Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤCPHẦN I: CƠ SỞ SƯ PHẠM ĐỂ XÂY DỰNG NỘI DUNG MÔN HỌC “THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN Ô TÔ”61. Mục tiêu của đề tài62. Đối tượng và khách thể nghiên cứu.63. Nhiệm vụ nghiên cứu.6A. NHỮNG CƠ SỞ LÝ LUẬN SƯ PHẠM7I. Mục tiêu giáo dục và đào tạo.7II. Cơ sở sư phạm để xây dựng và biên soạn nội dung môn học.82.1. Theo yêu cầu xã hội.82.2. Theo mục tiêu đào tạo.82.3. Các nguyên tắc giáo dục.92.4. Tính thống nhất.102.5. Vị trí môn học.122.6. Đối tượng học.12B. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ĐỀ RA CÁC GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP HỌC PHẦN.131. Thực trạng giảng dạy và học tập học phần “Thiết kế và Tính toán ô tô” tại khoa cơ khí động lực trường ĐH SPKT Hưng Yên.132. Các giải pháp đề ra để nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập.13Phần II. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI15CHƯƠNG I: BỐ TRÍ CHUNG TRÊN ÔTÔ151.1. BỐ TRÍ ĐỘNG CƠ.151.1.1. Động cơ đặt ở đằng trước.( FF)151.1.2. Động cơ đặt ở đằng sau.(FR)161.1.3. Động cơ đặt giữa buồng lái và thùng xe.161.2. BỐ TRÍ CÁC HỆ THỐNG GẦM Ô TÔ.161.2.1. Bố trí hệ thống truyền lực theo công thức 4x2.171.2.2. Bố trí hệ thống truyền lực theo công thức 4x4.191.2.3. Bố trí hệ thống truyền lực theo công thức 6x4.191.2.4.Bố trí hệ thống truyền lực theo công thức 6x6.20CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ Ô TÔ212.1. Động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền.212.1.1. Động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền giao tâm.212.1.2.1. Quy luật động học của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền lệch tâm.222.1.2.2. Hệ lực tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền lệch tâm.232.2. Các vấn đề tính bền trong động cơ ô tô.242.3. TÍNH NHÓM THANH TRUYỀN.252.3.1. Bản vẽ kết cấu và tính đa dạng của kết cấu.252.3.2. Tính toán sức bền các chi tiết nhóm thanh truyền.272.3.2.1. Tính sức bền đầu nhỏ Thanh Truyền.292.3.2.1.1. Tính sức bền đầu nhỏ thanh truyền dày.292.3.2.2. Tính sức bền thân thanh truyền.342.3.2.3. Tính sức bền đầu to thanh truyền.392.3.2.4. Tính sức bền Bulông Thanh truyền.422.4. TÍNH TOÁN TRỤC KHUỶU452.4.1. Bản vẽ kết cấu và tính đa dạng của kết cấu.452.4.2. Tính sức bền trục khuỷu.492.4.2.1. Tính sức bền tĩnh theo phương pháp phân đoạn.502.4.2.2. Tính sức bền động trục khuỷu.55CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC THƯỜNG.583.1. SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TIÊU BIỂU CỦA HỆ THỐNG:583.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LY HỢP.603.2.1. Sơ đồ kết cấu và tính đa dạng của kết cấu.603.2.1.1. Sơ đồ kết cấu ly hợp.603.2.1.2. Tính đa dạng của kết cấu ly hợp.603.2.2. Dẫn động ly hợp.613.2.3. Tính toán các thông số kết cấu:643.2.3.1. Xác định mô men ma sát mà ly hợp cần truyền.653.2.3.2. Xác định kích thước cơ bản của ly hợp.653.2.3.4. Chọn số lượng đĩa bị động( số đôi bề mặt ma sát).673.2.3.5. Tính toán kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp.683.2.3.6. Tính chọn lò xo:703.2.3.7. Tính toán bền lò xo ép của đĩa ly hợp.733.2.4. Tính bền các chi tiết của ly hợp753.2.4.1. Tính sức bền của đĩa bị động.753.2.4.2. Tính toán bền lò xo giảm chấn của ly hợp.773.2.4.3. Trục ly hợp783.2.4.4. Đòn mở của ly hợp.833.2.4.5. Cơ cấu điều khiển ly hợp.843.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ CƠ KHÍ.863.3.1. Sơ đồ kết cấu và tính đa dạng của kết cấu hộp số cơ khí.863.3.1.1. Sơ đồ kết cấu hộp số cơ khí.863.3.1.2. Tính đa dạng của kết cấu hộp số cơ khí.863.3.2.Tính toán thông số kết cấu của hộp số cơ khí.903.3.2.2. Chế độ tải trọng khi thiết kế:903.3.2.3. Xác định khoảng cách giữa các trục.913.3.2.4. Chọn môđun bánh răng.913.3.2.5. Xác định số răng của các bánh răng:933.3.2.6. Tính chính xác khoảng cách giữa các trục (A).973.3.3. Xác định các thông số hình học cơ bản của bánh răng:993.3.4. Tính toán sức bền của hộp số:1053.3.4.1. Chế độ tải trọng để tính toán hộp số:1053.3.4.2. Tính lực tác dụng lên cặp bánh răng:1063.3.4.3. Tính bền răng:1073.3.4.4. Tính toán trục hộp số:1093.3.5. Tính toán ổ lăn và chọn ổ lăn :1143.3.6. Tính toán các thông số cơ bản của vòng đồng tốc:1163.3.6.1. Mômen ma sát cần thiết của bộ đồng tốc:1163.3.6.2. Bán kính ma sát của vòng đồng tốc:1193.3.6.3. Chiều rộng bề mặt ma sát của đồng tốc :1203.3.6.4.4. Góc nghiêng của bề mặt hãm :1213.3.6.5. Tính toán kiểm tra các thông số cở bản của vòng đồng tốc:121Chương IV. HỆ THỐNG PHANH1234.1. SƠ ĐỒ KẾT CẤU VÀ TÍNH ĐA DẠNG CỦA KẾT CẤU.1234.1.1. Sơ đồ kết cấu hệ thống phanh dầu ô tô.1234.1.2. Sơ đồ kết cấu hệ thống phanh khí nén trên ô tô.1254.1.3. Sơ đồ hệ thống phanh thủy khí trên ô tô:1274.1.4. Sơ đồ hệ thống phanh có ABS trên ô tô:1274.2. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH.1294.2.1. Xác định các mô men sinh ra ở các cơ cấu phanh.1304.2.2. Thiết kế tính toán các cơ cấu phanh.1314.2.2.1. Phanh guốc.1314.4.2.2.Phanh đĩa.1354.4.2.3. Phanh đai.1384.4.2.4. Xác định kích thước má phanh.1404.4.2.5.Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh.1414.3. THIẾT KẾ TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG PHANH.1414.3. 1. Dẫn động bằng cơ khí.1414.3. 2. Dẫn động thủy lực.1414.3. 2.1.Tính toán các thông số cơ bản của dẫn động.1414.3.2.2. Bộ cường hóa lực phanh.1434.3.3. Dẫn động bằng khí nén.1474.4. Thiết kế tính toán bộ điều hòa lực phanh.1524.4.1. Cơ sở để điều chỉnh áp lực phanh.1524.4.2.Các phương án bố trí bộ điều hòa lực phanh.1534.4.3.Thiết kế tính toán bộ điều hòa lực phanh kiểu pi ston vi sai.1544.5. THIẾT KẾ BỘ CHIA DẪN ĐỘNG PHANH HAI DÒNG.1604.5.1. Thiết kế tính toán bộ chia dòng.1604.6. TÍNH TOÁN BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT.1614.6.1. Tính toán guốc phanh.1614.6.2. Tính bền trống phanh.1644.6.3. Tính bền đường ống dẫn động phanh.1654.6.4. Tính chốt phanh.1654.6.5. Tính lò xo.1664.6.5.1. Tính lò xo côn.1664.6.5.2. Tính lò xo trụ (chịu nén).1674.6.6. Tính thanh xoắn.167CHƯƠNG V: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM MATLAB169A. Giới thiệu về phần mềm Matlab Simulink:169B. Mô phỏng các bước tính toán bằng phần mềm Matlap và Simulink.170Phần III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ1711. KẾT LUẬN1712. KIẾN NGHỊ171TÀI LIỆU THAM KHẢO172
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI Xây dựng giảng điện tử: “ Thiết kế tính tốn ứng dụng máy tính thiết kế tính tốn tơ ” Giảng viên hướng dẫn: Th.s Lê Anh Vũ Th.s Đồng Minh Tuấn Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Hoàng Nguyễn Đức Nam NỘI DUNG BÀI GIẢNG Chương I: Bố trí chung tơ Chương II: Tính tốn động Chương III: Tính tốn thiết kế hệ thống truyền lực Chương IV: Tính tốn thiết kế hệ thống phanh GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ TÍNH TỐN CHƯƠNG I: BỐ TRÍ CHUNG TRÊN ƠTƠ 1.1 Bố trí động 1.2 Bố trí hệ thống gầm tơ GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ TÍNH TỐN 1.1 Bố trí động Phương án bố trí Hình vẽ 1.1.1 Động đặt đằng trước ( FF) a) Động đặt đằng trước nằm ngồi buồng lái Hình 1.1a Động đặt đằng trước nằm buồng lái b) Động đặt trước nằm buồng lái.( hình 1.1b) Hình 1.1b Động đặt trước nằm buồng lái GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ TÍNH TỐN 1.1.2 Động đặt đằng sau (FR) Hình 1.1d Động đặt đằng sau 1.1.3 Động đặt buồng lái thùng xe Xe MFR Hình 1.1c Động đặt buồng lái thùng xe GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ TÍNH TỐN 1.2 Bố trí hệ thống gầm tơ 1.2.1 Bố trí hệ thống truyền lực theo cơng thức 4x2 Phương án bố trí Hình vẽ Động đặt trước, cầu sau chủ động (4x2) Thường bố trí xe du lịch xe tải nhẹ Hình 1.2 Động đặt trước, cầu sau chủ động (4x2) GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ TÍNH TỐN Động đặt sau, cầu sau chủ động (4x2) sử dụng số xe du lịch xe khách, gọn đơn giản khơng cần đến trục đăng Hình 1.3 Động đặt sau, cầu sau chủ động GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ TÍNH TỐN Động đặt trước, cầu trước chủ động (4x2) Hình 1.5 Động đặt trước, cầu trước chủ động GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ TÍNH TỐN 1.2.2 Bố trí hệ thống truyền lực theo cơng thức 4x4 Hình 1.7 Hệ thống truyền lực xe VAZ 2121 Cơ cấu khóa vi sai hai cầu Vi sai hai cầu GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ TÍNH TỐN 1.2.3 Bố trí hệ thống truyền lực theo cơng thức 6x4 Hình 1.8 Hệ thống truyền lực xe KAMAZ 5320 Bài giảng thiết kế tính tốn tơ 4.3.3 Dẫn động khí nén Máy nén khí iπD Snη v Năng suất máy nén khí : Q = lít/phút 4000 Ở đây: • i : số lượng xi lanh máy nén khí • d : đường kính xi lanh • S : hành trình pi ston (cm) • n : số vịng quay trục máy nén khí (vịng/phút) ηV : hiệu suất truyền mỏy nộn khớ v = 0,5 ữ 0,75 ã Bài giảng thiết kế tính tốn tơ Van phân phối loại đơn Sơ đồ tính tốn van phân phối khí Đường đặc tính van phân phối Bài giảng thiết kế tính tốn tơ Điều kiện cân cấu tùy động: Q = C.S = Fm(P2 – P1) + FV(P2-P3) Q = Qbđ.ibđ = S.C Đoạn dịch chuyển S lò xo mở van: S= S bđ ibđ ⇒ Qbđ = SC S bđ C = ibđ ibd Trong đó: C : độ cứng lị xo • ibđ - :tỷ số truyền bàn đạp phanh • Sbđ : hành trình bàn đạp phanh • Từ đây: • Với: Ph = P2 – P1 : áp suất hệ thống • Pb = P3 – P1 : áp suất bình chứa khí nén • Fm : diện tích màng để điều khiển van • FV : diệnPh = vanQbd ibd khiển − P2 )] tích [ điều − FV ( p Qbđ.ibđ = Fm Pb + FV (P3 – P2) Fm Ph max = Qbd ibd = Pb ; Fm Ph = K t Qbđ ( K t = ibđ ) Fm Bài giảng thiết kế tính tốn tơ Van phân phối khí kép sơ đồ tính tốn van phân phối khí kép Bài giảng thiết kế tính tốn ô tô - - Phương trình cân van điều khiển remorque: πd am R + Py ( Fm − ) + C đm S om − C y S y + Rkam = Phương trình cân van điều khiển ô tô: πd at H − P( Fm − ) − C đt S ot − Rkat = + Van remorque: Rkam + Rkbm = C km S km + với van ô tô kéo: Rkat + Rkbt Fm = 2 πd am πd bm + Py + ( Ppt − Py ) 4 πd at ( Ppt − P) = C kt S kt + P + πd bt 4 π ( D12 + D1 d1 + d12 ) 12 Bài giảng thiết kế tính tốn tơ b) Bầu phanh Lực tác dụng lên đẩy bầu phanh πD Ptđ = Pi η1η = Pi Fmη1η Ở đây: Pi : áp suất bầu phanh • • • D : đường kính làm việc màng Fm : diện tích màng π 2 Fm = 12 ( D n + Dn d t + d t ) η1 : hệ số tính đến độ nạp khơng khí nén vào η =1 bầu phanh 1,5 ÷ 3,5 KN / m Lị xo bầu phanh thường có độ cứng: Lực ép lị xo vào khoảng 80 ÷ 150 N ; (8 ÷ 15 KG ) Bầu phanh đòn điều chỉnh cấu phanh (dạng màng) Bài giảng thiết kế tính tốn tơ 4.4 Thiết kế tính tốn điều hịa lực phanh 4.4.1 Cơ sở để điều chỉnh áp lực phanh a) Vấn đề sử dụng trọng lượng bám: Pp1 Hệ số phân bố lực phanh : β = - Pp Hệ số bám phanh: Trong đó: PP1 : lực phanh bánh trước • ϕ0H = β ( L − b) hg • PP • • L : chiều dài sở ô tô b : khoảng cách từ trọng tâm xe đến tâm bánh xe hg : chiều cao trọng tâm xe • : lực phanh toàn xe b) Đồ thị quan hệ áp suất P1P2: Bài giảng thiết kế tính tốn tơ 4.4.2.Các phương án bố trí điều hịa lực phanh H1 Điều hòa lực phanh van hạn chế áp suất.H2 Kết cấu đồ thị đặc tính kiểu piston visai H3 Kết cấu đường đặc tính điều hịa dạng tia Bài giảng thiết kế tính tốn tơ 4.4.3.Thiết kế tính tốn điều hịa lực phanh kiểu pi ston vi sai a) Các thông số cần xác định - Áp suất đường ống phanh bánh xe trước bánh xe sau: ϕGRbx P1 = rt1 C1πd12 b ϕhg + + P10 H L L ϕGRbx P2 = rt C 2πd a ϕhg − + P10 H L L Bài giảng thiết kế tính tốn tơ b) Lập bảng trị số áp suất tùy theo cường độ phanh thể qua hệ số bám : φ 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 P1 ϕ P2 P10 P20 - P1, P2: chở đầy tải; P10, P20 : không chở tải - Từ kết tìm ta vẽ đồ thị đường đặc tính biểu diễn mối quan hệ áp suất cần thiết tác dụng lên cấu phanh cầu trước P1 cấu phanh cầu sau P2 trường hợp không tải đầy tải Bài giảng thiết kế tính tốn tơ c) Tìm hệ số bám đạt hiệu phanh cao P1 = ϕGRbx rt1 C1πd12 ϕGRbx P2 = rt C 2πd - b ϕhg + + P10 H L L a ϕhg − + P10 H L L Khi xe chở đầy tải : P1a = P2a ⇒ ϕ tn Khi xe không trở tải : P1a’ = P2a’ ⇒ ϕ tn d) Xác định hệ số Kđ: - P2 max − P2 a Kđ = P1 max − P1a • P1max : áp suất cực đại dẫn động phanh cầu trước • P2max : áp suất cực đại dẫn động phanh cầu sau Bài giảng thiết kế tính tốn tơ e) Lập phương trình quan hệ áp suất P1- P2 đường đặc tính điều chỉnh Đồ thị đặc tính điều chỉnh P1- P2 Bài giảng thiết kế tính tốn tô g) Chọn xác định thông số kết cấu - Hệ số góc A độ dốc đường đặc tính điều chỉnh so với đường biểu diễn áp suất P1 S A = tgβ = S2 π (D − d ) • S1 : diện tích mặt piston vi sai S1 = π (D − d '2 ) • S2 ; diện tích mặt pi ston vi sai S2 = Trong đó: • d : đường kính số pi ston vi sai • d’ : đường kính chốt tỳ chọn d’5 • D : đường kính pi ston vi sai, chọn sơ - Thông số kết cấu điều chỉnh KX: KX = CX.iX D ≈ 30 • • CX : độ cứng tổng cộng lò xo điều hòa iX : tỷ số truyền cấu dẫn động điều chỉnh Q − Qa F − Flx Kx = b ⇔ K x = lx1 Sb − S a f1 Bài giảng thiết kế tính tốn tơ Trong đó: • Qb - Qa : tải trọng tác dụng lên cầu sau thay đổi phanh • Sa - Sb : hiệu số biến dạng hệ thống treo từ điểm • FLX1 : lực tác dụng lị xo hay xoắn tác dụng lên pi ston vi sai điểm a.( chở đầy tải) FLX2 : lực tác dụng lò xo hay xoắn tác dụng lên pi ston vi sai điểm a’.( không chở tải) f1 : độ dịch chuyển hệ thống treo hai điểm a a’ πD πD • • Flx1 = P a ; Flx = P1a ' + d : đường kính cổ pi ston vi sai + P1a : áp suất cấu phanh cầu trước điểm a + P1a’ : áp suất cấu phanh điểm a’ Đường đặc tính điều chỉnh Sơ đồ tính tốn điều hòa lực phanh dạng piston Bài giảng thiết kế tính tốn tơ h Xây dựng đường đặc tính biến dạng hệ thống treo phụ thuộc vào tải trọng cường độ phanh - Công thức xây dựng đường đặc tính Ga − g L Pj hg f = − LC p LC p g2 : trọng lượng phần không treo g ≈ 3,5 ÷ 5% trọng lượng thiết kế tơ du lịch g ≈ 11 ÷ 16% trọng lượng thiết kế ô tô tải ... vẽ kết cấu tính đa dạng kết cấu 2.4.2 Tính sức bền trục khuỷu GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ TÍNH TỐN 2.4.1 Bản vẽ kết cấu tính đa dạng kết cấu Hình 2.18 sơ đồ kết cấu trục khuỷu GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ TÍNH... TRÌNH THIẾT KẾ TÍNH TỐN 2.3 TÍNH NHĨM THANH TRUYỀN 2.3.1 Bản vẽ kết cấu tính đa dạng kết cấu 2.3.2 Tính tốn sức bền chi tiết nhóm truyền GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ TÍNH TỐN 2.3.1 Bản vẽ kết cấu tính. ..NỘI DUNG BÀI GIẢNG Chương I: Bố trí chung tơ Chương II: Tính tốn động Chương III: Tính tốn thiết kế hệ thống truyền lực Chương IV: Tính tốn thiết kế hệ thống phanh GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ TÍNH TỐN