Thiết kế tính toán hệ thống treo phụ thuộc trên xe tải

Đồ án của em được trình bày theo các mục sau: - Tổng quan hệ thống treo - Lựa chọn hệ thống treo trên xe tải - Tính toán thiết kế hệ thống treo phụ thuộc Với trình độ còn hạn hẹp nên tr

Trang 1

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU _3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO _4 1.1 Công dụng và yêu cầu của hệ thống treo _4 1.2 Các bộ phận chính của hệ thống treo 4

1.2.1 Bộ phận đàn hồi _4 1.2.2 Bộ phận dẫn hướng 6 1.2.3 Bộ phận giảm chấn 7 1.2.4 Thanh ổn định _10 1.2.5 Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình _11

1.3 Phân loại hệ thống treo 11

1.3.1 Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo bộ phận dẫn hướng _11 1.3.2 Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo của phần tử đàn hồi 12 1.3.3 Phân loại hệ thống treo theo phương pháp dập tắt dao động 12

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 13 2.1 Phân tích các phương án bố trí hệ thống treo phụ thuộc _13

2.1.1 Các phương án bố trí 13 2.1.2 Phân tích ưu, nhược điểm của hệ thống treo phụ thuộc 15

2.2 Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi _16 2.3 Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn 17 2.4 Số liệu cơ bản 18 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC _19 3.1 Tính phần tử đàn hồi nhíp _19

3.1.1 Xác định tần số dao động 19 3.1.2 Tính toán và chọn thông số chính của lá nhíp 20 3.1.3 Tính độ cứng thực tế của nhíp 21 3.1.4 Tính bền các nhíp _23 3.1.5 Tính bền tai nhíp _28 3.1.6 Tính kiểm tra chốt nhíp 29

3.2 Tính toán giảm chấn 30

3.2.1 Xác định hệ số cản của giảm chấn _30 3.2.2 Lực cản của giảm chấn 31 3.2.3 Xác định các thông số của giảm chấn _33 3.2.4 Xác định kích thước lỗ van giảm chấn 35

Trang 2

4.2 Tính toán nhíp chính 39

4.2.1 Chọn sơ bộ các thông số cơ bản _39 4.2.2 Xác định chiều dài các lá nhíp 40 4.2.3 Tính độ cứng thực tế của nhíp 41 4.2.4 Kiểm bền nhíp chính 43 4.2.5 Tính bền tai nhíp _48 4.2.6 Tính kiểm tra chốt nhíp 49

4.3 Tính toán nhíp phụ _50

4.3.1 Chọn sơ bộ các thông số cơ bản _50 4.3.2 Xác định chiều dài các lá nhíp 50 4.3.3 Tính độ cứng thực tế của nhíp 51 4.3.4 Kiểm bền nhíp phụ 53

CHƯƠNG 5: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 57 5.1 Hư hỏng thường gặp _57

5.1.1 Bộ phận đàn hồi _57 5.1.2 Bộ phận giảm chấn _57

5.2 Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống treo _59 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO _61

Thiết kế tính toán hệ thống treo phụ thuộc trên xe tải Trang: 2

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU

Hệ thống treo trên ô tô là hệ thống liên kết khung vỏ xe với cầu hoặc bánh xe Hệthống đảm bảo động học của xe giống với mong muốn của người thiết kế và dập tắtcác dao động từ bề mặt đường tác dụng lên vỏ xe, đảm bảo sự an toàn và độ êm dịucho xe

Từ khi ra đời đến nay, hệ thống treo trên ô tô được nghiên cứu phát triển rất hiệnđại và đa dạng Trên xe tải chủ yếu sử dụng treo phụ thuộc với các dạng như hệthống sử dụng lá nhíp, lá nhíp phụ, lò xo, ba lông khí

Để hiểu sâu hơn về hệ thống treo trên xe tải nên em chọn đề tài đồ án tốt nghiệp:

“thiết kế hệ thống treo phụ thuộc trên xe tải”

Đồ án của em được trình bày theo các mục sau:

- Tổng quan hệ thống treo

- Lựa chọn hệ thống treo trên xe tải

- Tính toán thiết kế hệ thống treo phụ thuộc

Với trình độ còn hạn hẹp nên trong quá trình thực hiện đồ án không tránh khỏithiếu sót, rất mong sự đóng góp của các thầy và các bạn sinh viên

Em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn và đặc biệt sự hướng dẫn tậntình của thầy Trịnh Minh Hoàng

Hà Nội, tháng 1 năm 2017Sinh viên thực hiện

Trang 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO 1.1 Công dụng và yêu cầu của hệ thống treo

Hệ thống treo là hệ thống các cụm chi tiết liên kết giữa cầu xe hoặc bánh xe với khung hoặc vỏ xe

Bộ phận đàn hồi có các phần tử đàn hồi thường gặp là:

a Nhíp lá

Trang 5

Nhíp được làm từ các lá thép cong, gọi là nhíp, sắp xếp lại với nhau theo thứ tự từ

ngắn đến dài Đặc tính làm việc của nhíp là khi tải trọng tác dụng lên nhíp tăng thìbiến dạng của nhíp cũng tăng theo quy luật tuyến tính

Trong hệ thống treo nó không chỉ có nhiệm vụ làm êm dịu chuyển động mà cònđồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng

b Thanh xoắn

Thanh xoắn là 1 thanh bằng thép lò xo, dùng tính đàn hồi xoắn của nó để cản lại

sự xoắn Một đầu thanh xoắn được ngàm vào khung hay 1 dầm nào đó của xe, đầukia gắn vào kết cấu chịu tải xoắn của hệ thống treo

Trên một số ô tô để dành chỗ cho việc lắp bán trục cầu chủ động người ta dùngthanh xoắn thường được gây tải trước (có ứng suất dư) do đó nó chỉ thích hợp chomột chiều làm việc Trên các thanh xoắn ở 2 phía đều phải đánh dấu để tránh nhầmlẫn khi lắp ráp

Sử dụng thanh xoắn có các đặc điểm sau:

+ Trọng lượng nhỏ

+ Chiếm ít không gian, có thể bố trí để điều chỉnh chiều cao thân xe

+ Đơn giản, gọn, giá thành rẻ và dễ chế tạo

+ Thanh xoắn không có nội ma sát nên thường phải lắp kèm giảm chấn để dập tắt nhanh dao động

c Lò xo

Bao gồm các dạng là lò xo xoắn ốc, lò xo côn và lò xo trụ Do lò xo trụ có đườngkính vòng ngoài không đổi nên biến dạng của nó sẽ thay đổi tỷ lệ thuận với lực tácdụng, còn đối với lò côn hay lò xo xoắn ốc thì khi tải nhẹ đầu lò xo sẽ bị nén lại vàhấp thụ năng lượng va đập, còn phần giữa lò xo có độ cứng lớn hơn sẽ đủ cứng để

Trang 6

+ Kết cấu rất gọn gàng nhất là khi được bố trí lồng vào giảm chấn.

+ Nếu cùng độ cứng và độ bền với nhíp thì lò xo trụ có khối lượng nhỏ hơn nhíp

và tuổi thọ cao hơn nhíp

xe và truyền lực kéo hay lực phanh

d Phần tử đàn hồi loại khí

Phần tử đàn hồi sử dụng đệm khí dựa trên nguyên tắc không khí có tính đàn hồikhi bị nén Hệ thống treo loại khí được sử dụng tốt ở các ô tô có trọng lượng phầnlớn được thay đổi khá lớn như ở ô tô trở khách, ô tô vận tải và đoàn xe Loại này cóthể tự động thay đổi độ cứng của hệ thống treo bằng cách thay đổi áp suất không khíbên trong phần tử đàn hồi Giảm độ cứng của hệ thống treo sẽ làm cho độ êm dịuchuyển động tốt hơn

Hệ thống treo khí không có ma sát trong phần tử đàn hồi, trọng lượng nhỏ vàgiảm được chấn động cũng như giảm được tiếng ồn từ bánh xe truyền lên buồng lái

và hành khách Nhưng hệ thống này có kết cấu phức tạp hơn vì phải có bộ phận dẫnhướng riêng và trang thiết bị cung cấp khí, bộ điều chỉnh áp suất

1.2.2 Bộ phận dẫn hướng

Bộ phận dẫn hướng có nhiệm vụ truyền các lực dọc, lực ngang và các mômen từbánh xe lên khung hoặc thân xe Nó có thể có những chi tiết khác nhau tùy thuộc hệthống treo phụ thuộc hay độc lập, phần tử đàn hồi là nhíp, lò xo hay thanh xoắn

Trang 7

1.2.3 Bộ phận giảm chấn

Trên xe ô tô giảm chấn được sử dụng với các mục đích sau:

+ Giảm và dập tắt các va đập truyền lên khung khi bánh xe lăn trên nền đườngkhông bằng phẳng nhằm bảo vệ được bộ phận đàn hồi và tăng tính tiện nghi chongười sử dụng

+ Đảm bảo dao động của phần không treo ở mức độ nhỏ nhất, nhằm làm tốt sựtiếp xúc của bánh xe với mặt đường

+ Nâng cao các tính chất chuyển động của xe như khả năng tăng tốc, khả năng antoàn khi chuyển động

Để dập tắt các dao động của xe khi chuyển động giảm chấn sẽ biến đổi cơ năngthành nhiệt năng nhờ ma sát giữa chất lỏng và các van tiết lưu

Trên ô tô hiện nay chủ yếu sử dụng là giảm chấn ống thuỷ lực có tác dụng haichiều ở cấu trúc hai lớp

a Giảm chấn hai lớp vỏ

Giảm chấn hai lớp vỏ ra đời vào năm 1938, đây là một loại giảm chấn quen thuộc

và được dùng phổ biến cho đến nay

Trong giảm chấn, piston di chuyển trong xy lanh, chia không gian trong thành haibuồng A và B ở đuôi của xy lanh thuỷ lực có một cụm van bù Bao ngoài vỏ trong

là một lớp vỏ ngoài, không gian giữa hai lớp vỏ là buồng bù thể tích chất lỏng vàliên hệ với B qua các cụm van một chiều (III, IV)

Buồng C được gọi là buồng bù chất lỏng, trong C chỉ điền đầy một nửa bên trong

là chất lỏng, không gian còn lại chứa không khí có áp suất bằng áp suất khí quyển

Trang 8

Giảm chấn hai lớp vỏ có cấu tạo như sau:

Trong quá trình làm việc của giảm chấn để tránh bó cứng bao giờ cũng có các lỗvan lưu thông thường xuyên Cấu trúc của nó tuỳ thuộc vào kết cấu cụ thể Van trả,van nén của hai cụm van nằm ở piston và xylanh trong cụm van bù có kết cấu mởtheo hai chế độ, hoặc các lỗ van riêng biệt để tạo nên lực cản giảm chấn tương ứngkhi nén mạnh, nén nhẹ, trả mạnh, trả nhẹ

Trang 9

Khi chất lỏng chảy qua lỗ van có tiết diện rất nhỏ tạo nên lực ma sát làm chonóng giảm chấn lên Nhiệt sinh ra truyền qua vỏ ngoài (8) và truyền vào không khí

để cân bằng năng lượng

+ Ưu điểm của giảm chấn hai lớp có độ bền cao, giá thành hạ làm việc tin cậy ở

Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo của giảm chấn một lớp vỏ

+ Nguyên lý làm việc: Trong giảm chấn một lớp vỏ không còn bù dầu nữa mà thaythế chức năng của nó là buồng 8 chứa khí nén Đây là sự khác nhau giữa giảm chấnmột lớp vỏ và hai lớp vỏ

Khi piston dịch chuyển xuống dưới tạo nên sự chênh áp, dẫn đến mở van 1, chấtlỏng chảy nên phía trên của piston Khi piston đi lên làm mở van 7, chất lỏng chảy

Trang 10

chấn Trong quá trình làm việc piston ngăn cách 4 di chuyển để tạo nên sự cân bằnggiữa chất lỏng và chất khí do đó áp suất không bị hạ xuống dưới giá trị nguy hiểm Giảm chấn này có độ nhạy cao kể cả khi piston dịch chuyển rất nhỏ, tránh đượchiện tượng cưỡng bức chảy dầu khi nhiệt độ thay đổi sẽ làm cho áp suất thay đổi.

c So sánh giữa hai loại giảm chấn

So sánh với loại giảm chấn hai lớp vỏ, giảm chấn một lớp vỏ có các ưu điểm sau: + Khi có cùng đường kính ngoài, đường kính của cần piston có thể làm lớn hơn

mà sự biến động tương đối của áp suất chất lỏng sẽ nhỏ hơn

+ Điều kiện toả nhiệt tốt hơn

+ Giảm chấn có piston ngăn cách có thể làm việc ở bất kỳ góc nghiêng bố trí nào Nhược điểm của loại giảm chấn một lớp vỏ là:

+ Làm việc kém tin cậy, có thể bị bó kẹt trong các hành trình nén hoặc trả mạnh + Có tính công nghệ thấp, bao kín không tốt

+ Tuổi thọ của phớt thấp

+ Độ mòn của piston với ống dẫn hướng cao

1.2.4 Thanh ổn định

Trên các loại xe con ngày nay thanh ổn định hầu như đều có Trong trường hợp

xe chạy trên nền đường không bằng phẳng hoặc quay vòng, dưới tác dụng của lực litâm phản lực thẳng đứng của 2 bánh xe trên một cầu thay đổi sẽ làm cho tăng độnghiêng thùng xe và làm giảm khả năng truyền lực dọc, lực bên của bánh xe với mặtđường Thanh ổn định có tác dụng khi xuất hiện sự chênh lệch phản lực thẳng đứngđặt lên bánh xe nhằm san bớt tải trọng từ bên cầu chịu tải nhiều sang bên cầu chịutải ít hơn Cấu tạo chung của nó có dạng chữ U, một đầu chữ U được nối với phần

Trang 11

không được treo, còn đâu kia được nối với thân (vỏ) xe, các đầu nối này dùng ổ đỡbằng cao su.

1.2.5 Các vấu cao su tăng cứng và hạn chế hành trình

Trên xe con các vấu cao su thường được đặt kết hợp trong vỏ của giảm chấn Vấucao su vừa tăng cứng vừa hạn chế hành trình của piston nhằm hạn chế hành trìnhlàm việc của bánh xe

Vấu cao su có những ưu điểm sau:

+ Có thể được làm dưới mọi hình dạng khác nhau

+ Không có tiếng ồn khi làm việc, không phải bôi trơn

1.3 Phân loại hệ thống treo

Hệ thống treo ô tô thường được phân loại dựa vào cấu tạo của bộ phận đàn hồi, bộphận dẫn hướng và theo phương pháp dập tắt dao động

1.3.1 Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo bộ phận dẫn hướng

- Hệ thống treo phụ thuộc: là hệ thống treo mà bánh xe bên trái và bên phải đượcliên kết với nhau bằng dầm cứng (liên kết dầm cầu liền), cho nên khi một bánh xe bịchuyển dịch (trong mặt phẳng ngang hoặc thẳng đứng) thì bánh xe bên kia cũng bịdịch chuyển Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc là cấu tạo đơn giản rẻ tiền, vàbảo đảm độ êm dịu chuyển động cần thiết cho các xe có tốc độ chuyển động khôngcao lắm Nếu ở hệ thống treo phụ thuộc có phần tử đàn hồi là nhíp thì nó làm được

cả nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng

- Hệ thống treo cân bằng: dùng ở những xe có tính năng thông qua cao với 3 hoặc 4cầu chủ động để tạo mối quan hệ phụ thuộc giữa hai hàng bánh xe ở hai cầu liềnnhau

Trang 12

dịch chuyển của bánh xe kia Tùy theo mặt phẳng dịch chuyển của bánh xe màngười ta phân ra hệ thống treo độc lập có sự dịch chuyển bánh xe trong mặt phẳngngang, trong mặt phẳng dọc và đồng thời trong cả hai mặt phẳng dọc và ngang Hệthống treo độc lập chỉ sử dụng ở những xe có kết cấu rời, có độ êm dịu của cả xe

cao, tuy nhiên kết cấu của bộ phận hướng phức tạp, giá thành đắt

1.3.2 Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo của phần tử đàn hồi

- Phần tử đàn hồi là kim loại: nhíp lá, lò xo, thanh xoắn

- Phần tử đàn hồi là khí nén gồm: phần tử đàn hồi khí nén có bình chứa là cao su kếthợp sợi vải bọc làm cốt; dạng màng phân chia và dạng liên hợp

- Phần tử đàn hồi là thủy khí có loại kháng áp và không kháng áp

- Phần tử đàn hồi là cao su có loại làm việc ở chế độ nén và làm việc ở chế độ xoắn

1.3.3 Phân loại hệ thống treo theo phương pháp dập tắt dao động

- Dập tắt dao động nhờ các giảm chấn thủy lực gồm giảm chấn dạng đòn và dạngống

- Dập tắt dao động nhờ ma sát cơ học ở trong phần tử đàn hồi và trong phần tửhướng

Trang 13

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

HỆ THỐNG TREO PHỤ THUỘC 2.1 Phân tích các phương án bố trí hệ thống treo phụ thuộc

2.1.1 Các phương án bố trí

Phương án 1: hệ thống treo sử dụng nhíp lá

Trang 14

Phương án 3: hệ thống treo sử dụng lò xo

Phương án 4: hệ thống treo sử dụng phần tử đàn hồi khí nén

Trang 15

2.1.2 Phân tích ưu, nhược điểm của hệ thống treo phụ thuộc

a Ưu điểm của hệ theo phụ thuộc:

Khi bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng, khoảng cách hai bánh xe(được nối cứng) không thay đổi Điều này làm cho mòn lốp giảm đối với trường hợptreo độc lập Do hai bánh xe được nối cứng nên khi có lực bên tác dụng thì lực nàyđựơc chia đều cho hai bánh xe làm tăng khả năng truyền lực bên của xe, nâng caokhả năng chống trượt bên

Hệ treo phụ thuộc được dùng cho cầu bị động có cấu tạo đơn giản

Giá thành chế tạo thấp, kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp, sửa chữa, bảo dưỡng

b Nhược điểm của hệ treo phụ thuộc:

Do đặc điểm kết cấu của hệ thống treo phụ thuộc nên chúng có khối lượng khôngđược treo rất lớn Trên cầu bị động khối lượng này bao gồm khối lượng rầm thép,khối lượng cụm bánh xe, một phần nhíp hoặc lò xo và giảm chấn Nếu là cầu chủđộng thì nó gồm vỏ cầu và toàn bộ phần truyền lực bên trong cầu cộng với một nửakhối lượng đoạn các đăng nối với cầu Trong truờng hợp là cầu dẫn hướng thì khốilượng của nó còn thêm phần các đòn kéo ngang, đòn kéo dọc của hệ thống lái Khốilượng không được treo lớn sẽ làm cho độ êm dịu chuyển động không được cao vàkhi di chuyển trên các đoạn đường gồ ghề sẽ sinh ra các va đập lớn làm khả năngbám của bánh xe kém đi

Kết cấu của hệ treo phụ thuộc khá cồng kềnh, lớn và chiếm chỗ dưới gầm xe Cóhai bánh xe được lắp trên dầm cầu cứng nên khi dao động thì cả hệ dầm cầu cũngdao động theo cho nên dưới gầm xe phải có khoảng không gian đủ lớn Do đó thùng

xe cần phải nâng cao lên, làm cho trọng tâm xe nâng lên, điều này không có lợi cho

sự ổn định chuyển động của ô tô

Về mặt động học, hệ treo phụ thuộc còn gây ra một bất lợi khác là khi một bên

Trang 16

2.2 Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi

- Bộ phận đàn hồi kim loại: Bộ phận đần hồi kim loại thường có 3 dạng chính đểlựa chọn: nhíp lá, lò xo xoắn và thanh xoắn

+ Nhíp lá thường được dùng trên hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo thăngbằng Khi chọn bộ phận đàn hồi là nhíp lá, nếu kết cấu và lắp ghép hợp lý thì bảnthân bộ phận đàn hồi có thể làm luôn nhiệm vụ của bộ phận hướng Điều này làmcho kết cấu của hệ thống treo trở nên đơn giản, lắp ghép dễ dàng Vì thế nhíp láđược sử dụng rộng rãi trên nhiều loại xe kể cả xe du lịch Nhíp lá ngoài nhược điểmchung của bộ phận đần hồi kim loại còn có nhược điểm là khối lượng lớn

+ Lò xo xoắn thường được sử dụng trên nhiều hệ thống treo độc lập Lò xo xoắnchỉ chịu được lực thẳng đứng do đó hệ thống treo có bộ phận đàn hồi là lò xo xoắnphải có bộ phận hướng riêng biệt So với nhíp lá, lò xo xoắn có trọng lượng nhỏhơn

+ Bộ phận đàn hồi là thanh xoắn cũng được sử dụng trên một số hệ thống treođộc lập của ô tô So với nhíp lá, lò xo xoắn có thế năng đàn hồi lớn hơn, trọng lượngnhỏ và lắp đặt dễ dàng

Bộ phận đàn hồi kim loại có ưu điểm là kết cấu đơn giản, giá thành hạ Nhượcđiểm của loại này là độ cứng không đổi (C=const) Độ êm dịu của xe chỉ được đảmbảo một vùng tải trọng nhất định, không thích hợp với những xe có tải trọng thườngxuyên thay đổi Mặc dù vậy bộ phận đàn hồi kim loại được sử dụng phổ biến chủyếu trên các loại xe hiện nay

- Bộ phận đàn hồi bằng khí: Loại này có ưu điểm là độ cứng của phần tử đàn hồi(lò xo khí) không phải là hằng số do vậy có đường đặc tính đàn hồi phi tuyến rấtthích hợp khi sủ dụng trên ô tô Mặt khác tuy theo tải trọng có thể điều chỉnh độcứng của phần tử đàn hồi cho phù hợp Vì thế hệ thống treo loại này có độ êm dịucao Tuy nhiên bộ phận đần hồi này có kết cấu phức tạp, giá thành cao, trọng lượng

Trang 17

lớn Trên xe du lịch thường chỉ trang bị cho các dòng xe đắt tiền, sang trọng Cònđối với xe tải được sử dụng đối với các xe có tải trọng lớn.

Qua những phân tích ưu nhược điểm của các loại bộ phận đàn hồi và dựa trên

xe cơ sở là xe hino 7 tấn, ta chọn phương án thiết kế (1) cầu trước, phương án thiết

kế (2) cho cầu sau

2.3 Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn

Giảm chấn sử dụng trên ô tô dựa theo nguyên tắc bằng cách tạo ra sức cản nhớt vàsức cản quán tính của chất lỏng công tác khi đi qua lỗ tiết lưu nhỏ để hấp thụ nănglượng dao động do phần tử đàn hồi gây ra Về mặt tác dụng có thể có loại giảm chấn

1 chiều hoặc 2 chiều Loại tác dụng 2 chiều có loại tác dụng đối xứng hoặc khôngđối xứng Đối với giảm chấn tác dụng đơn thì có nghĩa trong 2 hành trình (nén vàtrả) thì chỉ có một hành trình giảm chấn có tác dụng (thường là ở hành trình trả).Còn đối với giảm chấn 2 chiều, do cấu tạo của pittông giảm chấn loại này bao gồmhai lỗ với hai nắp van (dạng van một chiều) với kích thước lỗ khác nhau Lỗ nhỏ cótác dụng ở hành trình trả còn lỗ lớn có tác dụng ở hành trình nén Như vậy lực cảncủa giảm chấn ở hành trình trả sẽ lớn hơn ở hành trình nén, phù hợp với yêu cầu làmviệc của hệ thống treo Do đó ta chọn thiết kế giảm chấn trên xe là loại thủy lực 2chiều

Trang 18

2.4 Số liệu cơ bản

Số liệu tham khảo của xe hino 500fc model FC9JJSW

Phân bố trọng lượng xe toàn phần (đủ tải)

lên cầu trước

lên cầu sau

36000 N

68000 NTrọng lượng bản thân

phân ra cầu trước

phân ra cầu sau

14400 N

15000 N

Trang 19

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC

Nếu n>120 (lần/phút) không phù hợp với hệ thần kinh của con người dẫn đến mệtmỏi, ảnh hưởng đến sức khoẻ và an toàn khi lái xe

Chọn sơ bộ tần số dao động của hệ thống treo trước: ntr= 80 (lần/phút)

Vậy độ võng tĩnh (ft) :

0,141( )80

t tr

dt t t

G

f

Trang 20

Độ võng động fđ của hệ thống treo phụ thuộc vào đường đặc tính của hệ thống treo

và độ võng tĩnh ft Giá trị độ võng động fđ chính xác bằng bao nhiêu hiện nay chưađịnh được nhưng khi thiết kế thường lấy:

Đối với nhíp trước của xe tải: L=(0,260,35)Lx

Lx: chiều dài cơ sở của xe: 4350 (mm)

Trang 21

Trong đó:

li: nửa chiều dài lá nhíp thứ i

ji: mô men quán tính mặt cắt ngang của lá nhíp thứ i

Trang 22

p

Hình 3.2 Sơ đồ tính lá nhípXét một thanh như hình trên khi chịu lực P, thanh biến dạng một đoạn là f Gọi U làthế năng biến dạng đàn hồi của thanh thì ta có:

k 1

6E C

: hệ số thực nghiệm, lấy trong khoảng 0, 83  0, 87 ( Chọn  = 0, 85)

ak=l1-lk li: nửa chiều dài hiệu dụng lá nhíp thứ i

Trang 24

- Coi nhíp là loại 1/4 elíp với 1 đầu được gắn chặt, một đầu chịu lực

- Bán kính cong của các lá nhíp bằng nhau, các lá nhíp chỉ tiếp xúc với nhau ở cácđầu mút và lực chỉ truyền qua các đầu mút

- Biến dạng ở vị trí tiếp xúc giữa 2 lá nhíp cạnh nhau thì bằng nhau

- Biểu thức biến dạng của các lá nhíp khi chịu phản lực như sau:

3

Pl f EJ



Sử dụng công thức trên để tính biểu thức biến dạng tại các điểm tiếp xúc giữa 2 lánhíp và cho chúng bằng nhau từng đôi một ta sẽ đi đến 1 hệ n-1 phương trình vớin-1 ẩn là các giá trị X2,…Xn

Hệ phương trình đó như sau :

1

00

Trang 25

8700,6

8681,8

8666,3

8694,2

8695,8

8715,7Tính ứng suất nhíp trước :

lk

Xk

Xk (lk-lk+1) Xk.lk-Xk+1.lk+1

Hình 3.4 Sơ đồ tính ứng xuất lá nhíp

Mômen tại điểm A: MA = Xk(lk - lk+1) ;

Mômen tại điểm B: MB = Xklk -Xk+1lk+1

Wu: môđun chống uốn tại điểm tiết diện tính toán:

lk Wu (m3) Xk (N) MA (N.m)  A(N/m2) MB (N.m)  B(N/m2)0,645 1,3.10-6 8687,5 564,6875 434,4.106 558,7135 429,8.1060,580 1,3.10-6 8697,8 556,6592 428,2.106 566,7728 436,0.1060,516 1,3.10-6 8678,2 572,7612 440,6.106 562,6812 432,8.1060,450 1,3.10-6 8700,6 565,539 435,0.106 572,777 440,6.1060,385 1,3.10-6 8681,8 572,9988 440,8.106 577,9433 444,6.1060,319 1,3.10-6 8666,3 589,3084 453,3.106 582,3055 447,9.1060,251 1,3.10-6 8694,2 599,8998 461,5.106 599,6086 461,2.1060,182 1,3.10-6 8695,8 634,7934 488,3.106 632,6243 486,6.106

Trang 26

Với lá nhíp thứ 9 có   8

C 6.10 (N / m)

    do đó để đảm bảo bền cho lá cuối cùng

ta phải tăng tiết diện của lá nhíp cuối cùng Tăng bề dày của lá thứ 9 : h =12 (mm)

Trang 28

Pk

3.1.5 Tính bền tai nhíp

Hình 3.5 Sơ đồ tính tai nhípTrong đó:

D: đường kính trong của tai nhíp

: hệ số bám của bánh xe với đất Lấy  = 0,7

Zbx: phản lực của đất lên bánh xe

Ta có Zbx=Got +Gdt =1250+17375=18625(N)

Pkmax=0,7 18625=13038(N)

Tai nhíp làm việc theo uốn, nén (hoặc kéo)

Ứng suất uốn ở tai nhíp là: uốn

k P bh



Trang 29

Ứng suất tổng hợp ở tai nhíp được tính theo công thức: th

3.1.6 Tính kiểm tra chốt nhíp

Đường kính chốt nhíp được chọn bằng đường kính trong danh nghĩa của tai nhíp:

Dchốt=35(mm)

Chọn vật liệu chế tạo chốt nhíp là thép hợp kim có thành phần các bon thấp (20X)

thấm các bon trước khi tôi thì ứng suất chèn dập cho phép:

[chèn dập ]= 7,59,0(MN/m2)

Chốt nhíp được kiểm nghiệm theo ứng suất chèn dập: chèn dập

max

Trang 30

Như vậy ứng suất chèn dập sinh ra nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu, Vậy chốt đảm bảo bền

Trang 31

3.2 Tính toán giảm chấn

Sự cản chấn động ở hệ thống treo không chỉ phụ thuộc vào giảm chấn mà còn do

ma sát giữa các lá nhíp, ma sát giữa các khớp nối của hệ thống treo Việc tác độngcủa chúng ta vào sự cản chấn động ở hệ thống treo bằng cách thiết kế giảm chấnchính là việc tác động của chúng ta vào thông số mà chúng ta kiểm soát được, tức làlực cản chấn động của giảm chấn Ảnh hưởng dập tắt chấn động của các yếu tốkhông kiểm soát được là không lớn lắm, vì vậy khi thiết kế giảm chấn, ta coi sự cảndao động của toàn bộ hệ thống treo là sự cản dao động của giảm chấn Khi làm việc,giảm chấn phải thực hiện được nhiệm vụ của nó là dập tắt dao động tương đối củaphần được treo và phần không được treo

Để thiết kế giảm chấn, ta phải thực hiện việc chọn trước một số thông số ban đầucủa giảm chấn dựa trên những xe tương đương và không gian bố trí của giảm chấn.Sau đó, ta xác định kích thước các lỗ, van của giảm chấn

3.2.1 Xác định hệ số cản của giảm chấn

Hệ số cản của hệ thống treo K góp phần quan trọng, nó tạo ra độ êm dịu của xe.Tương tự bộ phận đàn hồi, tùy thuộc cách lắp giảm chấn trên xe Hệ số cản của giảmchấn Kg có thể bằng hoặc không bằng hệ số cản của hệ thống treo

Trong lý thuyết ô tô để đánh giá sự dập tắt chấn động người ta sử dụng hệ số dập

tắt chấn động tương đối như sau: 2

K CM

 

Trong đó:

C: độ cứng của hệ thống treo ( / )

t t

G

f



Trang 32

Gt: trọng lượng được treo tính trên một bánh xe ở trạng thái tĩnh Gt=17375(N) g: gia tốc trong trường g = 9,8(m/s2)

ft: độ võng tĩnh của hệ thống treo ft=141(mm)

Hệ số cản của hệ thống treo được xác định bằng công thức: Ktr=2 CM

Ktr= 2.0, 2

217375

Định dạng
Số trang	64
Dung lượng	789,8 KB