Hướng dẫn thực hành thiết kế ii phần thiết kế hệ thống phanh xe bán tải

NỘI DUNG CHÍNH CỦA THUYẾT MINH MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH 1.1.. Tính toán mô men phanh cần thiết sinh ra tại một cơ cấu phanh 1.3.. Tính toán các số th

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN CƠ KHÍ Ô TÔ

TS PHẠM TẤT THẮNG HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH THIẾT KẾ II

Phần: Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải

HÀ NỘI - 2023

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

YÊU CẦU CHUNG NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ BẢN VẼ

A NỘI DUNG CHÍNH CỦA THUYẾT MINH

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH

1.1 Giới thiệu phương án thiết kế

1.2 Tính toán mô men phanh cần thiết sinh ra tại một cơ cấu phanh

1.3 Tính toán các số thông số cơ bản của cơ cấu phanh

1.4 Tính toán kiểm tra khả năng làm việc của cơ cấu phanh

CHƯƠNG II: XÂY DỰNG BẢN VẼ KỸ THUẬT CỦA CƠ CẤU PHANH 2.1 Giới thiệu phần mềm

2.2 Xây dựng bản vẽ 3D các chi tiết của cơ cấu phanh

2.3 Xây dựng bản vẽ lắp 3D

2.4 Xuất bản vẽ lắp 2D

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

B BẢN VẼ

1 01 bản vẽ lắp 3D

2 01 bản vẽ lắp 2D

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN CƠ KHÍ Ô TÔ

THỰC HÀNH THIẾT KẾ 2

TÊN ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH Ô TÔ BÁN TẢI

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ SỐ 5

Nhóm sinh viên:

1 Lý Minh Hiếu MSV: 201301089 Lớp KTO 1 K62 (NT)

2 Khổng Minh Hiếu

3 Nguyễn Trung Hiếu

4 Nguyễn Văn Hân

5 Phạm Bá Hiệp

Hệ: Chính qui

Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Tất Thắng

Hà Nội 2024

MỤC LỤC

i

LỜI MỞ ĐẦU

1

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH

1.1 Giới thiệu phương án thiết kế

1.1.1 Phương án thiết kế

(Xem nhiệm vụ, đưa vào đây)

1.1.2 Yêu cầu đối với hệ thống phanh thiết kế

(Xem giáo trình, bài giảng KC & TT Ô tô)

1.1.3 Phân tích kết cấu của cơ cấu phanh thiết kế

(Xem giáo trình, bài giảng KC & TT Ô tô)

1.2 Tính toán mô men phanh cần thiết sinh ra tại một cơ cấu phanh

Mô men phanh cần thiết sinh ra tại một cơ cấu phanh ở cầu trước, cầu sau phải đảm bảo hiệu quả phanh lớn nhất – sử dụng toàn bộ lực bám (cơ cấu phanh được đặt ở tất cả các bánh xe, khi phanh với cường độ phanh lớn nhất, lực phanh bằng lực bám:

Hình 1 Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên ô tô khi phanh

Mô men phanh cần thiết sinh ra tại một cơ cấu phanh ở cầu trước/ cầu sau:

trong đó:

G – Trọng lượng toàn bộ của ô tô (N) ,với G = Ga1 + Ga2 = 28100 (N)

L – Chiều dài cơ sở của ô tô (m) , với L=3,090 (m)

hg – Chiều cao trọng tâm của ô tô (m), với hg= 0,58 (m)

a, b – khoảng cách từ trọng tâm đến tâm cầu trước/ tâm cầu sau của ô tô (m),

với a=

1,85( ) 28100

a

G L

m

b= L - a = 3,09 – 1,85 =1,24 (m)

φ – Hệ số bám giữa bánh xe với măt đường ( hệ số bám dao động trong khoảng 0,7

0,8, ở đây chọn φ = 0,7)

rbx – Bán kính động lực của bánh xe (m), với rbx được xác định bởi công thức:

2

0, 46

v bx

D

r H      m

trong đó:

H – chiều cao lốp xe

 – hệ số kể đến biến dạng của lốp, với lốp áp suất thấp = 0,930,935, ở đây chọn

= 0,93

Dv – đường kính vành bánh xe

=> Mô men phanh cần thiết sinh ra tại một cơ cấu phanh ở cầu trước/ cầu sau:

1

2

g

g

h Gb

L b

h Ga

L a













(1.1)

1.3 Tính toán các số thông số cơ bản của cơ cấu phanh

1.3.1 Tính toán các thông số kích thước cơ bản của cơ cấu phanh trước

-Cơ cấu phanh đĩa

Hình 1 Sơ đồ xác đinh các thông số của cơ cấu phanh đĩa

- Đường kính đĩa phanh:

D đ D v 2v 2đ v 0, 46 2.0,004 2.0,05 0,352( )   m (1.2) trong đó:

Dv – Đường kính vành bánh xe (lắp với lốp) (m), xác định theo ký hiệu lốp

3

δv – Độ dầy hướng kính của vành bánh xe (m), chọn từ 0,0040,005(m), ở đây chọn

δv=0,004 (m)

∆đ-v – Khe hở hướng kính giữa đĩa phanh và vành bánh xe (m), chọn ∆đ-v= 0,05 (m)

- Bán kính bên ngoài má phanh:

0,352

0,176( )

đ n

D

- Bán kính bên trong má phanh:

R t 0,53 0.75 R n 0, 65R n 0, 65.0,176 0,1144( ) m (1.4)

- Bán kính trung bình hình học:

0,176 0,1144

0,1452( )

n t tb

R R

- Bán kính ma sát trung bình:

0,147( )

n t ms

n t

R R

R R

(Với các đĩa phanh có bán kính nhỏ cho phép tính gần đúng R ms = R tb )

- Góc ôm của má phanh (α):

3062

0,67

pbx

n t ms

M

R R q R





39

  , với điều kiện  = 4560, ở đây ta chọn  50

(1.7)

trong đó:

q - Áp lực tác dụng giữa má phanh và đĩa phanh, chọn q ≤ [q], với [q]=5MN/m;

µ - Hệ số ma sát giữa má phanh và đĩa phanh, µ=0.35;

- Lực ép cần thiết lên má phanh (P)

14879 0,35.0,147.4

pbx ms

M

R m



trong đó:

Mpbx1 - Mômen phanh cần thiết sinh ra ở một cơ cấu phanh ở cầu trước, [Nm]

m – là số má phanh ( m= 4)

1.3.2 Tính toán các thông số kích thước cơ bản của cơ cấu phanh sau

-Cơ cấu phanh tang trống

4

P

e

D t

b

Hình 1 Sơ đồ xác đinh các thông số của cơ cấu phanh tang trống

- Đường kính trống phanh (D t ):

D t D v 2v 2t  2 t v (1.9) trong đó:

Dv – Đường kính vành bánh xe (lắp với lốp) (m), xác định theo ký hiệu lốp( Dv= 0,46m)

δv – Độ dầy hướng kính của vành bánh xe (m) 4 5mm ( chọn δv= 4mm = 0,004m)

δt – Độ dầy hướng kính của tang trống (m), 8 10mm ( chọn δt =10mm = 0,01m)

∆t-v – Khe hở hướng kính giữa tang trống và vành bánh xe (m), 10 20mm ( chọn ∆t-v= 15mm = 0,015m)

=> D t D v 2v 2t  2t v 0, 46 2.0, 004 2.0, 01 2.0, 015 0, 402     m

- Các kích thước a, c, e và góc ôm tấm ma sát (β 0 ): .

Chọn theo kinh nghiệm:

a = c = 0,4D t =0,4.0,402=0,1608(m)

e = 0,425D t = 0,425.0,402=0,17(m)

β 0 = 90÷110 0 , ta chọn cơ cấu phanh cân bằng và β 0 = 100 0

- Bề rộng tấm ma sát (b):

Thừa nhận qui luật phân bố áp suất tiếp xúc giữa tấm ma sát và trống phanh là đều:

 

2

0,02( )

pbx

t o

M

D q

- Lực dẫn động cần thiết guốc phanh (P):

Được xác định theo điều kiện mô men ma sát (mô men phanh) của cơ cấu phanh bằng mô men phanh cần thiết sinh ra tại một cơ cấu phanh (M p = M pbx2 ), biểu thức tính

M p tùy thuộc loại cơ cấu phanh

1.4 Tính toán kiểm tra khả năng làm việc của cơ cấu phanh

1.4.1 Công ma sát riêng

5

* Giả thiết: Toàn bộ động năng chuyển động của ô tô với tốc độ v1 khi bắt đầu phanh được cơ cấu phanh hấp thụ bởi công ma sát sinh ra ở bề mặt tiếp xúc giữa má phanh và trống phanh (đĩa phanh)

 

4

7.10

Gv

l l l

gA gA  

trong đó:

G - Trọng lượng toàn bộ của ô tô [N],

g - Gia tốc trọng trường [m/s2], với g= 9,81m/s2

v1 - Vận tốc ô tô khi bắt đầu phanh [m/s], giả sử v= 60km/h=16,67m/s

[l] – Công ma sát riêng cho phép , với v= 60km/h=16,67m/s, [l]=(4÷10).104 J/m2, chọn [l]=10.104 J/m2

AƩ - Tổng diện tích ma sát của tất cả các má phanh [m2]

Đối với cơ cấu phanh tang trống:

1 0

4.(1,75.0, 201.0,02) 0,31

m

i ti i i

A  R b



với:

m - số lượng má phanh,

β0i- Góc ôm của má phanh thứ i [rad],

Rti - Bán kính trống phanh thứ i [m],

bi - Chiều rộng má phanh thứ i [m],

4 1

28100.16,67

Gv

J/m2( thoả mãn) Đối với cơ cấu phanh đĩa

2 1

m

i ni ti i

R R



với:

m - số lượng má phanh, m=4

i- Góc ôm của má phanh thứ i [rad], =500= 0,87 rad

Rti, Rni - Bán kính trong và ngoài của má thứ i [m]

1

28100.16,67

Gv

gA

1.4.2 Tỉ số khối lượng toàn bộ của ô tô trên tổng diện tích ma sát các má phanh

Tỉ số khối lượng toàn bộ của ô tô trên tổng diện tích ma sát của các má phanh (tỉ

số đánh giá tuổi thọ làm việc của má phanh) γ được tính kiểm tra:

9,81.(0,31 0,03)

G

gA



trong đó:

6

[γ] – Tỉ số khối lượng toàn bộ ô tô trên tổng diện tích ma sát của các má phanh cho

phép (giáo trình KC & TT Ô tô),

1.4.3 Sự tăng nhiệt độ của tang trống (đĩa phanh)

* Giả thiết:

- Toàn bộ động năng của ô tô chuyển hóa thành nhiệt năng sinh ở cơ cấu phanh

- Toàn bộ nhiệt năng được hấp thụ bởi trống phanh (đĩa phanh), má phanh không

* Áp dụng định luật bảo toàn năng:

G

g

v12−v22

2 =m p C p τ0+A p∫

0

t

k p dt

trong đó:

v1, v2 - Vận tốc của ô tô khi bắt đầu phanh và vận tốc của ô tô cuối quá trình phanh [m/s],

mp - Khối lượng của trống phanh (đĩa phanh) và các chi tiết tiếp xúc với trống phanh (đĩa phanh) bị nung nóng [kg], chọn theo xe tham khảo,

Cp - Nhiệt dung riêng của vật liệu chế tạo trống phanh (đĩa phanh), đối với thép hoặc gang Cp = 500 [J/kg.độ],

τ0- Nhiệt độ gia tăng ở trống phanh (đĩa phanh) [độ C],

Ap - Diện tích tiếp xúc của trống phanh (đĩa phanh) với không khí [m2],

kp - Hệ số truyền nhiệt từ trống phanh (đĩa phanh) vào không khí [J/m2s],

t - Thời gian phanh [s]

* Khi phanh với cường độ phanh lớn nhất (Jpmax, tpmin) bỏ qua nhiệt năng truyền từ trống phanh (đĩa phanh) vào không khí Khi đó, nhiệt độ gia tăng ở trống phanh (đĩa phanh):

19,73

G v v

gm C

(1.17)

Khi phanh với cường độ lớn nhất, từ vận tốc v 1 = 30 km/h cho đến khi dừng hẳn v 2 =

0 km/h, thì nhiệt độ của trống phanh (đĩa phanh) tăng không qua 15 0 Vì  = 19,730 0

nên không thoả mãn điều kiện, để khắc phục điều này ta có thể tăng khối lượng của

má phanh lên m p14kg Khi đó 0 15 0

CHƯƠNG II: XÂY DỰNG BẢN VẼ KỸ THUẬT CỦA CƠ CẤU PHANH 2.1 Giới thiệu phần mềm

2.2 Xây dựng bản vẽ 3D các chi tiết của cơ cấu phanh

2.2.1 Xây dựng đĩa phanh

2.2.2 Xây dựng cụm xi lanh phanh bánh xe

2.2.3 Xây dựng các má phanh

2.2.4 Xây dựng các chi tiết lắp ghép, chi tiết phụ

2.2.1 Xây dựng giá (mâm) phanh

2.2.2 Xây dựng cụm xi lanh phanh bánh xe

2.2.3 Xây dựng các guốc phanh

7

2.2.4 Xây dựng các chi tiết lắp ghép, chi tiết điều chỉnh

2.3 Xây dựng bản vẽ lắp 3D

2.4 Xuất bản vẽ lắp 2D

KẾT LUẬN

8

TÀI LIỆU THAM KHẢO

9