ĐỒ án THIẾT kế cụm TỔNG THÀNH cầu SAU CHO ô tô + bản vẽ

Trong thiết kế xe hiện nay một yêu cầu đặt ra đó là làmthế nào để có thể sử dụng những cụm tổng thành đã đợcthiết kế cho loại xe này có thể sử dụng trên loại xe khác màvẫn thoả mãn các t

Lời nói đầu Cùng với sự phát triển của nền kinh tế Ngành công nghiệp

ôtô nớc ta cũng đang có những biến chuyển và ngày càng

ảnh hởng sâu rộng đến các lĩnh vực sản suất khác Chịu

ảnh hởng của xu thế phân công lao động theo hớng chuyênmôn hoá, ngành công nghiệp ôtô đang có những thay đổi

để phù hợp với xu thế này Đặc biệt là trong lĩnh vực côngnghiệp phụ trợ Xu thế phân công lao động dẫn đến sự hợptác trong sản xuất ôtô mà kết quả cuối cùng sẽ cho ra đờinhững chiếc xe có thể là sản phẩm chung của rất nhiều các

xí nghiệp Với tình hình nh vậy thì mỗi nhà máy xí nghiệp

có thể chỉ sản xuất một vài chi tiết, một cụm chi tiết hoặcmột cụm kết cấu của chiếc xe

Với tình hình công nghệ sản xuất, vật liệu cũng nh nhucầu của thị trờng ở nớc ta hiện nay thì phần gầm xe trong

đó có cụm tổng thành cầu sau chủ động đang là mộtmảng có nhiều khả năng có thể sản xuất thành công ở nớc ta

Chính vì thế trong phần thiết kế tốt nghiệp này đợc sự cho

phép của thầy hớng dẫn, em xin chọn đề tài là: thiết kế cụm

tổng thành cầu sau cho xe vận tải (4x2) có trọng lợng toàn bộ 12 18 tấn Nội dung thiết kế gồm có:

- Phân tích lựa chọn phơng án thiết kế

- Tính toán thiết kế truyền lực chính

- Tính toán thiết kế vi sai

- Tính toán thiết kế bán trục

- Tính toán thiết kế dầm cầu

- Tính toán thiết kế cơ cấu phanh sau.

- Lựa chọn phơng án dẫn động điều khiển phanh

- Thiết kế công nghệ gia công một chi tiết

Mục tiêu của đề tài thiết kế cụm tổng thành cầu sau chủ

động có thể đáp ứng tình hình sản xuất, nhu cầu thị trờngtrong nớc và thế giới, thoả mãn tính đồng hóa để có thể đợc

sử dụng trên nhiều loại xe có tải trọng khác nhau khi thay đổinhững kích thớc cần thiết

Trong thời gian học tập và làm đồ án tốt nghiệp em đã

đ-ợc chỉ bảo và giúp đỡ nhiệt tình của các thầy trong bộ môn

ôtô đặc biệt là thầy Nguyễn Khắc Trai đã hớng dẫn tậntình giúp em hoàn thành đồ án này em xin chân thành cảm

ơn các thầy

Mặc dù bản thân đã có rất nhiều cố gắng Nhng do kiếnthức còn hạn chế, kinh nghiệm thiết kế không nhiều nên đồ

án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi có những sai sót

Em mong đợc sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy để em cóthể hoàn thiện hơn phần thiết kế này Em xin chân thànhcảm ơn các thầy

Sinh viên thựchiện

Vũ VănSơn

Phần I Giới thiệu chung về cụm tổng thành cầu sau

1 Lựa chọn mục tiêu và đối tợng.

Hiện nay ở nớc ta ô tô tải đang đợc sử dụng ngày càngnhiều Trong đó một nhu cầu rất lớn là sử dụng các loại xe tải

có trọng lợng tối đa theo tiêu chuẩn cho phép Các loại xe này

có u điểm rất lớn về mặt sử dụng đó là tận dụng đợc kíchthớc và khối lợng cho phép theo quy định của Bộ giao thông

Ngành công nghiệp ôtô ở nớc ta hay ở bất kỳ nớc nào trênthế giới muốn phát triển đợc thì phải có một nền côngnghiệp phụ tùng phát triển mạnh, có thể đáp ứng đợc nhucầu cho lắp ráp Tham vọng phát triển nghành công nghiệp ôtô ở nớc ta sẽ thành công nếu chúng ta biết đi trớc đón đầu,tận dụng công nghệ của nớc ngoài và đặc biệt là phát triểncông nghiệp phụ tùng Chất nhận hợp tác có nghĩa là chúng ta

đã chấp nhận xu thế phân công lao động theo hớng chuyên

môn hoá, đang la xu thế toàn cầu hiện nay Với tình hình

nh vậy trong thiết kế nói chung chúng ta sẽ gặp phải nhữngvấn đề về tính lắp lẫn và tính đồng hoá Nói hẹp trongnghành công nghiệp ôtô đó là các vấn đề trong thiết kế xe

Trong thiết kế xe hiện nay một yêu cầu đặt ra đó là làmthế nào để có thể sử dụng những cụm tổng thành đã đợcthiết kế cho loại xe này có thể sử dụng trên loại xe khác màvẫn thoả mãn các tiêu chuẩn kỷ thuật cũng nh các tiêu chuẩnchung của bộ phận quản lý xe Để giải quyết vấn đề nàytrong quá trình thiết kế sản xuất cũng nh sử dụng sửa chữa

xe chúng ta cần phải có một tiêu chuẩn chung Hiện nay ở nớc

ta đang định hớng và tiến tới sẽ áp dụng tiêu chuẩn chungChâu âu ECE

Với nhu cầu sử dụng và tình hình sản xuất trong nớc nhvậy trong phần thiết kế tốt nghiệp đợc sự giúp đỡ của thầy

hớng dẫn em xin chọn đề tài là thiết kế cụm tổng thành cầu

sau cho xe vận tải (4x2) có trọng lợng toàn bộ 12 18 tấn Mục

đích thiết kế của em là cụm tổng thành cầu sau chủ độngnày thoả mãn tính đồng hoá Nó không phải chỉ đợc sử dụngcho một loại xe nhất định nào đó mà nó có thể đợc sử dụngtrên các xe có tải trọng khác nhau và chiều dài khác nhau saocho tải trọng tối đa tác dụng lên cầu phải nằm trong giới hạncho phép theo thiết kế Cụm tổng thành này đợc thiết kế

để lắp trên loại xe tải đa năng chủ yếu chạy đờng dài BắcNam Loại xe này có u điểm là tận dụng đợc trọng lợng tối đacho phép Trong thiết kế để có thể đảm bảo tính đồng

hoá, một nhu cầu của sản xuất xe hiện nay, đề tài sẽ áp dụngtiêu chuẩn chung châu âu ECE Các kích thớc của cụm tổngthành sẽ đợc lựa chọn theo tiêu chuẩn này.

2 Khái niệm cụm tổng thành cầu sau chủ

động.

Cụm tổng thành cầu sau chủ động là một cụm kết cấugồm có truyền lực chính, cơ cấu vi sai, dầm cầu, bán trục,cơ cấu phanh sau, và truyền lực cạnh nếu có

Trên các loại xe tải hiện nay đang sử dụng rất nhiều loại cầuchủ động Có thể là một cầu sau chủ động có thể hai cầusau chủ động hoặc ba cầu sau chủ động Trong phần thiết

kế tốt nghiệp này em xin phép chỉ đi vào loại một cầu sauchủ động, cho xe một cầu sau chủ động Tải trọng tối đa tácdụng lên cầu sau là 11 tấn

Phần II Lựa chọn phơng án thiết kế

1 Lựa chọn phơng án thiết kế cầu chủ động

Công dụng của cầu chủ động là đỡ toàn bộ phần trọng lợng

đợc treo tác dụng lên cầu, truyền mô men xoắn từ trục các

đăng đến các bánh xe chủ động, tiếp nhận và truyền cáclực từ khung xe xuống cũng nh các lực tơng tác của bánh xevới mặt đờng

Cầu chủ động gồm các bộ phận nh : Truyền lực chính , visai, truyền lực cạnh, bán trục vỏ cầu Trong loại dầm cầu cứng

vỏ cầu đóng vai trò là dầm cầu

1.1 Truyền lực chính.

1.1.1 Công dụng.

Truyền lực chính dùng để tăng mô men và truyền mô menquay từ trục các đăng đến các bánh xe chủ động của ô tô

theo một tỷ số truyền nhất định

1.1.2 Yêu cầu chung của truyền lực chính.

- Phải có tỷ số truyền cần thiết để phù hợp với chất lợngkéo và tính kinh tế nhiên liệu của ô tô

- Có kích thớc nhỏ gọn để tăng khoảng sáng gầm xe

- Có hiệu suất truyền động cao

- Đảm bảo độ cứng vững tốt, làm việc không ồn, tuổi thọcao

- Trọng lợng cầu phải nhỏ để giảm trọng lợng phần không

ngoài những yêu cầu chung trên, truyền lực chính phải thoả

mãn đợc các yêu cầu đó là:

- Đảm bảo đợc tỷ số truyền cần thiết phù hợp với loại xe này

- Truyền đợc mô men xoắn khá lớn

- Ăn khớp êm không gây ra ồn khi làm việc liên tục trong thờigian dài

- Độ bền mỏi của bánh răng lớn

- Có kích thớc nhỏ gọn, tạo đợc khoảng sáng gầm xe và thoả

mãn tính ổn định của ô tô khi chuyển động với vận tốc cao

1.1.4 Các dạng truyền lực chính có thể áp dụng vào đề tài

Hình 2.1 Các dạng truyền lực chính đơn.

Trên loại cầu chủ động này ta có thể áp dụng truyền lựcchính:

+Loại đơn gồm một cặp bánh răng ăn khớp +Loại kép gồm hai cặp bánh răng ăn khớpTrong loại đơn có thể áp dụng :

+ Loại bánh răng côn răng thẳng hình a)

+ nemax: số vòng quay cực đại của động cơ Theo

1.1.6 Lựa chọn phơng án thiết kế truyền lực chính.

Với những yêu cầu cơ bản nh trên ta thấy rằng có thể ápdụng cặp bánh răng ăn khớp hypoit hoặc cặp bánh răng ănkhớp côn xoắn cho truyền lực chính của các xe tải loại này

Tuy nhiên qua xem xét các loại cầu chủ động u nhợc điểmcũng nh yêu cầu của nó, cũng nh xem xét về mặt tỷ số

truyền Cặp bánh răng hypoit phù hợp với các xe có tỷ sốtruyền lớn hơn 6 và nhỏ hơn 10 Chính vì thế đề tài lựachọn loại truyền lực chính là loại truyền lực đơn bánh rănghypoit có bánh răng chủ động đặt lệch so với bánh răng bị

1.2.2Yêu cầu của cụm vi sai.

a) Yêu cầu chung của vi sai:

- Phân phối mô men xoắn giữa các bánh xe hay giữa cáctrục theo tỷ lệ đảm bảo sử dụng trọng lợng bám tối đa

ở các bánh xe

- Kích thớc vi sai phải nhỏ gọn để dễ bố trí

- Có hiệu suất truyền động cao

a) Yêu cầu riêng của vi sai trên xe tải có tải trọng 12 18 tấn:

Các xe tải có tải trọng tối đa nằm trong khoảng này hoạt

động chủ yếu trên đờng tốt nên bộ vi sai yêu cầu ma sáttrong nhỏ để tăng hiệu suất truyền lực, kích thớc nhỏ gọn

để dễ bố trí

1.2.3 Các dạng vi sai có thể áp dụng vào đề tài.

Có rất nhiều loại vi sai, để chọn phơng án thiết kế vi saicho cụm tổng thành cầu sau xe tải ta xem xét các loại vi saisau.

- Theo kết cấu gồm có :+Vi sai với các bánh răng côn

+Vi sai với các bánh răng trụ

đều ra hai bán trục

1.2.4 Lựa chọn phơng án thiết kế vi sai.

Hiện nay các loại vi sai rất đa dạng về chủng loại các xe hoạt

động trong các điều kiện khác nhau và có yêu cầu khácnhau thì đợc dùng các loại vi sai khác nhau Trên loại xe tải tải

đa năng tải trọng 12 18 tấn ta dùng loại vi sai bánh răng côn

đối xứng Vì xe tải loại này là loại xe đa năng hoạt động chủyếu trên loại đờng tốt, chỉ cần vi sai là loại có ma sát trongnhỏ Với kết cấu gọn nhẹ dễ bố chí và cũng dễ chế tạo phùhợp với khả năng sản xuất ở nớc ta

1.2.5 Nguyên lý làm việc của vi sai côn đối xứng.

- Khi ô tô chuyển động thẳng mô men xoắn đợc truyền từbánh răng bị động của truyền lực chính sang vỏ của hộp visai Trong trờng hợp này sức cản từ mặt đờng của hai bánh

xe chủ động là nh nhau Bán kính lăn ở hai bánh xe chủ

động là nh nhau Khi đó các bánh rănng hành tinh khôngquay quanh trục của nó mà chỉ đóng vai trò nh các vấutruyền mô men xoắn từ bánh răng vành chậu đến bánh răngmặt trời ở hai phía với cùng mô men xoắn và số vòng quay

nh nhau

- Khi ô tô quay vòng hoặc đi trên đờng gồ ghề Lúc nàytốc độ góc của hai bánh xe khác nhau thông qua hai bántrục làm cho hai bánh răng mặt trời cũng quay với các tốc độgóc khác nhau Lúc này các bánh răng vi sai vừa quay theo vỏcủa bộ vi sai vừa quay quanh trục của nó đảm bảo choc hohai bánh răng mặt trời quay với vận tốc góc khác nhau, phù hợpvới tốc độ góc ở các bánh xe chủ động

1.3 Các bán trục.

1.3.1 Công dụng.

Các bán trục dùng để truyền mô men men xoắn từ bộ vi sai

đến các bánh xe chủ động Trên các loại bán trục không đợcgiảm tải hoàn toàn bán trục còn đợc dùng để tiếp nhận cáclực từ mặt đờng tác dụng lên bánh xe chủ động

1.3.2 Yêu cầu đối với các bán trục.

a) Yêu cầu chung của bán trục:

- Phải chịu đợc mô men xoắn lớn trong khoảng thời gianlâu dài

- Bán trục phải thẳng nhất là không đợc lệch bi nhất là

đối với các xe tải cở lớn

- Đối với bán trục của cầu dẫn hớng chủ động phải đảmbảo tính đồng tốc cho các đoạn trục của bán trục.

- Chính xác hình dáng hình học, kích thớc

b) Yêu cầu riêng của bán trục sử dụng trên xe tải 12 18 tấn

Các bán trục sử dụng cho các xe tải loại này phải chịu mô

men xoắn rất lớn,Vì vậy các bán trục phải đợc chế tạo chính xác về mặt hìnhhọc, và phải có các góc lợn hợp lý để tránh ứng suất tập trung

1.3.3 Các loại bán trục có thể áp dụng trong đề tài.

Để có thể lựa chọn đợc phơng án thiết kế hợp lý ta xem xétcác loại bán trục sau đây:

+ Bán trục giảm tải hoàn toàn trong trờng hợp này bánh xe cómoay ơ đợc lắp trên hai ổ bi và cả hai ổ bi đợc lắp trên vỏcầu Do hai ổ bi đợc bố trí cách nhau một đoạn nên mô menuốn của các lực tơng tác của các bánh xe với mặt đờng đều

đợc tiếp nhận bởi vỏ cầu Các bán trục loại này chỉ chủ yếuchịu tác dụng của mô men xoắn không chịu tác dụng củacủa các lực tác dụng từ mặt đờng lên chính, vì thế nó đợc

sử dụng rất phổ biến trên các loại xe tải cỡ trung bình và nhỏ

Hình 2.2 sơ đồ bán trục giảm tải hoàn toàn

+ Bán trục giảm tải 3/4 Loại bán trục này có cách bố trí ổ bi bên ngoài khác loại trên Đó là moay ơ lắp với vỏ cầu chỉ thông qua một ổ bi , do vậy trong quá trình hoạt động khi bi

bị mòn bán trục sẽ chịu một phần mô men uốn từ các lực tác dụng lên bánh xe Loại bán trục này ít đợc sử dụng

Hình 2.3 Sơ đồ bán trục giảm tải 3/4

1.3.4 Lựa chọn loại bán trục

Trên các loại xe tải mô men xoắn truyền qua bán trụcxuống bánh xe chủ động thờng rất lớn Cụm tổng thành trong

đề tài là để lắp trên các xe tải có tải trọng tơng đối lớn 18tấn Mô men xoắn truyền qua lớn chính vì thế để tăngtuổi thọ cho bán trục ta chọn loại bán trục giảm tải hoàn toànvới loại kết cấu này bán trục trong cụm tổng thành sẽ chỉphải chịu mô men xoắn từ động cơ truyền xuống, giúptăng tuổi thọ cho bán trục

1.4 Vỏ cầu.

1.4.1 Công dụng của vỏ cầu

Đối với xe tải cỡ trung bình và lớn hệ thống treo thờng là hệthống treo phụ thuộc với các phần tử đàn hồi là nhíp Cầu

xe là phần khối lợng không đợc treo Trong thiết kế cầu xe ờng ta phải cố gắng để phần khối lợng không đợc treo này lànhỏ đến mức có thể Tuy nhiên vỏ cầu phải đáp ứng đợc cácyêu cầu chủ yếu sau:

- Đỡ toàn bộ trọng lợng phần đợc treo tác dụng lên cầu

- Bao kín và bảo vệ cho bộ truyền lực chính, vi sai và cácbán trục để nó có thể hoạt động tốt lâu dài

- Tiếp nhận và truyền các lực từ trên khung xe xuống vàcác lực từ mặt đờng lên

1.4.2 Yêu cầu đối với vỏ cầu.

Vỏ cầu phải đảm bảo những yêu cầu cơ bản sau đây

- Vỏ cầu phải đủ cứng để chịu đợc trọng lợng của xenhất là xe tải có trọng lợng lớn tránh gây uốn ảnh hởng

- Vỏ cầu rời là loại vỏ cầu đợc lắp ghép từ các tấm rờibằng phơng pháp hàn

1.4.4 Lựa chọn loại vỏ cầu

Trong cụm tổng thành cầu sau cho xe tải đa năng có trọnglợng toàn bộ tơng đối lớn 18 tấn, xe hoạt động chủ yếu trên

đờng dài mặt đờng tốt, tải trọng động nhỏ và ít xuất hiện ,chính vì thế đề tài bố trí loại vỏ cầu hàn, phơng pháp chếtạo cũng đơn giản mà lại đáp ứng đợc các yêu cầu đặt ra

đối với vỏ cầu

2 Lựa chọn phơng án thiết kế hệ thống phanh.

2.1 Công dụng của hệ thống phanh chính.

Hệ thống phanh có những nhiệm vụ chính sau đây:

- Giảm tốc độ chuyển động của xe

- Dừng hẳn xe

- Giữ ô tô đứng yên ở một độ dốc nhất định

2.2 Yêu cầu chung của hệ thống phanh.

Hệ thống phanh đợc coi là hệ thống an toàn chuyển động nóphải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Có hiệu quả phanh cao

- Phanh êm dịu và đảm bảo ổn định của ô tô khi phanh

- Dẫn động phanh phải có độ nhậy cao

- Phanh điều khiển nhẹ nhàng

- Phân bố mô men phanh hợp lý giữa các bánh xe để tậndụng tối đa lực bám ở các bánh xe Đồng thời không xảy

ra hiện tợng trợt lết khi phanh

- Không có hiện tợng tự xiết

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt.

- Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn

định trong điều kiện sử dụng

- Lực phanh trên các bánh xe tỷ lệ thuận với lực tác dụnglên bàn đạp

- Có khả năng giữ ô tô đứng trên dốc trong thời gian dài

2.3 Lựa chọn phơng án thiết kế cơ cấu phanh.

2.3.1 Yêu cầu chung của cơ cấu phanh.

- Cơ cấu phanh thiết kế phải đảm bảo tạo ra đợc mô menphanh thích hợp đủ để đáp ứng các trờng hợp phanh khácnhau

- Đảm bảo về độ bền

- Dễ điều chỉnh và sửa chữa

Hình 2.4 Sơ đồ lựa chọn phơng án thiết kế cơ cấu phanh

2.3.2 Yêu cầu riêng của cơ cấu phanh dùng trên cụm tổng thành cầu sau xe tải trọng lợng tối đa 12 18 tấn

Cơ cấu phanh dùng trên các loại xe này cần tạo ra đợc mộtmô men phanh lớn vì trọng lợng của xe lớn Ngoài ra phải

đảm bảo thoát nhiệt tốt vì quá trình phanh sinh ra nhiệt

có thể làm giảm tuổi thọ của cơ cấu phanh và ảnh hởng

- Cơ cấu phanh guốc

- Cơ cấu phanh đĩa

- Cơ cấu phanh dãiTrên xe tải cỡ trung bình và lớn có thể sử dụng các loại cơ cấuphanh

- Cơ cấu phanh guốc dẫn động thủy lực

- Cơ cấu phanh guốc dẫn động thuỷ lực điều khiển khínén

- Cơ cấu phanh guốc dẫn động khí nén

2.3.4 Lựa chọn phơng án thiết kế cơ cấu phanh.

Dựa theo yêu cầu của cơ cấu phanh dùng trên cụm tổngthành này ta thấy rằng cơ cấu phanh guốc dẫn động thuỷlực không thích hợp vì yêu cầu lực bàn đạp lớn Cơ cấuphanh guốc dẫn động thuỷ lực điều khiển khí nén thích hợphơn ở chổ giải quyết đợc vấn đề lực bàn đạp, giúp ngời lái

điều khiển nhẹ nhàng Trong đề tài cơ cấu phanh loại nàycũng thích hợp hơn loại cơ cấu phanh guốc dẫn động khínén vì nó đáp ứng tính đồng hoá Chính vì thế đề tài sẽ

áp dụng loại cơ cấu phanh guốc dẫn động thuỷ lực điềukhiển khí nén Các cơ cấu phanh loại này hiện nay cũng

đang đợc sử dụng phổ biến trên các xe có tải trọng tơng

đ-ơng

2.4 Lựa chọn phơng án thiết kế dẫn động điều khiển phanh.

2.4.1 Yêu cầu chung của dẫn động điều khiển phanh.

- Hệ thống dẫn động điều khiển phanh phải sinh ra đợc lực

điều khiển tác dụng vào guốc phanh đủ để sinh ra mô menphanh cần thiết trên cơ cấu phanh khi phanh

- Giúp ngời lái có thể điều khiển nhẹ nhàng

- Đảm bảo tính chép hình tạo cảm giác cho ngời lái

- Có độ an toàn và tin cậy cao

- Dễ điều chỉnh và sữa chữa khi hỏng hóc

2.4.2 Yêu cầu riêng của dẫn động điều khiển phanh dùng trên xe tải có tải trọng tối đa 12 18 tấn.

Trên các loại xe tải loại này vì tải trọng tối đa của xe khá

lớn nên yêu cầu cơ bản nhất là phải tạo ra đợc lực điều khiểnkhá lớn để sinh ra đợc mô men phanh thích hợp Chính vì

vậy nếu trong hệ thống dẫn động sử dụng thuỷ lực thì ápsuất trong hệ thống khá lớn áp suất tối đa sinh ra là: 23MPa

Các đờng ống, xylanh cũng nh các chổ nối phải đợc chế tạochịu đợc áp suất lớn này

2.4.3 Các phơng án dẫn động phanh.

Ngày nay trên ôtô có tải ngời ta có thể sử dụng các phơngpháp dẫn động sau đây:

+ Phanh dẫn động thuỷ lực

+ Phanh dẫn động khí nén.

+ Phanh dẫn động thuỷ khí

2.2.4 Lựa chọn dẫn động điều khiển phanh.

Mỗi loại hệ thống phanh phù hợp với một loại xe có tải trọngnhất định Trên các loại xe con thờng bố trí hệ thống phanhdẫn động thuỷ lực có trợ lực chân không, cơ cấu phanh trớc

là phanh đĩa còn cơ cấu phanh sau là phanh guốc loại đốixứng trục vì cơ cấu phanh phía trớc yêu cầu mô men phanhlớn hơn, loại phanh đĩa phù hợp với yêu cầu này Trên các loại

xe tải có tải trọng trung bình và lớn hệ thống phanh dẫn

động thuỷ lực hoặc khí nén hoặc thuỷ khí, cơ cấu phanhguốc đợc sử dụng rộng rãi vì đáp ứng đợc yêu cầu mô menphanh lớn để có thể phanh đợc xe có trọng lợng lớn

Trên các loại xe tải có tải trọng lớn nhất nằm trong khoảng từ

12 đến 18 tấn phơng án dẫn động thuỷ lực trợ lực chânkhông không hợp lý vì cần lực điều khiển khá lớn Trợ lựcchân không không đủ để đáp nhu cầu lực này Phơng ándẫn động khí nén cũng không kinh tế vì hệ thống dẫn

động khí nén cồng kềnh, tiêu tốn công suất lớn Chính vì

thế trên các loại xe này ngời ta thờng sử dụng phơng án dẫn

động thuỷ lực điều khiển khí nén Với hệ thống phanh lựachọn nh vậy sẽ đáp ứng đợc nhu cầu mô men phanh lớn và có

độ bền lâu Phần thuỷ lực có áp suất trong các đờng ống lớn

đợc rút ngắn và bố trí gọn Dới đây đề tài xin chọn một sơ

đồ dẫn động cho hệ thống phanh có thể sử dụng cho các loại

xe dùng cụm tổng thành trên, dựa trên cơ sở hệ thống phanhcủa xe hino.

a) Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống dẫn động

điều khiển phanh.

Khí nén đợc tạo ra bởi máy nén khí 21 chia làm hai đờng

vào hai ngăn khác nhau của bình chứa khí 13 hai ngăn này sẽcung cấp khí cho các van tổng hợp phía trớc và phía sau

Trên hai nhánh này đờng khí đợc tách ra một phần để đavào máy sấy nóng 10, đợc biểu diễn bằng các đờng nét đứt

nh trên hình Quá trình sấy nóng và điều khiển áp suất vàobình chứa đợc điều khiển bởi các van kiểm tra 11 và van

điều khiển áp suất 17 Đồng hồ 3 dùng để đo áp suất trongcác ngăn của bình chứa khí Hai ngăn của bình chứa đợcngăn cánh nhau bởi van an toàn 16 Khi cần phanh bằng

động cơ công tắc điện từ 20 sẽ bật làm cho xy lanh 18 hoạt

động điều khiển việc xả khí thực hiện việc phanh bằng

động cơ Khi ngời lái đạp phanh tức là điều khiển tổng van

2 cho cả hai van ra phanh trớc vas au mở, không khí sẽ từ cácngăn khác nhau của bình chứa khí qua tổng van đến các xylanh tổng hợp tác dụng vào pistông khí của xy lanh tổng hợpthực hiện quá trình phanh Khi lợng dầu

7 Bình dầu; 8 Công tắc báo mức dầu; 9.Bánh xe sau ; 10.

Máy sấy khí; 11; 12 Van kiểm tra; 13Bình khí cầu sau; 14.

Ngăn lắng hơi nớc; 15 Ngăn chứa khí ra cầu trớc ; 16 Van an

trong hệ thống thuỷ lực vì một lý do nào đó mà ít đi thì

dầu sẽ từ bình dầu 7 thông qua xy lanh tổng hợp đi vào hệthống và ngợc lại 1 là các công tắc cảnh báo hệ thống khínén không còn hiệu lực 5 là công tắc cảnh báo hệ thốngthuỷ lực không còn hiệu lực Khi dầu trong bình dầu 7 cạncông tắc 8 sẽ bật để cảnh báo cho ngời lái Khi ngời lái nhả

phanh dầu trong các xy lanh công tác sẽ theo đờng cũ trở về

xy lanh tổng hợp Tại trạng thái dầu sẽ đợc bù thêm từ bình

chứa 7 hoặc hồi bớt về bình chứa 7 thông qua van bù dầu tại

xy lanh tổng hợp Không khí từ xy lanh tổng hợp theo đờngống cũ trở về trơ về van phân phối và từ đây thoát ra ngoàikhí trời thông qua các van xả của van phân phối

Van phân phối khí là bộ phận rất quan trọng của truyền

động phanh bằng khí, nó bảo đảm độ nhạy của truyền

động, điều khiển phanh dễ dàng , đảm bảo tính chéphình và xả khí ra ngoài kết thúc quá trình phanh

Hiện nay trên các loại xe tải ngời ta dùng loại van phân phốiloại pít tông sử dụng trong dẫn động khí nén hai dòng, mộtdòng ra xy lanh tổng hợp của cơ cấu phanh cầu trớc, mộtdòng ra xy lanh tổng hợp của cơ cấu phanh cầu sau

*) Cấu tạo và nguyên lý làm việc của van phân phối kép.

+ Khi cha phanh lò xo 5 và 14 giữ cho van của ngăn trên và

ngăn dới đóng của nạp nên khí từ bình chứa tới các cửa A, C

bị chặn lại và thờng trực ở đó

+ Khi phanh bàn đạp phanh quay quanh chốt cố định épcon lăn 22 tỳ lên cốc ép 20 làm cốc ép đi xuống Khi đã khắcphục xong khe hở tự do giữa cốc ép và bích chặn 17 thì

bích chặn ép phần tử đàn hồi 14 tỳ vào pít tông tuỳ động

15 làm pít tông đi xuống Khi đế van xả (nằm trên pít tôngtuỳ động) đi

Hình 2.6 Van phân phối dẫn động hai dòng

1.Van xả khí; 2 Thân van số 2; 3 Lò xo hồi vị đế van số 2;

4.Pít tông số 2; 5 Vòng hãm đế van số 1 1; 6 Lò xo hồi vị số 1i; 7 Tre bụi; 8.Bàn đạp phanh; 9 Con lăn; 10 Chốt tỳ; 11

Cốc tỳ; 12.Vít điều chỉnh; 13.Nắp van ; 14 Mặt bích tỳ;

15.Thân van số 1; 16 Pít tong tuỳ động số 1; 17 Lò xo; 18

Đế van số 1; 19,20 Lò xo; 21 Đế van số 2; 22.Đế đỡ van xả

hết khe hở giữa nó và nắp van thì van xả đóng lại và vannạp trên bắt đầu mở Khi này ở ngăn trên khí nén đi từ cửa

A qua van nạp ngăn trên cửa thông sangcửa B để dẫn đến các bầu khí xy lanh chính Đồng thời vớiquá trình này do ở cửa B có một lỗ thông với xy lanh củapistong số1 áp suất do khí này sinh ra cùng với lực đẩy của lò

xo số 2 sẽ tạo ra tính chép hình gây cảm giác nặng cho ngờilái Đồng thời E đợc thông với khoang F (phía trên pít tông lớn4) nên một dòng khí có áp suất sẽ tác dụng lên mặt trên củapít tông lớn 4 làm nó đẩy pít tông nhỏ đi xuống Khi khe hởgiữa đế van xả và nắp van đợc khắc phục thì van nạp dớibắt đầu đợc mở ra Khí nén từ cửa C thông qua van nạpngăn dói thông qua cửa D để dẫn tới bầu khí của các xy lanhchính Nh vậy cơ cấu cơ khí trực tiếp điều khiển van nạpcủa ngăn trên còn van nạp ngăn dới là do khí nén điều khiểnsau khi van nạp ngăn trên đã mở Nh vậy có nghĩa là dòng nốivới ngăn trên sẽ có tác dụng trớc so với dòng nối với ngăn dới vì

vậy dòng nối với ngăn trên đợc dẫn tới dòng truyền động cơ

cấu phanh cầu sau nhằm mục đích giữ ổn định cho ô tô

khi phanh

+ Khi rà phanh tức là giữ phanh ở một vị trí nhất định thì

độ gia tăng áp suất ở khoang B không còn nữa, trong khi đó

áp suất ở khoang A tiếp tục tăng sẽ làm phá vỡ trạng thái cânbằng đẩy pistong nhỏ đI lên đóng kín cửa van nạp số 1 Quá

trình cũng xảy ra tơng tự đối với van nạp số 2 Khi trang thái

cân bằng mới đã đợc xác lập thì hai van xả và hai van nạp

xo 5 đẩy về vị trí phía trên Van nạp ngăn dới đợc đống lại

và van xả ngăn dói đợc mở ra, ngắt khí nén từ bình chứa vàthoát khí nén từ bầu khí xy lanh chính theo đờng thoát rangoài

d) Xy lanh tổng hợp

*) Nhiệm vụ, cấu tạo.

Nhiệm vụ chính của xy lanh tổng hợp là : Biến áp suất khíthể thành áp suất chất lỏng của dầu Sơ đồ và cấu tạo củacụm chi tiết đợc cho nh hình vẽ dới đây

với quá trình đó không khí trong ngăn sau của pistong khí

sẽ qua van xả 5 ra ngoài

2 1

11

12 13

sẽ tạo ra trạng thái cân bằng với

áp suất ngăn trớc của xy lanh khí khe hở bù dầu đóng

- Khi thôi đạp phanh Không khí từ khoang trớc của xy lanh khí theo đờng cũ trở

về van phân phối Lò xo hồi vị 3 đẩy pistong số 2 thông quacần đẩy 15 chốt 14 , cốc 13 kéo pistong thuỷ lực 10 qua trái

Dầu từ các xy lanh bánh xe theo các đờng ống cũ trở về xylanh tổng hợp Tại vị trí cuối cùng khi khí đã đợc xả hết sẽ

xuất hiện khe hở bù dầu giữa cốc 13 và pistong số 10 Tạitrạng thái này dầu sẽ đợc bù thêm hoặc thoát bớt ra qua van bùdầu số 6.

Khi má phanh mòn quá giá trị cho phép, khe hở giữa má

phanh và trống phanh lớn sẽ làm cho khoảng dịch chuyển củapistong 2 lớn chạm vào thanh đẩy của công tắc điện từ 12công tắc này bật báo cho ngời lái biết cần phải thay má

phanh

3 Tính tất yếu phải áp dụng tiêu chuẩn chung châu âu ECE trong thiết kế các cụm tổng thành

Đất nớc ta đang trong giai đoạn phát triển kinh tế rấtnhanh Nhu cầu về lu thông hàng hoá cũng ngày càng lớn

Trong đó nhu cầu về lu thông hàng hoá bằng xe tải chiếmmột tỷ trọng không nhỏ Các xe tải có trọng tải lớn đangchiếm u thế về giá cả và thời gian Bởi vì trong một khoảngthời gian loại xe lớn có thể vận chuyển đợc một khối lợng hànghoá lớn, rút ngắn thời gian cho quá trình lu thông hàng hoá

Ô tô đợc sử dụng ở nớc ta hiện nay rất đa dạng về chủngloại Phần lớn các xe cũ còn đợc sử dụng có nguồn gốc Đông

Âu, các loại ô tô con thì phần lớn có nguồn gốc Tây Âu hoặcNhật Bản Các loại xe tải lớn và xe khách thì rất nhiều có xuất

xứ từ Hàn Quốc và một số lợng lớn các xe đợc sản xuất trong

n-ớc Mỗi loại xe ở mỗi quốc gia này lại đợc sản xuất tuân theomột tiêu chuẩn nhất định Với tình hình đa dạng về mặtkiểu dáng và tiêu chuẩn nh vậy sẽ gây ra không ít khó khăncho công tác quản lý phơng tiện cũng nh quá trình sửa

chữa, bảo dỡng xe Dẫn đến một nhu cầu phải có một tiêuchuẩn chung trong thiết kế, sản xuất xe ô tô ở nớc ta.

Xu thế chung hiện nay trên thế giới cũng nh trong nớc ngànhcông nghiệp ô tô đang đi dần vào chuyên môn hoá Ngàycàng xuất hiện nhiều công ty, xí nghiệp chỉ sản xuất mộtchi tiết hoặc một nhóm chi tiết, một kết cấu hoặc một cụmtổng thành của ô tô và kéo theo đó là xuất hiện nhữngchiếc ô tô là sản phẩm chung của rất nhiều công ty, xínghiệp Thậm chí của nhiều quốc gia Một vấn đề đặt gia

đó là làm thế nào để đảm bảo tính đồng hoá của các cụmtổng thành này hay nói cách khác làm thế nào để chiếc xe

có thể hoạt động tốt, đảm bảo các yêu cầu kỷ thuật khi nó

đợc chắp vá nh vây Giải pháp của vấn đề chính là đặtgia một quy định, một tiêu chuẩn chung, tiêu chuẩn này sẽ ápchế cho tất cả các quá trình thiết kế, sản xuất xe của cáccông ty, xí nghiệp và các cá nhân thuộc các quốc gia côngnhận nó

Cùng với việc chịu ảnh hởng của nhiều quốc gia sản xuất xelớn trên thế giới là việc phải áp dụng cùng một lúc nhiều tiêuchuẩn trong thiết kế, sản xuất cũng nh sử dụng Dẫn tớinhững vớng mắc và đặc biệt là mất tính thống nhất Đểgiải quyết vấn đề đấy hiện nay ở nớc ta đang có xu hớng vàtiến tới sẽ sử dụng một loại tiêu chuẩn thống nhất đó là tiêuchuẩn chung Châu âu ECE

Trong giới hạn đồ án tốt nghiệp đề tài sẽ áp dụng tiêu chuẩnnày ở mức tuân theo các tiêu chuẩn về kích thớc, khối lợng

Với loại xe hai cầu có thể sử dụng cụm tổng thành cầu sauchủ động này có tổng tải trọng không vợt quá 18 tấn Trong

đó tải trọng đặt lên cầu sau không quá 11 tấn Loại xe Kíchthớc lớn nhất cho phép đối với các xe này là: Dài tối đa khôngquá 12m, cao không quá 4m, rộng không quá 2,25m Vớimong muốn cố gắng để thoả mãn tính đồng hoá Các thông

số kỹ thuật ban đầu khác đề tài xin đợc chọn theo các loại

xe tham khảo có tuân theo tiêu chuẩn ECE

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí ổ bi đỡ trục bánh răng chủ động

1.1 Chế độ tải tính toán

cầu chủ động trong thiết kế cụm tổng thành phải thoả mãntính đồng hoá do vậy tải tính toán cho truyền lực chính đợctính từ bám lên

Mômen tính theo bám:

Mtt= M max =Gi max rbx (2.1) Trong đó các thông số chọn theo xe tham khảo :

- Gi: trọng lợng tĩnh tính cho cầu sau trờng hợp chịu tảitối đa

Gi=110000(N)

- max: hệ số bám cực đại max lấy bằng 0,75

- rbx: bán kính làm việc của bánh xe:

rbx = r0 (3.3) trong đó :

r0 = (3.4 Theo kí hiệu của lốp ta có: Với loại lốp ký hiệu 12.00R-20-16PR

H = 12(inch)

i0 = 7,66 lựa chọn Z1 = 6 răng.

- Chọn số răng của bánh răng bị động Z2

Z2 = Z1.i0 =7,64.6 = 45,84 Chọn Z2 = 46 răng

- Tỷ số truyền chính xác i0 = (2.3)

- Đờng kính vòng chia bánh răng lớn nhỏ nhất cho phép

d2 đợc chọn theo mô men tác dụng lên bánh răng

d2=(1,81-2,06) (cm) (2.4)

d2 =368 (mm)

Chiều xoắn bánh răng nhỏ đợc chọn sao cho không gây ra

bó kẹt khi cặp bánh răng làm việc Chính vì thế nếu nhìn

từ hớng động cơ xuống thì chiều xoắn của răng BR nhỏ làchiều xoắn trái còn chiều xoắn BR lớn phải là xoắn phải

- Góc xoắn bánh răng nhỏ

Sơ bộ chọn β1=450 – 500 Chọn β1=450

- Hệ số chiều cao làm việc của răng chọn sơ bộ theo sốrăng của bánh răng nhỏ Äp= 0,875

- Hệ số dịch chỉnh chiều cao ở tiết diện pháp tuyếnchọn theo Z1

Đối với ô tô tải chọn = 450 Việc tính toán các thông số hình học của bộ truyền hypốittơng đối dài, dới đây em xin đợc trình bày bảng kết quả

tính toán cho bộ truyền lực chính của cụm kết cấu cầu chủ

động Phần tính toán cụ thể em xin đợc trình bầy trongphần phụ lục

Bảng 1.Các thông số hình học của bộ truyền lực chính hypôit.

5 Nửa góc côn chia độ 130 10’ 860 46’

7 Góc ăn khớp danh nghĩa điểm giữa răng độ 22

5 Khe hở chân răng đáylớn c mm 1,2851

9

Bk vòng chia trung bình

rx m

m

23,98 152,4

1.3 Tính bền bánh răng theo uốn và tiếp xúc.

Việc tính bền cho bánh cho truyền lực chính chỉ cầntính cho bánh răng nhỏ, tức là tính cho bánh răng chủ động

Sơ đồ lực tác dụng giữa các bánh răng nh trên hình dới đây

Hình 3.3 Sơ đồ lực của truyền lực chính

1.3.1 Tính các lực tác dụng.

Hình 3.4 Sơ đồ tính lực trên các bánh răng TLC

* Tính lực vòng

P1 = P2 = =3512/ 0,0335 =104829 (N).

* Tính lực hớng trục

Q1 = Thay số Q1 = 110601 (N)

Q2 =Thay số Q2 = 46960(N)

* Tính lực hớng kính

R1 = Thay số R1 = 95835 (N)

R2 = Thay số R2 = 39694 (N)

1.3.2 Tính bền bánh răng theo ứng suất uốn.

ứng suất uốn tác dụng lên các răng của bánh răng chủ động

đợc xác định theo công thức sau:

(2.6)Trong đó:

- kd: hệ số tải trọng động, chọn trong khoảng 1-1,5 Do

xe làm việc trong trong điều kiện tải trọng thay đổi nhiều nên ta chọn

kd=1,2

- h: Chiều cao răng đáy lớn h = 15,06 (mm)

Do vậy:

Vậy độ bền uốn đợc đảm bảo

1.3.3 Tính ứng suất tiếp xúc đặc trng cho sự mòn bề mặt răng.

ứng suất tiếp xúc tác dụng lên bề mặt răng đợc xác địnhtheo công thức sau:

(2.7)Trong đó:

- P: Lực vòng tính theo chế độ tải trung bình

Thay các giá trị vào ta đợc:

rtd1= 48,64 (mm) rtd2=3165 (mm)

Nh vậy bộ truyền đảm bảo độ bền tiếp xúc

2 Thiết kế Bộ truyền vi sai.

Bộ vi sai có nhiệm vụ truyền mô men từ TLC sang các bántrục Trong quá trình làm việc các bánh răng hành tinh có

điều kiện làm việc khắc nghiệt hơn Vì vậy trong quá

trình tính toán ta sẽ tiến hành kiểm nghiệm bền cho bánh răng hành tinh

- Chọn số răng của bánh răng bán trục

Theo yêu cầu bô vi sai nằm gọn trong bánh răng bị độngcủa truyền lực chính Tại vòng đỉnh của bánh răng bán trục