Đang tải... (xem toàn văn)
Lời nói đầu4Chương I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO51.1. Lịch sử hình thành51.2. Công dụng và phân loại hệ thống treo51.2.1. Công dụng51.2.2. Phân loại61.2.2.1. Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo bộ phận dẫn hướng61.2.2.2. Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo của phần tử đàn hồi71.2.2.3. Phân loại hệ thống treo theo phương pháp dập tắt dao động8Chương II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO92.1. Phân tích các phương án bố trí hệ thống treo92.1.1. Các phương án bố trí92.1.2. Phân tích ưu, nhược điểm chung của các phương án bố trí92.1.2.1. Ưu điểm của hệ theo phụ thuộc92.1.2.2. Nhược điểm của hệ treo phụ thuộc102.2. Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi102.3. Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn122.4. Các thông số cơ bản13Chương III: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC143.1. Tính phần tử đàn hồi nhíp143.1.1. Xác định tần số dao động143.1.2. Tính toán và chọn thông số chính của lá nhíp153.1.3. Tính độ cứng của nhíp203.1.4. Tính bền các nhíp223.1.5. Tính bền tai nhíp263.1.6. Tính kiểm tra chốt nhíp273.2.Tính toán giảm chấn293.2.1. Xác định hệ số cản của giảm chấn Kg293.2.1.1. Hệ số cản của hệ thống treo:293.2.1.2. Tính toán hệ số cản của giảm chấn303.2.2. Xác định kích thước các van.323.2.2.1. Xác định kích thước van trả.343.2.2.2. Xác định kích thước van nén.383.2.3 Kiểm tra điều kiện bền403.2.3.1. Kiểm tra điều kiện bền nhiệt của giảm chấn403.2.3.2. Kiểm tra điều kiện bền của đường kính thanh đẩy:413.2.4. Xác định kích thước một số chi tiết khác của giảm chấn423.2.4.1. Lò xo42Chương IV: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO SAU474.1. Tính toán nhíp474.1.1. Tính toán và chọn thông số chính474.1.2. Tính toán nhíp chính484.1.2.1. Chọn sơ bộ các thông số cơ bản484.1.2.2. Tính độ cứng thực tế của nhíp:524.1.2.3. Kiểm tra bền các lá nhíp544.1.2.4. Tính bền tai nhíp584.1.2.5. Tính kiểm tra chốt nhíp594.1.3. Tính toán nhíp phụ614.1.3.1. Chọn thông các số chính:614.1.3.2. Tính độ cứng thực tế của nhíp :634.1.3.3. Kiểm tra bền các lá nhíp644.2.Tính toán giảm chấn cầu sau.684.2.1. Tính toán hệ số cản của giảm chấn684.2.2. Xác định kích thước các van.714.2.2.1. Xác định kích thước van trả.744.2.2.2. Xác định kích thước van nén.774.2.3. Kiểm tra điều kiện bền804.2.3.1. Kiểm tra điều kiện bền nhiệt của giảm chấn:804.2.3.2. Kiểm tra điều kiện bền của đường kính thanh đẩy:814.2.4. Xác định kích thước một số chi tiết khác của giảm chấn814.2.4.1. Lò xo81Chương V: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT CƠ BẢN865.1. Mục đích, yêu cầu của piston865.2. Vật liệu làm piston865.3. Những yêu cầu kĩ thuật cơ bản gia công piston865.4. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết875.5. Quy trình công nghệ khi gia công piston875.5.1. Xác định đường lối công nghệ875.5.2. Tính toán và lập quy trình công nghệ gia công chi tiết875.6. Xác định lượng dư và chế độ cắt cho các nguyên công885.6.1. Nguyên công 1885.6.2. Nguyên công 2915.6.3. Nguyên công3955.6.4. Nguyên công 4975.6.5. Nguyên công 51015.6.6. Nguyên công 6. Kiểm tra104Chương VI: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC1056.1. Hư hỏng thường gặp1056.1.1. Bộ phận đàn hồi1056.1.2. Bộ phận giảm chấn1066.2. Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống treo107Kết luận109Tài liệu tham khảo110
Đồ án tốt nghiệp Lời nói đầu 4 Chương I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 5 ! "#$%&'()! "#*+,-./ 0 (12&3+-%4 Chương II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO 9 52(12$67 2(12$67 5(#8(9-:;#*+2(12$67 <#-:;*+#%7 =(9-:;*+#%> 5?+@ABA$%&-.> 0 5?+@ABAC;" D21$C0 Chương III: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC 14 0E6,-.6D 0F2-,+-%D 0E62@6*+26 00E6-%G*+6> 0DE6$H26 0E6$H+6! 0!E6B:;+6/ 0E62C;"7 0F2-C*+C;"I7 0JC*+K7 0E62C*+C;"0> 0F2-B6()2+0 0F2-B6()+C0D 1 Đồ án tốt nghiệp 0F2-B6()+L04 00I:;+-H#B$HD> 00I:;+-H#B$H*+C;"D> 00I:;+-H#B$H*+-(MB6+-NOKD 0DF2-B6();%PAB2*+C;"D 0DQRD Chương IV: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO SAU 47 DE626D/ DE62@6D/ DE6266D4 D@1$%21$CD4 DE6-%G?A*+6K D0I:;+$H226D DDE6$H+64 DE6B:;+67 D0E626! D0@26K! D0E6-%G?A*+6K!0 D00I:;+$H226!D DE62C;",#+#!4 DE62C*+C;"!4 DF2-B6()2+/ DF2-B6()+C/D DF2-B6()+L// D0I:;+-H#B$H4> D0I:;+-H#B$H*+C;"K4> D0I:;+-H#B$H*+-(MB6+-NOK4 DDF2-B6();%PAB2*+C;"4 DDQR4 S-68OT#,#*+4! U&#;4! 0=VOT#,#BW#&1$C+4! D 55BA"#*+PA4/ X#OB+4/ 2 Đồ án tốt nghiệp F2--(M4/ E62&Y#O+PA4/ !F2-(9(A-%32#OT44 !=#OT44 !=#OT7 !0=#OT07 !D=#OTD7/ !=#OT> !!=#OT!I:;+>D 104 Chương VI: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 105 !J(Z(M[> !\%&-.> !\%&C;">! !I:;+8-H#]>/ Kết luận 108 Tài liệu tham khảo 109 3 Đồ án tốt nghiệp Lời nói đầu Ô tô là phương tiện quan trọng trong mạng lưới giao thông của các quốc gia, đặc biệt trong các quốc gia phát triển. Vận tải bằng ô tô chiểm khoảng 80% tỉ trọng của ngành vận tải, nhu cầu vận tải lại không ngừng gia tăng cùng khả năng vận chuyển hàng hóa, con người một cách linh hoạt đa dạng, kể cả ở thành phố và nông thôn . Điều đó chứng tỏ sự cấp thiết của phương tiện này, đòi hỏi sự quan tâm mạnh mẽ của mọi quốc gia. Việt Nam đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và đã vươn lên trở thành quốc gia có thu nhập trung bình. Với việc mở cửa kêu gọi đầu tư, các khu công nghiệp, chế xuất ngày càng nhiều và mở rộng khắp cả nước cùng với hệ thống giao thông đường bộ đang dần hoàn thiện đòi hỏi sự luân chuyển vận tải hàng hóa phải nhanh chóng, kịp thời, giá thành rẻ. Chính vì vậy, em nhận thấy dòng xe tải có tải trọng trung bình là phù hợp với bối cảnh nước ta hiện nay. Mặc khác, ô tô cũng đòi hỏi sự an toàn, bền bỉ và tính tiện nghi ngày càng cao, vì vậy tính êm dịu chuyển động là một trong những nhỉ tiêu quan trọng của xe. Với những kiến thức được học trong nhà trường, cùng với sự tìm hiểu thực tiễn cùng chủ trương nội địa hóa, em đã chọn đề tài: Thiết kế hệ thống treo xe tải 6,5 tấn. Trong quá trình làm đồ án, mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn Nguyễn Tiến Dũng và các thầy cô khác trong bộ môn trong bộ môn nhưng do trình độ của em còn có hạn, lại thiếu kinh nghiệm nên đồ án chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Em mong các thầy thông cảm và đóng góp thêm để em có thể làm tốt hơn trong tương lai. Em xin chân thành cảm ơn! 4 Đồ án tốt nghiệp Chương I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 1.1. Lịch sử hình thành Sự phát triển của xã hội loài người gắn liền với sự phát triển của các loại phương tiện giao thông vận tải. Con người đã sử dụng sức kéo của động vật trong các loại xe kéo, và đến khi ô tô được phat minh ra thì bánh xe cũng chỉ được liên kết cứng với thân xe và bánh xe không thể đàn hồi được. Điều này đã gây khó khăn lớn cho phương tiện khi hoạt động, đó là sự hạn chế về tốc độ di chuyển; cũng như gây nguy hiểm do xuất hiện dao động mạnh của hàng hóa và người trên xe. Do đó vấn đề dao động rất được quan tâm và là vấn đề quan trọng trên các phương tiện vận tải nói chung và đặc biệt trên ô tô. Năm 1888, J.B Dunlop phát minh ra lốp cao su có chứa khí nén bên trong giúp tốc độ ô tô vượt qua 40 km/h. Hơn thế, ô tô còn được bố trí hệ thống liên kết giữa bánh xe và thân xe, hệ thống này được gọi là hệ thống treo. Trong hệ thống treo bánh xe được liên kết mềm với thân xe và lốp cao su có chứa khí nén, giúp cho thân xe không bị va đập mạnh bởi các mấp mô của mặt đường, đảm bảo thân xe chuyển động êm dịu bảo vệ tốt hàng hóa và người, hạn chế tải trọng phá hỏng nền. 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. Xe chuyển động có êm dịu hay không phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng của hệ thống treo. Để đảm bảo công dụng như đã nêu ở trên hệ thống treo thường có 3 bộ phận chủ yếu: - Bộ phận hướng. - Bộ phận đàn hồi. - Bộ phận giảm chấn. Bộ phận đàn hồi: nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe, tiếp nhận lực thẳng đứng tác dụng từ khung vỏ tới bánh xe và ngược lại. Bộ phận đàn hồi 5 Đồ án tốt nghiệp có cấu tạo chủ yếu là một chi tiết (hoặc 1 cụm nhi tiết) đàn hồi bằng kim loại (nhíp, lò xo xoắn, thanh xoắn) hoặc bằng khí (trong trường hợp hệ thống treo bằng khí hoặc thuỷ khí). Bộ phận giảm chấn: Có tác dụng dập tắt nhanh chóng các dao động bằng cách biến năng lượng dao động thành nhiệt năng toả ra ngoài. Việc biến năng lượng dao động thành nhiệt năng nhờ ma sát. Giảm chấn trên ô tô là giảm chấn thuỷ lực, khi xe dao động, chất lỏng trong giảm chấn được pittông giảm chấn dồn từ buồng nọ sang buồng kia qua các lỗ tiết lưu. Ma sát giữa chất lỏng với thành lỗ tiết lưu và giữa các lớp chất lỏng với nhau biến thành nhiệt nung nóng vỏ giảm chấn toả ra ngoài. Bộ phận hướng: Có tác dụng đảm bảo động học bánh xe, tức là đảm bảo cho bánh xe chỉ dao động trong mặt phẳng đứng, bộ phận hướng còn làm nhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang, mô men giữa khung vỏ và bánh xe. 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. Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc là cấu tạo đơn giản. rẻ tiền, và bảo đảm độ êm dịu chuyển động cần thiết cho các xe có tốc độ chuyển động không cao lắm. Nếu ở hệ thống treo phụ thuộc có phần tử đàn hồi là nhíp thì nó làm được cả nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng. 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. 6 Đồ án tốt nghiệp 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. a) Treo phụ thuộc b) Treo độc lập 1.Thùng xe 2. Bộ phận đàn hồi 3. Bộ phận giảm chấn 4. Dầm cầu 5. Các đòn liên kết của hệ treo Sơ đồ hệ thống treo. 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 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. 7 Đồ án tốt nghiệp Phần tử đàn hồi là cao su có loại làm việc ở chế độ nén và làm việc ở chế độ xoắn. 1.2.2.3. Phân loại hệ thống treo theo phương pháp dập tắt dao động Dập tắt dao động nhờ các giảm chấn thủy lực gồm giảm chấn dạng đòn và dạng ống. Dập tắt dao động nhờ ma sát cơ học ở trong phần tử đàn hồi và trong phần tử hướng. 8 Đồ án tốt nghiệp Chương II: 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. Hệ treo phụ thuộc được dùng cho cầu bị động có cấu tạo đơn giản. Giá thành chế tạo thấp, kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp, sửa chữa, bảo dưỡng. 9 Đồ án tốt nghiệp 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. Trong truờng hợp là cầu dẫn hướng thì khối lượng của nó còn thêm phần các đòn kéo ngang, đòn kéo dọc của hệ thống lái. Khối lượng không được treo lớn sẽ làm cho độ êm dịu chuyển động không được cao và khi di chuyển trên các đoạn đường gồ ghề sẽ sinh ra các va đập lớn làm khả năng bám của bánh xe kém đi. Kết cấu của hệ treo phụ thuộc khá cồng kềnh, lớn và chiếm chỗ dưới gầm xe. Co hai bánh xe được lắp trên dầm cầu cứng nên khi dao động thì cả hệ dầm cầu cũng dao động theo cho nên dưới gầm xe phải có khoảng không gian đủ lớn. Do đó thùng xe cần phải nâng cao lên, làm cho trọng tâm xe nâng lên, điều này không có lợi cho sự ổn định chuyển động của ôtô. 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 10 [...]... 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 3.2.1.1 Hệ số cản của hệ thống treo: Trong lý thuyết ôtô để đánh giá sự dập tắt chấn động người ta sử dụng hệ số dập tắt chấn động... Trong đó: C: độ cứng của hệ thống treo C = f ( N / m) t M: khối lượng được treo tính trên một bánh xe 29 Đồ án tốt nghiệp ψ: hệ số dập tắt chấn động (ở các ôtô hiện nay ψ = 0, 15÷0, 3) Lấy ψ = 0, 2 Gt: trọng lượng được treo tính trên một bánh xe ở trạng thái tĩnh Gt=17375 (N) g: gia tốc trong trường g = 9,8(m/s2) ft: độ võng tĩnh của hệ thống treo ft=10,5(cm) Hệ số cản của hệ thống treo được xác định bằng... 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) 2 2 30 30 Vậy độ võng tĩnh (ft) : ft = ÷ = ÷ = 0,14(m) = 14(cm) ntr 80 G 17375 dt Độ cứng sơ bộ của hệ thống treo: Ct = f = 14 = 1241( N / cm) t ⇒ Ct = 1241( N / cm) Độ võng động fđ của hệ thống treo phụ thuộc vào đường đặc tính của hệ thống treo và độ võng tĩnh ft Giá trị độ... người thiết 11 Đồ án tốt nghiệp kế trước hết phải nhắm vào mục tiêu này Một vấn đề không kém phần quan trọng đó là giá thành của một chiếc xe bán ra, một mức giá phù hợp nhưng phải đảm bảo tối ưu các yêu cầu kỹ thuật Đây chính là 2 tiêu chí cơ bản cho việc tính chọn và thiết kế hệ thống treo cho xe ôtô Qua những phân tich ưu nhựơc điểm của các loại bộ phận đàn hồi, thêm vào đó việc chọn thiết kế hệ thống. .. khi tính toán hệ thống treo ta chỉ cần tính toán cho một bên Tải trọng tác dụng lên một bên của hệ thống treo trước: Trọng lượng không được treo (Got): Got = 250.10 2500 = = 1250( N ) 2 2 Trọng lượng được treo (Gdt): Gdt = 3600.10 − 1250 = 17375( N ) 2 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... kế hệ thống treo cho xe ôtô Qua những phân tich ưu nhựơc điểm của các loại bộ phận đàn hồi, thêm vào đó việc chọn thiết kế hệ thống treo cho xe tải 6,5 tấn dựa trên xe cơ sở là xe hino 6,5 tấn Xe có khả năng di chuyển trên các loại địa hình phức tạp, do đó chọn thiết kế bộ phận đàn hồi là nhíp Trước hết với tình hình kinh tế hiện nay, các ngành chế tạo trong nước có thể đảm nhận đựơc sản xuất nhíp... hơn ở hành trình nén, phù hợp với yêu cầu làm việc của hệ thống treo Do đó ta chọn thiết kế giảm chấn trên xe là loại thủy lực 2 chiều 2.4 Các thông số cơ bản Các thông số kỹ thuật của xe Hino seri 500 FC Chiều dài cơ sở Chiều dài tổng thể Chiều cao tổng thể Chiều rộng tổng thể Trọng lượng đầy tải Trọng lượng xe Phân bố trọng lượng xe toàn phần (đủ tải) 4350mm 7490mm 2175mm 2470mm 104000 N 29400N lên... . trí hệ thống liên kết giữa bánh xe và thân xe, hệ thống này được gọi là hệ thống treo. Trong hệ thống treo bánh xe được liên kết mềm với thân xe và lốp cao su có chứa khí nén, giúp cho thân xe. và thiết kế hệ thống treo cho xe ôtô. Qua những phân tich ưu nhựơc điểm của các loại bộ phận đàn hồi, thêm vào đó việc chọn thiết kế hệ thống treo cho xe tải 6,5 tấn dựa trên xe cơ sở là xe. 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),