02. Trần Đình Nam.pptx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

LỄ BẢO VỆ TỐT NGHIỆP
CHUN NGÀNH: CƠ KHÍ Ơ TƠ

Hà Nội, ngày 12 tháng 01 năm 2024

1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ TÍNH TỐN HỆ THỐNG LÁI DỰA TRÊN CƠ
SỞ Ô TÔ TẢI HYUNDAI HD72

Sinh viên

: Trần Đình Nam

Lớp

: KTOTO 4

Khóa: 60

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Vũ Tuấn Đạt

Hà Nội, ngày 12 tháng 01 năm 2024
2

NỘI DUNG BÁO CÁO

Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái trên ơ tơ
Chương 2: Phân tích kết cấu hệ thống lái trên ô tô tải
Hyudai HD72
Chương 3: Thiết kế tính tốn hệ thống lái dựa trên cơ sở ơ tô
Hyundai HD72

3


Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái trên ô tô
1.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu của hệ thống lái
Công dụng: Hệ thống lái trên ô tô giữ vai trị điều khiển hướng chuyển động
của ơ tơ theo tác động của người lái.
Phân loại: Hệ thống lái trên ơ tơ có thể được phân thành nhiều loại
• Phân loại theo bố trí vành tay lái
• Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái
• Phân loại theo số bánh dẫn hướng
• Phân loại theo dẫn động lái
• Phân loại theo nguyên lý làm việc của trợ lực lái
Yêu cầu: Hệ thống lái cần phải đảm bảo tính an toàn và ổn định chuyển
động.

4


Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái trên ô tô
1.2. Kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên ô tô
Kết cấu chung của hệ thống lái:

1. Vành lái
2. Trục lái
3. Cơ cấu lái
4. Khung xe
5. Các đòn dẫn động lái

5


Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái trên ô tơ
1.3. Giới thiệu ơ tơ tải Hyundai HD72
Ơ tơ tải Hyundai HD72 3,5 tấn là loại
xe thương mại cỡ vừa, được trang bị
hệ thống an toàn nhất định, độ bền và
độ tin cậy được đảm bảo thông qua
sự kiểm tra nghiêm ngặt tại nhà máy
Hyundai Hàn Quốc.

6


Chương 1: Tổng quan về hệ thống lái trên ô tô
Bảng 1-1: Thông số kỹ thuật ô tô Hyundai HD72
Động cơ

D4DB

Loại

Diesel, 4 kỳ, làm mát bằng nước

Công suất động cơ

130Ps (96Kw)/2900 rpm

Số xy lanh

4

Dung tích xy lanh

3.907 cm3

Kích thước tổng thể (D x R x C)

6740 x 2170 x 2290 mm

Chiều dài cơ sở

3735 mm

Khoảng cách 2 tâm bánh xe trước

1650 mm

Khoảng sáng gầm xe

235 mm

Trọng lượng bản thân

3365 kg

Tải trọng cho phép

3400 kg

Trọng lượng toàn bộ

6960 kg

Trọng lượng phân bố lên cầu trước

2088 kg

Loại hộp số

5 số tiến, 1 số lùi

Ly hợp

Ly hợp ma sát khô, dẫn động thủy lực, trợ lực
chân khơng

Hệ thống lái

Trục vít ê cu bi, trợ lực thủy lực

Hệ thống treo ( trước và sau)

Phụ thuộc, lá nhíp, giảm chấn thủy lực

Cơng thức bánh xe

4x2R

Thơng số lốp

7.50R16

Bán kính quay vịng nhỏ nhất

7.3 m

Khả năng vượt dốc lớn nhất

37%

7


Chương 2: Phân tích kết cấu hệ thống lái trên ô tô tải
Hyundai HD72
2.1. Sơ đồ bố trí chung và nguyên lý làm việc

8


Chương 2: Phân tích kết cấu hệ thống lái trên ô tô tải
Hyundai HD72

2.2. Cơ cấu lái
Cơ cấu lái trên ô tô Hyundai HD72 sử dụng
là cơ cấu lái ê cu bi thanh răng cung răng.
Gồm một trục vít được lắp bên trong ê cu.
Trục vít và ê cu có rãnh trịn chứa các viên
bi lăn trong rãnh. Đóng vai trị là bộ giảm
tốc đảm bảo tăng mơ men tác động của
người lái đến bánh xe dẫn hướng.

9


Chương 2: Phân tích kết cấu hệ thống lái trên ô tô tải
Hyundai HD72
2.3. Trợ lực lái
Ô tô Hyundai HD72 sử dụng trợ lực
thủy lực được phân bố cùng với cơ
cấu lái, van phân phối kiểu xoay.
Cấu tạo trợ lực lái gồm:
• Bơm dầu (nguồn năng lượng)
• Bộ phận phân phối
• Xilanh, Pít tơng (cơ cấu sinh lực)

10


Chương 2: Phân tích kết cấu hệ thống lái trên ô tô tải
Hyundai HD72
2.4. Dẫn động và điều khiển hệ thống lái
Ơ tơ Hyundai HD72 sử dụng dẫn động hình

thang lái Đantơ sử dụng địn kéo ngang trên
dầm cầu liền. Có tác dụng truyền chuyển
động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng
nhờ các đòn dẫn động.
Các đòn dẫn động của ơ tơ Hyundai HD72:
1. Địn quay đứng
2. Đòn kéo dọc
3. Đòn quay ngang
4. Đòn ngang

1

3

4
2

11


Chương 3: Thiết kế tính tốn hệ thống lái dựa trên cơ sở
ô tô Hyundai HD72
3.1. Lựa chọn phương án thiết kế
Dựa trên cơ sở xe tải Hyundai HD72, ta có phương án thiết kế như sau:


Dẫn động lái: Dẫn động hình thang lái trên dầm cầu liền



Cơ cấu lái: Cơ cấu lái trục vít – ê cu bi – thanh răng – cung răng



Trợ lực lái: Trợ lực thủy lực

12


Chương 3: Thiết kế tính tốn hệ thống lái dựa trên cơ sở
ơ tơ Hyundai HD72
3.2.Tính tốn các thơng số cần thiết
* Góc quay lớn nhất của bánh xe dẫn hướng quanh
trụ đứng:
Trong đó:
• L: chiều dài cơ sở
• a: Tay địn từ trụ đứng đến vết bánh xe
• M: Khoảng cách giữa 2 trụ đứng
• Rngmin: Bán kính quay vịng nhỏ nhất của bánh xe ngồi

Thay số vào cơng thức ta tính được:
• 37,760
• 30,760

13


Chương 3: Thiết kế tính tốn hệ thống lái dựa trên cơ sở
ơ tơ Hyundai HD72
3.2. Tính tốn các thơng số cần thiết

* Tỉ số truyền của hệ thống lái, cơ cấu lái và dẫn động lái:
Trong đó:
• (1,75 vịng)
• Tỉ số truyền của dẫn động lái: với xe tải idd = 0,85 ~ 1,1(chọn idd = 1)
• il: tỉ số truyền của hệ thống lái

Thay số vào công thức ta tính được:

14


Chương 3: Thiết kế tính tốn hệ thống lái dựa trên cơ sở
ơ tơ Hyundai HD72
3.2. Tính tốn các thơng số cần thiết
* Lực tác dụng lớn nhất lên vành tay lái:
Trong đó:
• R: Bán kính vơ lăng
•
•

ηth: Hiệu suất thuận của cơ cấu lái 0,6 ÷ 0,8
ηcam: Hiệu suất tính đến sự ma sát của dẫn động lái 0,5 ÷ 0,7

Thay số vào ta tính được 380,18 N

15


Chương 3: Thiết kế tính tốn hệ thống lái dựa trên cơ sở
ơ tơ Hyundai HD72

3.3. Tính tốn thiết kế cơ cấu lái
*Tính tốn bộ truyền trục vít - ê cu bi
Đường kính trong của ren trục vít

d1 = 18 mm

Bán kính rãnh lăn

r1 = 3,06 mm

Khoảng cách từ tâm rãnh lăn đến tâm bi

c = 0,04 mm

Đường kính vịng trịn qua tâm các viên bi

Dtb = 24,04
mm

Đường kính trong của đai ốc

Dt = 30,08 mm

Đường kính ngồi của trục vít

d =22,2 mm

Bước vít

t =10 mm

Số viên bi làm việc

51 viên

Số viên bi không làm việc

5 viên

Khe hở hướng tâm

 = 0,08 mm

Khe hở tương đối

 = 0,004 mm
16


Chương 3: Thiết kế tính tốn hệ thống lái dựa trên cơ sở
ơ tơ Hyundai HD72
3.3. Tính tốn thiết kế cơ cấu lái
*Tính tốn bộ truyền thanh răng cung răng
Bán kính vịng chia bánh răng
rẽ quạt

Rc2 = 30 mm

Chiều rộng bánh răng

bw = 24 mm

Đường kính vịng chia

Dc2 = 60 mm

Chiều cao răng

h2 = 9,6 mm

Chiều cao đỉnh răng

hđ2 = 3,6 mm

Chiều cao chân răng

hf2 = 6 mm

Khe hở chân răng

c = 0,9 mm

Đường kính vịng đỉnh răng

Dđ2 = 67,2 mm

Đường kính vịng chân răng

Df = 46,2 mm

1

2

17


Chương 3: Thiết kế tính tốn hệ thống lái dựa trên cơ sở
ơ tơ Hyundai HD72
3.4. Tính tốn thiết kế dẫn động lái
* Xây dựng đường đặc tính lý thuyết

theo quan hệ hình học ACKERMAN:
Cotgi - cotgi =
Trong đó:
• i: Góc quay vịng của bánh xe dẫn hướng
bên ngồi (độ)
• i: Góc quay vịng của bánh xe dẫn hướng
bên trong (độ)
• M: Khoảng cách giữa 2 đường tâm trụ đứng
• L: chiều dài cơ sở của xe

Thay số vào công thức trên, chọn  các giá
trị khác nhau từ 00  450 ta lần lượt xác
định được góc  tương ứng:





0

0

2

1.97

4

3.89

6

5.77

8

7.59

10

9.37

12

11.11

14

12.81

16

14.47

18

16.09

20

17.69

22

19.25

24

20.79

26

22.30

28

23.78

30

25.25

32

26.70

34

28.13

36

29.54

38

30.94

40

32.33

42

33.71

44

35.08

45

35.77

18


Chương 3: Thiết kế tính tốn hệ thống lái dựa trên cơ sở
ơ tơ Hyundai HD72
3.4. Tính tốn thiết kế dẫn động lái
*Xây dựng đường đặc tính thực tế:
Chọn sơ bộ góc ban đầu theo cơng thức của Chuđakop
Ta tính được góc = 15,4
Đường đặc tính thực tế được tính theo cơng thức:

Đường đặc tính lý thuyết và thực tế
40
35
30
25
20

Thay số vào cơng thức trên ta tìm được mối quan hệ
thực tế giữa và , chọn được góc =13

15
10
5

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
BETA TT

BETALT

19


Chương 3: Thiết kế tính tốn hệ thống lái dựa trên cơ sở
ơ tơ Hyundai HD72
3.4. Tính tốn thiết kế dẫn động lái
* Tính bền các chi tiết của dẫn động lái:
• Tính bền trục lái
• Tính bền địn quay đứng
• Tính bền địn kéo dọc
• Tính bền địn kéo ngang
• Tính bền địn bên
• Tính bền khớp cầu

20