đồ án (1) tinh toan ththiet ke

Hệ thống phanh gồm có cơ cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc của các bánh xe hoặc một trục nào đấy của hệ thống truyền lực và truyền động phanh để dẫn động cơ cấu phanh.. Phanh êm dịu

Nhận xét của giảng viên

MỤC LỤC

Chương I: Khái quát chung về hệ thống phanh

1.1 Công dụng, phân loại và yêu cầu ………4

1.2 Kết cấu chung của hệ thống phanh ………6

1.3 Cấu tạo chung của hệ thống phanh ……… 7

1.4 Cơ cấu phanh ………8

1.5 Dẫn động phanh ……….14

Chương II: Thiết kế tính toán hệ thống phanh 2.1 Thông số đầu vào………17

2.2 Thông số tính được………17

2.3 Tính toán họa đồ lực phanh ………19

2.4 Tính toán cơ cấu phanh ……….24

2.5 Tính bền chi tiết ……… 29

Chương III: Kết Luận ……… 34

LỜI NÓI ĐẦU

Trong bất kỳ thời đại nào, dù là nước phát triển hay chưa phát triển thì giaothông vận tải luôn có tầm quan trọng hàng đầu đối với nhiều lĩnh vực, nhất là lĩnh vựckinh tế, ngày nay các phương tiện giao thông không ngừng đổi mới, phát triển theohướng ngày càng hiện đại để thoả mãn nhu cầu sử dụng ngày càng cao của con người.Trong các loại phương tiện giao thông hiện có trên thế giới ô tô luôn có tầm quantrọng hàng đầu và thu hút được nhiều nhà khoa học đầu tư nghiên cứu Việc nghiêncứu được thực hiện với tất cả các hệ thống trên ô tô Trong phạm vi đề tài được giao,bài viết này chỉ đề cập đến việc tính toán hệ thống phanh ô tô có trọng lượng khi đầytải là 8290 kg

Trên ôtô hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng nhất Phanh có đảm bảo thìngười lái mới có thể an toàn khi đi ở tốc độ cao, điều đó góp phần nâng cao hiệu quả khaithác ô tô, nâng cao được an toàn cho người lái và các phương tiện khai thác khi xechuyển động trên đường Do tầm quan trọng của hệ thống phanh cho nên mục đích củaviệc tính toán kiểm tra hệ thống phanh ô tô sau cải tạo là nhằm giải quyết các vấn đề trên

Do trình độ cũng như điều kiện và thời gian còn hạn chế, mặt khác đây là lần đầutiên tiếp xúc với một khối lượng kiến thức tương đối sâu và rộng nên chắc chắn khôngtránh khỏi sai sót: Em kính mong nhận được sự chỉ bảo cũng như sự phê bình của cácthầy cô giáo trong ngành và các bạn đồng nghiệp để em được mở rộng kiến thức và hiểusâu hơn về đề bài này

Em xin chân thành cảm ơn.

Sinh viên

Lê Hồng Sơn

CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH

TRÊN Ô TÔ

1.1 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU

Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe tới vận tốcchuyển động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định

Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nóbảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vậnchuyển

Hệ thống phanh gồm có cơ cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc của các bánh

xe hoặc một trục nào đấy của hệ thống truyền lực và truyền động phanh để dẫn động

cơ cấu phanh

Trên ôtô sự phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay vàphần đứng yên của các cụm liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh hoặcđĩa phanh với má phanh Quá trình ma sát trong các cơ cấu phanh dẫn tới mài mòn vànung nóng các chi tiết ma sát, nếu không xác định kịp thời và tiến hành hiệu chỉnh thì

có thể dẫn tới làm giảm hiệu quả phanh

Hư hỏng trong hệ thống phanh thường kèm theo hậu quả nghiêm trọng, làm mấttính an toàn chuyển động của ôtô Các hư hỏng rất đa dạng và phụ thuộc vào kết cấu

hệ thống phanh

Có nhiều cách phân loại hệ thống phanh

a Theo công dụng

- Hệ thống phanh chính (phanh chân)

- Hệ thống phanh dừng (phanh tay)

- Hệ thống phanh dừng (phanh tay).

- Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điệntừ)

b Theo kết cấu của cơ cấu phanh

- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc;

- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa

- Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa

d Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh

Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thốngphanh với bộ điều hòa lực phanh

e Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh

Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanhvới bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS)

Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:

Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.Muốn có quãng đường ngắn nhất thì phải đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại;

Phanh êm dịu trong bất kì mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khiphanh;

Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiểnkhông lớn;

Dẫn động phanh có độ nhạy cao;

Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sửdụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào;

Không có hiện tượng tự xiết khi phanh;

Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt;

Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanhtrên bánh xe;

Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện sửdụng;

Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài

1.2 KẾT CẤU CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH

Hệ thống phanh trên ôtô gồm có phanh chính (phanh bánh xe hay thường gọi làphanh chân) và phanh dừng (phanh truyền lực hay thường gọi là phanh tay) Sở dĩ phảilàm cả phanh chính và phanh dừng là để đảm bảo an toàn khi ôtô chuyển động Phanhchính và phanh dừng có thể có cơ cấu phanh và truyền động phanh hoàn toàn riêng rẽhoặc có thể có chung cơ cấu phanh (đặt ở bánh xe) nhưng truyền động hoàn toàn riêng

rẽ Truyền động phanh của phanh dừng thường dùng là loại cơ khí

Phanh chính thường dùng truyền động thuỷ lực – gọi là phanh dầu hoặc truyềnđộng loại khí nén – gọi là phanh khí Khi dùng phanh dầu thì lực tác dụng lên bàn đạpphanh sẽ lớn hơn so với phanh khí, vì lực này là để sinh ra áp suất của dầu trong hệthống phanh, còn ở phanh khí lực này chỉ cần thắng lực cản lò xo để mở van phân phối

của hệ thống phanh Vì vậy phanh dầu chỉ nên dùng ở ôtô du lịch, vận tải cỡ nhỏ vàtrung bình vì ở các loại ôtô này mômen phanh ở các bánh xe bé, do đó lực trên bàn đạpcũng bé Ngoài ra phanh dầu thường gọn gàng hơn phanh khí vì nó không có các bầuchứa khí kích thước lớn và độ nhạy khi phanh tốt, cho nên bố trí nó dễ dàng và sửdụng thích hợp với các ôtô kể trên Phanh khí thường sử dụng trên ôtô vận tải trungbình và lớn

Ngoài ra các loại ôtô vận tải trung bình và lớn còn dùng hệ thống phanh thuỷkhí Dùng hệ thống phanh này ta có thể kết hợp ưu điểm của phanh khí và phanh dầu

là lực bàn đạp phanh nhỏ, độ nhậy tốt, tạo ra mômen phanh lớn

1.3 CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH

Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô được mô tả trên hình 1.1 Từ sơ đồ

cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:

Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômenhãm trên bánh xe khi phanh ôtô

Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển

từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khí nénhay kết hợp thủy – khí mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khácnhau Ví dụ dẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh, đòn

cơ khí Nếu là đẫn động thủy lực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính(tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn

Hình 1.2 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Hình 1.1 Hệ thống phanh trên ô tô 1.4 CƠ CẤU PHANH

1.4.2 Cơ cấu phanh guốc (phanh trống)

a Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng

qua đường trục thẳng đứng) được thể hiện trên hình 1.2 Trong đó sơ đồ hình 1.2.a là

loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh; sơ đồ hình 1.2.b là loại sử

dụng xi lanh thủy lực để ép guốc phanh vào trống phanh

Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc lệch

tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên

được điều chỉnh bằng trục cam ép (hình 1.2.a) hoặc bằng cam lệch tâm (hình 1.2.b)

b Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.3 Sự đối xứng

qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi

lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua

tâm

Hình 1.3 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

1.ống nối; 2.vít xả khí; 3.xylanh bánh xe; 4.má phanh;

5.phớt làm kín; 6.piston; 7.lò xo phanh guốc; 8.tấm chặn;

9.chốt guốc phanh; 10.mâm phanh

Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thủy lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.

c Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựatrên mặt tựa di trượt

Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.4.a);loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.4.b)

- Loại hai mặt tựa tác dụng đơn: Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựatrên mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt củapittông Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch

và ôtô tải nhỏ

- Loại hai mặt tựa tác dụng kép: Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có haipittông và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông Cơcấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

Hình 1.5 Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hoá

Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc loại hơi

d Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa

(hình 1.5.a); cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 1.5.b)

- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn: Cơ cấu phanh tự cường hóa tácdụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa ditrượt của một cơ cấu điều chỉnh di động Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì mộtđược tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa ditrượt của pittông xi lanh bánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa

má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh Cơ cấu phanh loại này thường được

bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình

Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanhthứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai

Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hóa: cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụngđơn

- Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép: Cơ cấu phanh tự cường hóa tácdụng kép có hai đầu của hai guốc phanh được tựa trên hai mặt tựa di trượt của haipittông trong một xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xesau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình

1.4.3 Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.6

Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:

- Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe;

- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe;

- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn độngbởi các pittông của các xi lanh bánh xe;

Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động

- Loại giá đỡ cố định (hình 1.6.a):

Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu Trên giá đỡ bố trí hai xi lanhbánh xe ở hai đĩa của đĩa phanh Trong các xi lanh có pittông, mà một đầu của nó luôn

tì vào các má phanh Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh

xe

- Loại giá đỡ di động (hình 1.6.b):

Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một sốchốt bắt cố định trên dầm cầu Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanhbánh xe với một pittông tì vào một má phanh Má phanh ở phía đối diện được gá trựctiếp lên giá đỡ

1.4.4 Cơ cấu phanh dừng

Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đường bằng Nóichung hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng yên, không dichuyển trên các loại đường khác nhau Về cấu tạo phanh dừng cũng có hai bộ phậnchính đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh

- Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sauhoặc bố trí trên trục ra của hộp số

- Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí được bốtrí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay, vìvậycòn gọi là phanh tay

Đặc điểm quan trọng của hệ thống phanh dầu là các bánh xe được phanh cùngmột lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sátvào trống phanh không phụ thuộc vào đường kính xi lanh làm việc và khe hở giữatrống phanh và má phanh.

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực

1.5.2 Dẫn động phanh chính bằng khí nén

Phanh khí sử dụng năng lượng của khí nén để tiến hành phanh, người lái không cần mất nhiều lực để điều khiển phanh mà chỉ cần thắng lực lò xo ở van phân phối để điều khiển việc cung cấp khí nén hoặc làm thoát khí ở các bộ phận làm việc

Bình khí nén Máy nén khí

Van ph©n phèi Bình läc

BÇu phanh

Hình1.9 Sơ đồ hệ thống dẫn động khí nén

Qua sơ đồ cấu tạo của dẫn động phanh khí nén chúng ta thấy hệ thống bao gồm cácphần tử chính sau:

- Máy nén khí, van áp suất và các bình chứa khí: là bộ phận cung cấp nguồn khí nén

có áp suất cao (6-7 KG/cm2) để hệ thống phanh hoạt động;

- Van phân phối: là cơ cấu phân phối khí nén từ các bình chứa khí đến các bầu phanh

để tạo lực tác dụng lên cam ép thực hiện phanh các bánh xe;

- Bầu phanh: thực chất là một bộ pittông xi lanh khí nén, nó là cơ cấu chấp hành biến

áp suất khí nén thành lực cơ học tác dụng lên cam ép để thực hiện quá trình phanh

5.3 Dẫn động phanh chính bằng thủy khí kết hợp

Hình 1.10 Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy khí kết hợp

Đường

Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động:

- Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanh bánh xephía trước và phía sau;

- Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí và các

Đây là dẫn động thủy khí kết hợp hai dòng nên van phân phối khí là loại van kép,

có hai xi lanh chính và hai xi lanh khí

2.1: Thông số đầu vào

Mô men xoắn cực đại của động cơ M e max = 43 ( KGm)

Chiều dài – Chiều rộng cơ sở 4000 - 2015 (mm)

Khối lượng không tải của ôtô 4310 kg

2.2: Thông số tính được

- Đối với xe tải ta chọn hệ số phân bố tải trọng ra cầu trước và cầu sau là :

a , b : Khoảng cách từ trọng tâm đến trục bánh xe trước và bánh xe sau

- Chiều cao trọng tâm : chọn h g = 1 (m)

2.2 Xác định mômen phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh

Moomen phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh của oto phải đảm bảo giảm tốc độ hoặc dừng oto hoàn toàn với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép Ngoài ra còn phải đảm bảo giữ oto đứng ở độ dốc cực đại ( mô men phanh sinh ra ở phanh tay )

Oto có cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở các bánh xe ( phanh chân ) , mô men phanhtính toán sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở cầu trước là :

L : Chiều dài cơ sở của xe L = 4000 (mm) = 4 (m)

a,b là khoảng cách từ trọng tâm đến trục bánh xe trước và bánh xe sau

J max : Gia tốc chậm dần cực đại của oto khi phanh , J max = (6÷7) m/s2

h g có ảnh hưởng đến tính năng cơ động và khả năng việt dã của ôt Khi tăng

độ cao trọng tâm của xe sẽ làm dịch chuyển trọng lượng khi phanh và làm tăng khả năng trượt lê của bánh xe sau khi phanh và làm tăng khả năng trượt lê của bánh xe sau khi phanh Với xe đang thiết kế là xe con có vận tốc cực đại tương đối lớn nên để đảmbảo các tính năng chuyển động của xe khi phanh ta chọn : h g = 1 (m)

Vậy mô men phanh sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở một bánh xe cầu trước là

M P ' = 82900.1,52.4 (1+ 9,81.1,56.1 ) 0,6 0,4334 = 5856,58 (N.m)

M P '' = 82900.2,62.4 (1- 9,81.2,66.1 ) 0,6 0,4334 = 5358(N.m)

2.2 Xác định các lực tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ

Xe thiết kế là xe tải nên ta chọn cơ cấu phanh trước và phanh sau là cơ cấu phanh guốc Chọn dẫn động cho hệ thống phanh là dẫn động dầu thủy lực

2.3 Đối với cơ cấu phanh trước

a Xác định góc δ và bán kính ρ của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh

Chúng ta xét trường hợp khi hai guốc phanh được ép bởi một lực P như nhau Xác định δ theo công thức :

tg δ = 2 β cos2 β1−cos2 β2

0+sin 2 β1−sin 2 β2

Trong đó : ta chọn cơ cấu phanh guốc có chiều dài tấm ma sát của các má phanh là khác nhau Để đảm bảo momen phanh tốt và giảm sự mài mòn do ma sát thì tấm má sát ở guốc trước ( guốc xiết ) thường được thiết kế dài hơn

β1 : góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến chỗ tấm ma sát ,

tgδ t =

cos 320−cos 2320

21000 Π

1800 +sin 320−sin 2320 = 0,300885 ⇒ δ t = 16,750

Xác định bán kính ρ ( bán kính điểm đặt lực ) : là bán kính xác định điểm đặt lực tổng hợp R tác dụng lên guốc phanh

Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực P tác dụng lên guốc

phanh để đảm bảo cho tổng moomen phanh sinh ra ở guốc phanh trước và guốc phanh sau bằng momen phanh tính toán của ,ỗi cơ cấu phanh đặt ở bánh xe Khi đã chọn được các thông số kết cấu (β1,β2,β0,r t) chúng ta tính được góc δ

và bán kính ρ nghĩa là xác định được hướng và điểm đặt lực N ( N hướng vào tâm

O )

Lực R là lực tổng hợp của N và lực ma sát giữa má phanh với trống phanh T Lưc R tạo với lực N góc φ Góc φ xác định như sau :

Vì xylanh ở bánh xe là như nhau nên lực P đẩy cácguốc phanh là như nhau Lực

R1 và R2 đã biết hướng Kéo dài P, R1, R2 các lực này sẽ cắt nhau ở O’ và O’’ nối với tâm chốt quay má phanh ta có các phản lực U1 và U2 Như vậy trên mỗi guốc phanh có

2.3.2 Đối với cơ cấu phanh bánh sau

TT ta có bánh sau như sau:

M ' ' p=R1r01+R2r02

Thay giá trị của R1 vào biểu thức trên ta được:

c Kiểm tra hiện tượng tự xiết khi phanh

Khi thiết kế và tính toán cơ cấu phanh phải tránh hiện tượng tự xiết Hiện tượng

tự xiết xảy ra khi má phanh bị ép sát vào trống phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác động lực P của dẫn động lên guốc phanh

µ= c cosδ ρ−c sinδδ

c là khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm chốt quay của má phanh

2.4 Tính toán cơ cấu phanh

2.4.1 Xác định kích thước má phanh

Xác định kích thước má phanh theo điều kiện áp suất

Ta có áp suất giới hạn trên bề mặt ma sát

[q] = 1,5 ÷ 2,0 (MN/m²) Chọn [q] = 1,5 (MN/m²) = 1,5.10 (N/m²)⁶ (N/m²)

Áp suất trên bề mặt má phanh được xác định như sau:

Theo công thức (2-42) sách HDTKHTP OTÔ Máy kéo (Dương Đình Khuyển) ta

180 .1,5 10

6

=0,07(m)

Chọn bề rộng má phanh b=70 (mm)

2.4.2 Tính toán guốc phanh

Guốc phanh thường làm theo hình chữ T

Guốc phanh dung để tán má phanh

Tính kích thước đến trọng tâm G

Y c 1 là khoảng cách từ tâm má guốc đến trọng tâm G

Y c 2 là khoảng cách từ tâm xương guốc đến trọng tâm G

Với c là độ dày của xương guốc Chọn theo xe tương tự: c=10(mm)

d là chiều cao của xương guốc Chọn d= 60(mm)

⇒ F2=10.60=600 (mm2)

R : bán kính ngoài của guốc phanh

Chọn khe hở giữa má phanh và trống phanh là 0,4mm

Ta tính được R1=r t−0,3−c =220−0,4−10=209,6 (mm)

R2: bán kính trong của guộc phanh R2=R1−b= 209,6-10,5=199,1(mm)

R3: bán kính trong xương guốc R3=R2−d=199,1-60 = 139,1 (mm)

Y c 2=Y2−Y c1=R1'−R2'−Y c 1

Với:

R1'là bán kính trọng tâm của phần diện tích trên, tính đến tâm tang trống

R2' là bán kính trọng tâm của phần diện tích dưới, tính đến tâm tang trống

600169,1

Lực tác dụng lên bàn đạp để tạo lên áp suất đã chọn của hệ thống.

Theo công thức (3-2) sách HDTKHTP ô tô máy kéo của Dương Đình Khuyến ta có:

Chọn Q bd =30(KG)=300(N)

⇒ D=√4 Q bd η

π p .

l ' l D=√4.300 0,923,14.10 .

Má phanh quay quanh chốt phanh được tính theo cắt và chèn dập

Với chốt phanh để đảm bảo đủ bền ở hai guốc ta tính về phía có lực U lớn

- Theo điều kiện cắt

σ ch=U1

l d ≤[σ ch]=800 (kG/c m2)=8000 (N /c m2)

⇒l ≥ U1

d 8000=

517004.8000=1,5 (cm)

Chọn l=2(cm)d: Đường kính chốt

l: Chiều dài tiếp xúc của chốt với guốc phanh

U1 : Lực tác dụng lên chốt

⇒τ c=4.51700

3,14.42 =3116(N /c m

2)<[τ ]

σ ch=51700

6.4 =3446,67(N /c m

2)<[σ ch]

2.5 Tính bền một số chi tiết chính.

2.5.1 Kiểm bền má phanh theo công ma sát trượt riêng.

Nếu phanh otô đang chuyển động với vận tốc v cho tới khi dừng hẳn (v=0) thì ₀ cho tới khi dừng hẳn (v=0) thì toàn bộ động năng của otô coi là đã chuyển thành công ma sát L tại cơ cấu phanh

Ta có:

L= G v0

2

2 g F Σ

G là trọng lượng của otô khi đầy tải G = 82900 (N)

v là vận tốc của otô khi bắt đầu phanh v = 60 (km/h) = 1,67(cm/s)₀ cho tới khi dừng hẳn (v=0) thì ₀ cho tới khi dừng hẳn (v=0) thì

F Σ là diện tích toàn bộ của các má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh của otô

-Cầu sau: b b b b 0,115(m)

⇒ F s=2.(1200+1000) π

1800.0,22.0,115=0,194 (m

2)

b là chiều rộng má phanh

⇒F Σ=F t+F s=0,169+0,194=0,363(m2)

⇒L= 82900.1,67

22.9,81.0,363 104=324,623(J /c m

2)

a’ : bán kính trong của xylanh a’ = 30 (mm)

b’: bán kính ngoài của xylanh Chọn b’=35 (mm)

Xylanh được làm bằng gang xám có [σ]=1000 (kG/cm²)]=1000 (kG/cm²)

2)

Ứng suất nén:

σ t=p R

2 S =

100.0,22.0,15 =66,67(kG/c m

2)

Với p=100 (kG/cm²) là áp suất đường ống

- Ở cấu phanh bánh sau:

Áp suất ma sát sinh ra trên bề mặt má phanh guốc trước và guốc sau đã được tính

ở trên là thỏa mãn điều kiện thiết kế Vì áp suất trong trống phanh cũng được tính theocác kích thước của má phanh nên áp suất trong trống phanh cũng thỏa mãn điều kiện thiết kế

Ứng suất hướng tâm tính theo:

20,22 )= 519,33 (kG/cm2)Vậy ứng suất tổng hợp tác dụng lên trống phanh:

Trôgns phanh làm bằng gang xám [σ]=1000 (kG/cm²)] = 3800 (kG/cm2)

Vậy trống phanh đảm bảo yêu cầu ký thuật

2.5.5 Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh

Trong quá trình phanh động năng của ô tô chuyển thành nhiệt năng ở trống phanh và một phần thoát ra môi trường không khí Phương trình cân bằng năng lượng lúc đó có dạng: