Đồ án tốt nghiệp

Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Bé giáo dục và đào tạo
Trường đhbk hà nội

cộng hoà xã hộ chủ nghĩa việt nam
độc lập - tù do - hạnh phóc

NHIỆM VƠ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên : Nguyễn Thành Tuyên
Nghành : Cơ khí - ơ tơ
Khoa :
Cơ khí
1. Đề tài thiết kế :
Thiết kế cải tiến hệ thống treo xe zill-130
2. Các số liệu ban đầu :
Tham khảo xe zill-130
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn .
1. Tổng quan về hệ thống treo.
2. Kiểm nghiệm hệ thống treo xe zill-130
3. Phương án cải tiến .
4. Thiết kế cải tiến hệ thống treo xe zill-130.
5. Thiết kế quy trình cơng nghệ gia công một chi tiết.
4. Các bản vẽ (ghi rõ các bản vẽ và kích thước các bản vẽ) :
1. Bản vẽ bố trí chung …………………………………………………….
2. Bản vẽ hệ thông treo cũ…………………………………………………
3. Bản vẽ hệ thống treo cải tiến……………………………………………
4. Bản vẽ sơ đồ ứng suất tác dụng lên tứng lá nhíp………………………
5. Bản vẽ giảm chấn………………………………………………………

6. Bản vẽ chi tiết diển hình…………………………………………………
7. Bản vẽ quy trình cơng nghệ gia cơng một chi tiết………………………
6. Cán bộ hướng dẫn :
Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Lưu Văn Tuấn

-1 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
7. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế …………………………………………..
8. Ngày hoàn thành nhiệm vụ……………………………………………..
Ngày…..tháng…..năm 2003
CHỦ NHIỆM KHOA

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐIỂM
- Quá trình thiết kế …………

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

- Điểm duyệt………………..
- Bản vẽ thiết kế…………….
Ngày….. Tháng …..Năm 2003

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

SINH VIÊN ĐÃ HOÀN THÀNH

(Ký và ghi rõ họ tên)

và nép toàn bộ bản vẽ cho khoa
Ngày….. Tháng …..Năm 2003

Nguyễn Thành Tuyên

-2 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

LỜI NĨI ĐẦU
Ơ tơ là một phương tiện vận tải vơ cùng quan trọng. Nó có mặt ở tất cả các quốc gia trên
thế giới. Nó đóng góp trong nhiều lĩnh vực như:Kinh tế, Giao thơng ,xây dựng,và quốc
phịng...Với nhiều chủng loại khác nhau.
Hiện nay nền kinh tế Việt nam đang trên đà phát triển thì nhu cầu sử dụng ơ tơ cũng như
việc lắp ráp ô tô ở nước ta ngày càng nhiều về chủng loại, mẫu mã, chất lượng.Nhưng với
như cầu xã hội ngày nay và trong tương lai thì chỉ tiêu an tồn ,tiện nghi đóng vai trị quan
trọng hơn cả. Bên cạnh đó , việc nâng cao năng suất vận chuyển cũng được quan tâm nhiều
hơn .
ở trên Thế giới thì việc nghiên cứu giao động nhằm tìm ra các biện pháp nâng cao tuổi thọ,
độ êm dịu chuyển động và năng suất vận chuyển đã được tiến hành từ lâu và đã thu được
nhiều kết quả.
Ngày nay ở nước ta, vấn đề này đã được quan tâm nhiều hơn, vì đa phần xe sử dụng ở

nước ta là xe nước ngồi, và do nền sản xuất ơ tơ trong nước chưa được phát triển vì vậy
việc cải tiến xe nhằm nâng cao các chỉ tiêu trên cho phù hợp với điều kiện kinh tế, địa lí Việt
Nam là cơng việc rất quan trọng.
Xe ZIL-130 là chiếc xe vận tải dùng để phục vụ vận tải hàng hố trong quốc phịng cả thời
chiến, thời bình và nền kinh tế quốc gia hệ thống treo do sử dụng lâu năm do nên mịn háng
và gẫy do nhu cầu mà khơng phải nhập của nước ngoài và cải thiện năng suất vận chuyển.
Do đó, em được giao nhiệm vụ: tính tốn cải tiến hệ thống treo xe ZIL-130, với mục đích
tăng tảI cho xe ZIL từ 5tấn lên 7 tấn. Với kiến thức đã học 5 năm trong nhà trường, được sự
giúp đỡ của thầy giáo Lưu Văn Tuấn cùng các thầy giáo, em mạnh dạn tính tốn để cải tiến
hệ thống treo trước và treo sau của xe ZIL-130, phải đủ tiêu chuẩn nhà sản xuất qui định về
độ êm dịu và tính chất động lực học, dao động.Để góp phần vào nền cơng nghiệp sản xuất ơ
tơ nước nhà.
Hồn thành được đồ án náy là sự tìm tịi học hỏi. Mặc dù đã có sự cố gắng của bản thân
song khơng khỏi tránh được những thiếu sót, kính mong được sự giúp đỡ của thầy cô và các
bạn đồng nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội ngày

-3 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Phần 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO
I. Giới thiệu chung về hệ thống treo
Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ ô tơ với bánh xe , có tác dụng làm êm dịu
quá trình chuyển động , đảm bảo đúng động học bánh xe (bánh xe dao động trong mặt phẳng
thẳng đứng) và truyền lực giữa khung vỏ với bánh xe .
Khi xe chuyển động có êm dịu hay khơng phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng hệ thống treo.

Khi xe chuyển động trên đường không bằng phẳng sẽ phát sinh dao động do đường không
bằng phẳng gây ra . Những dao động này ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của xe , làm hư háng
hàng hố nếu có trên xe và ảnh hưởng lớn tới hành khách trên xe . Theo số liệu thống kê cho
thấy khi mét xe ô tô chạy trên đường xấu , ghồ ghề mà so sánh với một ơ tơ cùng loại chạy
trên đường tốt thì vận tốc trung bình của xe chạy trên đường xấu sẽ giảm đi 40 – 50 % , do
đó năng suất vận chuyển giảm đi 35 – 40 % và giá thành vận chuyển tăng lên khoảng 50 60 % . Còn nếu con người nếu phải chịu lâu trong tình trạng rung xóc nhiều sẽ gây ra mệt
mái , khó chịu và gây ra các phản ứng khác .
Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của dao động của ô tô tới cơ thể con người đều đi
đến kết luận : Nếu con người phải chịu lâu trong môi trường dao động nhiều sẽ mắc các
chứng bệnh về thần kinh và não . Chính vì vậy mà độ êm dịu của xe là một trong những chỉ
tiêu quan trọng để đánh giá tính tiện nghi của ơ tơ . Tính êm dịu của ơ tơ phụ thuộc vào kết
cấu ô tô và trước hết phụ thuộc vào hệ thống treo , chất lượng mặt đường và sau đó là đến kỹ
thuật của người lái . Nếu xét đến phạm vi chế tạo ơ tơ thì hệ thống treo mang tính chất quyết
định đến tính êm dịu chuyển động ô tô .
II. Các phần tử của hệ thống treo :
Ta đã biết hệ thống treo có các cơng dụng như đã trình bày ở trên . Để đảm bảo các cơng
dụng đó thì thơng thường hệ thống treo bao gồm 3 bộ phận chính :
+ Bé phận hướng
+ Bé phận đàn hồi
+ Bé phận giảm chấn
1- Bé phận hướng :
Bé phận hướng có tác dụng đảm bảo động học bánh xe tức đảm bảo cho bánh xe chỉ
daođộng trong mặt phẳng thẳng đứng . Bé phận hướng còn làm nhiệm vụ truyền kực dọc ,
ngang , mô men giữa khung và vỏ bánh xe .
2- Bộ phận đàn hồi :
-4 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Bộ phận đàn hồi là bộ phận nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe và tiếp nhận lực thẳng

đứng tác dụng từ khung vỏ xuống bánh xe và ngược lại . Bé phận đàn hồi có cấu tạo chủ
yếu là một chi tiết đàn hồi bằng kim loại (nhíp , lị xo xoắn , thanh xoắn) hoặc bằng khí
(trong trường hợp hệ thống treo khí hoặc thuỷ khí).
Phần tử đàn hồi bằng kim loại gồm các loại như nhíp , lị xo và thanh xoắn .ưu điểm của
loại này là kết cấu đơn giản , chắc chắn , giá thành rẻ do chi phí chế tạo cũng như bảo dưỡng
thấp . Tuy nhiên nó có một số nhược điểm như tuổi thọ thấp , ma sát lớn , đường đặc tính
làm việc là tuyến tính bậc nhất .
Phần tử đàn hồi loại khí gồm một số loại như : phần tử loại khí bọc bằng cao su , sợi ,
loại bọc bằng màng và loại bọc bằng ống . Ưu điểm của loại này là có thể thay đổi được độ
cứng của hệ thống treo tuỳ theo tải trọng (bằng cách thay đổi áp suất khí trong phần tử đàn
hồi), giảm được độ cứng cuả thống treo làm tăng độ êm dịu chuyển động của ơ tơ ,có đường
đặc tính là phi tuyến tính .
Phần tử đàn hồi thuỷ khí , đây là sự kết hợp của cơ cấu điều khiển thuỷ lực và cơ cấu
chấp hành là phần tử thuỷ khí .
Nhược điểm chung của 2 loại phần tử đàn hồi loại khí và thuỷ khí là việc chế tạo cũng
như lắp ráp cần độ chính xác cao , phức tạp do đó chi phí chế tạo cũng như giá thành là rất
cao .
Phần tử đàn hồi bằng cao su : gồm các loại cao su chịu nén và cao su chịu xoắn . Ưu
điểm của loại này có độ bền cao , khơng cấn bơi trơn bảo dưỡng . Cao su có thể thu năng
lượng trên một đơn vị thể tích cao gấp 2-10 lần thép , trọng lượng của cao su bé và có đường
đặc tính phi tuyến tính . Nhược điểm của loại này là suất hiện biến dạng dư dưới tác dụng
của tải trọng kéo dài và nhất là tải trọng thay đổi , thay đổi tính chất đàn hồi khi nhiệt độ
thay đổi mà đặc biệt độ cứng của cao su tăng lên khi nhiệt độ hạ thấp xuống và cần thiết phải
đặt bộ phận dẫn hướng và giảm chấn .
3.Bé phận giảm chấn:
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 bên ngồi. Về mặt tác dụng có thể có nhiều loại giảm
chấn, có loại tác dụng một chiều, có loại tác dụng hai chiều. Loại giảm chấn tác dụng hai
chiều có thể có loại tác dụng hai chiều đối xứng hoặc tác dụng hai chiều không đối xứng. Về
kết cấu trên ô tô thường sử dụng loại giảm chấn ống hay loại giảm chấn đòn.

Giảm chấn cùng phối hợp với bộ phận đàn hồi khi làm việc tạo nên độ êm dịu cho ơ tơ
khi chuyển động. Ví dụ khi bánh xe đi qua một mô đất cao sẽ tạo nên một chấn động từ mặt
đường qua bánh xe và hệ thống treo tác dụng lên thân xe. Giai đoạn đầu bánh xe đi gần vào
khung xe, năng lượng của chấn động một phần được tiêu tán qua giảm chấn, một phần được
bộ phận đàn hồi tiếp nhận và tích luỹ dưới dạng thế năng của chi tiết đàn hồi(lò xo), chỉ có
một phần được truyền lên xe. Giai đoạn “nén” này lực cản của giảm chấn nhỏ để giảm một
phần năng lượng truyền qua giảm chấn lên khung xe. Giai đoạn tiếp theo là giai đoạn năng
lượng được tích luỹ dưới dạng thế năng của bộ phận đàn hồi được giải phóng-Bánh xe đi ra
-5 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
xa khung xe. Năng lượng được giải phóng này chủ yếu được hấp thụ và tiêu tán thông qua
giảm chấn, đối với giảm chấn đây là hành trình “trả” và lực cản trả lớn hơn lực cản nén rất
nhiều. Đây là loại giảm chấn hai chiều không đối xứng.
III. Yêu cầu thiết kế hệ thống treo.
-.Yêu cầu về độ êm dịu.
Với xe tải Tần số dao động f = 1,5-2 (Hz)
Hoặc w = (1,5-2)2  rad/s
- Đảm bảo động học bánh xe
- Đảm bả truyền lực từ bánh xe lên khung vỏ và ngược lại
IV. Giới thiệu hệ thống treo phụ thuộc lắp trên xe ZILL-130 và yêu cầu khi thiết kế hệ
thống treo.
Để cấu thành một hệ thống treo hồn chỉnh cần phải có đầy đủ các phần nói trên với
chức năng cụ thể của từng phần tử. Vì vậy xuất phát từ những phần tử đó ta có thể có rất
nhiều loại hệ thống treo khác nhau. Nhưng trong thực tế đối với xe ZILL-130 là loại xe tải
thì yêu cầu chủ yếu là độ bền và độ cứng, yêu cầu về độ êm dịu không cao, về mặt chế tạo
và giá thành phải rẻ. Do vậy hệ thống treo xe ZILL-130 thường được chế tạo là hệ thống
treo phụ thuộc.
Hệ thống treo phụ thuộc lắp trên xe ZILL-130 là hai bộ lá nhíp dạng bán elip. Tính chất

dịch chuyển của cầu xe đối với vỏ, phụ thuộc vào thơng số của nhíp nghĩa là nhíp khơng
những là bộ phận đàn hồi mà nó cịn đảm nhận nhiệm vụ của bộ phận hướng dẫn và một
phần nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn. Tổng số khớp của cả nhíp là 6 khớp (mỗi bên 3
khớp). Kiểu hệ thống treo này được sử dụng rộng rãi trên xe tải bởi ưu điểm của nó là kết
cấu đơn giản, giá thành rẻ, dễ chế tạo.

-6 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Phần 2
CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA XE ZILL-130
STT
Thông sè
1 Khối lượng bản thân
Phân lên cầu trước
Phân lên cầu sau

Giá trị
4300
2120
2180

đơn vị
kg
kg
kg

2

Khối lượng toàn bộ
Phân lên cầu trước
Phân lên cầu sau

9525
2575
6950

kg
kg
kg

3

Tải trọng

5000

N

4

Bán kính quay vịng
Theo vết bánh xe ngồi phía trước
Theokích thước ngồi của xe

8
8,6

m
m

Koảng sáng mặt đường
Dưới trục trước
Dưới trụ sau

340
270

mm
mm

6

Vận tốc cực đại

90

km/h

7

Công suất cực đại

150

mãlực
(n=3200v/p)

8

Mômem xoắn cự đại

41

KGm
(n=20000v/p)

9

Động cơ xăng 4 kỳ với 8xylanh
(bố trí hình chữ V). Xupap treo

5

-7 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

10

Khối lượng cầu trước
Khối lượng cầu sau

260
500

kg

kg

Thơng sè

Giá trị

đơn vị

11

Kích thước tồn bộ xe
Dài
Rộng
Cao

6675
2500
2400

mm
mm
mm

12

Chiều dài cơ sở

3800

mm

STT

-8 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

CÁC THƠNG SỐ HÌNH HỌC CỦA NHÍP TRƯỚC

bK(cm)

hK(cm)

Vật liệu

69,7

0,85

6,5

Thép 60C2

1456

66,8

0,93

6,5

Thép 60C2

3

1254

56,7

0,93

6,5

Thép 60C2

4

1114

49,7

0,93

6,5

Thép 60C2

5

968

42,4

0,93

6,5

Thép 60C2

6

828

35,4

0,93

6,5

Thép 60C2

7

708

29,4

0,93

6,5

Thép 60C2

8

578

22,9

0,93

6,5

Thép 60C2

9

448

16,4

0,93

6,5

Thép 60C2

10

316

9,8

0,93

6,5

Thép 60C2

11

200

4,0

0,93

6,5

Thép 60C2

STT

L(cm)

1

1514

2

LK(cm)

-9 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

CÁC THƠNG SỐ HÌNH HỌC CỦA NHÍP SAU PHƠ

STT

L(cm)

LK(cm)

bK(cm)

hK(cm)

Vật liệu

1

115,0

50,0

0,8

7,5

Thép 60C2

2

106,0

45,5

0,8

7,5

Thép 60C2

3

92,0

38,5

0,8

7,5

Thép 60C2

4

80,0

32,5

0,8

7,5

Thép 60C2

5

68,0

26,5

0,8

7,5

Thép 60C2

6

56,0

21,5

0,8

7,5

Thép 60C2

7

44,0

14,5

0,8

7,5

Thép 60C2

8

32,0

8,5

0,8

7,5

Thép 60C2

9

20,0

2,5

0,8

7,5

Thép 60C2

- 10 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

CÁC THƠNG SỐ HÌNH HỌC CỦA NHÍP SAU CHÍNH

STT

L(cm)

LK(cm)

bK(cm)

hK(cm)

Vật liệu

1

1600

72,5

7,5

9,0

Thép 60C2

2

151,4

68,2

7,5

9,3

Thép 60C2

3

141,2

63,4

7,5

9,3

Thép 60C2

4

130,8

57,9

7,5

9,3

Thép 60C2

5

118,6

51,8

7,5

9,3

Rhép 60C2

6

107,2

46,1

7,5

9,3

Thép 60C2

7

97,5

41,25

7,5

9,3

Thép 60C2

8

87,9

36,45

7,5

9,3

Thép 60C2

9

77,9

31,45

7,5

9,3

Thép 60C2

10

79,9

27,45

7,5

9,3

Thép 60C2

11

59,1

22,05

7,5

9,3

Thép 60C2

12

51,5

18,25

7,5

9,3

Thép 60C2

- 11 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
13

43,5

14,25

7,5

9,3

Thép 60C2

14

35,5

10,25

7,5

9,3

Thép 60C2

15

26,5

5,75

7,5

9,3

Thép 60C2

16

18,5

1,75

7,5

9,3

Thép 60C2

Phần 3
LÝ THUYẾT TÍNH TỐN NHÍP
3.1 Lý thuyết tính tốn ứng suất trong các lá nhíp.
Phương pháp tính tốn các lá nhíp thơng thường đó là tính theo ứng suất trong các lá nhíp
theo phương pháp tải trọng tập trung, phương phỏp ny c xõy dng trờn gi thit:
Ph-ơng pháp tính toán các lá nhíp thông th-ờng đó là tính theo ứng suất
trong các lá nhíp theo ph-ơng pháp tải trọng tập trung, ph-ơng pháp này đ-ợc xây dựng trên
giả thiết:
- Chỉ khảo sát nửa nhíp (1/4 elíp), một đầu ngàm, một đầu chịu lực.
- Các lá nhíp khi làm việc chỉ tiếp xúc với nhau tại các đầu mót.
- Độ biến dạng của 2 lá nhíp kề nhau tại các vị trí tiếp xúc là như nhau cịn các vị trí
khác biến dạng như tự do.

- 12 -------------------------------------------------------------------------------------------

Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
l

l
l

1

p

2

3

a

2

a

3

l

n

l

n-1

Sơ đồ lực
l

p

1

x
l

l

x

k

x
l

x

2

x

2

3

k

k+1

n

n

- 13 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Ứng suất trong các lá nhíp có thể xác định được khi ta xác định trị số của các phản lực
đặt tại các đầu mót X1, X2,… Xn-1, Xn trong hệ siêu tĩnh.
Để xây dựng được hệ phương trình siêu tĩnh ta sử dụng cơng thức tính độ võng của
các lá nhíp theo hai trường hợp sau:
Trường hợp 1
Khi lá nhíp một đầu bị ngàm cịn đầu kia chịu lực tác dụng.
Ta có sơ đồ tính tốn:

a

n+1

l

p
f

a

x

Độ võng tĩnh tại đầu A:
fA 

P.l 3
3 .E . J

Độ võng tĩnh tại tiết diện x-x:
fx 

P.x 3 P.x 2 .(1  x)

3.E.J
2.E.J

Trong đó
E: mơđun đàn hồi của vật liệu làm nhíp E= 2,0.105 MN/m.
J : mơmen qn tính của nhíp.
P: lực tác dụng lên một đầu nhíp.
l : chiều dài của nửa nhíp.
Trường hợp 2
Khi lực tác dụng đặt cách ngàm một đoạn là x.
- 14 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Ta có sơ đồ tính tốn như hình vẽ:

X

P
f

a

L

Độ võng tĩnh tại đầu A:
fA 

P.x 3 P.x 2 .(l  x)

3.E.J
2.E.J

Từ 1,2 ta có thể xác định được độ võng tại tiết diện x-x của lá nhíp thứ nhất dưới tác
dụng của các lực P= X1 và X2 là:
P.l 2
P.l .(l  l ) X .l
fA 
 2 1 2  2 2
3.E.J 1
2.E.J 1
3.E.J 1
3

2

3

Độ võng tại đầu của lá nhíp thứ 2 dưới tác dụng của các lực X2, X3 là:
X .l .(l  l ) X .l
X 2 .l 2
 2 3 2 3  3 3
3.E.J 2
2.E.J 2
3.E.J 2
3

fA 

2

3

Theo giả thiết thì biến dạng tại tiết diện x-x của lá nhíp thứ nhất bằng độ biến dạng
của lá nhíp thứ 2 từ đó ta có fx=fA.
Qua một số phép biến đổi tốn học ta có dạng tổng qt:
0.5.

Jk
l
l
l
J
.(3. k 1  1). X k 1  (1  2 ). X k  0.5.( k 1 ) 3 .(3. k  1). X k 1  0
J k 1

lk
J1
lk
l k 1

0.5.

l
J2
l
J
l
.(3. 1  1).P  (1  2 ). X 2  0.5.( 3 ) 3 .(3. 2  1). X 3  0
J1
l2
J1
l2
l3

0.5.

Jn
l
J
.(3. n 1  1). X n 1  (1  n ). X n  0
J n 1
ln
J n 1

- 15 -------------------------------------------------------------------------------------------

Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Ta có tại điểm B biến dạng của lá thứ nhất và lá thứ hai là như nhau, tương tự tại điểm
S biến dạng của lá thứ k-1 và lá thứ k bằng nhau. Bằng cách lập các biểu thức biến dạng tại
các điểm trên và cho chúng bằng nhau từng đôi một ta sẽ đi đến 1 hệ n-1 phương trình với n1 Èn là các giá trị X2…. Xn.
Hệ phương trình đó có dạng như sau:
A2.Z + B2.X2 + C2.X3 = 0
A2.X2 + B3.X3 + C3.X4 = 0
…………………………
An.Xn-1 + Bn.Xn

=0

Trong đó
Ak= 0.5.

Jk
l
(3. k 1  1)
J k 1
lk

Bk= - (1 
Ck= 0.5.(

Jk
)
J k 1

l k 1 3
l
) .(3. k  1)
lk
l k 1

lk: chiều dài tính tốn: từ quang nhíp đến đầu mót lá nhíp (hình vẽ).
Jk: mơmen qn tính của lá nhíp thứ k.
Jk=

1
3
.b.hk
12

b: chiều rộng lá nhíp.
hk: chiều dầy của lá nhíp thứ k.
Thơng thường 1 bộ nhíp có m lá nhíp cái có chiều dài và chiều dầy giống nhau thường
m=13, khi đó để tránh nhầm lẫn ta coi m lá đó là lá thứ nhất với J1 được xác định:
J1 

m
.b.h 3
12

(khi đó k = 2 ứng với lá thứ m+1, k = 3 ứng với lá m+2 …).
- 16 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Giải hệ phương trình trên ta được các giá trị X2…. Xn.
Khi đã có các giá trị X2…. Xn ta vẽ được biểu đồ mômen như sau:
l

k

x
l

k+1

x

k+1

x (l
k

x l -x l
k

k

k+1

k

k

- l k+1)

k+1

Ứng suất của nhíp được xác định theo cơng thức:
u =

Mu
Wu

Trong đó
Wu: là mơmen chống uốn của nhíp tại tiết diện tính tốn. Mơmen chống
uốn này phụ thuộc vào tiết diện của nhíp, thơng thường tiết diện của nhíp hình chữ nhật nên
nó được xác định theo công thức
Wu 

b.h 2
6

Sau khi lắp ghép trong các lá nhíp sẽ xuất hiện ứng suất sơ bộ được gọi là ứng suất
siết. Nó được xác định theo công thức:
s 

Ms

Ws

1
1
 )
R0 R k

E.hk 1
1

.(  )
Wu
2
R0 R k

J k .E.(

Trong đó
E : mơdun đàn hồi của vật liệu làm nhíp .
- 17 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
hk : chiều dầy của lá nhíp thứ k.
R0: Bán kính cong của lá nhíp sau khi đã lắp ghép.
Rk: Bán kính cong của lá nhíp thứ k ở trạng thái tự do.
Thơng thường thì ứng suất siết trong các lá nhíp là rất nhỏ so với ứng suất uốn cho
nên ta có thể bỏ qua việc tính tốn ứng suất siết trong các lá nhíp.

3.2 Lý thuyết tính tốn dao động của hệ thống treo.
Theo lý thuyết ơtơ thì tần số dao động của hệ thống treo được tính theo cơng thức:
n

300
ft

Trong đó

n : là tần số dao động của ôtô đơn vị là. lần /phót.
ft : là độ võng tĩnh của nhíp. cm.
Vấn đề đặt ra ở đây là xác định độ võng tĩnh ft của nhíp. Để đơn giản ta áp dụng tính
tốn cho n lá nhíp, các lá có tiết diện hình chữ nhật và có tính chống uốn đều.
Độ võng của nhíp tại đầu nhíp dưới tác dụng của tải trọng P chính bằng năng lượng
sinh ra trong khi nhíp bị uốn.
Xét mét thanh như hình vẽ, nó chịu lực tác dụng P và biến dạng một đoạn là f t, do đó
ta có thế năng
Biến dạng đàn hồi U:
U = P.ft
ft =

U
P

Nếu thanh có tiết diện thay đổi thì cơng thức tính f được xác định theo vi phân
ft =

dU
dP

- 18 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Xét một nhíp có cấu tạo như hình vẽ, nhíp có n lá
Với l1, l2, … ln : chiều dài của lá nhíp
J1, J2, … : Mơmen qnd tính theo trục X của tiết diện lá nhíp
Dưới tác dụng của lực P thế năng biến dạng của nhíp sẽ là :
l1

2

Mx
dx
2.E.J x
0

U 

Trong đó
E : Mơđun đàn hồi của vật liệu làm nhíp.
Jx : Mơmen quán tính của nhíp tại tiết diện x.

ft 

l1

du

d P 0

dM x
dP d
x
E.J x

M x.

Mà ta có Mx = P.( l1- x ). Nên ft được tính

1
du
P.(l1  x) 2

dx
d P 0 E. J x

l

ft 

Chia tích phân thành tổng các tích phân trên từng đoạn I, II, III .…ta được:
1
2
du
P.(l1  x) 2
P.(l1  x) 2
d x  ....
ft 

dx  
E. J x
d P 0 E.J x
l1

l

ft 

l

P.(l1  l3 ) 3 1 1
P.(l1  l 2 ) 3 1 1
.(  ) 
.(  )  ....
3.E
I1 I 2
3.E
I2 I3

Trong đó
I1 = J1, I2 = J1+ J2, ….
l1- l2 = a2, l1- l3 = a3….
Yk=

1
, Yn+1= 0
Jk

J1, J2…Jk…Jn : mơmen qn tính của tiết diện lá nhíp
Do đó ta xác định được ft
- 19 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
ft 

n
P
3

. a k 1 (Yk  Yk 1 )
3.E. k 1

Trường hợp nhíp khơng đối xứng:
ft 

C

n
n
2P
l '1
2P
l '1
3
3
.
.
a
(
Y

Y
)

.
.
a , k 1 (Yk  Yk 1 )
k
k 1

'  k 1
' 
3.E. l1  l 1 k 1
3.E. l1  l 1 k 1

3.E.
n
l1
l '1
3
3
.
a
(
Y

Y
)

.
a , k 1 (Yk  Yk 1 )
k
k 1
'  k 1
' 
l1  l 1 k 1
l1  l 1 k 1
'

n

Trường hợp nhíp đối xứng:
ft 

C

n
P
3
. a k 1 (Yk  Yk 1 )
3.E. k 1

6.E.
n

a
k 1

3
k 1

(Yk  Yk 1 )

Vậy khi đã có các số liệu của nhíp ta có thể tính được độ cứng C của nó.

3.3 Lùa chọn các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu.
Hệ thống treo thiết kế phải đảm bảo cho xe đạt độ êm dịu theo các chỉ tiêu đã đề ra.
Hiện nay có nhiều loại chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động như tần số dao động,
gia tốc dao động, vận tốc dao động …
Trong khuôn khổ đồ án này ta chỉ lùa chọn một chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu đó là chỉ

tiêu tần số giao động. Chỉ tiêu này được lùa chọn như sau:
Xe chở khách
f = 1  1,5 lần/s (tức Hz)
hoặc n = 60  90 lần/phút.
- 20 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
hoặc  = (1  1,5).2 rad/s.
Trên ôtô người ta đưa ra khái niệm độ võng tĩnh f t. Độ võng tĩnh là biến dạng của hệ
thống treo khi chịu tải trọng tĩnh. Độ võng tĩnh được xác định như sau:
ft 

G
Ct

Trong đó
G : là trọng lượng của phần được treo tác dụng lên hệ thống treo (N).
Ct : là độ cứng của hệ thống treo. (N/cm).
Mặt khác ta có mối quan hệ giữa tần số giao động góc và độ cứng của hệ thống treo
theo cơng thức:
2 

Ct
M

 : tần số dao động góc.
M : khối lượng của phần được treo. kg.
Từ đó ta có :
Ct = M.2

Nếu ta chọn trước  thì độ cứng Ct chỉ còn phụ thuộc vào khối lượng phần được treo.
Kết hợp các cơng thức trên ta có
ft 

G
M . 2

Mà M = G/g
g : gia tốc trọng trường. g = 10 m/s2.
Thay vào trên ta có
ft 

30 2
n2

m.

Nếu tính ft theo cm thì ta có
- 21 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
ft =

300 2
cm.
n2

PHẦN : 4
TÍNH TỐN KIỂM NHÍP

I. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHẦN TREO PHÂN BỐ LÊN CÁC CẦU:
M1, M2 Khối lượng phần treo phân bố ở cầu trước (Kg) ta có:
M = p - Mkt
p : Trọng tải toàn bộ xe
Mkt : khối lượng phần không được treo
Mkt = Mktt + Mkts = gc + n.gbx
Mktt , Mkts: Khối lượng phần không được treo ở cầu trước và cầu sau
- 22 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
gc : Khối lượng cầu xe
gbx: Khối lượng bánh xe
n : Sè bánh xe mỗi cầu
Mktt = 260 + 2.98 = 456 (kg)
Khối lượng phần không treo được treo ở cầu sau là:
Mkts = 500 + 4.98 = 892 (kg)
Tải trọng đặt lên nhíp trước là (một bên nhíp)
Z1 -Mktt 3108-456
Ptt= 2 =
= 4826 (KG)
2
Z2 -Mkts 8392-892
Pts=
=
= 3750 (KG)
2
2
II.TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ TREO TRƯỚCTRƯỚC
I. TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM NHÍP TRƯỚC

1- kiểm nghiệm độ êm dịu của nhíp
Kiểm vnghiệm độ êm dịu của nhíp trước . Thông số để kiểm nghiệm độ êm dịu là tần số
êm dao động của nhíp là tần số dao động trên một phót.
Theo cơng thức :
30.w
n=

w : Tần số dao động riêng 1/s
C
w=
M
C : Độ cứng của cả nhíp
M : Tải trọng tác dụng lên nhíp
Cơng thức tính độ cứng của nhíp .
C

6.E.

n

a
k 1

3
k 1

(Yk  Yk 1 )

E : Môđun đàn hồi của vật liệu . E = 2.105 MN/m2 = 2.107 N/cm2

α : Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực tế
ak+1 = Lk- Lk+1
Yk = 1/Ik Yk+1 = 0
I1 = J1 ; I2 = J1 + J2 ; In = J1+ J2 + …Jn
J1,J2,…Jn : Mơmen qn tính của tiết diện lá nhíp
1
Jk = 12 b.hk3
b: Chiều rộng lá nhíp
h: Chiều dày lá nhíp
- 23 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Lk-Lo
2
Lk: Chiều dày từng lá nhíp
Lo: Chiều dày quang treo lá nhíp. Lo = 120 mm
Lk =

Lập bảng tính tốn :
Stt Lk
ak+1
(cm) (cm)
1
69,7 0
2
66,8 2,9
3
56,7 13,0
4

49,7 20,7
5
42,4 27,3
6
35,4 33,9
7
29,4 40,3
8
22,9 46,8
9
16,4 53,9
10 9,8
59,9
11 4,0
65,7
69,7

Jk(cm4) Ik

Yk

Yk-Yk+1

ak+1(Yk-Yk+1)

0,333
0,436
0,436
0,436
0,436

0,436
0,436
0,436
0,436
0,436
0,436

3,0
1,3
0,829
0,609
0,481
0,398
0,339
0,295
0,262
0,234
0,213

0
1,7
0,471
0,222
0,128
0,083
0,059
0,044
0,033
0,028
0,021

0,201

0
41,461
1034,787
1951,343
2604,341
3233,50
3861,598
4510,142
5167,497
6017,812
5955,462
68060,382
99834,02

0,333
0,769
1,205
1,641
2,077
2,513
2,949
3,385
3,821
4,257
4,693

Thay số vào cơng thức:
C

6.E.

n

a
k 1

3
k 1

Ta có

(Yk  Yk 1 )

6.2.10.60,85
c
 102,169( KG / cm)
99834,02

C = 102169 (N/m)
Tính độ võng của nhíp trước .
Ft 

Z
1326

 12,9(cm)
C 102,169

Ta có tần số dao động của nhíp. Từ cơng thức :
n

300
300

 84(l / phut )
f
12,9

- 24 -------------------------------------------------------------------------------------------


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
Qua tính tốn khi tăng tải lên thì hệ thống treo trước của zill-130 thoả mãn điều kiện êm dịu
khi làm việc.Với xe tải n thuộc khoảng (85-120 lần phót)

2. Tính bền nhíp :
Dùa vào phương pháp tải trọng tập trung để tính bền nhíp, giả sử có sơ đồ nhíp như sau.
l

p

1

x
l

l

x

k

x
l

x

2

x

2

3

k

k+1

n

n

+ Sè lá nhíp là 11 lá.
+ Tảitrọng tác dụng lên một đầu nhíp (Khi đầy tải)
Pt = 1326 (KG)
+ Mơ men qn tính của cá lá nhíp.
2.b.h 3 6,5.0,85


 0,333(cm 4 )
12
12
b.h 3 6,5.0,93
J 2  J 3  ...J 16 

 0,436(cm 4 )
12
12
J1 

hk: Chiều dày các lá nhíp h1 = 0.85 (cm)
h2 = h3 = ….h16 = 0.93 (cm)
+ Xác định hệ sốAk , Bk , Ck .
Jk
Lk-1
Ak = 2.J (3. L -1)
k-1
k
Jk
Bk = – (1+J )
k-1
- 25 -------------------------------------------------------------------------------------------