Phần mềm thiết kế ô tô part 9 pot

Nhập dữ liệu từ tệp Khi ta chọn được tệp dữ liệu thì chương trình sẽ hiện ra các menu giống như nhập dữ liệu từ bàn phím cho phép người sử dụng có thể tham khảo để giữ nguyên hay sửa đổi

Các thông số kỹ thuật ôtô

- Loại xe (con hay tải)

- Trọng lượng toàn bộ của ô tô

- Mômen cực đại của động cơ

- Số vòng quay cực đại của động cơ

- Tỷ số truyền của truyền lực chính

- Tỷ số truyền của hộp số chính

- Tỷ số truyền của hộp số phụ

- Kích thước lốp

- Hệ số cản tổng cộng của mặt đường

Các thông số của hệ thống ly hợp:

- Loại ly hợp (1 đĩa, 2 đĩa)

- Hệ số ma sát của vật liệu

- Các thông số của lò xo ép: Số lượng lò xo, đường kính dây, đường kính trung bình, độ biến dạng lò xo

- Các thông số của đĩa bị động: bán kính trong, bán kính ngoài, bề rộng

- Các kích thước đòn dẫn động và đòn mở

- Hiệu suất của cơ cấu dẫn động

- Khe hở giữa các bề mặt ma sát khi mở ly hợp

- Khe hở đầu đòn mở và bạc mở thường chọn

Các thông số phục vụ kiểm bền:

- Bán kính vòng trong dãy đinh tán

- Bán kính vòng ngoài dãy đinh tán

- Số đinh tán bố trí ở vòng trong

- Số đinh tán bố trí ở vòng ngoài

- Đường kính đinh tán

- Chiều dài bị chèn dập của đinh tán( mm)

- Khe hở cực tiểu giữa vòng lò xo khi mở ly hợp

- Các khoảng cách trên trục ly hợp

- Góc lăn răng

- Góc nghiêng răng

- môđun răng

- Số răng

- Bán kính bánh răng

tổng cộng do các lò xo ép gây ra trên đía ép

3.2.3 Khối xác định mô men ma sát của ly hợp: Khối này thực hiện việc tính toán mômen ma sát của ly hợp do lực ép của các lò xo ép gây ra

dự trữ mômen của ly hợp

riêng và khối kiểm tra lực và hành trình bàn đạp của người lái Các khối này thực hiện việc tính toán kiểm tra các điều kiện làm việc và so sánh với tiêu chuẩn

một số chi tiết quan trọng trong hệ thống như đĩa ép, trục ly hợp, lò xo ép

3.2.7 Khối xem kết quả

Sau khi đã tính toán và kiểm tra điều kiện làm việc, khối này sẽ thể hiện các kết quả kiểm nghiệm các điều kiện làm việc, kết quả bền, v.v

3.2.8 Kết luận

Sau khi đã hoàn thành các bước tính toán kiểm nghiệm, chúng ta đưa ra bảng tổng kết các kết quả tính toán, trên cơ sở đó đánh giá được tổng thể hệ thống ly hợp đang lắp đặt trên xe

IV Xây dựng chương trình có giao diện tiếng Việt

Trên cơ sở sơ đồ thuật toán cho hai bài toán thiết kế và kiểm nghiệm hệ thống ly hợp, chúng tôi tiến hành xây dựng chương trình có giao diện bằng tiếng Việt để thực hiện các thao tác này một cách trực quan trên máy tính Chương trình được viết trên nền ngôn ngữ lập trình ứng dụng Matlab 5.3 Khi lựa chọn tính toán hệ thống lái từ chương trình tổng thể, ban đầu

sẽ có menu cho phép người dùng lựa chọn bài toán thiết kế hoặc kiểm nghiệm:

Hình 5.4.1 Menu chính Nếu bấm chọn "Thiết kế" sẽ thực hiện phần chương trình thiết kế hệ thống ly hợp từ các thông số hoàn toàn mới hoặc trên cơ sở các xe có sẵn do người sử dụng nhập vào Nếu chọn

"Kiểm nghiệm" sẽ thực hiện phần chương trình tính toán bài toán kiểm nghiệm hệ thống ly hợp của các xe hiện có đầy đủ các thông số Chọn "Thoát" để quay trở lại chương trình tổng thể toàn bộ các hệ thống trên ôtô

4.1 Chương trình tính toán thiết kế hệ thống ly hợp

Khi lựa chọn "Thiết kế" từ menu chính sẽ chạy phần chương trình tính toán thiết kế hệ thống

ly hợp có giao diện như sau:

Hình 5.4.1.1 Menu chính "Thiết kế hệ thống ly hợp"

Trên menu có thanh công cụ cho phép chúng ta thực hiện các thao tác của bài toán thiết kế Ban đầu là "Nhập dữ liệu", sau đó là "Xem kết quả" và kết thúc là "Thoát khỏi chương trình" Bên cạnh đó người sử dụng có thể xem phần "Trợ giúp" để biết thêm thông tin giúp

đỡ về cách thức sử dụng chương trình trong những lần đầu tiên

4.1.1 Nhập dữ liệu

Đây là phần chương trình rất quan trọng, bao gồm các modul nhập dữ liệu chung của xe, nhập dữ liệu của hệ thống ly hợp và nhập dữ liệu tính bền Trong mỗi modul nhập dữ liệu

đều có hai phần: Nhập dữ liệu từ bàn phím và nhập dữ liệu từ tệp

4.1.1.1 Nhập dữ liệu từ tệp

Khi bấm chọn nhập dữ liệu từ tệp của mỗi modul sẽ hiện ra bảng lựa chọn các tệp dữ liệu của các xe cơ sở đã có sẵn các thông số cho phép người sử dụng lựa chọn để tham khảo khi thiết kế mới

Hình 5.4.1.2 Nhập dữ liệu từ tệp

Khi ta chọn được tệp dữ liệu thì chương trình sẽ hiện ra các menu giống như nhập dữ liệu từ bàn phím cho phép người sử dụng có thể tham khảo để giữ nguyên hay sửa đổi các thông số của xe đó (các menu này sẽ được trình bày cụ thể ở dưới đây)

4.1.1.2 Nhập dữ liệu của xe từ bàn phím

Khi bấm chọn "Nhập dữ liệu từ bàn phím" để nhập dữ liệu xe, sẽ hiện ra menu để người sử dụng nhập các thông số phục vụ cho quá trình tính toán:

Sau khi đã nhập đầy đủ các thông số cơ bản của xe, chúng ta có thể lưu lại các thông số này khi bấm vào "Lưu lại", hoặc có thể bấm "Tiếp tục" để kết thúc phần nhập dữ liệu xe, chuyển sang phần tiếp theo Bấm "Thoát" khi nhập dữ liệu sai hoặc không muốn nhập dữ liệu nữa

Hình 5.4.1.3 Nhập dữ liệu xe từ bàn phím

4.1.1.3 Nhập dữ liệu hệ thống ly hợp

Sau khi đã nhập dữ liệu của xe, chương trình cho phép người sử dụng lựa chọn và nhập dữ liệu để thiết kế hệ thống ly hợp Khi bấm chọn "Dữ liệu/ Thông số hệ thống ly hợp" sẽ hiện

ra menu lựa chọn và nhập các thông số tham khảo để thiết kế hệ thống ly hợp:

Hình 5.4.1.4 Nhập thông số hệ thống ly hợp

Chương trình cho phép người sử dụng lựa chọn và nhập cácthông số cơ bản để thiết kế hệ thông ly hợp Sau khi thực hiện việc nhập các thông số, người sử dụng cũng có thể lựa chọn khi bấm "Lưu lại", "Tiếp tục", "Thoát" như dữ liệu xe

4.1.1.4 Nhập dữ liệu tính bền

Sau khi đã nhập dữ liệu của hệ thống ly hợp, chương trình cho phép người sử dụng lựa chọn

và nhập dữ liệu để tính bền một số chi tiết quan trọng trong hệ thống Khi bấm chọn "Dữ liệu/ Tính bền" sẽ hiện ra menu lựa chọn và nhập các thông số tính bền:

Hình 5.4.1.5 Nhập thông số tính bền Chương trình cho phép người sử dụng lựa chọn và nhập thông số tính bền Sau khi thực hiện việc nhập các thông số, người sử dụng cũng có thể lựa chọn khi bấm "Lưu lại", "Tiếp tục",

"Thoát" như dữ liệu xe và dữ liệu hệ thống ly hợp

4.1.2 Xem kết quả

Sau khi đã hoàn thành phần nhập dữ liệu, chương trình sẽ tự động tính toán và các kết quả tính sẽ được thể hiện khi người sử dụng bấm vào phần "Xem kết quả" ở menu chính Khi bấm vào "Xem kết quả", lần lượt các bảng hiện kết quả sẽ được thể hiện:

Trên các bảng thể hiện kết quả, người sử dụng có thể lựa chọn "Xem tiếp" để chuyển qua bảng kết quả tiếp theo, hoặc "Quay lại" khi muốn xem bảng kết quả trước đó Bấm "Thoát" khi kết thúc phần xem kết quả

Sau khi xem xong kết quả mà không muốn thực hiện công việc thiết kế hệ thống ly hợp nữa, thì người sử dụng có thể lựa chọn "Thoát khỏi chương trình" để quay về menu lựa chọn bài toán thiết kế hoặc kiểm nghiệm như ban đầu để kết thúc phần "Tính toán thiết kế hệ thống ly hợp"

Hình 5.4.1.6 Kết quả tính toán các giá trị đặc biệt

Hình 5.4.1.7 Kết quả tính toán các thông số cơ bản của hệ thống ly hợp

H×nh 5.4.1.8 KÕt qu¶ tÝnh to¸n bÒn mét sè chi tiÕt

4.2 Ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng ly hîp

Khi lùa chän "KiÓm nghiÖm" tõ menu chÝnh sÏ ch¹y phÇn ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng ly hîp cã giao diÖn nh− sau:

H×nh 5.4.2.1 Menu chÝnh "KiÓm nghiÖm hÖ thèng ly hîp"

4.2.1 NhËp d÷ liÖu

§©y lµ còng phÇn ch−¬ng tr×nh rÊt quan träng, bao gåm c¸c modul nhËp d÷ liÖu chung cña

xe, nhËp d÷ liÖu cña ly hîp, d÷ liÖu tÝnh bÒn T−¬ng tù nh− phÇn thiÕt kÕ khi nhËp d÷ liÖu cã thÓ b»ng hai c¸ch: nhËp d÷ liÖu tõ bµn phÝm vµ nhËp d÷ liÖu tõ tÖp

4.2.1.1 Nhập dữ liệu từ tệp

Khi bấm chọn nhập dữ liệu từ tệp của mỗi modul sẽ hiện ra bảng lựa chọn các tệp dữ liệu của các xe hiện đang sử dụng tại Việt Nam do nhóm tác giả thu thập được Ngoài ra người

sử dụng cũng có thể lưu trữ lại bộ thông số của các xe khác trong quá trình sử dụng

Hình 5.4.2.2 Nhập dữ liệu kiểm nghiệm từ tệp

4.2.1.2 Nhập dữ liệu của xe từ bàn phím

Khi bấm chọn "Nhập dữ liệu từ bàn phím" để nhập dữ liệu xe, sẽ hiện ra menu để người sử dụng nhập các thông số phục vụ cho quá trình tính toán:

Hình 5.4.2.3 Nhập dữ liệu xe

Chương trình cho phép người sử dụng lựa chọn và nhập thông số của xe Sau khi thực hiện việc nhập các thông số, người sử dụng cũng có thể lựa chọn khi bấm "Lưu lại", "Tiếp tục",

"Thoát" như ở phần thiết kế

4.2.1.3 Nhập dữ liệu hệ thống ly hợp

Khi bấm chọn "Dữ liệu/ Thông số ly hợp" sẽ hiện ra menu nhập các thông số của ly hợp:

Hình 5.4.2.4 Nhập dữ liệu ly hợp

Chương trình cho phép người sử dụng lựa chọn và nhập thông số của ly hợp Sau khi thực hiện việc nhập các thông số, người sử dụng cũng có thể lựa chọn khi bấm "Lưu lại" để lưu các giá trị thông số của ly hợp, "Tiếp tục" để thực hiện quá trình nhập dữ liệu tiếp theo hoặc

"Thoát" để thao tác lại

4.2.1.3 Nhập dữ liệu tính bền

Khi bấm chọn "Dữ liệu/ Tính bền" sẽ hiện ra menu nhập các thông số tính bền

Chương trình cho phép người sử dụng lựa chọn và nhập thông số tính bền Sau khi thực hiện việc nhập các thông số, người sử dụng cũng có thể lựa chọn khi bấm "Lưu lại", "Tiếp tục",

"Thoát" như dữ liệu xe và dữ liệu hệ thống ly hợp

Hình 5.4.2.5 Nhập dữ liệu tính bền

4.2.2 Xem kết quả

Sau khi đã hoàn thành phần nhập dữ liệu, chương trình sẽ tự động tính toán và các kết quả tính sẽ được thể hiện khi người sử dụng bấm vào phần "Xem kết quả" ở menu chính Khi bấm vào "Xem kết quả", lần lượt các bảng hiện kết quả sẽ được thể hiện

Hình 5.4.2.6 Kết quả tính toán các giá trị đặc biệt

Hình 5.4.2.7 Kết quả kiểm bền các chi tiết

Trên các bảng thể hiện kết quả, người sử dụng có thể lựa chọn "Xem tiếp" để chuyển qua bảng kết quả tiếp theo, hoặc "Quay lại" khi muốn xem bảng kết quả trước đó Bấm "Thoát" khi kết thúc phần xem kết quả

Sau khi xem xong kết quả mà không muốn thực hiện công việc tính toán kiểm nghiệm hệ thống ly hợp nữa, thì người sử dụng có thể lựa chọn "Thoát khỏi chương trình" để quay về menu lựa chọn bài toán thiết kế hoặc kiểm nghiệm như ban đầu để kết thúc phần "Tính toán

kiểm nghiệm hệ thống ly hợp"

V Kết luận

Chương trình "Tính toán thiết kế và kiểm nghiệm hệ thống ly hợp" với giao diện bằng tiếng Việt thân thiện, dễ hiểu, dễ sử dụng đã đạt được một số kết quả sau:

- Tổng hợp được các công thức và một số phương pháp tính toán đã được sử dụng ở Việt Nam trong những năm qua

- Xây dựng được chương trình tính toán có giao diện bằng tiếng Việt dễ hiểu, dễ sử dụng Chương trình này sẽ giúp cho các kỹ sư chuyên ngành giảm nhẹ được công việc tổng hợp lại các bước và công thức tính, cũng như giảm được khối lượng và thời gian tính toán so với trước đây còn phải sử dụng bằng tay

- Tổng hợp được quá trình tính toán trên một số các kết cấu của hệ thống ly hợp hiện đang

được sử dụng rộng rãi trên thị trường Việt Nam và có thể áp dụng chương trình để kiểm nghiệm các loại xe này, cũng như có thể dựa trên cơ sở thông số của các loại xe hiện có để thiết kế cho các loại xe đóng mới tại Việt Nam có kết cấu tương tự

- Chương trình có thể mở rộng tính toán cho một số kết cấu của hệ thống ly hợp khác phức tạp hơn như các hệ thống ly hợp có trợ lực, v.v

Bên cạnh những mặt đạt được, chương trình còn có một số khiếm khuyết sau:

- Chương trình xây dựng mới tổng hợp được một số lượng hạn chế về kết cấu hiện có trên thị trường chủ yếu xoay quanh hệ thống ly hợp có cơ cấu dạng 1 đĩa, 2 đĩa với lò xo ép dạng lò

xo trụ, dẫn động ly hợp loại cơ khí 6 khâu nên còn chưa đi sâu giải quyết triệt để các loại kết cấu ly hợp khác tại Việt Nam

- Phần tính toán trợ lực ly hợp mới chỉ dừng lại ở tính toán lực trợ lực mà chưa thiết kế phần trợ lực nên chưa hoàn thiện

- Chương trình chạy trong môi trường của phần mềm Matlab 5.3, tuy đây là phần mềm sẵn

có và sử dụng tương đối thuận tiện nhưng phải cài đặt phần mềm này mới chạy được

Chương Vi Tính toán khung ôtô

I Đặt vấn đề

1.1 Tổng quát

Khung ôtô dùng để đỡ các cụm nằm trên nó và để giữ các cụm ở những vị trí tương quan với nhau Khung phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Có độ bền lâu tương ứng với tuổi thọ của ôtô

- Có độ cứng vững tốt để cho biến dạng của khung không làm ảnh hưởng đến điều kiện làm việc của các cụm và các cơ cấu của ôtô

- Có hình dạng thích hợp đảm bảo tháo lắp dễ dàng các cụm

1.2 Mục đích

Hiện nay việc tính toán khung cũng như tính toán vỏ ôtô có thể được thực hiện nhờ phương pháp phần tử hữu hạn Tuy nhiên đây là một phương pháp còn tương đối phức tạp và cần nhiều phần mềm chuyên dụng để tính toán Trong điều kiện hiện có thì việc tính toán khung bằng các phương pháp truyền thống về mặt lý thuyết vẫn có thể chấp nhận được, tuy nhiên khối lượng và thời gian tính toán còn lớn Bởi vậy, mục đích của chương trình tính khung này là tổng hợp các công thức tính toán truyền thống và xây dựng chương trình tính toán dựa trên các công thức đó

1.3 Giả thiết tính toán:

Khi xe chạy trên đường, khung sẽ chịu biến dạng tổng hợp uốn và xoắn Bởi vậy khi tính bền khung phải tính bền theo uốn và theo xoắn

Khi tính toán bền uốn khung có một số giả thiết sau:

- Tính khung trong trường hợp chịu tải trọng tĩnh

- Chỉ xét đến phần trọng lượng được treo của ôtô gây uốn khung, bỏ qua hiện tượng xoắn do trọng lượng của các thành phần tải trọng lệch so với đường tâm khung

- Các cụm, các bộ phận là những tải trọng tập trung có điểm đặt lực tại tâm các cụm, tải trọng thùng xe phân bố đều theo chiều dài thùng

- Khi tính toán khung xe ta giả thiết chỉ xét khung trong trường hợp một dầm chịu lực nhằm tăng hệ số dự trữ bền

Tính khung theo xoắn chủ yếu theo chế độ tải trọng khi ôtô chạy trên điều kiện đường xấu nhất (khi đi qua hố, rãnh, đất thụt) tốc độ của ôtô bị hạn chế và khung bị vặn xoắn nhiều Các giả thiết tính toán bền xoắn khung

- Theo phương pháp tính khung theo xoắn gần đúng dựa trên cơ sở là khung ôtô loại có hai dầm dọc có độ cứng khi xoắn kém hơn uốn rất nhiều lần

- Khi khung bị xoắn biến dạng uốn xà dọc bé và so với biến dạng xoắn trong nhiều trường hợp có thể bỏ qua Người ta coi gần đúng rằng góc xoắn mỗi một phần tử thiết kế khung tỷ

lệ với độ dài khung

II Các bước tính toán:

Qui trình tính toán kiểm bền khung gồm các bước sau:

- Xác định các tải trọng đặt lên khung

- Tính phản lực tại vị trí lắp đặt hệ thống treo

- Vẽ biểu đồ nội lực tác dụng lên khung, xác định vị trí nguy hiểm chịu lực tổng hợp lớn

- Kiểm tra bền uốn khung tại tiết diện nguy hiểm

- Kiểm tra bền xoắn khung

2.1 Xác định các tải trọng đặt lên khung

Hình 2.1 Tải trọng tác dụng lên khung

Thông thường, xe tải có các tải trọng đặt lên khung sau:

- Ba đờ xóc: Pb

- Két nước: Pkn

- Động cơ, cụm ly hợp: Pdc

- Ca bin: Pcb

- Hộp số: Phs

- Các đăng: Pcd

- Thùng hàng (coi như tải trọng phân bố đều trên suốt chiều dài thùng): qT

2.2 Tính các phản lực tại vị trí lắp đặt hệ thống treo

Để tính các phản lực tại vị trí lắp đặt hệ treo, chúng ta phải xác định được vị trí (toạ độ) của các tải trọng đặt lên khung và vị trí lắp đặt hệ treo theo nguyên tắc sau:

Pb Pkn Pdc Pcb P

hs

S1

qT

Pnl Pcd

RT

RS

O2

O1

Pi

zi

l1

l2