Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (52)

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO XE TẢI 2.5
TẤN

GVHD: NGUYỄN HOÀNG LUÂN
SVTH: PHẠM VĂN HIẾU

Biên Hòa, ngày 20 tháng 04 năm 2022


Nội dung trình bày
01 Tổng quan hệ thống treo
02 Tính tốn thiết kế hệ thống treo trước
03 Tính tốn thiết kế hệ thống treo sau
04 Mô phỏng

2

05

Kết luận


3

TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO
Công dụng và phân loại hệ thống treo

Công dụng
- Đàn hồi khung vỏ ô tô với bánh xe
- Làm êm dịu cho quá trình chuyển động

- Đảm bảo đúng động học bánh xe
Hệ thống treo thường có 3 bộ phận:
+ Bộ phận đàn hồi
+ Bộ phận giảm chấn
+ Bộ phận hướng


4

TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO
Phân loại
Bộ dẫn hướng

Cấu tạo của phần tử đàn hồi

Phương pháp dập tắt dao động

- Hệ thống treo phụ thuộc

- Kim loại: nhíp, lị xo, thanh xoắn

- Giảm chấn lực đòn và ống

- Hệ thống treo độc lập

- Khí nén

- Ma sát cơ học trong phần tử đàn hồi và trong

- Hệ thống treo cân bằng

- Thủy khí: kháng áp và khơng kháng áp

phần tử hướng

- Cao su

Hệ thống treo phụ thuộc

Hệ thống treo độc lập


5

TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO
Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế hệ thống treo
Các phương án bố trí

a) Hệ thống treo phụ thuộc nhíp

c) Hệ thống treo độc lập thanh xoắn loại 2 đòn

b) Hệ thống treo độc lập đặt ngang

d) Hệ thống treo McPherson (treo kiểu nến)


6

TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO

Ưu điểm và nhược điểm của các phương án bố trí

Hệ thống treo phụ thuộc

Ưu điểm

Hệ thống treo độc lập

Độ bền cao, chịu tải tốt, chi phí thấp,

 Độ bám đường tốt, độ êm ái cao, khơng có dầm cầu

vào cua ít bị nghiêng

nên gầm xe có thể hạ thấp giúp xe vận hành ổn định
hơn, trọng lượng nhẹ

Nhược điểm

Khá cứng, độ êm ái kém, rung nhiều,
bánh xe dễ trượt nếu chạy tốc độ cao
trên đường trơn…

 Cấu tạo phức tạp, bảo dưỡng khó…


7

TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO
Phương án thiết kế hệ thống treo xe tải 2.5 tấn

Hệ thống treo trước
+ Bộ phận đàn hồi: nhíp, lị xo trụ, thanh xoắn

a) Nhíp

b) Lị xo trụ

c) Thanh xoắn

=> Chọn nhíp: kết cấu đơn giản, chắc chắn, rẻ tiền, sửa chữa thay thế cũng rất đơn giản.
Hệ nhíp vừa làm nhiệm vụ đàn hồi, vừa làm nhiệm vụ dẫn hướng.


8

TỔNG QUAN HỆ THỐNG TREO
Phương án thiết kế hệ thống treo xe tải 2.5 tấn
Hệ thống treo trước
+ Bộ phận giảm chấn: loại ống
=> Tỏa nhiệt tốt vì ống tiếp xúc trực tiếp với khơng khí; kết cấu ống trong q trình vận hành sẽ khơng
xuất hiện lỗ xâm thực và bọt khí, nhờ vậy mà có thể làm việc ổn định.

Sơ đồ hệ thống treo


9

Tổng quan hệ thống treo
Phương án thiết kế hệ thống treo xe tải 2.5 tấn
Hệ thống treo sau

Thông số cơ bản của xe tham khảo

STT

Thơng số

Giá trị

Đơn vị

 

Kích thước tồn bộ

 

 

Dài

6020

mm

Rộng

1900

mm

Cao

2240

mm

2

Chiều dài cơ sở

3360

mm

3

Vết bánh trước/sau

1550/1425

mm

 

Trọng lương xe không tải

27600

N

4

Phân bố lên cầu trước

13250

N

Phân bố lên cầu sau

14350

N

 

Trọng lượng toàn bộ

54550

N

5

Phân bố lên cầu trước

16365

N

Phân bố lên cầu sau

38185

N

Trọng lượng không được treo phần trước

1500

N

Trọng lượng không được treo phần sau

2500

N

1

 
6


10

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRƯỚC
Đặc tính đàn hồi

Trong đó: Zt tải trọng tĩnh tác dụng tại bánh xe gây ra biến dạng f t,
Zđ tải trọng động tác dụng tại bánh xe gây ra biến dạng fđ

Đặc tính đàn hồi của HT treo


»

11

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRƯỚC
Xác định tần số dao động
Trọng
 
lượng được treo:
= 7432,5 (N)
Trọng lượng không được treo tại vị trí cầu trung gian (G 0t2) và cầu sau (G0t3):
= 750 (N)
Phản lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe:

Chọn sơ bộ tần số dao động của hệ thống treo sau ns = 100 (lần/phút)
Độ võng tĩnh == = 0,09 (m) = 9 (cm)
Độ cứng sơ bộ của hệ thống treo: C= = = 825,8 (N/cm)
Độ võng động = 3÷6 (cm). Chọn fđ = 6 (cm)


12

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRƯỚC
Tính tốn nhíp

Cấu tạo của nhíp trước
Thơng số chi tiết nhíp trước

Cấu tạo của nhíp trước

TT

Tên chi tiết

Số lượng

Vật liệu

1

Giá treo sau

1

Thép C45

2

Đai giữ bộ nhíp

4

Thép 60C2

3

Nhíp

1

Thép C45

4

Bu lơng nhíp

1

Thép C40

5

Quang treo

1

Thép 60C2

6

Cầu xe

1

Thép C45

7

Giảm chấn

2

Thép C45

8

Giá treo trước

1

Thép C45


13

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRƯỚC
Tính tốn và chọn thơng số của lá nhíp
Chọn số lá nhíp là 9 được chia làm hai nhóm:
Nhóm 1: gồm 2 lá có L = 1100 (mm) chiều dày 6 (mm)
Nhóm 2: gồm 7 lá, chiều dày các lá 6,4 (mm)
Chiều rộng các lá 55 (mm)
Chiều dài thực tế các thanh nhíp Lk

Sơ đồ lực tác dụng

14

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRƯỚC
Tính độ cứng thực tế của nhíp

 

Độ cứng của nhíp là: = = 769N/cm
Độ võng thực tế của nhíp:

9,6 (cm)

Số lần dao động trong một phút:

= 97 (lần/phút)

=> Vậy HT treo thỏa mãn về độ êm dịu khi đầy tải

Lực tác dụng lên thanh nhíp


TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRƯỚC
Kiểm tra độ êm dịu khi xe chuyển động không tải

»
Trọng  lượng được treo Gđt:

= 5875 (N)

Độ võng tĩnh thực tế của nhíp:

= 7,6 (cm)

Số lần dao động trong một phút:

= 109 (lần/phút)

=> Hệ thống treo đảm bảo độ êm dịu của xe trong tất cả thời gian hoạt động của xe. Việc tính tốn tần số dao
động của HT treo sau khi xe chuyển động không tải chỉ để xác định thông số của xe.

15


TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRƯỚC
Xác định phản lực tác dụng tại các đầu mút của lá nhíp
Tính theo phương pháp tải trọng tập trung

Ta có hệ phương trình để tính tốn phản lực:

Trong đó:

Sơ đồ tính nhíp
P = Gđt2 = 7342,52 = 3716,25 (N)

lk: ½ chiều dài hiệu dụng của lá nhíp thứ k
P: phản lực tác dụng lên tai nhíp
Xi: phản lực tại các đầu mút.

16


17

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRƯỚC
Xây dựng biểu đồ ứng suất

2
(N/cm )

Cơng thức tính ứng suất:

2
(N/cm )

Trong đó W là momen chống uốn:
u

Ta thấy ứng suất sinh ra của mỗi nhíp đều nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu. [σ] = 60000
2
(N/cm ) do đó các lá nhíp đủ bền.

;

Biểu đồ ứng suất


18

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRƯỚC
Tính tốn một số chi tiết khác của nhíp
Tính đường kính tai nhíp
Chọn đường kính tai nhíp : D = 3 (cm) = 30 (mm)
Ứng suất tổng hợp lớn nhất sinh ra :

σ

th

σ < [σ] vậy tai nhíp đủ bền.
th
Tai nhíp

Tính kiểm tra chốt nhíp
Trong đó: D là đường kính trong của tai nhíp
Đường kính chốt nhíp được chọn bằng đường kính danh nghĩa của tai nhíp :
Dchốt nhíp = 3 (cm) = 30 (mm)

H0 là chiều dày của lá nhíp chính.
b là chiều rộng của lá nhíp


19

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRƯỚC
Tính phần tử giảm chấn
Đặc tính của phần tử giảm chấn
Hệ số cản trung bình của giảm chấn: Kgc = Ktr =3166 (Ns/m)
Tính tốn hệ số cản giảm chấn, ta có phương trình: K + K = 2K

n
tr
gc
Trong đó: K , K lần lượt là hệ số cản giảm chấn với hành trình nén và trả
n, tr
Chọn K

tr

= 3K ta có hệ phương trình sau:
n

Giải hệ ta được : K = 1583 (Ns/m) & K = 4749 (Ns/m)
n
tr

Đặc tính giảm chấn


20

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO TRƯỚC
Tính phần tử giảm chấn

-

Xác định kích thước ngồi của giảm chấn

-

Xác định kích thước của các van

-

Xác định kích thước van trả

-

Xác định kích thước van nén

-

Kiểm tra điều kiện bền

-

Xác định một số chi tiết khác của giảm chấn lò xo


21

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO SAU
Đặc tính đàn hồi và tần số dao động
 

Chọn chỉ tiêu tần số dao động để đánh giá như sau:
Tần số dao động của xe tải: n = 60 ÷ 120 (lần/phút).
Ta có:

với ft : độ võng của HT treo (m)

Chọn sơ bộ tần số dao động của hệ thống treo sau ns = 100 (lần/phút)



Độ võng tĩnh

= 0,09 (m) = 9 (cm)

Độ cứng sơ bộ của hệ thống treo: = 1983 (N/cm)
Độ võng động fđ = 36 (cm).

Chọn fđ = 6 (cm)

Đặc tính đàn hồi của HT treo


TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO SAU
Tính tốn nhíp

Cấu tạo của nhíp sau
Thơng số chi tiết nhíp sau

Cấu tạo của nhíp sau

22


23

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO SAU

Tính tốn nhíp

»  các thơng số của lá bó nhíp chính
Chọn
Xác định chiều dài của các lá nhíp
Chọn số lá nhíp là 11 được chia làm hai nhóm:
Nhóm 1: gồm 2 lá có L = 1400 (mm) chiều dày 8,6 (mm)
Nhóm 2: gồm 9 lá, chiều dày các lá 9 (mm)
Chiều rộng các lá 65 (mm)
Tính độ cứng thực tế của nhíp
Độ cứng của nhíp là: Cn = = 1411 (N/cm)
Phân tích lực tác dụng lên lá nhíp


24

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO SAU
Tính tốn nhíp

» định
 
Xác
phản lực tác dụng tại các đầu mút của lá nhíp
P = = = 7252,75 (N)
lk: ½ chiều dài hiệu dụng của lá nhíp thứ k
P: phản lực tác dụng lên tai nhíp
Xi: phản lực tại các đầu mút.

Sơ đồ tính nhíp

25

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO SAU
Tính tốn nhíp
Xây dựng biểu đồ ứng suất

Cơng thức tính ứng suất:
2
(N/cm )

2
(N/cm )

Trong đó W là mo men chống uốn:
u

;

Ta thấy ứng suất sinh ra của mỗi nhíp đều nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu. [σ] =
2
60000 (N/cm ) do đó các lá nhíp đủ bền.

Biểu đồ ứng suất