Thiết kế tính toán hệ thống treo xe tải 8 tấn (Link file CAD ở trang cuối)

Con người đã sử dụng sức kéo của độngvật trong các loại xe kéo, và đến khi ô tô được phát minh ra thì bánh xe cũngchỉ được liên kết cứng với thân xe và bánh xe không thể đàn hồi được.. T

Lời nói đầu 3

Chương I: TỔNG QUAN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO 4

1.1 Tổng quan hệ thống treo 4

1.1.1 Lịch sử hình thành 4

1.1.2 Công dụng và phân loại hệ thống treo 4

1.2 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế hệ thống treo 8

1.2.1 Phân tích các phương án bố trí hệ thống treo 8

1.2.2 Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi 9

1.2.3 Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn 11

1.2.4 Các thông số cơ bản 12

Chương II: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC 13

2.1 Tính phần tử đàn hồi nhíp 13

2.1.1 Xác định tần số dao động 13

2.1.2 Tính toán và chọn thông số chính của lá nhíp 14

2.1.3 Tính độ cứng của nhíp 19

2.1.4 Tính bền các nhíp 20

2.1.5 Tính bền tai nhíp 24

2.1.6 Tính kiểm tra chốt nhíp 25

2.2.Tính toán giảm chấn 27

2.2.1 Xác định hệ số cản của giảm chấn K g 27

2.2.2 Xác định lực cản của giảm chấn 29

2.2.3 Xác định đường kính, hành trình pistong 30

2.2.4 Xác định kích thước các lỗ van giảm chấn 31

2.2.5 Xác định kích thước lò xo các van giảm chấn 34

Chương III: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TREO SAU 38

3.1 Tính toán nhíp 38

3.1.1 Tính toán và chọn thông số chính 38

3.1.2 Tính toán nhíp chính 39

3.1.3 Tính toán nhíp phụ 43

3.1.4 Tính bền nhíp 46

3.1.5 Tính bền tai nhíp 52

3.2.Tính toán giảm chấn cầu sau 55

3.2.1 Tính toán hệ số cản của giảm chấn 55

3.2.2 Xác định lực cản của giảm chấn 57

3.2.3 Xác định đường kính, hành trình pistong 58

3.2.4 Xác định kích thước các van 59

3.2.5 Xác định kích thước lò xo các van giảm chấn 61

Chương IV: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP SỬA CHỮA KHẮC PHỤC 65

4.1 Hư hỏng thường gặp 65

4.1.1 Bộ phận đàn hồi 65

4.1.2 Bộ phận giảm chấn 66

4.2 Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống treo 68

Kết luận 69

Tài liệu tham khảo 70

Lời nói đầu

Ô tô là phương tiện quan trọng trong mạng lưới giao thông của cácquốc gia, đặc biệt trong các quốc gia phát triển Vận tải bằng ô tô chiếmkhoảng 80% tỉ trọng của ngành vận tải, nhu cầu vận tải lại không ngừng giatăng cùng khả năng vận chuyển hàng hóa, con người một cách linh hoạt đadạng, kể cả ở thành phố và nông thôn Điều đó chứng tỏ sự cấp thiết củaphương tiện này, đòi hỏi sự quan tâm mạnh mẽ của mọi quốc gia

Việt Nam đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

và đã vươn lên trở thành quốc gia có thu nhập trung bình Với việc mở cửakêu gọi đầu tư, các khu công nghiệp, chế xuất ngày càng nhiều và mở rộngkhắp cả nước cùng với hệ thống giao thông đường bộ đang dần hoàn thiện đòihỏi sự luân chuyển vận tải hàng hóa phải nhanh chóng, kịp thời, giá thành rẻ.Chính vì vậy, em nhận thấy dòng xe tải có tải trọng trung bình là phù hợp vớibối cảnh nước ta hiện nay

Mặc khác, ô tô cũng đòi hỏi sự an toàn, bền bỉ và tính tiện nghi ngàycàng cao, vì vậy tính êm dịu chuyển động là một trong những nhỉ tiêu quantrọng của xe Với những kiến thức được học trong nhà trường, cùng với sựtìm hiểu thực tiễn cùng chủ trương nội địa hóa, em đã chọn đề tài: Thiết kế hệthống treo xe tải 8 tấn

Trong quá trình làm đồ án, mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của giáoviên hướng dẫn Dương Ngọc Khánh và các thầy cô khác trong bộ môn trong

bộ môn nhưng do kiến thức của em còn hạn chế, lại thiếu kinh nghiệm nên đồ

án chắc chắn còn nhiều thiếu sót Em mong các thầy thông cảm và đóng gópthêm để em có thể làm tốt hơn trong tương lai

Em xin chân thành cảm ơn!

Chương I: TỔNG QUAN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG

ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO 1.1 Tổng quan hệ thống treo

1.1.1 Lịch sử hình thành

Sự phát triển của xã hội loài người gắn liền với sự phát triển của cácloại phương tiện giao thông vận tải Con người đã sử dụng sức kéo của độngvật trong các loại xe kéo, và đến khi ô tô được phát minh ra thì bánh xe cũngchỉ được liên kết cứng với thân xe và bánh xe không thể đàn hồi được Điềunày đã gây khó khăn lớn cho phương tiện khi hoạt động, đó là sự hạn chế vềtốc độ di chuyển; cũng như gây nguy hiểm do xuất hiện dao động mạnh củahàng hóa và người trên xe Do đó vấn đề dao động rất được quan tâm và làvấn đề quan trọng trên các phương tiện vận tải nói chung và đặc biệt trên ô tô

Năm 1888, J.B Dunlop phát minh ra lốp cao su có chứa khí nén bêntrong giúp tốc độ ô tô vượt qua 40 km/h Hơn thế, ô tô còn được bố trí hệthống liên kết giữa bánh xe và thân xe, hệ thống này được gọi là hệ thốngtreo Trong hệ thống treo bánh xe được liên kết mềm với thân xe và lốp cao su

có chứa khí nén, giúp cho thân xe không bị va đập mạnh bởi các mấp mô củamặt đường, đảm bảo thân xe chuyển động êm dịu bảo vệ tốt hàng hóa vàngười, hạn chế tải trọng phá hỏng nền

1.1.2 Công dụng và phân loại hệ thống treo

Bộ phận đàn hồi: nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe, tiếp nhận lực

thẳng đứng tác dụng từ khung vỏ tới bánh xe và ngược lại Bộ phận đàn hồi

có cấu tạo chủ yếu là một chi tiết (hoặc 1 cụm nhi tiết) đàn hồi bằng kim loại(nhíp, lò xo xoắn, thanh xoắn) hoặc bằng khí (trong trường hợp hệ thống treobằng khí hoặc thuỷ khí)

Bộ phận giảm chấn: Có tác dụng dập tắt nhanh chóng các dao động

bằng cách biến năng lượng dao động thành nhiệt năng toả ra ngoài Việc biếnnăng lượng dao động thành nhiệt năng nhờ ma sát Giảm chấn trên ô tô làgiảm chấn thuỷ lực, khi xe dao động, chất lỏng trong giảm chấn được pittônggiảm chấn dồn từ buồng nọ sang buồng kia qua các lỗ tiết lưu Ma sát giữachất lỏng với thành lỗ tiết lưu và giữa các lớp chất lỏng với nhau biến thànhnhiệt nung nóng vỏ giảm chấn toả ra ngoài

Bộ phận hướng: Có tác dụng đảm bảo động học bánh xe, tức là đảm

bảo cho bánh xe chỉ dao động trong mặt phẳng đứng, bộ phận hướng còn làmnhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang, mô men giữa khung vỏ và bánh xe

1.1.2.2 Phân loại

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

 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 bênphải được liên kết với nhau bằng dầm cứng (liên kết dầm cầu liền), cho nênkhi một bánh xe bị chuyển dịch (trong mặt phẳng ngang hoặc thẳng đứng) thìbánh xe bên kia cũng bị dịch chuyển Ưu điểm của hệ thống treo phụ thuộc làcấu tạo đơn giản rẻ tiền, và bảo đảm độ êm dịu chuyển động cần thiết cho các

xe có tốc độ chuyển động không cao lắm Nếu ở hệ thống treo phụ thuộc cóphần 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 caovới 3 hoặc 4 cầu chủ động để tạo mối quan hệ phụ thuộc giữa hai hàng bánh

xe ở hai cầu liền nhau

Hệ thống treo độc lập: là hệ thống treo mà bánh xe bên phải và bánh xebên trái không có liên kết cứng Do đó sự dịch chuyển của một bánh xe khônggây nên sự dịch chuyển của bánh xe kia Tùy theo mặt phẳng dịch chuyển củabánh xe mà người ta phân ra hệ thống treo độc lập có sự dịch chuyển bánh xetrong mặt phẳng ngang, trong mặt phẳng dọc và đồng thời trong cả hai mặtphẳng dọc và ngang.Hệ thống treo độc lập chỉ sử dụng ở những xe có kết cấurời, có độ êm dịu của cả xe cao, tuy nhiên kết cấu của bộ phận hướng phứctạp, giá thành đắt

a) Treo phụ thuộc b) Treo độc lập

1.Thùng xe 2 Bộ phận đàn hồi 3 Bộ phận giảm chấn 4 Dầm cầu

5 Các đòn liên kết của hệ treo

Sơ đồ hệ thống treo.

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

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

Phần tử đàn hồi là khí nén gồm: phần tử đàn hồi khí nén có bình chứa

là cao su kết hợp 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

 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 dạng ống

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

1.2 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế hệ thống treo

1.2.1 Phân tích các phương án bố trí hệ thống treo

1.2.1.1 Các phương án bố trí

1.2.1.2 Phân tích ưu, nhược điểm chung của các phương án bố trí

 Ưu điểm của hệ theo phụ thuộc

Khi bánh xe dịch chuyển theo phương thẳng đứng, khoảng cách haibánh xe (được nối cứng) không thay đổi Điều này làm cho mòn lốp giảm đốivới trường hợp treo độc lập Do hai bánh xe được nối cứng nên khi có lực bêntác dụng thì lực này đựơc chia đều cho hai bánh xe làm tăng khả năng truyềnlực bên của xe, nâng cao khả 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, bảodưỡng

 Nhược điểm của hệ treo phụ thuộc

Do đặc điểm kết cấu của hệ thống treo phụ thuộc nên chúng có khốilượng không được treo rất lớn Trên cầu bị động khối lượng này bao gồmkhối lượng rầm thép, khối lượng cụm bánh xe, một phần nhíp hoặc lò xo vàgiảm chấn Nếu là cầu chủ động thì nó gồm vỏ cầu và toàn bộ phần truyền lựcbên trong cầu cộng với một nửa khối lượng đoạn các đăng nối với cầu Trongtruờng hợp là cầu dẫn hướng thì khối lượng của nó còn thêm phần các đònkéo ngang, đòn kéo dọc của hệ thống lái Khối lượng không được treo lớn sẽlàm cho độ êm dịu chuyển động không được cao và khi di chuyển trên cácđoạn đường gồ ghề sẽ sinh ra các va đập lớn làm khả năng bám của bánh xekém đi

Kết cấu của hệ treo phụ thuộc khá cồng kềnh, lớn và chiếm chỗ dướigầm xe Có hai bánh xe được lắp trên dầm cầu cứng nên khi dao động thì cả

hệ dầm cầu cũng dao động theo cho nên dưới gầm xe phải có khoảng khônggian đủ lớn Do đó thùng xe cần phải nâng cao lên, làm cho trọng tâm xe nânglên, điều này không có lợi cho sự ổn định chuyển động của ôtô

Về mặt động học, hệ treo phụ thuộc còn gây ra một bất lợi khác là khimột bên bánh xe dao động thì bánh bên kia cũng dao động theo, chuyển dịchcủa bánh bên này phụ thuộc bánh bên kia và ngược lại Điều đó gây mất ổnđịnh khi xe quay vòng

1.2.2 Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi

 Bộ phận đần hồi kim loại: Bộ phận đần hồi kim loại thường có 3 dạngchính để lựa chọn: nhíp lá, lò xo xoắn và thanh xoắn

 Nhíp lá thường được dùng trên hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treothăng bằng Khi chọn bộ phận đàn hồi là nhíp lá, nếu kết cấu và lắp ghép hợp

lý thì bản thân bộ phận đàn hồi có thể làm luôn nhiệm vụ của bộ phận hướng

dàng Vì thế nhíp lá được sử dụng rộng rãi trên nhiều loại xe kể cả xe du lịch.Nhíp lá ngoài nhược điểm chung của bộ phận đần hồi kim loại còn có nhượcđiểm là khối lượng lớn.

 Lò xo xoắn thường được sử dụng trên nhiều hệ thống treo độc lập Lò

xo xoắn chỉ chịu được lực thẳng đứng do đó hệ thống treo có bộ phận đàn hồi

là lò xo xoắn phải có bộ phận hướng riêng biệt So với nhíp lá, lò xo xoắn cótrọng lượng nhỏ hơn

 Bộ phận đàn hồi là thanh xoắn cũng được sủ dụng trên một số hệ thốngtreo độc lập của ôtô So với nhíp lá, lò xo xoắn có thế năng đàn hồi lớn hơn,trọng lượng nhỏ và lắp đặt dễ dàng

Bộ phận đàn hồi kim loại có ưu điểm là kết cấu đơn giản, giá thành hạ.Nhược điểm của loại này là độ cứng không đổi (C=const) Độ êm dịu của xechỉ được đảm bảo một vùng tải trọng nhất định, không thích hợp với những

xe có tải trọng thường xuyên thay đổi Mặc dù vậy bộ phận đàn hồi kim loạiđược sử dụng phổ biến chủ yếu trên các loại xe hiện nay

 Bộ phận đàn hồi bằng khí: Loại này có ưu điểm là độ cứng của phần tửđàn hồi (lò xo khí) không phải là hằng số do vậy có đường đặc tính đàn hồiphi tuyến rất thích hợp khi sủ dụng trên ôtô Mặt khác tuy theo tải trọng có thểđiều chỉnh độ cứng của phần tử đàn hồi (bằng cách thay đổi áp suất của lò xokhí) cho phù hợp Vì thế hệ thống treo loại này có độ êm dịu cao Tuy nhiên

bộ phận đần hồi này có kết cấu phức tạp, giá thành cao, trọng lượng lớn (vì cóthêm nguồn cung cấp khí, các van và phải có bộ phận hướng riêng) Trên xe

du lịch thường chỉ trang bị cho các dòng xe đắt tiền, sang trọng Còn đối với

xe tải, cũng được sử dụng đối với các xe có tải trọng lớn Các loại xe đua bộphận đàn hồi dạng này được sử dụng nhiều dưới dạng hệ thống treo thủy khíđiều khiển được

Lựa chọn: Trong xu thế phát triển kinh tế chung hiện nay, nhu cầu nội

địa hóa ngành ôtô ngày càng được chú trọng Yêu cầu đặt ra cho người thiết

kế trước hết phải nhắm vào mục tiêu này Một vấn đề không kém phần quantrọng đó là giá thành của một chiếc xe bán ra, một mức giá phù hợp nhưngphải đảm bảo tối ưu các yêu cầu kỹ thuật Đây chính là 2 tiêu chí cơ bản choviệc tính chọn và thiết kế hệ thống treo cho xe ôtô

Qua những phân tich ưu nhựơc điểm của các loại bộ phận đàn hồi,thêm vào đó việc chọn thiết kế hệ thống treo cho xe tải 8 tấn xe phải có khảnăng di chuyển trên các loại địa hình phức tạp, do đó chọn thiết kế bộ phậnđàn hồi là nhíp Trước hết với tình hình kinh tế hiện nay, các ngành chế tạotrong nước có thể đảm nhận đựơc sản xuất nhíp Nhíp được sản xuất khôngcần những vật liệu quá phức tạp, cầu kỳ do đó sẽ đảm bảo được tiêu chí đầutiên là tăng nội địa hóa ngành ôtô Nhíp còn có thêm ưu điểm là trong quátrình vận hành xe ít bị hư hỏng và phải sửa chữa, tuổi thọ lâu do đó rất phùhợp việc sử dụng ôtô trên địa hình giao thông phức tạp của nước ta hiện nay

1.2.3 Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn

Giảm chấn sử dụng trên ôtô dựa theo nguyên tắc bằng cách tạo ra sứccản nhớt và sức cản quán tính của chất lỏng công tác khi đi qua lỗ tiết lưu nhỏ

để hấp thụ năng lượng 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 loạitác dụng đối xứng hoặc không đối xứng Đối với giảm chấn tác dụng đơn thì

có nghĩa trong 2 hành trình (nén và trả) thì chỉ có một hành trình giảm chấn

có tác dụng (thường là ở hành trình trả) Còn đối với giảm chấn 2 chiều, docấu tạo của pittông giảm chấn loại này bao gồm hai lỗ với hai nắp van (dạngvan một chiều) với kích thước lỗ khác nhau Lỗ nhỏ có tác dụng ở hành trìnhtrả còn lỗ lớn có tác dụng ở hành trình nén Như vậy lực cản của giảm chấn ởhành trình trả sẽ lớn hơn ở hành trình nén, phù hợp với yêu cầu làm việc của

hệ thống treo Do đó ta chọn thiết kế giảm chấn trên xe là loại thủy lực 2chiều

1.2.4 Các thông số cơ bản

Các thông số kỹ thuật của xe tham khảo

Phân bố trọng lượng xe toàn phần (đủ tải)

lên cầu trước

lên cầu sau

65500 N100000NPhân bố trọng lượng xe toàn phần ( không tải)

lên cầu trước

lên cầu sau

42900 N

36300 N

Chương II: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG

TREO TRƯỚC

Trên các ôtô hiện đại thường sử dụng nhíp bán elíp, thực hiện chức năngcủa bộ phận đàn hồi và bộ phận dẫn hướng Ngoài ra nhíp bán elíp còn thựchiện một chức năng hết sức quan trọng là khả năng phân bố tải trọng lênkhung xe

2.1 Tính phần tử đàn hồi nhíp

2.1.1 Xác định tần số dao động

Hệ thống treo là đối xứng hai bên, vì vậy khi tính toán hệ thống treo ta chỉcần tính toán cho một bên Tải trọng tác dụng lên một bên của hệ thống treotrước:

Trọng lượng không được treo (Got):

Trong khuôn khổ của một đồ án tốt nghiệp, em chỉ lựa chọn một chỉ tiêu,

đó là chỉ tiêu tần số dao động Chỉ tiêu này được lựa chọn như sau:

Tần số dao động của xe đối cới xe tải: n=90120(lần/phút) Với số lần nhưvậy thì người khoẻ mạnh có thể chịu được đồng thời hệ treo đủ cứng vững

Ta có: 30

t

g n

f





Chọn sơ bộ tần số dao động của hệ thống treo trước: ntr=100 (lần/phút).

Vậy độ võng tĩnh (ft) :

0,09( ) 9( ) 100

t tr

2.1.2 Tính toán và chọn thông số chính của lá nhíp

Hình 2.4Lực tác dụng lên nhíp là phản lực của đất Z tác dụng lên nhíp tại điểmtiếp xúc của nhíp với dầm cầu Quang nhíp thường được đặt dưới một góc α,

vì vậy trên nhíp sẽ có lực dọc X tác dụng Muốn giảm lực X góc α phải làmcàng nhỏ nếu có thể Nhưng góc α phải có trị số giới hạn nhất định để đảmbảo cho quang nhíp không vượt quá trị giá trị trung gian (vị trí thẳng đứng).Khi ôtô chuyển động không tải thì góc α thường chọn không bé hơn 5o Khitải trọng đầy góc ỏ có thể đạt trị số 4050o Để đơn giản tính toán chúng ta sẽkhông tính đến ảnh hưởng của lực X

Phản lực từ mặt đường tác dụng lên một bánh xe phía trước:

Chọn chiều dài lá nhíp chính L = 1750 (mm)

Xác định số lá nhíp và chiều dày lá nhíp theo điều kiện sau:

Độ êm dịu của ôtô phụ thuộc nhiều vào độ võng tĩnh và độ võng độngcủa nhíp Khi xác định các đại lượng này để thiết kế hệ thống treo với việc kểđến tần số dao động cần thiết của nhíp và bắt chúng vào cầu, người ta chuyểnsang xác định kích thước chung của nhíp và các lá nhíp Độ bền và chu kỳbảo dưỡng của nhíp phụ thuộc chủ yếu vào việc lựa chọn chiều dài của nhíp,

bề dày nhíp trên cơ sở tải trọng, ứng suất, độ võng tĩnh đã biết

Ta biết rằng ứng suất tỷ lệ nghịch với bình phương chiều dài nhíp, vìvậy khi tăng một chút chiều dài nhíp, ta phải tăng đáng kể bề dày các lá nhíp.Điều này rất quan trọng với lá nhíp gốc vì nó phải chịu thêm cả tải trọngngang, dọc và mômen xoắn Nếu chiều dài nhíp bé ta không thể tăng bề dày lánhíp gốc mặc dù đã thoả mãn các yêu cầu về tỷ lệ tải trọng, độ võng, ứngsuất Nếu nhíp dài quá làm cho độ cứng của nhíp giảm, nhíp làm việc nặngnhọc hơn, gây nên các va đập giữa ụ nhíp và khung xe

Tóm lại, ta không thể lấy chiều dài nhíp quá bé hoặc quá lớn mà cònkết hợp cả bề dày và bề rộng của nhíp để xác định kích thước hình học củanhíp

li: chiều dài lá nhíp thứ i

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

j1= 2bh3

c/12 = 2.10.1,33/12 = 3,66 (cm4)

j = bh3/12 = 10.1,23/12 = 1,44(cm4)

Biết l1 = l2= 800 (cm)

l8  0,725l7

Thế lần lượt từ dưới lên trên ta được :

2 3

3 4

4 5

5 6

6 7

845 , 0

874 , 0

854 , 0

828 , 0

789 , 0

l l

l l

l l

l l

l l

Mà l2= 800 mm  l3=680 ; l4=600 ; l5=510 ; l6=420 ; l7=330 ; l8=240;l9=145

Theo phương pháp thế năng biến dạng đàn hồi độ cứng của nhíp đượctính theo công thức sau:

a

E C

bh

J  ;

Do trong bộ nhíp có 2 lá nhíp cái có chiều dài và chiều dày giống nhau nên ta

coi 2 lá nhíp cái là lá thứ nhất với:

12

3 1

k

mbh

J  Ta có bảng giá trị sau: (mm)

Khi tính toán chỉ tính cho 1/2 lá nhíp nên có các giả thiết:

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 xúcvới nhau ở các đầu 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

EJ



Sử dụng công thức trên để tính biểu thức biến dạng tại các điểm tiếp xúc giữa

2 lá nhíp và cho chúng bằng nhau từng đôi một ta sẽ đi đến 1 hệ n-1 phươngtrình với n-1 ẩn là các giá trị X2,…Xn

Hệ phương trình đó như sau :

1

1 k

k k

k k

l

l J

1

k

k k

k

k k

k

l l

l

lk: chiều dài tính toán;

Jk: mô men quán tính của các tiết diện lá nhíp

12

3

k k

bh

J  với b là chiềurộng lá nhíp, hk là chiều dày lá nhíp thứ k

Giải phương trình trên bằng phương pháp thế lần lượt từ dưới lên trên

Mô men tại điểm A:

MA = Xk(lk – lk+1)

Mô men tại điểm B:

MB = Xklk - Xk+1lk+1

Mô men chống uốn:

Mô men chống uốn tại tiết diện tính toán:

Đối với 2 lá nhíp cái:

3 1

Với lá nhíp thứ 9 có    B   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 =13 (mm)

Khi đó mô men chống uốn của lá thứ 9 là:

3 1

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

Zbx: phản lực của đất lên bánh xe

Theo phần trên ta có Zbx= 32750N)

Pkmax=0,7 32750=22925(N)

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

ứng suất uốn ở tai nhíp là:

0 3

u k u

nén max

0

k

P bh

Chốt nhíp được kiểm nghiệm theo ứng suất chèn dập:

chèn dập = Z2P2 (N/cm2)

Z P Db

Như vậy ứng suất chèn dập sinh ra nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu,

chèn dập <[chèn dập ] Vậy chốt đảm bảo bền

2.2.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 thốngtreo Việc tác động của chúng ta vào sự cản chấn động ở hệ thống treo bằngcách thiết kế giảm chấn chính là việc tác động của chúng ta vào thông số màchúng ta kiểm soát được, tức là lực cản chấn động của giảm chấn ảnh hưởngdập tắt chấn động của các yếu tố không kiểm soát được là không lớn lắm, vìvậy khi thiết kế giảm chấn, ta coi sự cản dao động của toàn bộ hệ thống treo

là sự cản dao động của giảm chấn Khi làm việc, giảm chấn phải thực hiệnđược nhiệm vụ của nó là dập tắt dao động tương đối của phần được treo vàphần không được treo

Để thiết kế giảm chấn, ta phải thực hiện việc chọn trước một số thông

số ban đầu của giảm chấn dựa trên những xe tương đương và không gian bốtrí của giảm chấn Sau đó, ta xác định kích thước các lỗ, van của giảm chấn

Trong lý thuyết ôtô để đánh giá sự dập tắt chấn động người ta sử dụng

hệ số dập tắt chấn động tương đối như sau:

K CM



: hệ số dập tắt chấn động (ở các ôtô hiện nay  = 0, 150, 3)

Vì giảm chấn đặt thẳng đứng nên ta có hệ số cản của giảm chấn:

Chọn Ktr=3Kn (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:

2 3

Vgmax- Tốc độ piston khi nén mạnh, Vgmax = 0,6 m/s

K’ n- Hệ số cản của giảm chấn khi nén mạnh, K ’ n= 0,6Kn

Pnmax = 792 + 0,6.2640.(0,6-0,3) = 1267 N

Lực cản của giảm chấn trong hành trình trả:

Ptr = Ktr Vg Trong đó:

Vg- Tốc độ piston trong hành trình trả, Vg = 0,3 m/s

Ktr- Hệ số cản của giảm chấn trong hành trình trả, Ktr= 7918 Ns/m

Ptr = 7918.0,3 = 2375 N

Vgmax- Tốc độ piston khi trả mạnh, Vgmax = 0,6 m/s.

K’ tr- Hệ số cản của giảm chấn khi trả mạnh, K ’ tr= 0,6Ktr

Ptrmax = 2375 + 0,6.7918.(0,6-0,3) = 3800 N

2.2.3 Xác định đường kính, hành trình pistong

Chế độ làm việc căng thẳng được xác định là V = 0, 3 m/s

Công suất tiêu thụ của giảm chấn được xác định theo công thức:

- Hệ số truyền nhiệt, chọn  = 0, 13 J/m2Nhiệt độ cho phép:

Tmax=1400Tmin = 200 Cân bằng phương trình nhiệt ta có:

475 = 427 0,13 F (140-20)

 F = 0,0713 m-2 = 71300 mm2

n

- Kích thước sơ bộ của giảm chấn bao gồm chiều dài của các bộ phận:

Ld là chiều dài phần đầu giảm chấn; Lm là chiều dài bộ phận làm kín; LP làchiều dài piston giảm chấn; Lv là chiều dài phần đế van giảm chấn; LG là hànhtrình làm việc cực đại của giảm chấn, LG phải lớn hơn khoảng dịch chuyểncủa bánh xe từ điểm hạn chế trên đến điểm hạn chế dưới

- Nếu lấy đường kính pittông d làm thông số cơ bản, các thông số khácđược xác định:

D = 45 mm; d = 35 mm; dc = 10 mm; dn = 38 mm

LP = 35 mm; Ld = 50 mm; Lm = 50 mm; Lv = 30 mm

LG = 300mm

- Do đó: L = Lv+ Lp+ LG+Lm+Ld= 465 (mm) > 454 (mm)

Thỏa mãn điều kiện nhiệt

2.2.4 Xác định kích thước các lỗ van giảm chấn

- Tổng diện tích lưu thông của các lỗ van giảm chấn (số lỗ và kích thước lỗvan) quyết định hệ số cản của giảm chấn Ta có công thức:

p- áp suất chất lỏng trong giảm chấn, g

P

P p F



- Trọng lượng riêng của chất lỏng,  = 8600 N/m3

.g- Gia tốc trọng trường, g= 9,8 m/s2

.FP- Diện tích piston giảm chấn :

vn

n p

F V F

gP F

p t vt

tr p

F V F

gP F

VT

n d

F    mm2

Chọn số lỗ van n = 4  d = 1,4 mm

 Xác định kích thước lỗ van nén mạnh:

- Tổng diện tích tất cả các lỗ van khi nén mạnh được xác định theo công thức:

4 2

vn

n p

F V F

gP F

p t vt

tr p

F V F

gP F

Lò xo tính toán là loại lò xo hình trụ bước ngắn.

Flx: lực căng ban đầu của lò xo (N)

C: độ cứng của lò xo (N/m)

x: độ nén ban đầu của lò xo (m) Chọn x=5.10-3(m)

R: lực tác dụng của tia chất lỏng qua van lên tấm chắn Theo động học chất lỏng R được xác định bằng định lý Ơle 1 (hay là phương trình động lượng) (N)

: trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3)

g: gia tốc trọng trường g=9,8(m/s2)

f: tổng diện tích lỗ van (m2) f =3,8.10-6(m2)

v: vận tốc của dòng chất lỏng qua van (m/s) v=49,5(m/s)

Mặt khác theo sức bền vật liệu độ cứng của lò xo C được xác định theo biểu thức sau: