Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán và thiết kế, hệ thống lái xe zace
Khoa khí động lực - Trờng Đại học - SPKT Hng Yên -1- Lời nói đầu === === Sự phát triển to lớn tất ngành kinh tế quốc dân đòi hỏi cần chuyên chở khối lợng hàng hoá hành khách Tính động cao, tính việt dã khả hoạt động điều kiện khác tạo cho ôtô trở thành phơng tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hoá hành khách Cùng với phát triển ngành khoa học kỹ thuật khác, ngành sản xuất chế tạo ôtô giới ngày phát triển hoàn thiện đáp ứng khả vận chuyển, tốc độ, an toàn nh đạt hiệu kinh tế cao Chủng loại xe ngày phong phú Ngy ô tô tải chuyên chở l ợng hàng hoá lớn thi trờng với chức chuyên chở hàng hoá vận tải nên xe tải đòi hỏi có kết cấu vững điều đặc biệt quan trọng hệ thống lỏi xe Vì hệ thống lỏi phận đặc biệt quan trọng xe tải Trong trình tính toán thiết kế đồ án em cố gắng tìm hiểu vận dụng kiến thức học Nhng thời gian có hạn, kinh nghiệm thân thiếu, nên không tránh đợc sai sót trình làm đồ án Em mong đợc thầy bạn đóng góp ý kiến để đồ án em đợc hoàn thiện, đầy đủ hơn! Sinh viên Hoàng Thanh Nghị nhận xét giáo viên hớng dẫn Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Nam Giảng viên hớng dẫn : Thạc sĩ Nguyễn Mạnh Cờng -2- Khoa khí động lực - Trờng Đại học - SPKT Hng Yên Chữ kí giảng viên hớng dẫn Hng Yên , ngày Tháng .Năm Bảng thông số xe Race TT 10 11 Tên danh nghĩa Trọng lợng toàn xe Trọng lợng phân cho cầu trớc Trọng lợng phân cầu sau Chiều dài sở Chiều rộng sở Chiều rộng vết trớc Chiều rộng vết sau Chiều cao xe Bán kính vành tay lái Tỉ số truyền cấu lái Đờng kính trục lái 12 Chiều dài trục lái Ký hiệu GT G1 Giá trị 1945 825 Đơn vị đo kg kg G2 L B BT Bs h R ICCL D d l 1120 2650 1370 1445 1430 1850 200 15 30 20 600 kg mm mm mm mm mm mm Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Nam Giảng viên hớng dẫn : Thạc sĩ Nguyễn Mạnh Cờng mm mm mm Khoa khí động lực - Trờng Đại học - SPKT Hng Yên 13 Kí hiệu lốp 14 Bán kính vòng quay -3- 195/70R14 R 4900 mm CHƯƠNG I Giới thiệu chung hệ thống Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1 Công dụng Hệ thống lái ôtô dùng để thay đổi hớng chuyển động nhờ quay bánh xe dẫn hớng nh để giữ hớng chuyển động thẳng hay chuyển động cong ôtô cần thiết 1.2 Phân loại Có nhiều cách để phân loại hệ thống lái Theo bố trí bánh lái chia hệ thống lái với bánh lái bố trí bên phải bên trái (tính theo chiều chuyển động xe) Bánh lái bố trí bên trái dùng cho nớc thừa nhận luật đờng theo phía phải nh nớc xã hội chủ nghĩa Bánh lái bố trí bên phải dùng cho nớc thừa nhận luật đờng theo phía bên trái nh Anh, Nhật, Thụy Điển Theo số lợng bánh dẫn hớng chia hệ thống lái với bánh dẫn hớng cầu trớc, hai cầu tất cầu Theo kết cấu cấu lái chia loại trục vít loại liên hợp (gồm trục vít, êcu, khía, quạt răng) Loại bánh Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Nam Giảng viên hớng dẫn : Thạc sĩ Nguyễn Mạnh Cờng Khoa khí động lực - Trờng Đại học - SPKT Hng Yên -4- Theo kết cấu nguyên lý làm việc cờng hóa chia loại cờng hóa thuỷ lực, loại cờng hoá khí nén, loại cờng hoá liên hợp (kết hợp thuỷ lực điện) 1.3 Yêu cầu Dựa vào yêu cầu tối thiểu an toàn xe hàng hệ thống lái phải có yêu cầu sau: Hệ thống lái phải đảm bảo điều khiển dễ dàng, nhanh chóng, an toàn, xác, cấu điều khiển bánh xe dẫn hớng quan hệ hình học hệ thốnh lái phải đợc đảm bảo không gây lên dao động va đập hệ thống Đảm bảo tính vận hành cao ôtô có nghĩa khả quay vòng nhanh ngặt thời gian ngắn diện tích bé Lực tác động lên vành lái nhẹ, vành lái nằm vị trí tiện lợi ngời lái Đảm bảo đợc động học quay vòng để bánh xe không bị trợt lết quay vòng Đảm bảo cho ô tô quay vòng đờng vòng với bán kính nhỏ Hệ thống trợ lực phải xác tính chất tuỳ động đảm bảo phối hợp chặt chẽ tác động hệ thống lái quay vòng bánh xe dẫn hớng Khi trợ lực hỏng điều khiển đợc xe Đảm bảo quan hệ tuyến tính góc quay vành lái góc quay bánh xe dẫn hớng Cơ cấu lái phải đợc đặt phần đợc treo để kết cấu hệ thống treo trớc không ảnh hởng đến động học cấu lái Đối với xe có vận tốc từ 25 ữ 100 km/h, độ dơ vành tay lái cho phép không 270, với có vận tốc lớn 100 km/h, độ dơ vành tay lái cho phép không 18 Hệ thống lái phải bố trí cho thụân tiện việc bảo dỡng sửa chữa Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Nam Giảng viên hớng dẫn : Thạc sĩ Nguyễn Mạnh Cờng Khoa khí động lực - Trờng Đại học - SPKT Hng Yên -5- Chơng II Phân tích tính động học hệ thống lái 2.1 Tỉ số truyền hệ thống lái 2.1.1 Tỉ số truyền cấu lái: i c Là tỉ số góc quay vành tay lái chia cho góc quay đòn quay đứng tuỳ theo cấu lái i c không đổi thay đổi loại cấu lái có tỉ số truyền thay đổi tỉ số truyền tăng hay giảm quay vành tay lái khỏi vị trí trung gian Đối với ôtô du lịch cần ứng dụng cấu lái có tỉ số truyền thay đổi Tỉ số có giá trị cực đai vành tay lái vị trí trung gian Nh đảm bảo cho ôtô chuyển động vận tốc cao an toàn hơn, vành tay lái quay góc bé làm cho bánh dẫn hớng quay Ngoài ôtô chạy tốc độ cao, ổn định bánh đẫn hớng đến hệ thống lái cao, tỉ số chuyền thay đổi làm cho ngời lái đỡ mệt i c nằm khoảng từ 10 ữ 20 ta chọn i c = 15 2.1.2 Tỉ số truyền đẫn động lái: i d Nó phụ thuộc vào kích thớc quan hệ cánh tay đòn Trong trình bánh dẫn hớng quay vòng giá trị cánh tay đòn đòn dẫn độn thay đổi Trong kết cấu i d không thay đổi nhiều i d = 0,8 ữ 1,1 ta chọn i d =1 2.1.3 Tỉ số truyền theo góc hệ thống lái : i g Là tỉ số góc quay vành tay lái lên góc quay bánh dẫn hớng Tỉ số truyền tích tỉ số truyền cấu lái với tỉ số truyền dẫn động lái i g =i c i d =15.1 = 15 2.2 Tính động học hình thang lái Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Nam Giảng viên hớng dẫn : Thạc sĩ Nguyễn Mạnh Cờng -6- Khoa khí động lực - Trờng Đại học - SPKT Hng Yên Nhiệm vụ tính toán động học dẫn động lái xác định thông số tối u hình thang lái để đảm bảo động học quay vòng bánh xe dẫn hớng cách xác động học đòn quay đứng có biến dạng phận đàn hồi hệ thống treo chọn thông số cần thiết hệ thống truyền dẫn động lái L B Rs Từ lý thuyết quay vòng ta thấyHình để nhận 2.1 đợc lăn tinh bánh xe dẫn hSơ đồ động ôtô haimối bánhquay dẫn hệ hớng ớc góc ớng quay vòng thìhọc hệ quay thốngvòng lái phải đảmcóbảo sauphía đâytrcủa quay bánh xe dẫn hớng bên bên so với tâm quay vòng Theo lý thuyết ôtô ta có : Cotg Cotg = B L (2 - 1) Trong đó: : góc quay bánh xe dẫn hớng bên : góc quay bánh xe dẫn hớng bên B : khoảng cách hai đờng tâm trụ đứng L : chiều dài sở ôtô Từ biểu thức để bánh xe dẫn hớng lăn tinh mà không bị trợt lết trình quay vòng hiệu số cotg góc quay bánh xe bên bên phải số B/L Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Nam Giảng viên hớng dẫn : Thạc sĩ Nguyễn Mạnh Cờng Khoa khí động lực - Trờng Đại học - SPKT Hng Yên -7- Hình thang lái phải đảm bảo động học quay vòng bánh xe dẫn hớng Nó bao gồm khâu đợc nối với khớp cầu đòn bên đợc bố trí nghiêng góc so với dầm cầu trớc 2.3 Xây dựng đờng cong đặc tính hình thang lái lý thuyết Trên hệ trục toạ độ đề ta xác định đợc đờng cong đặc tính lý thuyết qua quan hệ = f(,) Theo công thức (2 - 1) ta có: Cotg Cotg = B L Hay: cot g cot g = 1370 2650 ứng với giá trị góc từ 00, 50, , 450 ta lần lợt có giá trị tơng ứng góc Các giá trị đợc lập bảng dới đây: Bảng 1: Quan hệ theo lý thuyết 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0,974 4,8020 9,2020 13,2250 17,0140 20,6060 23,9890 27,2030 30,3280 33,3850 2.4 Xây dựng đờng cong đặc tính hình thang lái thực tế Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Nam Giảng viên hớng dẫn : Thạc sĩ Nguyễn Mạnh Cờng -8- Khoa khí động lực - Trờng Đại học - SPKT Hng Yên Để xây dựng đờng cong đặc tính hình thang lái thực tế ta phải xây dựng đợc đờng cong biểu thị hàm số = f(,) Theo mối quan hệ biết trớc góc ứng với giá trị góc ta có giá trị góc Mối quan hệ góc , theo giáo trình thiết kế tính toán ôtô đợc thể nh sau: m.cos( + ) m + B sin 2m sin m.sin( + ) = + arctg arcsin B m.sin( + ) m cos ( + ) + [ B m.sin( + ) ] (2.2) n B m Hình : đồ thị động L học xe thẳng Trong đó: - góc quay trục bánh xe dẫn hớng bên - góc quay trục bánh xe dẫn hớng bên L - chiều dài sở xe L = 2650 (mm) B - khoảng cách hai trục đứng cầu dẫn hớng B = 1370 (mm) - góc tạo đòn bên hình thang lái phơng dọc m - chiều dài đòn bên hình thang lái n - chiều dài đòn ngang hình thang lái n Theo giáo trình TTTK ôtô m đợc lấy theo kinh nghiệm : Sinh viên thực hiện: Bùi Hải Nam Giảng viên hớng dẫn : Thạc sĩ Nguyễn Mạnh Cờng -9- Khoa khí động lực - Trờng Đại học - SPKT Hng Yên m=(0,14 ữ 0,16)B =191,8 ữ 219,2(mm) chọn m =200 (mm) chọn sơ theo côg thức : tg = B xL (2.3) đó: xL = 0,7L ( x đợc xác định nh hình vẽ) tg = 1370 =0,369 2.0,7.2650 =20,250 Để xây dựng đợc hình thang lái thực tế ta dùng số giá trị xung quanh giá trị chọn thay vào công thức [2.3] Tơng ứng với giá trị chon ta cho giá trị từ 00 đến 450 qua ta xác định đợc giá trị tơng ứng +chọn cho giá trị : 180, 190 ,200, 210 + nhận giá trị từ 00 đến 450 Mối quan hệ đợc thể thông qua bảng dới đây: Bảng 2: quan hệ = phụ thuộc góc = = = lt 0,974 0,950 0,021 0,986 0,004 0,995 0,021 0,987 50 4,802 4,851 0,049 4,831 0,071 4,834 0,032 4,820 100 9,202 9,406 0,204 9,363 0,283 9,332 0,130 9,289 15 13,225 13,674 0,449 13,591 0,561 13,520 0,295 13,431 200 17,014 17,662 0,648 17,516 0,826 17,387 0,373 17,241 250 20,606 21,340 0,734 21,131 1,031 20,922 0,316 20,708 300 23,989 24,699 0,709 24,403 1,103 24,120 0,131 23,819 350 27,203 27,717 0,514 27,325 0,945 26,944 0,259 26,546 400 30,328 30,359 0,031 29,858 0,558 29,368 0,960 28,872 45 33,385 32,582 0,803 31,966 0,234 31,362 2,023 30,746 - từ bảng giá trị ta xây dựng đồ thị đặc tính hình thang lái thực tế - - 0,013 0,018 0,087 0,206 0,227 0,102 0,170 0,657 1,456 2,639 từ bảng giá trị ứng với sai lệch max