Thiết kế hệ thống phanh oto máy kéo (kèm bản vẽ)

Tổng số ôtô đang hoạt động trên đất nớc ta ngày càng nhiều , đòi hỏi phải tăng độ an toàn giao thông của phơng tiện cũng nh của ngời tham gia giao thông.. Vì vậy muốn đảm bảo an toàn gia

phần 1: Lời nói đầu.

Tổng số ôtô đang hoạt động trên đất nớc ta ngày càng nhiều , đòi hỏi phải tăng độ an toàn giao thông của phơng tiện cũng nh của ngời tham gia giao thông Vì vậy muốn đảm bảo an toàn giao thông thì phơng tiện tham gia giao thông phải có các thiết bị an toàn nh phanh phải thật tốt v v

Xu hớng hiện nay ở việt nam số lợng ôtô - máy kéo ngày càng đợc sử dụng càng nhiều.Ôtô - máy kéo đóng một vai trò quan trọng trong sự nghiệp CNH-HĐH ở nớc ta.Để hoà nhập với xu hớng phát triển chung của đất nớc và thế giới thì trong ngành ôtô nói riêng phải không ngừng tăng số lợng về xe mà còn phải chú trọng cải tiến nâng cao mẫu mã chất lợng để tăng hiệu quả sử dụng và tính năng an toàn cho xe

Trên cơ sở đó em đợc giao đề tài “tính toán hệ thống dẫn động phanh hơi” Việc tính toán,cải tiến hệ thống dẫn động phanh là rất quan trong và cần thiết ,nó không chỉ đảm bảo cho ngời và phơng tiện mà nó còn làm tăng mật

độ xe trên đờng tránh đợc các tai nạn đáng tiếc

phần 2:Các thông số tính toán và yêu cầu kĩ

thuật

I.Thông số tính toán.

1.Loại xe - xe tải

2.Tải trọng tác dụng lên cầu

-Cầu sau G2 = 7200KG

-Cầu trớc G1 = 2800KG

3.Loại lốp

Kí hiệu 9 – 20

ro - bán kính tự do của bánh xe

ro = (9 +20/2).25,4 = 482,6mm

Trong đó:

rbx - bán kính chịu tải trọng tĩnh của bánh xe

rbx = ro.0,935 = 482,6.0,935 = 451.231mm

4.Loại cơ cấu phanh:

- cầu trớc phanh guốc

5.Loại dẫn động phanh:dẫn động bằng khí nén

6.Chiều dài cơ sở của xe và chiều cao t trọng tâm của xe xuống mặt đ-ờng

L = 3200mm

hg = 1200mm

II.Yêu cầu kĩ thuật đối với hệ thống phanh.

Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của xe ô tô nhận chức năng’’an toàn chủ động ‘.Hệ thống phanh cần phải có các yêu cầu sau

-Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trờng hợp

-Hoạt động êm dịu đảm bảo sự ổn định của xe khi phanh

-Điều khiển nhẹ nhàng giảm cờng độ lao động đối với ngời lái

-Đảm bảo cho việc phân phối mô men trên các bánh xe, có nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh ở mọi cờng độ

-Không có hiện tợng tự xiết

-Có hệ số ma sát cao và ổn định

-Giữ đợc tỉ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh

-Có độ tin cậy độ bền và tuổi thọ cao

-Kết cấu phanh hợp lý dễ bảo dỡng tháo lắp sửa chữa

phần3:Thiết tính toán hệ thống phanh.

1.Xác định mô men sinh ra ở cơ cấu phanh

-Tìm khoảng cách a va b

+Lấy mô men đối với điểm a

0

=

ΣM A

Z 2

L

Z 1

⇔Z2.L – G.a = 0

⇒a = 7200.3200/10000 = 2304mm

+Lấy mô men đối với điểm B

0

=

ΣM B

⇔b.G – G1.L = 0

⇒b = G1.L/G = 896mm

Mô men phanh sinh ra ở cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe phải

đảm bảo đợc tốc độ giảm hoặc dừng hẳn với gia tốc chậm dần đều trong giới hạn cho phép

-Mô men tính toán ở mỗi cơ cấu phanh

+Mô men ở cầu trớc đợc tính theo công thức

Trong đó: ϕ - là hệ số bám giữa bánh xe với mặt đờng chọn ϕ = 0.7

Jmax- gia tốc phanh lớn nhất của xe.Chọn Jmax = 6m/s2

Thay vào ta đợc M1 = 7695N.m

+Mô men phanh ở cầu sau

=2877.3N.m

bx

g r b g

h J L

b G

.

1

2

max







 +

=

bx

g r b g

h J L

b G

.

1

2 max

2 =  − ϕ

2.Các thông số hình học cơ bản của cơ cấu phanh.

a.Chọn các thông số hình học cơ bản

Bán kính tang trống chọn theo kích thớc của vành bánh xe

Rv =d/2 = 20.25,4/2 = 254mm

Chọn Rt = 250mm

a = e = 0,8.Rt = 200mm

c = 0,84.Rt = 210mm

-Bề rộng b đợc chọn theo điều kiện bền của nó.Thừa nhận quy luật phân bố áp suất đều ta tính theo công thức bề rộng của bánh xe sau

B

R

R [ ]q

M b

2

β à

=

= 781mm

b.Kiểm nghiệm công ma sát riêng

Chúng ta thừa nhận toàn bộ động năng của ô tô chạy với tốc độ Vo khi bắt đầu

phanh đều đợc má phanh hấp thụ.Do đó tất cả các cơ cấu phanh của ô tô phảI

có đủ diện tích má phanh và nó phải thoả mãn điều kiện sau đây

[ ] 4 2

2

2 0

6 , 3 2

.

m J L

F g

V G

Σ

ở đây ta xét công ma sát của cầu trớc

FΣ =Σβ0i.r t b i

FΣ- diện tích của má phanh trớc

β0i – góc ma sát của các má phanh.Chọn β0 = 2,09rad

FΣ = 0,082m2

Thay vào L ta đợc:

L = 9601,85J/m2 < {L]

c.Kiểm tra đánh giá thời gian làm việc γ

Tính theo công thức

γ = m/ FΣ

Trong đó:

FΣ - diện tích của bề mặt ma sát của má phanh ôtô cầu trớc (FΣ=0,082 ) m- khối lợng của toàn bộ ô tô khi chất đầy tải

Thay vào ta đợc

γ = 8,8.103kg/m2

Đối với xe tải [γ] = (2,5ữ3,5).104kg/m2

Vậy γ <[γ]

d.Tính nhiệt của trống phanh.

Từ công thức:

c m g

V V G

t 2

) ( 22 12

= τ

Trong đó:

V1,V2- tốc độ ban đầu và tốc độ cuối quá trình phanh {m/s2]

mt – khối lợng của trống phanh và chi tiết bị nung nóng

C- nhiệt dung của chi tiết bị nung nóng đối với thép và gang

C = 800J/kgđộ

Xét trong trờng hợp khi phanh dừng hẳn V1 = 30km/h và V2 = 0

Thay vào ta đợc:

τ = 6,760c < [τ] = 150c

3.Tính toán dẫn động phanh.

a.Máy nén khí.

Năng suất của máy nắn khí xác định theo công thức.

Q i d n v (l/ph)

4000

Π 2 η

=

Lấy thông số của xe ZIL – 164A

i-số lợng của máy nén khí i = 2

d- đờng kính của xilanh.d = 52mm

s- hành trình của pít tông.s = 38mm

n- số vòng quay của trục máy nén.n = 1250v/ph

ηv - hiệu suất của máy nén.Đối với máy nén khí dùng trên ôtô ηv= 0, 5 ữ0,75 Thay vào ta có

Q = 121/ph

b.Van phân phối

Sơ đồ van phân phối đơn (dùng cho các loại xe tải không kéo rơ moóc)

Van phân phối khí đảm bảo cho áp suất không khí nén trong dẫn động tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên bàn đạp “van làm việc theo nguyên tắc tuỳ động ” Xét điều kiện cân bằng của cơ cấu van - màng - lò xo ta có phơng trình sau

Q = C.S = Fm(p2- p1) + Fv(p3 – p2) (1)

Q = Qbđ.ibđ (2)

Trong đó:Q – là lực tác dụng lên bàn đạp

C - độ cứng của lò xo

ibđ - tỉ số truyền của cơ cấu đòn bẩy từ bàn đạp đến các thanh đẩy của van phân phối

Fm – diện tích màng

Fv – diện tích van

bánh xe

P

III II

I

p1,p2,p3 - áp suất trong khoang I,II,III

p0 - áp suất khí trời

ph - áp suất trong hệ thống

pb - áp suất trong bình chứa

c.Xác định dẫn động phanh cần thiết

-Mô men phanh cần thiết cho một cơ cấu phanh(phanh trớc)

M1 = 7695N/m

Các thông số đã biết

h = 0,41m , Rt = 0,25m.Chọn f = 0,35

Với giả thiết M1 =M2.Hiệu quả phanh bằng nhau cho loại guốc trớc

-Các lực P1,P2 đợc xác định theo công thức

.

2

5

,

0

1

h f R

R f h M

P

t

t =

−

=

P

2

Y1

Pđ

2

X

Y2 Y1

R

X1

R

R

X2

R

Y

1

2

P

2

11681 ( )

2

,.

05

1

h f R

R f h M P

t

t =

+

=

-Các lực X1-2,Y1-2 và RX1-2,RY1-2 đợc xác định nh sau

Ta có quan hệ giữa phản lực tiếp tuyến X1 và Y1:

Y1 = f.X (1)

Viết phơng trình cân băng mô men đối với điểm 01

P1.h + Y1Rt – X1.h/2 = 0 (2)

Từ (1),(2) ta có:

5486

5 , 0

.

1

−

=

t

R f h

h f P

X1= Y1/f = 15674(N)

+Từ hình vẽ chiếu lên phơng ngang của guốc phanh trớc ta tìm đợc lực RX1 tác dụng lên chốt

P1 + RX1 – X1 = 0 ⇒ RX1 = X1 - P1 = 10188(N)

+Chiếu lên phơng đứng ta tìm đợc lực tác dụng lên chốt

Do Mmt = Mms⇒ X1 = X2

Y1 = Y2

Tơng tự ta tìm đợc Rx2 = 3993(N)

+Lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh để làm xoay cam của cơ cấu

phanh khi đạp phanh

Pđ = ≥ P2- P1

Dựa vào phơng trình tác dụng lên cam và đòn cam

Pđ≥ 7198(N)

phần4:Thiết kế bầu phanh.

Lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh Pđ

Dựa vào điều kiên cân bằng của màng cao su

2. 1 2

4

].

[p D η η

Trong đó:

[p] - áp suất khí nén cho phép trong đờng ống và bầu thép [p] = 7kG/cm2

D - đờng kính làm việc của màng cao su

η1- hệ số tính đến nạp đầy không khí vào bầ phanh.Chọnη1=1

η2 - hiệu suất cơ học của bầu phanh η2 = 0,95

Từ phơng trình trên ta tìm đợc D

[ ] 1 2

.

4 η η

p

P

Π

+Vỏ bầu phanh đợc chế tạo từ thép có thành phần các C thấp

đ P

P1

2 P

+Bầu phanh thờng có độ cứng vào khoảng (80ữ150)N

+Từ D tra trong sổ tay chế tạo ta tìm đợc một số kích thứơc cơ bản sau :

d = 80mm

d1 = 16mm

D2 =115mm

D3 = 90mm

D4 = 40mm

h1 =(0,12 ữ0,17).D ;h2 =(0,25 ữ0,35).D

l2 = 45mm

Bu lông bắt với xe dùng M10

Chiều dày của màng (6ữ7)mm và vải cao su (4ữ6)mm

(hình vẽ thể hiện trên bản vẽ A0)

e.Cần điều chỉnh

-Kích thớc tiêu chuẩn

+Đai ốc M5 số lợng 5 chiếc

+Bi cầu 8mm,trục vít ms = 2 và Z = 1số mối ren

+Núm dầu và vòng đệm 1chiếc Bánh vít ms = 2 và Z = 27

-Kích thớc tính toán

+Khoảng cách giữa trục vít và bánh vít

F

D d

lx

đ

Tính theo công thức A = 0,5.ms(q + Z2)

ms = 2 tra bảng ta đợc q = 13

vậy A = 40mm

+Đờng kính vòng chia trục vít dc1 = ms.q = 26mm

+Đờng kính vòng chia bánh vít

từ công thức A = (dc1+ dc2)/2⇒ dc2 = 54mm

Đờng kính của trục vít lấy d1≤dc2 –2,5

lấy d1 = 20mm

+Chiều dài có ren của trục vít tính theo công thức

L ≥ (11 + 0,05.Z2).m = 22,7mm

Kết luận

Qua quá trình tính toán và kiểm nghiệm bền một số chi tiết,và tra các chi tiết tiêu chuẩn em sã cơ bản tính xong hệ thống phanh dẫn động khí nén cầu sau Trong quá trình tính toán thiết kế với sự lỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của các thày giáo trong bộ môn Cơ Khí ÔTÔ cùng với sự đóng góp ý của các bạn trong lớp ,đến nay em đã cơ bản hoàn thành việc thiết kế đã ,song do kiến thức thực tế, và cha có kinh nghiệm vận dụng để thiết kế nên trong quá thiết kế tính toán xẽ không tránh khỏi các sót.Vậy em kính mong các thầy trong tổ bộ môn giúp em hoàn thành tốt môn học

Em xin chân thành cảm ơn!

Tài liệu tham khảo.

1.Kết cấu tính toán –Cao Trọng Hiền Chủ biên –Nhà xuất bản giao thông vận tải

2.Thiết kế tính toán dẫn động phanh -

3.Thiết kế chi tiết máy –Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm –Nhà xuất bản giáo dục

4 Chi tiết máy –Nguyễn Trọng Hiệp –Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp

Môc lôc.

phÇn I : lêi nãi ®Çu

phÇn II : C¸c th«ng sè tÝnh to¸n vµ yªu cÇuküthuËt

phÇn III : tÝnh to¸n hÖ thèng phanh

phÇn IV: thiÕt kÕ bÇu phanh