thiết kế hẹ thống treo xe tải 4 tấn

Đối với các lá nhíp có bề dày nhnhau để đảm bảo cho tất cả các lá nhíp đợc đa vào làm việc cùng một lúc ngaycả khi có tải trọng bé nhât có nghĩa là ở trong mọi trờng hợp đầu các lá nhíp

Phần 4

Thiết kế nhíp phụ

I Tính toán thiết kế nhíp phụ

I.1 Xác định độ võng tĩnh và động của nhíp: ft ,fd

Trọng lợng phân ra nhíp chính khi có tải: Mp = 1219,05(kg)

Chọn tần số thích hợp cho xe đối với nhíp phụ (n = 115 lần/p)

) ( 037 , 12 30

115 14 , 3 30

10 05 , 1219

m C

g M c

I.2 Xác định chiều dài của các lá nhíp

Chiều dài của nhíp đợc xác định theo công thức:

L =(0,4  0,55)LaTrong đó:

La: chiều dài cơ sở của xe =3700(m)m))

Ip =

L E

h l

C p a

3

.

§é cøng cña nhÝp: Cp

4 8 6

4 3

2 2

10 554 , 3 10

2 3 18 , 1

) 59 , 0 (

1 , 150117

383 , 1 48

3

) 5 0 ( ) 5 0 (

m E

L C EL

L L

i

h 2

p

c a

c p

Ef

d h

d l

3

) 5 0 )(

5 0 (

p

Ef

d L h

12

) (

2   2 max



- HÖ sè d¹ng nhÝp: p=1,42

- øng suÊt lín nhÊt: m)ax= 800 1000 Mn/m)2

§é vâng toµn bé cña nhÝp: fp

- khoảng cách giữa hai bu lông quang nhíp: dc =140(m)m))

- bề dày của nhíp: hp

- chiều dài cơ sở của nhíp: L

- m)odun đàn hồi của vật liệu làm) nhíp E=2.105Mn/m)2

) ( 00926 , 0 1328

, 0 10 10 2 3

10 10000 ) 14 , 0 5 , 0 59 , 0 (

42 , 1 2

6 5

5 2

10 554 , 3 12

9 3

065 , 0 12

m h



I.4.4 Tính chiều dài các lá nhíp

Chiều dài các lá nhíp đợc xác định theo công thức sau

ln = ln-1 -Xn-1

i

n c

n c p

n n

I

I d l

K X

i

n c

n p

c n

c c

n

c n

n

I

I K d l

d l

d l

d l

1 1

5.0

5.05

.0

5.0

- Hệ số kể đến độ tăng ứng suất của lá ngắn nhất: p

- Xác định theo công thức dới đây: Kp

Là hệ số xét đến ảnh hởng của lá nhíp cuối cùng đến sự tăng ứng suất trêncác lá nhíp Kp =

p c

c c

p

p I I

I I

10 554 , 3 ).

10 554 , 3

10 12 / 9 65 2 , 1 1

1180 2

2

I I d l

K

x2  1. (1 0,5. )( 1  2)

) ( 8 , 95 35540

12

9 65 2 ).

2

140 590 (

975 , 0 85

,

0

5

c

I

K I I d

975 , 0 12

9 65 2 1 (

140 5 , 0 2

,

494

140 5 , 0 590

9534 , 0 1

12

9 65 ).

2

140 590 (

c c

c

I

I K d l

d l

d l

d l

.

5 , 0

5 , 0

5

,

0

5

,

0

3 2 4

1 4

9543 , 0 1 12

9 65 1

975 , 0 140 5 , 0 4 , 434

140 5 , 0 590 140

5 , 0 4

,

434

140 5 , 0 2

I

I d l

.

4 3 2

4 1

002 , 1 9534 ,

140 5 , 0 590 (

c c

c

I

I K d

l

d l

d l

d l

5 , 0

5 , 0

5

,

0

5 ,

0

4 3 2

5 5

1 5

9683 , 0 35540

002 , 1 9534 , 0 1 12

9 65 1

975 , 0 140 5 , 0 43 , 375

140 5 , 0 590 140

5 , 0 43

,

375

140 5 , 0 4

I

I d l

k

x

.

).

5 , 0 (

.

5 4 3

2

5 1

12

9 65 ).

140 5 , 0 590 (

975 , 0 1

c c

c

I

I K d

l

d l

d l

d l

5 , 0

5 , 0

5 ,

0

5 ,

0

5 4 3 2

6 6

1 6

9683 , 0 002 , 1 9534 , 0 1 12

9 65 1

975 , 0 140 5 , 0 53 , 314

140 5 , 0 590 140

5 , 0 53

,

314

140 5 , 0 43

I

I d l

k

x

.

).

5 , 0 (

.

6 5 4 3

.

2

5 1

12

9 65 ).

140 5 , 0 590 (

975 , 0 1

c c

c

I

I K d

l

d l

d l

d l

5 , 0

5 , 0

5 ,

0

5 ,

0

6 5 4 3 2

7 7

1 7

041 , 1 9683 , 0 002 , 1 9534 , 0 121

9 65 1

95 , 0 140 5 , 0 03 , 256

140 5 , 0 590 140

5 , 0 03

,

256

140 5 , 0 53

I

I d l

k

x

.

).

5 , 0 (

.

7 6 5 4

3

.

2

5 1

12

9 65 ).

140 5 , 0 590 (

975 , 0 1

c c

c

I

I K d

l

d l

d l

d l

5 , 0

5 , 0

5 ,

0

5 ,

0

7 6 5 4 3 2

8 8

1 8

041 , 1 9683 , 0 002 , 1 9534 , 0 1 12

9 65 1

975 , 0 140 5 , 0 53 , 197

140 5 , 0 590 140

5 , 0 53

,

197

140 5 , 0 03

I

I d l

k x

.

).

5 , 0 (

.

8 7 6 5 4 3 2

8 1

8 8

041 , 1 9683 , 0 002 , 1 9534

140 5 , 0 590 (

Để tăng độ đàn hồi khi làm) việc các lá nhíp đợc thiết kế bao giờ cũng bịuốn cong với các bán kính cong khác nhau Đối với các lá nhíp có bề dày nhnhau để đảm) bảo cho tất cả các lá nhíp đợc đa vào làm) việc cùng m)ột lúc ngaycả khi có tải trọng bé nhât có nghĩa là ở trong m)ọi trờng hợp đầu các lá nhíp đợc

tỳ vào các lá phía trên sự cần thiết phải uốn sơ bộ các lá nhíp với bán kính congkhác nhau là rất cần thiết khi thiết kế

Bán kính cong của các lá nhíp đợc xác định theo công thức sau:

ic i i

Z E R

R R

o

R : Bán kính ở trạng thái tự do

) (

2

p p pc o

f

L R

Ta nhận thấy rằng nửa số lá nhíp phía trên bắt buộc phải co bán kính conglớn hơn Ro và các bán kính này phải giảm) dần tức là các 3i<0, theo chiều hớng

là lá trên cùng âm) nhiều nhất Nửa còn lại có bán kính cong nhỏ hơn Ro và cácbán kính này giảm) dần tức là  3i>0

Ta có:

) ( 29 , 1343 )

37 , 48 2 , 81 (

E MN/m 2

Zic (mm)

R

ic

i

Z E R R

bảng xác định bán kính cong của các lá nhíp phụ

II Tính kiểm tra nhíp

II.1 Tính kiểm tra độ cứng và độ võng tĩnh của nhíp

Trong thực tế sau khi tính toán thiết kế xong ta phải kiểm) nghiệm) lại bằngthực tế Do điều kiện không cho phép ở đây để đảm) bảo an toàn ta phải kiểm) tralại bằng phơng pháp tính toán chính xác hơn

Đối với nhíp đối xứng ta có quan hệ giữa kích thớc của các lá nhíp với độcứng và độ võng tĩnh nh sau:

k k

a

E C

) (

3 1 12

Q = G/2E: là m)odun đàn hồi của vật liệu làm) nhíp

Trớc hết ta tính m)om)en quán tính tổng của từng nhíp Nh ta đã tính ở phầntrớc:

) ( 395 0 ) ( 3950 12

65 12

6

1

3 1 11

Q

C

822 , 66906

10 2

Trong thùc tÕ cã hÖ sè:   0 83  0 87

) / ( 117 , 150 354 , 179 837 ,

10 2

cm kg

10 2 6 2

150 5900 )

(

Từ đó ta suy ra tải trọng tác dụng lên nhíp là: Z= C.f =1219,05 (kg)

II.2 Tính toán kiểm tra bền nhíp

Hiện nay ngời ta thờng dùng 2 phơng pháp tính toán ứng suất nhíp dới tácdụng của tải trọng bên ngoài đó là pp tải trọng tập trung và phơng pháp đờngcong trung

.

2 1 1

k k

k k k k NG uk

NG uk NG

uk

h b

X l X l W

2 1

k k

k k k TU uk

TU uk TU uk

h b

X l l W

k l

l J

k

l

l l

=609,525 (kg)Giải hệ phơng trình bằng phơng pháp thế hoặc Matlab ta đợc kết quả sau:

: 12

cm h

h b







B¶ng tÝnh øng suÊt tÜnh c¸c l¸ nhÝp phô:

Với ứng suất cho phép :  = 900 1000MN/m2  9000  10000kg/cm2

Ta nhận thấy các lá nhíp hoàn toàn thỏa m)ãn điều kiện bền

biểu đồ ứng suất các lá nhíp phụ

Phần 5 thiết kế giảm chấn ống

I Xác định các kích thớc cơ bản

Kích thớc cơ bản của giảm) chấn là đờng kính d x của xylanh làm) việc và

hành trình làm) việc, và hành trình của piston Hg.

Đờng kính xylanh làm) việc cần phải tính toán sao cho áp suất cực đạitruyền qua giảm) chấn không vợt qua giới hạn cho phép Đồng thời không làm)cho giảm) chấn nóng quá nhiệt độ cho phép

Hành trình piston cần phải chọn sao cho giảm) chấn có thể hoạt động tơngthích với bộ phận đàn hồi trong hệ thống treo các giá trị đã đợc chuẩn hoá Cáckích thớc còn lại đợc chọn theo công thức kinh nghiệm)

Từ các thông số đã cho ta tính đợc chiều dài của giảm) chấn và xác định

3

i: là tỷ số truyền đạt giảm) chấn i = 1

: góc nghiêng của giảm) chấn so với phơng thẳng đứng = 300

075 , 0 048 , 10 5 , 85 2 30 cos

2

2

) ( 64 , 44 3 , 0 8 , 148

Lực sinh ra ở hành trình trả m)ạnh và nén m)ạnh:

) (

Ta có đờng đặc tính làm) việc của giảm) chấn

III Xây dựng đồ thị đặc tính của giảm chấn

Vn (m)/s) 44 0,3 0,6 Vtr(m)/s) 71.424

Pn (N)

Đồ thị đặc tính của giảm chấn

IV Xác định công suất sinh ra trong giảm chấn

NmaxP    h g.P trmaxTrong đó:

:là hệ số tăng năng lợng sức cản của giảm) chấn (= 1,5)

: là hệ số truyền nhiệt = (0,050,15) chọn = 0,07

g

h : hành trình giảm) chấn ống trong quá trình làm) việc

) ( 277 , 0 ) (

F M

.

R: bán kính ngoài của xylanh giảm) chấn

) ( 0022 22

2

44

m mm

d

L : chiều dài vỏ giảm) chấn

) ( 792 , 0 066 , 0 12

2 1125 , 0 ) 792 , 0 022 , 0 (

022 , 0 14

F M

4

2 2

td p

0 ) 02 , 0 044 , 0 (

4

14 ,

m KG

) / ( 75 , 111049 001206

,

0

926 ,

tr V F

Q 1  1.

1

V : vËn tèc cña pistong gi¶m) chÊn = 0,3m)/s

F: tiÕt diÖn pistong

) / ( 000362 ,

0 001206 ,

1

2

tr tr

P g M f

2

tr

P g M

75 , 111049

81 , 9 2 6 , 0

000362 ,

4

.

2 1 1

tr

d n

) ( 5 , 2 14 , 3 10

8 , 12 4 2

4 2

Q max  max.Trong đó: Vpmax: là vận tốc piston lớn nhất = 0,6 m)/s

tr

F : là diện tích làm) việc piston ở hành trình trả



max 1

max

2

tr tr

P g M f

max

001206 ,

0

2816 , 214

cm Kg F

P F

p P

tr

tr tr

6 , 177679

81 , 9 2 6 , 0 10 28 , 1

= 0,001206 - 0,0004581 = 0,0007479 (m)3/s)

gtr

Q : là lu lợng chất lỏng qua van trả m)ạnh khi giảm) chấn làm) việc

- Xác định tổng diện tích các lỗ van giảm) tải:

) ( 09 , 2 ) ( 10 209 980

6 , 177679

81 , 9 2 6 , 0

0007479 ,

0

2

2 2

9 max

mm m

P g M

Q f

4

09 , 2 4

mm

d gt  

VII Xác định kích thớc van nén

VII.1 Xác định van nén nhẹ

n p

Q 1  1.Trong đó:

0 04 , 0 4

14 ,

, 0

64 , 44

1

n

n n F

P P

0 001256 ,

0 3 ,

9 m s

g 

Ta có diện tích các van đợc xác định theo công thức sau:

2 1

1

980

4 , 35541 81 , 9 2 6 , 0

0003768 ,

0

2

m P

g M

Q f

n

n



Với: P 1- là áp suất chất lỏng trong quá trình nén nhẹ

Vậy ta có đờng kính van nén nhẹ:

1

1 1

.

2

m)1: là số lỗ nén nhẹ chọn =5 (lỗ)

) ( 2 5 14 , 3

6 , 23 2



VII.2 Xác định kích thớc van nén mạnh

Van nén m)ạnh đợc biểu diễn bằng hình vẽ sau:

Lu lợng chất lỏng qua van nén m)ạnh khi van m)ở hoàn toàn

n p

Q max  max.Trong đó Vmax: là vận tốc piston ở hành trình nén m)ạnh

) ( 10 536 , 7 001256 ,

0 6 ,

1

2

n n

P g M f

Q 

Trong đó: Pmaxlà áp suất chất lỏng trong hành trình nén m)ạnh

2 max

001256 ,

0

424 , 71

m Kg F

P P

P





max 1

1

2

n n

P g M f

980

2 , 56866 81 , 9 2 000023606 ,

Lu lợng chất lỏng qua van tải khí nén (van m)ở an toàn)

) / ( 0002756 ,

0 000478 ,

0 0007536 ,

.

4

0002756 ,

0

2

2 max

m P

g M

Q f

6 , 13

VII.3 Xác định kích thớc van thông qua đế lu lợng chất lỏng cần điền đầy vào khoang dới của pistong khi giảm chấn làm việc ở hành trình trả

td p

Q 3  max.Trong đó V = 0,6

td

f : là diện tích thanh đẩy 0 , 02 0 , 000314 ( )

4

14 , 3 ).

4 /

3

2

t

P g M F

Q 

3

F : diện tích van thông qua:

) ( 8 , 4 980

6 , 214281

81 , 9 2 6 , 0

0001884 ,

0

2

2 max

3

P g M

Q F

8 , 4 4 2

,

F

P s q

max 1

.



Trong đó:

q là hệ số phụ thuộc vào kết cấu của vật liệu

q = (0,40,8) chọn q = 0,6max

tr

P lực cản cực đại ở hành trình trả P trmax =P tr2  214 , 2816 (KG)

S: diện tích van đợc tính theo công thức: .( 2 )

2 2

) ( 00004 , 0 ) 5 , 25 5 , 26 ( 4

14 ,

0

281 , 214 00004 , 0 6 , 0

T

k D L p

30 28

D D

KG

P lxmax  4 , 26

K: là hệ số tập chung công suất chọn theo bảng K = 1,14

T: công suất xoắn cho phép 7000 KG/cm)2  70000000KG/mm2

) ( 5 , 1 70000000

14 , 3

14 , 1 029 , 0 426 8

Số vòng làm) việc của lò xo là:

) (

8

.

max 3

0

lxmim lx

lx

P P

C

d G n

0015 , 0

029 , 0





KG F

P s q P

tr

tr

001206 ,

0

926 , 133 00004 , 0 6 , 0

(lực tác dụng lên lò xo cuối hành trình trả nhẹ)G: là m)odun đàn hồi dịch chuyển = 8.105 KG/cm2

Vậy suy ra ta có:

) (

8

.

max 3

0

lxmim lx

lx

P P

C

d G n



) 67 , 2 26 , 4 (

10 8

0015 , 0 10 8 002 , 0

n

IX.1 Xác định chế độ tải trọng tính toán

Để kiểm) bền cho m)ột chi tiết của giảm) chấn ta phải xác định chế độ tảitrọng để tính toán nhằm) m)ục đích tạo ra khả năng bền trong trờng hợp nguyhiểm) nhất ta xét trờng hợp tải trọng là lực tác dụng nên giảm) chấn lớn nhất tứccũng là tải trọng lớn nhất

7 , 1

P

Từ tải trọng này, ta kiểm) bền cho chi tiết phải chịu tải trọng nhiều tronggiảm) chấn là xylanh và cần đẩy pistong

IX.2 Tính bền xylanh giảm chấn

Vật liệu làm) xylanh giảm) chấn là: 42Cr M0S4có b

- Trờng hợp uốn xoắn:

40 14 , 3

2 5 , 1453 )

d

P x

d t n

40 44

40 14 , 2

Nh vậy thoả m)ãn điều kiện bền

- Ngoài ra ta phải kiểm) tra vốn dọc của xylanh do Pmaxsinh ra, điều kiện bềntrong trờng hợp này là:

2

2 min

) (

.

l M

ej

max

min n P

P

Với: E = 2.105N/m)m)2 là m)odun đàn hồi của vật liệu làm) nhíp

 : là m)om)en diện tích tiết diện

j =

32

40 14 , 3 32

44 14 , 3 32

32

M0: là hệ số phụ thuộc liên kết = 1,2

l: là chiều cao xylanh = 560 m)m)

Thay vào ta có: P ( 1 / 2 560 ) 1713919,4N

39250 10 2 14 , 3

2

5 2

2 9

, 117 5

, 1453

4 , 1713919

IX.3 TÝnh bÒn trôc pistong

Chän vËt liÖu thanh ®Èy pistong lµ C T M0S4  850MPa

4

2

max

K d

14 , 3

15 , 3914 4

max

min n P

P

2 min

) (

.

l

J E

20

J   d  

Thay vµo ta cã:

) ( 3 , 220471 )

237 2

1 (

15700 10 2 14 , 3 ) (

.

2

5 2 2

2

l

J E

3 , 220471

Phần 6 QUY TRìNH CÔNG NGHệ GIA CÔNG PISTON GIảM

CHấN

I Chức năng làm việc của chi tiết

Piston là chi tiết điển hình và là chi tiết quan trọng trong những chi tiếtquan trọng của giảm) chấn Trong quá trình làm) việc piston chuyển động lênxuống dọc theo thành xylanh của giảm) chấn, do đó m)ặt trụ ngoài của giảm) chấn

là m)ặt làm) việc chính của piston Ngoài ra trên thân piston còn có m)ột số các lỗvan, các lỗ van này có tiết diện rất bé (d=23 m)m)) cho nên chúng ảnh hởng trựctiếp đến quá trình làm) việc của giảm) chấn cho nên các lỗ này khi gia công cần có

độ chính xác tơng đối cao

II Xác định dạng sản xuất

Để xác định đợc dạng sản xuất trớc hết ta cần xác định đợc sản lợng hàngnăm) của chi tiết gia công Sản lợng hàng năm) đợc xác định theo công thức sau:

) 100 1

: Hệ số tính đến phế phẩm) của chi tiết =5%

: Số chi tiết dự trữ,  =5

Thay số vào ta có:

220 ) 100

5 5 1 (

1

Q: Khối lợng của chi tiết

: Khối lợng riêng của chi tiết, với vật liệu là gang xám) ta có =7000kg/m)3

V: Thể tích của chi tiết

3 2

2 2

4 15 ).

32 40 (

Thay số vào ta có:

Q=33158.10 9.7000 = 0,232 kgTheo tài liệu hớng dẫn thiết kế đồ án m)ôn học công nghệ chế tạo m)áy taxác định đợc đây là dạng sản xuất loạt nhỏ

III Chọn phôi

Chọn phôi là m)ột khâu khá quan trọng trong việc gia công m)ột chi tiết do

đó lựa chọn các phơng án chọn phôi tốt sẽ đem) lại những lợi ích không nhỏ trongquá trình gia công sau này:

IV Thiết kế bản vẽ lồng phôi

Dựa theo bản vẽ chi tiết và tra bảng lợng d của chi tiết khi đúc trên các bềm)ặt gia công ta tiến hành thiết kế bản vẽ lồng phôi trên cơ sở bản vẽ chi tiết

V Thiết kế các nguyên công gia công chi tiết piston

Với dạng sản xuất loạt nhỏ và đờng lối công nghệ ở đây là tập trungnguyên công tức là tập trung nhiều bớc công nghệ trong m)ột nguyên công.Trong đồ án này ta áp dụng 6 nguyên công chính trong quy trình gia công chitiết

- Bớc 1: Xén mặt đầu

+ Chọn dao: Dùng dao tiện thép gío P9

+ Lợng d gia công: Gia công m)ột lần với chiều sâu cắt là 2m)m)

+ Chế độ cắt: vòng quay của m)áy n= 4

+ Lợng chạy dao S= 0,14 m)m)/vòng

+ Số vòng quay của m)áy n= 420 vòng/phút

- Bớc 2: Tiện rãnh

+ Chọn dao: Dùng dao tiện thép gió định hình P9, tạo m)ột góc 90 độ

+ Lợng d gia công: Gia công m)ột lần với chiều sâu cắt là t=2,00 m)m)

+ Chế độ cắt:

* lợng chạy dao S= 0,16 m)m)/vòng

* Số vòng quay của m)áy n= 200 vòng/phút

- Bớc 3: Vát mép ngoài

+ Chọn dao: Dùng dao tiện thép gió định hình P9, tạo m)ột góc 45 độ

+ Lợng d gia công: Gia công nhiều lần với chiều sâu cắt là t=2,00 m)m)

+ Chế độ cắt:

* lợng chạy dao S= 0,26 m)m)/vòng

* Số vòng quay của m)áy n= 475 vòng/phút

- Bớc 4: Vát mép ngoài

+ Chọn dao: Dùng dao tiện thép gió định hình P9, tạo m)ột góc 45 độ

+ Lợng d gia công: Gia công m)ột lần với chiều sâu cắt là t=0,5 m)m)

+ Chế độ cắt:

* lợng chạy dao S= 0,24 m)m)/vòng

* Số vòng quay của m)áy n= 115 vòng/phút

+ Chọn dao: Dùng dao tiện thép gió định hình P9

+ Lợng d gia công: Gia công m)ột lần với chiều sâu cắt là t=0,5 m)m)

+ Chế độ cắt:

+ Chọn dao: Dùng dao tiện thép gió định hình P9

+ Lợng d gia công: Gia công m)ột lần với chiều sâu cắt là t=2,00 m)m)

+ Chế độ cắt:

* lợng chạy dao S= 0,14 m)m)/vòng

* Số vòng quay của m)áy n= 720 vòng/phút

- Bớc 2: Vát mép ngoài

+ Chọn dao: Dùng dao tiện thép gió định hình P9, tạo m)ột góc 45 độ

+ Lợng d gia công: Gia công m)ột lần với chiều sâu cắt là t=2,00 m)m)