Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Hệ thống lái trên xe yza 469
LỜI GIỚI THIỆU Hiện nay vấn đề về giao thông đường bộ đang là vấn đề rất được quan tâm không chỉ với những quốc gia phát triển mà với cả những quốc gia kém phát triển . Trong các phương tiện giao thông đường bộ thì ôtô là phương tiện chủ yếu , nó không những đa dạng về chủng loại mà nó còn là một phương tiện vận chuyển dễ dàng với mọi địa hình và giá thành dẻ Với yêu cầu ngày càng cao của cuộc sống ôtô không chỉ là phương tiện vận chuyển , mà nó còn mặt hàng sa sỉ thể hiện sự thành công của mỗi người .Cùng với thời gian ôtô đã có rất nhiều thay đổi cả về công suất , hiệu suất và kiểu dáng .Rất nhiều hãng sản xuất ôtô đã tạo cho mình một thương hiệu có chỗ đứng vững chắc trên thị trường như : TOYOTA ,MERCEDES , MISUBISHI,FORD , NISSAN … Mặc dù công dụng của ôtô là rất lớn nhưng xung quanh nó có rất nhiều vấn đề phải giải quyết như , độ an toàn , môi trường , giá thành …Một trong những vấn đề phải nói đến đó là độ an toàn , ta thấy rằng các vụ tai nạn giao thông đường bộ chủ yếu là do ôtô gây ra ,để giải quyết tốt vấn đề này thì ta phải trang bị một hệ thống lái tốt cho mỗi xe đảm bảo an toàn cho người và hành khách trên xe Trong đồ án này tôi xin được trình bày về hệ thống lái trên xe yza 469 là xe do nhà máy chế tạo ôtô Ulianốp sản xuất năm 1972 .Xe có bốn cửa , xe chạy bằng động cơ xăng ,gồm hai cầu chủ động phù hợp với địa hình đường xá Việt Nam đặc biệt là với vùng cao .Xe yza là loại xe du lịch dễ điều khiển ,dễ bảo dưỡng và đặc biệt có phụ tùng thay thế sẵn có ở Việt Nam , giá thành thấp ,được sử dụng khá phổ biến trong công tác đào tạo lái xe Cuối cùng em xin cảm ơn thầy Đàm Hoàng Phúc và các thầy trong bộ môn ôtô đã nhiệt tình giúp em hoàn thành đồ án này PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI.I- CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU VỀ HỆ THỐNG LÁI.1-Công dụng:Hệ thống lái ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho ôtô chuyển động theo một hướng nhất định nào đó.2-Phân loại:Theo bố trí bánh lái chia ra hệ thống lái với bánh lái bố trí bên phải hoặc bên trái. Theo số lượng bánh dẫn hướng chia ra hệ thống lái với các bánh đẫn hướng ở cầu trước, ở hai cầu và ở tất cả các cầu.Theo kết cấu của cơ cấu lái chia ra loại trục vít, loại liên hợp (gồm trục vít,ê cu, thănh khía, quạt răng ), loại thanh răng v v Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của bộ cường hoá chia ra loại cường hoá thuỷ lực, loại cường hoá khí và loại cường hoá liên hợp( kết hợp cả thuỷ lực và điện.)3- Yêu cầu: - Đảm bảo tính năng vận hành cao của ôtô, có nghĩa là khả năng quay vòng nhanh và ngoặt trong những diện tích giới hạn.-Nhẹ nhàng trong điều khiển khi quay vòng tại chỗ và khi chuyển động.Lực trên vành lái không được vượt quá 6 KG khi ôtô chạy với vận tốc 20 km/h trên đường bê tông-nhựa theo quĩ đạo hình số 8 có bán kính vòng tròn 15m và khoảng cách giữa tâm của hai vòng tròn là 42m. Lực khi quay vòng tại chỗ trên mặt đường bê tông nhựa không vượt quá 16 đến 25KG.2 -Động học quay vòng quay đúng, có nghĩa khi quay vòng tất cả các bánh xe lăn mà không bị trượt.-Truyền tối thiểu những va đập nghịch đảo lên vành lái.-Các bánh xe dẫn hướng có khả năng quay trở về vị trí ban đầu và giữ được hướng chuyển động dang có của ôtô.-Chính xác về tính tuỳ động, động học và động lực học.-Có độ bền lâu và không bị hư hỏng trong toàn bộ thời gian hoạt động.-Thuận tiện trong việc sử dụng và bảo dưỡng.-Không có những khe hở trong hệ thống lái.II.KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG LÁI. Trường hợp tổng quát hệ thống láI gồm có: 1.Vô lăng: là vành tay lái để người lái xe cầm để điều khiển hướng chuyển động của xe.2.Trục lái: ống thép,truyền mô men tư vô lăng đến cơ cấu lái. Trục lái được chế tạo nhiều đoạn,nối với nhau bằng khớp các đăng.3.Cơ cấu lái: biến chuyển động quay trục lái đén chuyển động quay của đòn quay đứng.4.Dẫn động lái:đòn kéo –hình thang lái.5.Trợ lực lái: thuỷ lực,khí nén,điện. 3 PHẦN II. TÍNH TOÁN VÀ KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI CỦA XE CƠ SỞ YAZ-469 Kết cấu nguyên lý làm việc của hệ thống lái xe yaz-469.1.Sơ đồ hệ thống xe yaz-469.1-Vô lăng vành tay lái 6-Đòn bên hình thang lái2-Trục lái 7-Thanh kéo ngang3-Cơ cấu lái 8-Bánh xe dẫn hướng4-Đòn quay đứng 9-cầu dẫn hướng5-Thanh kéo dọc 10-Tay đònCó thể chia hệ thống lái yaz-469 ra thành 2 phần chính sau: +Cơ cấu lái. +Dẫn động lái.2.Cơ cấu lái.4 Gồm trục vít lõm con glôbôit,trục đòn quay đứng cùng quay con lăn tạo thành cơ cấu truyền lực,trục vít lõm lắp ở vỏ hộp tay lái trên 2 vòngbi côn không có vỏ áo trong.Vỏ áo ngoài của vòng bi lắp vào vỏ cơ cấu lái.Trong vỏ cơ cấu lái giữa lắp dưới của vỏ hộp và ỏ hộp tay lái có một số miếng đệm mỏng đẻ điều chỉnh độ dơ của vòng bi khi cần thiết trục vít lõm được ép vào đầu cuối có then hoa dọc ở đầu trên của trục láivà tay lái được lấy vào răng dọc của trục lái bằng êcu.ở phần trên của trục láicó lắp vòng bi vành tay lái.Con lăn của cơ cấu lái ăn khớp với trục vit lõm nằm ở trên trục.Con lăn dùng bạc lót bằng đồng lắp vào lỗ của cơ cấu lái,đầu trục hình trụ lắp vào trong vòng bi đũa.Có điều chỉnh khe hở ăn khớp trục vít và con lăn.b)Truyền động lái: Dùng để truyền lực từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng.Cấu tạo của truyền động lái phải đảm bảo đúng yêu cầu kĩ thuật và khi quay vòng thì các bánh xe không bị trượt lê , điều khiển nhẹ nhàng mòn lốp ít.Muốn vậy các bánh xe phải cùng tâm quay vòng. Cấu tạo hình thang lái gồm: cầu trước,các đòn kéo ngang.Hình thang lái bố trí phía trên cầu dẫn hướng.3. Nguyên lý làm việc của hệ thống lái xe yaz-469. Khi vô lăng quay đi một góc ω tạo ra mô men quay truyền qua trục lái xuống trục vít lõm glôbôit thuộc cơ cấu lái.đo sự ăn khớp của trục vít lõm với con lăn 2 răng có tác dụng biến chuyển động quay của vành lái thành chuyển động góc của đòn quay đứng trong mặt phẳng thẳng đứng qua thanh kéo dọc,thanh kéo ngang và cam quay là bánh xequay sang phải hoặc sang trái.5 4. Yêu cầu của hệ thống lái. -Đảm bảo cho ôtô quay vòng ở đoạn đường với bán kính vòng quay nhỏ nhất . -Giữ cho ôtô chuyển động thẳng,ổn định,đảm bảo tỉ số truyền cần thiết. - Đảm bảo lực tác dụng lên bánh lái nhỏ,lái nhẹ nhàng . -Đảm bảo tỉ số truyền từ trục lái xuống bánh xe cao và hiệu suất từ bánh xe lên vô lăng nhỏ.- Động lực học quay vòng đúng để xác định bánh xe không bị trượt lê gây mòn lốp,do hình thang lái phải đảm bảo động học các bánh xe dẫn hướng của ôtô.- Ngoài ra hình thang lái phải có kết cấu phù hợp với bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo để khi bánh xe dao động thẳng đứng thì không ảnh hưởng gì đến động học của dẫn động lái. II. CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT CƠ BẢN CỦA XE YAZ-469. Xe YAZ-469 do nhà máy chế tạo ôtô Ulianốp sản suất năm 1972. Khối lượng xe khi không tải (kg) 1540Khối lượng phân bố lên cầu trước (kg) 850Khối lượng phân bố lên cầu sau (kg) 690Khối lượng toàn bộ xe khi đầy tải (kg) 2290 Kltb phân bố lên cầu trước (kg) 960 Kltb phân bố lên cầu sau (kg) 1330 Bán kính vòng quay nhỏ nhất theo vết bánh xe trước phía ngoài (m) 6Bkqv theo vỏ xe 6,5 Tốc độ cực đại (km/h) 100Cơ cấu lái trục vít lõm có 2 rãnh 6 conlăn tỉ số truyền=20,3 Công thức bánh xe 4*4Kích thước lốp 8,4-15áp suất hơi trong bánh xe (kg/cm2) Bánh trước 1,7 Bánh sau 1,9 Chiều dài cơ sở (mm) L= 2380Chiều rộng cơ sở (mm) B = 1280 Đường kính vô lăng lái (mm) 400Đường kính ngoài ống lái (mm) 32 Đường kính trục lái (mm) 28Chiều dài đòn quay đứng (mm) 210Chiều dài thanh kéo (mm) 775 Chiều dài thanh kéo ngang (mm) 1305 Chiều dài đòn bên htl (mm) 180 III. KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI. 1.Xác định kích thước hình học của hình thang lái và quan hệ động học của góc quay bánh xe dẫn hướng. Mục đích là: xác định m,n,θ theo B0,L nhằm đảm bảo gần đúng quan hệ góc quay của bánh xe dẫn hướng, α.Lx.Lθθnmβαβα7 a). Xâydựng quan hệ lý thuyết Để đảm bảo cho xe ôtô không bị trượt lê khi quay vòngthì các bánh xe dẫn hướng bên phải và bên trái quay theo những góc quaykhác nhau theo mối quan hệ sau: cotgα - cotgβ = 23801280 = 0,538 (1) Trong đó: -α , β: góc quay vòng của bánh xe dẫn hướng bên trong và bên ngoài.- B0:khoảng cách giữa hai đường tâm trụ đứng.- L: chiều dài cơ sở của xe.- Từ (1) ta có: β = artg(LBg+αcot1 )- Để đảm bảo khi xe quay vòng với bán kính quay vòng khác nhau và quan hệ giữa α và βvẫn giữ nguyên theo công thức trên ta lập bảng quan hệ giữa góc quay vòng lý thuyết α và β:Cho trước giá trị α,tính các giá trị β theo công thức (1):α00 5 10 15 20α(rad)0 0,087 0,174 0,261 0,349β(rad)0 0,067 0,129 0,188 0,243α025 30 35 40 45α(rad)0,436 0,523 0,610 0,698 0,785β(rad)0,2950,344 0,392 0,437 0,4818 b)Xây dưng quan hệ thực tế : Thực tế xe sử dụng hình thang lái Đantô.Thông qua hình thang lái từ mối quan hệ hình học chúng ta có biểu thức sau:β = +θarctg( )( )αθαθ+−+sin.cos.lml- -( )( ) ( )[ ]2222sin.cos.sin.sin2sin2arcsinαθαθαθθθ+−+++−−−lmlmlml (2)Trong đó : θ- góc nghiêng của đòn bên hình thang lái so với dầm cầu trước. m- chiều dài đòn bên hình thang lái: m = (0,14 ÷ 0,16).B0 = (0,14÷0,16).1280 = (179,2÷204,8) Chọn m = 180 mm Tính θsơbộ : θsơ bộ = artg002123807021280702==., ,.artgLB Các thông số của hình thang lái có thể chọn sơ bộ. Vì hình thang lái của xe yaz –469 bố trí trước dầm cầu trước.Vì vậy việc chọn giao điểm của đường kéo dài hai đòn bên sẽ nằm trực tiếp trên tâm cầu sau.Ta có thể trọn sơ bộ θ=210 sau khi dựa vào công thức (2) ở trên ta có thể tính để đưa ra sự sai số cá góc quay lý thuyết và góc quay thực tế sai khác <10.Thay các giá trị α,θ1 vào (2) lần lượt cho các góc quayvòng của xe những giá trị từ 0-450 ; sau đó chọn tiếp các giá trị θ2 =21,50;θ3=220;θ4=20,50;θ5=200 xung quanh giá trị 9 θ1.Tính toán giá trị βTT và vẽ đồ thị bằng chương trình matlab sau đây: %%% Nhập số liệu:L=2380B0=1280m=180teta=linspace(18*pi/180,35*pi/180,10)alpha=linspace(0,45*pi/180,10)betalt=acot(m/L+cot(alpha))%%%%Tinh beta thuc nghiemT=ones(1,10);Teta=[teta(1)*T;teta(2)*T;teta(3)*T;teta(4)*T;teta(5)*T;teta(6)*T;teta(7)*T;teta(8)*T;teta(9)*T;teta(10)*T];Alpha=alpha*ones[1,10];Beta=Teta+atan(m*cos(Teta+Alpha)./(B0-m*sin(Teta+Alpha)))-asin((m+2*B0*sin(Teta)-2*m*sin(Teta).^2-B0*sin(Teta+Alpha))./sqrt(m^2*cos(Teta+Alpha).^2+(B0-m*sin(Teta+Alpha)).^2))plot(alpha,Beta(1,:),alpha,Beta(2,:),alpha,Beta(3,:),alpha,Beta(4,:),alpha,Beta(5,:),alpha,Beta:alpha,Beta(7,:),alpha,Beta(8,:),alpha,Beta(9,:),alpha,Beta(10,:),alpha,betalt)Giá trị thu được đưa vào bảng sau:10 [...]... 1 II.Kết cấu của hệ thống lái 2 Cơ cấu tay lái 2 PHẦN II.TÍNH TOÁN VÀ KIỂM NGHIỆM HTL 3 I.Kết cấu nguyên lý làm việc của HTL 3 1.Sơ đồ hệ thống láI xe uaz -469 .3 2.Cơ cấu lái 3 3 Nguyên lý làm việc của hệ thống láI xe uaz -469 4 4.Yêu cầu của HTL 5 II.Các thông số kĩ thuật cơ bản của xe uaz -469 5 III.Kiểm ghiệm hệ thống láI xe 6 1.Xác định... lái và quan hệ động học của góc quay bánh xe dẫn hướng 6 IV- Thiết kế các chi tiết của hệ thống láI 11 1-Xác định tỷ số truyền của hệ thống lái .11 2- Xác định chế độ tải trọng để tính bền chi tiết của hệ thống lái 15 3.Xác định góc quay vành lái và bán kính quay vòng của ôtô .15 32 4-Cơ cấu lái trục vít lõm – con ăn 16 IV-tính bền các chi tiết chủ yếu của hệ thống láI 19 1Trục lái. .. thuận của cơ cấu lái. (Chọn theo cơ cấu lái trục vít con lăn truyền mô men không lớn ) R= 200 mm= 0,2m – Bán kính vành lái 44,86 = 15,44 KG 20,3.0, 9.0,85.0,2 → Pmax= Với xe ôtô du lịch lực trên vành lái khi không có trợ lực không quá 50KG Hệ thống lái thiết kế không cần trợ lực lái c.Xác định tỉ số truyền của hệ thống lái Trong tính toán có thể xác định tỉ số truyền của hệ thống lái: il= Mc =iccl... thị ta chọn θ =210 III- THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG LÁI 1-Xác định tỷ số truyền của hệ thống lái il = ic id il-Tỷ số truyền của hệ thống lái ic-Tỷ số truyền của cơ cấu lái id-Tỷ số truyền của dẫn động lái a-Xác dịnh ic Dựa vào các yêu cầu mà hệ thống lái cần có: -Thuận tiện điều khiển -Tính năng quay vòng tốt -Đảm bảo tính năng dẫn hướng của xe -Cải thiện tính năng vận hành và nhẹ nhàng điều... của cơ cấu lái, ic =20,3 itr- tỉ số truyền của truyền động lái , itr = 1,1 Vậy tỉ số truyền của hệ thống lái :il = 20,3.1,1 = 22,3 3.Xác định góc quay vành lái và bán kính quay vòng của ôtô a)Góc quay vành lái lớn nhất Góc quay vành lái lớn nhất được xác định theo góc quay bánh xe dẫn hướng yêu cầu nhằm tạo nên khẳ năng quay vòng với bán kính quay vòng nhỏ nhất.Thông thường góc quay bánh xe dẫn hướng... hướng của xe khi chuyển động thẳng Mặt khác xe thiết kế là xe chạy trên đường trường nên để cho nhẹ nhàng việc điều khiển cơ cấu lái cần có tỷ số truyền lớn ở những góc quay vòng nhỏ Do vậy đồ thị quan hệ giữa ic và góc quay của vành bánh lái ϕ phải có dạng sau Khi xe chuyển động thẳng tỷ số truyền là lớn nhất Về hai bên tỷ số truyền có thể không đổi hoặc giảm dần cho tới hết góc quay của vành ic lái Tuy... kính vành lái D= 400 mm Chiều dài trục lái: l= 1100 mm Tiết diện hình vành khăn: D= 20 mm; d= 14 mm Lực tác dụng lên vành lái khi quay đầu xe tại chỗ: Pmax=15,44 KG Tỷ số truyền của cơ cấu lái i = 20,3 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Giáo trình thiết kế và tính toán ôtô máy kéo 2- Hướng dẫn làm đồ án môn học thiết kế hệ thống lái của ôtô 3- Cấu tạo ôtô 4- Giáo trình chi tiết máy 5-Tính toán thiết kế hệ dẫn động... có tỷ số truyền ic=20,3 Loại cơ cấu lái trục vít lõm con lăn này đơn giản trong sản xuất hàng loạt, giá thành không cao, đáp ứng được những yêu cầu sử dụng cơ bản của cơ cấu lái 2- Xác định chế độ tải trọng để tính bền chi tiết của hệ thống lái a-Xác định mô men cản quay vòng ở các bánh xe Mô men cản quay vòng ở các bánh xe dẫn hướng được xác định khi ôtô quay vòng trên đường nhựa khô và chở đủ tải Mô... : hệ số bám ngang của lốp so với mặt đường; ϕymax = 0,85 M2=0,14.0,402 960 0,85 = 23 (KG.m) 2 -Mô men cản do góc đặt bánh xe M3 M3 tính phức tạp do vậy dể tính M3 người ta thêm vào hệ số χ χ = 1,07÷ 1,15 – Hệ số mô men tính đến góc đặt bánh xe Mô men cản quay vòng ở các bánh xe dẫn hướng: 1 Mmax= ( M1 + 2M2 ).χ.η 1 Chọn η1=0,6; χ=1,12 1,12 →Mmax= ( 1,036 + 23 ) 0, 6 = 44,86KG.m 14 b-Lực trên vành lái. .. nhiệt.Do cơ cấu lái làm việc không liên tụcvà ma sát trong cơ cấu lái là ma sát lăn nên không cần biện pháp thoát nhiệtmà chỉ cần bôi trơn thông thường Dùng dầu bôi trơn cùng loại dầu bôi trơn cầu IV-TÍNH BỀN CÁC CHI TIẾT CHỦ YẾU CỦA HỆ THỐNG LÁI 1-Trục lái Trục lái chế tạo bằng thép rỗng chịu xoắn *Kiểm tra độ bền xoắn P -ứng suất xoắn: τ = 0, 2 .R.D max ( D −d ) 4 4 ≤ [τ ] Chọn d,D theo xe tham khảo: . NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI CỦA XE CƠ SỞ YAZ -469. .Kết cấu nguyên lý làm việc của hệ thống lái xe yaz -469. 1.Sơ đồ hệ thống xe yaz -469. 1-Vô lăng vành tay lái . hệ thống lái tốt cho mỗi xe đảm bảo an toàn cho người và hành khách trên xe Trong đồ án này tôi xin được trình bày về hệ thống lái trên xe yza 469 là xe
