trên đờng cứng và bằng phẳng. - Đảm bảo cho xe chạy với tốc độ giới hạn khi chạy trên đờng sấu mà không có va đập lên các ụ đỡ. - Đảm bảo đúng động học của bánh xe dẫn hớng khi chúng dao động trong mặt phẳng thẳng đứng. - Dập tắt nhanh các dao động của thùng và vỏ xe. 2 - Giảm độ nghiêng bên của thùng xe khi xe quay vòng. 1) Tính toán độ cứng của HTT Độ cứng của HTT đợc hiểu là tải trọng cần đặt lên hệ thống để biến dạng của nó bằng đơn vị - Gọi f T là độ võng tĩnh của hệ thống treo Trong đó: Z T : tải trọng tĩnh đè lên các cầu Z T :tải trọng tĩnh đè lên cầu trớc Z T2 : tải trọng tĩnh đè lên cầu sau f T : độ võng tĩnh ứng với tải trọng tĩnh Với Ôtô tải f T = 120 (mm) Để Ôtô chuyển động êm dịu không có dao động lắc dọc thì tỷ số giữa độ võng tĩnh của HTT trớc và sau phải thoả mãn: Xetải. Vây: f Tt = 120 mm f Ts =144 mm G A 2 * 4 1 = )/(04,122 144 5,1757 2 2 1 mmN Zt Zt C T === Trong hành trình động f đ ( là dịch chuyển của bánh xe từ vị trí tĩnh đến vị trí giới hạn trên khi ụ hạn chế hành trình biéen dạng hết) f đ phụ thuộc vào độ võng tĩnh f t Ôtô tải : f đ = 1.0 f t 3 2,11 = T Tt Ts f f )(5,992 2 1985 2 1 1 KG G Z a T === T T f Z C = )(5,1757 2 3515 2 2 2 KG G Z a T === - Câu trỡc f đt = 1,0 .120 = 120 mm - Câu sau f đs = 1.0 .144 = 144 mm Hệ số tải trọng K đ của hệ thống treo Đối với xe tải : K đ = 2. 1. Xây dựng đ ờng đặc tính động học của HTT - Là đồ thị biểu hiện quan hệ hàm số giữa hành trình thẳng đứng của bánh xe h và biến dạng của lò xo f lx - Ta xây dựng đồ thị hàm số (h-f) bằng phơng pháp hoạ đồ Các thông số chọn : - Chiều dài đòn dọc trên : 600 mm - Chiêu dài đòn dọc dới : 900 mm - Đờng kính đòn dọc trên : 15 mm - Đờng kính đòn dọc dới : 30 mm - Đờng kính bánh xe : 784,4 mm Nhận xét khi xe vợt chớng ngại vật ( bánh xe sau) nâng lên khỏi mặt đất một đoạn là h 1 Tâm trục cầu sau nằm trên đờng thẳng nối hai khớp quay có chuyển động song phẳng Với các thanh đãn động là AB hoặc CD. Khi đó ngoài chuyển vị thẳng đứng là h đ thì tâm cầu ( bánh xe) còn có chuyển vị theo phơng dọc là h d - trên trục f lấy 10 đoạn bằng nhau đợc đánh số lần lợt là f 1 , f 2 , , , f 10 = 10 mm - Tơng ứng trên trục hlấy 10 đoạn , đợc đaqnhs số là h 1 , h 2 , ., h 10 = 10 mm Dựng đợc đồ thị f - h. Trong đó: Z: phản lực thẳng đứng tác dụng lên bánh xe P: lực tác dụng lên lò xo h. hành trình thẳng đứng của bánh xe f: biến dạng của lò xo. 4 Với độ cứng là C = 122,04 N/mm tơng ứng với các biến dạng f 1 ; f 2 ; f 3 ta tính đợc lực tác dụng lên lò xo: P 1 = 0 P 2 = f 2 .C = 1,22 KN P 3 = (f 2 + f 3 ).C = 2,44 KN P 4 = (f 2 +f 3 +f 4 ).C = 3,66 KN P 5 =(f 2 +f 3 +f 4 +f 5 ).C = 4,88 KN P 6 =(f 2 +f 3 +f 4 +f 5 +f 6 ).C = 6,1KN Lập bảng số liệu f I (mm) h I (mm) P i (N) Z I (N) f 1 = 0 f 2 = 10 f 3 = 10 f 4 = 10 f 5 = 10 f 6 = 10 h 1 = 0 h 2 = 10 h 3 = 10 h 4 = 10 h 5 = 10 h 6 = 10 P 1 = 0 P 2 = 1220 P 3 = 2440 P 4 = 3660 P 5 = 4880 P 6 = 6100 Z 1 = 0 Z 2 = 1220 Z 3 = 2440 Z 4 = 3660 Z 5 = 4880 Z 6 = 6100 2. Tính lò xo . Lò xo là bộ phận đàn hồi để nối mềm giữa bánh xe và thùng xe , nhằm đảm bảo êm dịu cho thùng xe khi đi trên các loại địa hình mấp mô. Nếu cùng một độ cứng và độ bền thì lò xo trụ có trọng lợng nhẹ hơn nhíp Năng lợng biến dạng đàn hồi riêng của lò xo trụ: G A 2 * 4 1 = Lò xo tỵu cũng có tuổi bền lớn hơn nhíp và khi làm việc giữa các vành lò xo không có 5 ma sát nh giữa các lá nhíp . Nhợc điểm của lò xo là nó chỉ làm việc đợc nhiệm vụ đàn hồi còn các nhiệm vụ đẫm hớng và giảm chấn thì phải do các bộ phận khác đảm nhận ( các thanh ổn định dọc và ngang ) .Vì vậy nếu kể chung cả hai bộ phận thì lò xo trụ lại phức tạp về kết cấu và sử dụng so với HTT loại nhíp. Tính kích th ớc lò xo Chọn vật liệu làm là thép hợp kim 60C2XA Có ứng suất xoắn cho phép [] = 750 (N/mm 2 ) - Độ cứng của lò xo C căn cứ vào tải trọng phân bố lên cầu sau Ga2 = 17575 N . ứng với hai lò xo . Vậy lực tác dung lên một lò là : 8787,5 N Vậy 22,73 120 5,8787 == C Độ võng tĩnh của lò xo :f t = 120( mm) Chọn sơ bộ hệ số đờng kính lò xo: Y = D/d =6 ( Y = 4 ữ10 tra bảng 19.1 (SGKCTM Tập II )ta xác định đợc hệ số hình dạng tiết diện và độ cong của lò xo là K = 1,24 Trong đó: D : đờng kính trung bình của lò xo d- đờng kính dây lò xo - Tính đờng kính dây lò xo. Chọn d = 15 (mm) Đờng kính trung bình của lò xo: D = Y. d = 6.15 = 90 (mm) - Môdun cản trợt của lò xo: G = 8.10 4 (N/mm 2 ) - Số vòng làm việc của lò xo: 6 )( ][ 6.1 max mm YFK d ì )(95,14 750 6.5,8787.24,1 6.1 mmd =ì 9 5,8787.6.8 120.15.10.8 8 3 4 max 3 === PY fdG n T - Khoảng làm việc của lò xo dới tác dụng của lực tĩnh. X = f T =120 (mm) - ứng suất tiếp ứng với tải trọng lớn nhất < [] đủ điều kiện bền. - Đờng kính ngoài và đờng kính trong của lò xo. D a = D + d = 90+15 =105 (mm) D I = D - d = 98 -15 =75 (mm) - Số vòng của lò xo kể cả vòng không biến dạng hai đầu: n 0 = n + 0,75 = 9,75 vòng. - Khe hở giữa hai vòng của lò xo ứng với P max . min = (0,1 ữ 0,3).d = (1,5 ữ 4,5) (mm) Chọn min = 2 (mm) - Vì mỗi đầu mút của lò xo chịu nén đợc mài bằng 3/4 vòng nên chiều cao của lò xo lúc các vòng xít vào nhau: H min = (n 0 - 0,5).d = (9,75 - 0,5).15 Hay h min = 138,75 (mm) - Chiều dài của lò xo ứng với P max H p = H min + min .n = 138,75 + 2.9 = 156,75 (mm) - Chiều dài tự do của lò xo: H 0 = H p + f T 1= 156,75 + 120 = 276,75 (mm) - Để lò xo làm việc ổn định cần đảm bảo điều kiện. Ta có H 0 /D = 297/98 = 3 Lò xo làm việc ổn định. - Bớc của lò xo khi trạng thái tự do 7 2 33 max /740 15.14,3 90.5,8787.8 24,1 . 8 mmN d DP K == = 3 90 75,276 0 = D H )(67,29 9 120 1,115).2,11,1( max mm n dt =+=ữ+= 5. Tính giảm chấn Giảm chấn có công dụng dập tắt một cách nhanh chóng dao động của các khối lợng đợc treo bằng cách biến năng lợng dao động thành nhiệt và toả ra môi trờng xung quanh. II,Sơ đồ nguyên lý làm việc giảm chấn ống: -Nguyên lý làm việc giảm chấn thuỷ lực: chất lỏng bị dồn từ buồng chứa này sang buồng chứa khác qua các van tiết lu rất bé nên chất lỏng chịu sức cản chuyển động rất lớn. Sức cản làm dập tắt nhanh các chấn động và năng lợng dao động dao động bị mất biến thành nhiệt năng nung nóng chất lỏng chứa trong giảm chấn. Tuỳ theo mức độ dao động mạnh yếu của xe mà có các trạng thái làm việc của giảm chấn. Nén nhẹ Vận tốc piston nhỏ Trả nhẹ Nén mạnh Vận tốc piston lớn Trả mạnh A_ Nén nhẹ: Khi nén nhẹ ( V Piston nhỏ) chất lỏng từ khoang B lên khoang A qua lỗ 6 và một phần chất lỏng đi ra khoang C qua lỗ 12. 8 B . Nén mạnh. Do áp lực dầu tăng lên đảy van một chiều 7 đi xuống . Ngoài các lỗ 6,12 đợc mở nh nén nhẹ , dầu còn qua lỗ 9 C Trả nhẹ. Khi trả nhẹ, chất lỏng từ khoang Aqua lỗ 15 xuống Bvà chất lỏng lại từ khoăng C qua lỗ 8 vào khoang B D, Trả mạnh. Ngoài đờng dầu đi nh trả nhẹ áp lực dầu đẩy mở van một chiều 7 và dầu đi từ khoang A sang khoang B qua lỗ 13. 3. Trình tự tính toán. a) Đờng đặc tính của giảm chấn. Đờng đặc tính của bộ giảm chán loại thuỷ lực là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực tác dụng lên piston của bộ giảm chấn Pa và tốc độ chuyển dịch tơng đối của piston so với xilanh của nó: ( Va ) )(. NVKP n aaa = K a hệ số lực cản của giảm chấn (NS/m) n Số mũ trạng thái , n = 1 ữ 2 Trên đây trình bầy dạng đờng đặc tính của bộ giảm chấn thuỷ lực tuyến tính 9 không đối xứng ,nghĩa là hệ số lực cản khác nhau hành trình nén và trả. P an = K an . V an P at = K at . V at Van giảm áp hành trình mở Van giảm trả áp cha mở V a hành trình nén Van giảm áp Van giảm áp mở cha mở V an V at Tốc độ V an V at khi van giảm áp bắt đầu mở, thờng lấy trong giới hạn 0,3 ữ0,52 m/s Chọn V an = V at = 0,45 m/s Còn K n , K t tính chọn theo điều kiện êm dịu b, Tính chọn hệ số lực cản của bộ giảm chấn Hệ số dập tắt dao động tơng đối : Trog đó: K . hệ số lực cản quy dẫn của bộ giảm chấn đặt trong hệ thống treo. ( 1 . m sN ) : hệ số dập tắt dao động C : Độ cứng hệ thống treo , C = 122,04 (N/m) G tr : trọng lợng đợc treo trên một bánh xe 2 12 GG G a tr = G a2 Trọng lợng phân lên cầu sau khi toàn tải g. Gia tốc trọng trờng g = 9,8 m/s 2 G 1 Trọng lợng của phần không đợc treo trên một bánh xe 10 )1( .MC K = [...]... giảm chấn *Tính kích thớc: Dựa vào sự cân bằng năng lợng công của các lực cản trong giảm chấn sẽ biến thành nhiệt: Z 1 V Z 2 V ( K 1 + K 2 ).V 2 Nt = + = 2 2 2 Nt : Công trong một chu kỳ làm việc Hay: 11 Nt = 4019 + 1607,6 (0,3) 2 = 569,7(Ư W ) 2 Công L do giảm chấn tiêu thụ trong một giờ: L = Nt t = 569,7 3600 = 2050895,7 (N.m) Toàn bộ công này biến thành nhiệt làm nóng giảm chấn và toả ra môi trờng... cản tính cho hành trình nén Kn = 2.K 2.2813,3 = = 1607,6 1 + 1 + 2,5 NS/m Hệ số lực cản tính cho hành trình trả K t = .K n = 2,5.1607,6 4019 NS/m : hệ số tỷ lệ , chọn = 2,5 lực cản của giảm chấn : = 0,15 ữ 0,25 chọn = 0,2 -Lực cản của giảm chấn trong hành trình trả: Z1 = Kt1 Vat = 4019 0,45 = 1808,55 N Lực cản của giảm chấn trong hành trình nén: Z2 = Kn Vn = 1607,6.0,45 =723,42 (N) Tính toán. .. chọn Tgmax = 125 0C Tb : Nhiệt độ môi trờng, chọn Tb = 30 0C t : thời gian làm việc một giờ : 3600 (s) Cân bằng nhệt sinh ra và nhệt toả ra môi trờng có phơng trình: ( K 1 + K 2 ).V 2 t = .F (Tg max Tb ).t 2 Đối vơi giảm chấm ống: F = .D(D/2 +lg) , D: đờng kính ngoài của xi lanh (m) lg: chiều dài phần chứa dầu (m), chọn lg = 0,321 (m), đợc xác định theo điều kiện kết cấu 2 3,14 2 D + .l g D F = 0... + Hp Trong đó Lk chiều dài kết cấu của giảm chấn Lk = i L - Chiều dài các cụm của giảm chấn có thể chọn nh sau: Ly = (0,75 1,5) dt , chọn Ly = 0,75 dt = 22,5 mm Lc = ( 0,4 0,9) dt , , chọn Lc = 0,5 dt = 15 mm Lo = ( 0,75 1,1) dt , chọn Lo = 0,75 dt = 22,5 mm Lm = (1,1 1,5 ) dt = ,chọn Lm 1,2 dt = 36 mm Đờng kính thanh đẩy (trục piston) dt = 0,5 dp = 15 (mm) * Tính toán kích thớc lỗ van Lợng... piston đẩy và lu lợng qua van ta có phơng trình: Fp Z t, = à0 f v 2 g P P = FP2 Z t, 2 2 g à0 f v Lực cản của giảm chấn Fp2 Z t, 2 Z g = Fp P = A.Z = 2 2 g à0 f v2 ,2 t Để đảm bảo đờng đặc tính là tuyến tính : Zg = K.Zt = A.Zt2 14 K = A.Zt, Suy ra : K= FP3 Z t, 2 2 g à 0 f v2 Thay số : = 9.10-7 kg/m3 fv = FP3 Z t, 2 2 g.à 0 K g = 9,8 m/s2 Zt = 0,3 m/s à = 0,6 K = 2813 ,3 Nm/s 9.10 7 (0,0188... 621).0,252 = = 0,001888m 2 2 (Tg max Tb ) 2.50.1,6(120 30) 1,57D2 + +0,7222.D - 0,001888 = 0 Nghiệm: D = 0,05 (m) Đờng kính trong của xilanh làm việc : dt Chọn theo quy định đối với xe con của Liên Xô dt = 30 (mm) Đờng kính ngoài của xi lanh làm việc: dn = 30 + 4 = 34 (mm) Đờng kính ống ngoài của xi lanh điền đầy: D = 1,1.D1 Đ1 : đờng kính ống trong của xi lanh điền đầy D1 =( 1,25 ữ 1,5) d t 12 . hệ thống treo - Thuyết minh làm trên khổ A4 , đánh máy , cơ chữ 14 B. Trình tự thiết kế I, Công dụng phân loại hệ thống treo. - Hệ thống treo dùng. của ôtô. Nhiệm vụ của hệ thống treo làm giảm tải trọng động và dập tắt các dao động của bộ phận đợc treo. Hệ thống treo của ôto bao gồm: - Bộ phận

Ngày đăng: 05/04/2013, 15:57

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan