thiết kế hẹ thống treo xe tải 4 tấn

§å ¸n tèt nghiÖp SVTH: NguyÔn ViÖt H¶i - ¤ t«
K42
__________________________________________________________________________________________________________
52
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
Phần 4
Thiết kế nhíp phụ
I. Tính toán thiết kế nhíp phụ
I.1. Xác định độ võng tĩnh và động của nhíp: f
t
,f
d
Trọng lợng phân ra nhíp chính khi có tải: M
p
= 1219,05(kg)
Chọn tần số thích hợp cho xe đối với nhíp phụ (n = 115 lần/p)
)(037,12
30
115.14,3
30
.
1
=== s
n


)(89,144
22
= s

t
f
)(0812.0
1,1501117
10.05,1219
.
m
C
gM
c
c
===
d
f
: đợc xác định = (0,7ữ1,2)
t
f

d
f
= 0,7.0,0812 = 0.057(m)
=+=
dTp
fff
0.057 + 0.082 = 0,01328 (m)
Khi đó độ võng toàn bộ nhíp sẽ là:
=+=
dTp
fff
0.057 + 0.082 = 0,01328

(m)
I.2. Xác định chiều dài của các lá nhíp
Chiều dài của nhíp đợc xác định theo công thức:
L =(0,4 ữ 0,55)La
Trong đó:
La: chiều dài cơ sở của xe =3700(mm)
L: chiều dài nhíp
L =(0,3ữ0,55).3700 = 1110ữ2035 (mm)
__________________________________________________________________________________________________________
53
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
chọn L = 1180 (mm)
hay L = 0,3189. La
I.3. Xác định momen quán tính tổng cộng của nhíp
Đợc xác định theo công thức:
I
p
=
LE
hlC
ap
3

22
1


p
= (1.25 ữ 1.4) là hệ số dạng nhíp

L: chiều dài của nhíp
1
l
,
a
h
chiều dài từ đầu hai phía của nhíp đến điểm giữa
Do nhíp đối xứng nên
l
1
= h
a
= 0.5L =
590
2
1180
=
(mm)
Modun đàn hồi của vật liệu làm nhíp E = 2.10
5
MN/m
2
Độ cứng của nhíp: C
p
48
6
4
322
10.554,3
10.2.3.18,1

)59,0.(1,150117.383,1
483
)5.0()5.0(.
m
E
LC
EL
LLC
i
pppp
p

====

Tổng đại số momen quán tính mặt cắt tất csẩ các lá nhíp cần bằng momen
quán tính tổng cộng.
I.4. Xác định chiều dày, bề rộng nhíp, số lá nhíp và chiều
dài của từng lá
Nh ta đã biết độ bền và chu kỳ bảo dỡng của nhíp phụ thuộc chủ yếu vào
việc lựa chọn chiều dài, bề dày nhíp. Do bề dày và chiều rộng nhíp có mối quan
hệ mật thiết với nhau do đó phải tính toán một cách hợp lý sao cho nhíp có tuổi
thọ cao và bền khi sử dụng.
I.4.1. Xác định bề dày nhíp
Đợc tính theo công thức sau:

p
p
i
h
2

=
__________________________________________________________________________________________________________
54
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
p
cacp
Ef
dhdl
3
)5.0)(5.0(2
max1


=
Do nhíp đối xứng nên:
p
cp
p
Ef
dL
h
12
)(2
max
2


=
- Hệ số dạng nhíp:

p=1,42
- ứng suất lớn nhất:
max= 800
ữ
1000 Mn/m2
Độ võng toàn bộ của nhíp: f
p
- khoảng cách giữa hai bu lông quang nhíp: d
c =140(mm)
- bề dày của nhíp: h
p
- chiều dài cơ sở của nhíp: L
- modun đàn hồi của vật liệu làm nhíp E=2.10
5
Mn/m
2
)(00926,0
1328,0.10.10.2.3
10.10000.)14,0.5,059,0.(42,1.2
65
52
mh
p
=

=
lấy
p
h
= 9 (mm)

I.4.2. Tính bề rộng các lá nhíp
Ta có mối quan hệ giữa bề rộng và bề dày lá nhíp nh sau:
6 <
h
b
< 10
6 <
10
b
< 10

54 < b < 90
Chọn b = 65 (mm)
I.4.3. Tính số lợng lá nhíp
áp dụng công thức:
__________________________________________________________________________________________________________
55
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
3
12
nh
i
b
p
=
Tổng đại số momen quán tính mặt cắt tất cả các lá cần phải bằng momen
quán tính tổng cộng Ip = Ic
Trong đó:
- Momen quán tính tổng: i

p
- Số lá nhíp: n
- Chiều dày của các lá nhíp: h
3
12
bh
i
n
p
=
)(9
10.009,0.065,0
10.554,3.12
93
8
la==


làm tròn n = 9 (lá)
Ip =
)(10.395,0
12
)009,0.(065,0
12
.
48
33
m
hb

==
m
4
I.4.4. Tính chiều dài các lá nhíp
Chiều dài các lá nhíp đợc xác định theo công thức sau
l
n
= l
n-1
-X
n-1
i
n
c
ncpn
n
I
IdlK
X




=
2
1
)5.0(
i
n
c

np
cn
c
cn
cn
n
I
IK
dl
dl
dl
dl








=
++
+
2
1
1
1
1
.
5.0

5.0
5.0
5.0
Trong đó:
- Chiều dài lá nhíp thứ n: l
n
- Momen quán tính của lá nhíp thứ n: i
n
- Là momen quán tính tổng: i
c

i
=
i
xi


__________________________________________________________________________________________________________
56
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
- Hệ số kể đến độ tăng ứng suất của lá ngắn nhất:
p
- Xác định theo công thức dới đây: K
p
Là hệ số xét đến ảnh hởng của lá nhíp cuối cùng đến sự tăng ứng suất trên
các lá nhíp K
p
=
pc

c
c
p
p
II
I
I
I

)1(

- Momen quán tính của lá ngắn nhất: i
p
975,0
10.395,0554,3
10.554,3
).
10.554,3
10.12/9.65
.2,11(
88
8
8
123
=

=

p
K
Trong quá trình tính toán ta coi:
l
1
= l
2
=

L/2

1
=
2
= 0.85: Các lá còn lại

3
=
4
=
5
= =
12
=1
Ta thiết kế chiều dài lá nhíp thứ nhất bằng chiều dài lá nhíp thứ hai nên:
)(590
2
1180
2

21
mm
L
ll ====
lúc này:
- x
1
=0,
1
=
2
= 0.85
-
2
= 1
-
c
cp
I
IIdlK
x
))(.5,0(.
2111
2
+
=

)(8,95
35540
12

9.65
.2).
2
140
590.(975,0.85,0
3
2
mmx =

=

)(2,4948.95590
223
mmxll ===
-
)
).(
1(
.5,0
.5,0
21
3
1
3
c
p
c
c
I
KII

dl
dl
+



=

__________________________________________________________________________________________________________
57
§å ¸n tèt nghiÖp SVTH: NguyÔn ViÖt H¶i - ¤ t«
K42
9534,0)
35540
975,0.
12
9.65
.2
1.(
140.5,02,494
140.5,0590
3
3
=−
−
−
=
β
)(08,59
35540.9534,0.1.

12
9.65
).
2
140
590.(975,0.1
3
3
mmx =
−
=⇒
⇒
)(4,4348,592,494
334
mmxll =−=−=
-
c
np
c
c
c
c
I
IK
dl
dl
dl
dl

.

.
5,0
5,0
.5,0
.5,0
324
1
4
3
4
ββ
β
−
−
−
−
−
=
002,1
35540.9543,0.1.12
9.65.1
.975,0.
140.5,04,434
140.5,0590
140.5,04,434
140.5,02,494
3
4
=
−

−
−
−
−
=
β
-
c
cp
I
Idlk
x
.
).5,0.(.
4.3.2
414
4
βββ
γ
−
=
)(97,58
35540.002,1.9534,0.1
12
9.65
).140.5,0590.(975,0.1
3
4
mmx =
−

=
-
)(43,37597,584,434
445
mmxll =−=−=
-
c
p
c
c
c
c
I
IK
dl
dl
dl
dl
5,0
.5,0
.5,0
.5,0
432
5
5
1
5
4
5
βββ

β
−
−
−
−
−
=
9683,0
35540.002,1.9534,0.1.12
9.65.1
.975,0.
140.5,043,375
140.5,0590
140.5,043,375
140.5,04,434
3
5
=
−
−
−
−
−
=
β
-
c
cp
I
Idlk

x

).5,0.(.
54.3.2
515
5
ββββ
γ
−
=
=
)(9,60
35540.9638,0.002,1.9534,0.1
12
9.65
).140.5,0590.(975,0.1
3
5
mmx =
−
=
-
)(53,3149,6043,375
556
mmxll =−=−=
-
c
p
c
c

c
c
I
IK
dl
dl
dl
dl
5,0
.5,0
.5,0
.5,0
5432
6
6
1
6
5
6
ββββ
β
−
−
−
−
−
=
041,1
35540.9683,0.002,1.9534,0.1.12
9.65.1

.975,0.
140.5,053,314
140.5,0590
140.5,053,314
140.5,043,375
3
6
=
−
−
−
−
−
=
β
__________________________________________________________________________________________________________
58
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
-
c
cp
I
Idlk
x

).5,0.(.
654.3.2
516
6

=
=
)(5,58
35540.041,1.9683,0.002,1.9534,0.1
12
9.65
).140.5,0590.(975,0.1
3
6
mmx =

=
-
)(03,2565,5853,314
667
mmxll ===
-
c
p
c
c
c
c
I
IK
dl
dl

dl
dl
5,0
.5,0
.5,0
.5,0
65432
7
7
1
7
6
7







=
1
35540.041,1.9683,0.002,1.9534,0.121
9.65.1
.95,0.
140.5,003,256
140.5,0590
140.5,003,256
140.5,053,314
3

7
=





=

-
c
cp
I
Idlk
x

).5,0.(.
7654.3.2
517
7



=
=
)(5,58
35540.041,1.9683,0.002,1.9534,0.1
12
9.65
).140.5,0590.(975,0.1

3
7
mmx =

=
-
)(53,1975,5803,256
778
mmxll ===
-
c
p
c
c
c
c
I
IK
dl
dl
dl
dl
5,0
.5,0
.5,0
.5,0
765432
8
8
1

8
7
8







=
144,1
35540.041,1.9683,0.002,1.9534,0.1.12
9.65.1
.975,0.
140.5,053,197
140.5,0590
140.5,053,197
140.5,003,256
3
8
=





=

-

c
cp
I
Idlk
x

).5,0.(.
87654.3.2
818
8



=
=
)(14,51
35546.041,1.9683,0.002,1.9534,0.1
12
9.65
).140.5,0590.(975,0.1
3
8
mmx =

=
-
)(39,14614,5153,197
889
mmxll ===
I.4.5. Xác định bán kính cong ở trạng thái tự do của các lá nhíp

Để tăng độ đàn hồi khi làm việc các lá nhíp đợc thiết kế bao giờ cũng bị
uốn cong với các bán kính cong khác nhau. Đối với các lá nhíp có bề dày nh
nhau để đảm bảo cho tất cả các lá nhíp đợc đa vào làm việc cùng một lúc ngay
cả khi có tải trọng bé nhât có nghĩa là ở trong mọi trờng hợp đầu các lá nhíp đợc
tỳ vào các lá phía trên sự cần thiết phải uốn sơ bộ các lá nhíp với bán kính cong
khác nhau là rất cần thiết khi thiết kế.
Bán kính cong của các lá nhíp đợc xác định theo công thức sau:
ic
i
i
ZE
R
R
R
.
.
1
03
0

+
=
__________________________________________________________________________________________________________
59
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
i
R
:Bán kính lựa chọn của nhíp (xác định nhờ lá nhíp cơ sở)
ic

Z
:Khoảng cách từ đờng trung hoà của mặt cắt lá nhíp tới thớ phía
ngoài(nhánh chịu kéo). ở đây do biến dạng nhíp đối xứng nên Zic=h/2

)(5,4
2
9
mmZ
ic
==
i3

:ứng suất xiết chặt xuất hiện khi xiết nhíp bằng các bu lông trung
tâm.Do các lá nhíp có bề dày nh nhau nên ứng suất sẽ lấy trong khoảng
(200ữ500kg/cm
2
)

20ữ50MN/m
2
o
R
: Bán kính ở trạng thái tự do
).(8
21
2
pppc
o
f
L

R
++
=
Trong đó:
L: Chiều dài cơ sở của lá nhíp
1p

:Biến dạng của nhíp dới tác dụng của tải trọng tĩnh.
1p

=0
2p

:Biến dạng d của nhíp sau khi lắp
2p

= (3,5ữ7,5%) độ võng toàn bộ của nhíp
=
)(04837,0
100
)1382,0.(5,3
m=
Trong quá trình tính toán bán kính cong Ri ta phải lựa chọn ứng suất xiết
các lá nhíp phải thoả mãn điều kiện:
0.
3
1
=
ii
n

Ta nhận thấy rằng nửa số lá nhíp phía trên bắt buộc phải co bán kính cong
lớn hơn Ro và các bán kính này phải giảm dần tức là các
i3

<0, theo chiều hớng
là lá trên cùng âm nhiều nhất. Nửa còn lại có bán kính cong nhỏ hơn Ro và các
bán kính này giảm dần tức là
i3

>0.
Ta có:
__________________________________________________________________________________________________________
60
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
)(29,1343
)37,482,81.(8
1180
2
mR
o
=
+
=
Để thuận tiện trong quá trình tính toán ta lập bảng sau:
STT
Lk
(mm)
Ro

(mm)
E
MN/m
2
Zic
(mm)
i3

MN/m
2
h
(mm)
R
ic
i
ZE
R
R
.
.
1
03
0

+
=
(mm)
1 1343,29
2.10
5

4,5 -50 9 1451
2 1343,29
2.10
5
4,5 -40 9 1428
3 1343,29
2.10
5
4,5 -30 9 1406
4 1343,29
2.10
5
4,5 -20 9 1385
5 1343,29
2.10
5
4,5 0 9 1343
6 1343,29
2.10
5
4,5 20 9 1304
7 1343,29
2.10
5
4,5 30 9 1286
8 1343,29
2.10
5
4,5 40 9 1267
9 1343,29

2.10
5
4,5 50 9 1250
bảng xác định bán kính cong của các lá nhíp phụ
II. Tính kiểm tra nhíp
II.1. Tính kiểm tra độ cứng và độ võng tĩnh của nhíp
Trong thực tế sau khi tính toán thiết kế xong ta phải kiểm nghiệm lại bằng
thực tế. Do điều kiện không cho phép ở đây để đảm bảo an toàn ta phải kiểm tra
lại bằng phơng pháp tính toán chính xác hơn.
Đối với nhíp đối xứng ta có quan hệ giữa kích thớc của các lá nhíp với độ
cứng và độ võng tĩnh nh sau:
__________________________________________________________________________________________________________
61
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42

++

=
12
1
1
3
1
)(
.6
kkk
YYa
E
C

)(
6
1
3
1
12
1
++
=

kkkpc
YYa
E
Q
f
Q = G/2
E: là modun đàn hồi của vật liệu làm nhíp
Trớc hết ta tính momen quán tính tổng của từng nhíp. Nh ta đã tính ở phần
trớc:
)(395.0)(3950
12
.65
12
.
44
33
1
cmmm
hb
JJ

n
=====
J
2
= 0,79(cm
4
)
J
3
= 1,185 (cm
4
)
J
4
= 1,58 (cm
4
)
J
5
= 1,975 (cm
4
)
J
6
= 2,37 (cm
4
)
J
7
= 2,765 (cm

4
)
J
8
= 3,16 (cm
4
)
J
9
= 3,555 (cm
4
)
Và ta có:
k
k
J
Y
1
=
(1/cm
4
)
Khi đó:
Y
1
= 2,532 (cm
4
)
Y
2

= 1,266 (cm
4
)
Y
3
= 0,844 (cm
4
)
__________________________________________________________________________________________________________
62
§å ¸n tèt nghiÖp SVTH: NguyÔn ViÖt H¶i - ¤ t«
K42
Y
4
= 0,633 (cm
4−
)
Y
5
= 0,506 (cm
4−
)
Y
6
= 0,422 (cm
4−
)
Y
7
= 0,362 (cm

4−
)
Y
8
= 0,316 (cm
4−
)
Y
9
= 0,355 (cm
4−
)
§Ó thuËn tiÖn trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n ta lËp b¶ng sau:
__________________________________________________________________________________________________________
63
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
Nh vậy ta có độ cứng lý thuyết:
)./(354,179
822,66906
10.2.6
6
cmkgC
LT
==
__________________________________________________________________________________________________________
52
STT
l
k

(cm)
J
k
(cm
4
)
a
3
1+k
(cm)
Y
k
-Y
k+1
(cm
-4
)
a
k+1
(cm)
a
3
k+1
(Y
k
-Y
k+1
)
(cm
-1

)
1 58 0.395 - - - -
2 58 0.79 0 1.26 0 -
3 42,42 1.185 879.22 0.422 9,58 371.03
4 36,44 1.58 3767.29 0.211 15,56 794.9
5 31,543 1.975 8561.03 0.127 20,457 1087.25
6 24,453 2.37 20903.69 0.084 27,547 1755.91
7 18,603 2.765 37249.67 0.06 33,397 2234.98
8 12,753 3.16 60453.21 0.046 39,247 2780.85
9 7,639 3.555 87297.94 0.035 44,361 3055.43
195112 0.281 58 54826.472

=66906.822
)(
.6
1
3
1
11
1
++
+
==

kkk
yya
E
f
Q
C

=
354,179
822,66906
10.2.6
5
=
(kg/cm)
Trong thực tế có hệ số:
87.083.0 ữ=

)/(117,150354,179.837,0 cmKgC ==
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
Ta có:
)(12,8822,66906.
10.2.6
2
1505900
)(.
.6
6
1
12
1
3
1
cmYYa
E
Q
f

kkkpc
=

==
++

Từ đó ta suy ra tải trọng tác dụng lên nhíp là: Z= C.f =1219,05 (kg)
II.2. Tính toán kiểm tra bền nhíp
Hiện nay ngời ta thờng dùng 2 phơng pháp tính toán ứng suất nhíp dới tác
dụng của tải trọng bên ngoài đó là pp tải trọng tập trung và phơng pháp đờng
cong trung.
Ta có công thức tính ứng suất
NG
uk

và
TU
uk

nh sau:
6
.

2
11
kk
kkkk
NG
uk
NG

uk
NG
uk
hb
XlXl
W
M
++

==

6
)(
2
1
kk
kkk
TU
uk
TU
uk
TU
uk
hb
Xll
W
M
+

==

A
2
.P + B
2
.X
1
+ C
2
.X
2
= 0
A
3
.X
2
+ B
3.
X
3
+ C
3
.X
3
= 0
***************
A
n
.X
n-1

+ B
n
.X
n
= 0
Trong đó:
A
k
=
)13(5.0
1
1


k
k
k
k
l
l
J
J
B
k
= -(
1
1

k
k

J
J
)
C
k
=
)13()(5.0
1
3
1

+
+
k
k
k
k
l
l
l
l
Từ các thông số đã biết ta tính đợc giá trị các thông số trong bảng sau:
bảng tính các hệ số A
k
,B
k
,C
k
cho nhíp phụ
__________________________________________________________________________________________________________

53
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
STT
l
k
J
k
/J
1k
A
k
B
k
C
k
1 52 - - - -
2 52 1 1 -2 0,543
3 42.42 1 1.34 -2 0,849
4 36.44 1 1.25 -2 0,811
5 31.543 1 1.233 -2 0,669
6 24.453 1 1.435 -2 0,648
7 18.603 1 1.472 -2 0,544
8 12.753 1 1.688 -2 0,43
9 7.639 1 2.004 -2 0
P - 2X
2
+ 0.543X
3
= 0

1.34X
2
-2X
3
+ 0.849X
4
= 0
1.25X
3
- 2X
4
+ 0.811X
5
= 0
1.233X
4
- 2X
5
+ 0.669X
6
= 0
1.435X
5
- 2X
6
+ 0.648X
7
= 0
1.472X
6

- 2X
7
+ 0.544X
8
= 0
1,688X
7
- 2X
8
+ 0.43X
9
= 0
2,004X
8
- 2X
9
=0
P: Tải trọng phân ra cầu trớc 1 bên nhíp P = X
1
= Z/2 =
2
05,1219
=609,525 (kg)
Giải hệ phơng trình bằng phơng pháp thế hoặc Matlab ta đợc kết quả sau:
X
1
= 609,525 (kg)
X
2
= 0,7382. x

1
= 449,96 (kg)
__________________________________________________________________________________________________________
54
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
X
3
= 1,18852. x
2
= 534,78 (kg)
X
4
= 1,027735. x
3
= 549,61 (kg)
X
5
= 0,96638. x
4
= 531,14 (kg)
X
6
= 1,082367. x
5
= 574,88 (kg)
X
7
= 1,040435. x
6

= 598,13 (kg)
X
8
= 1,075748.x
7
= 643,44(kg)
X
9
= 1,002. x
8
=644,72 (kg)
II.3. Tính ứng suất tĩnh tại các tiết diện của từng lá
nhíp
l
k
P = Q/2
X
k+1
Ngàm l
k+1
a
k+1
Tựa X
k+1
X
k+2
l
k+2
a
k+2

X
k+2
X
k+3
Tính momen uốn trong từng lá:
M
k
=l
k
.X
k
- l
1+k
.X
1+k
Thay các gía trị l
k
, X
k
, l
1+k
,X
1+k
vào ta đợc:
M
1
=8297.64 (KG.cm)
M
2
= 712.2721 (KG.cm)

M
3
=2657.50 (KG.cm)
M
4
=3274.322 (KG.cm)
__________________________________________________________________________________________________________
55
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
M
5
=2695.979 (KG.cm)
M
6
=2930.632 (KG.cm)
M
7
=2921.248 (KG.cm)
M
8
=3280.701 (KG.cm)
M
9
=4925.037 (KG.cm)
Ta lập bảng tính ứng suất trong từng lá nhíp vì có chung kích thớc nên
chúng có cùng một momen chống uốn.
1
1
Y

J
W
n
=
)(8775,0
6
9,0.5,6
2
:
12
.
3
23
cm
hhb
===
Bảng tính ứng suất tĩnh các lá nhíp phụ:
Số lá
nhíp
L
k
(cm)
W
K
(cm
3
)
X
AK
(kg)

AK


(kg/cm
2
)
M
uAK
A
k
M
uBK
uBK

(kg/cm
2
)
1 52 0,8775 609.525 9455.964 8297.64 0 - -
2 52 0,8775 449.96 811.706 712.2721 9.58 4310.575 4912.336
3 42,42 0,8775 534.78 3028.491 2657.5 5.98 3197.992 3644.435
4 36.44 0,8775 549.61 3731.421 3274.322 4.897 2691.458 3067.188
5 31.543 0,8775 531.14 3072.341 2695.979 7.09 3765.748 4291.451
6 24.453 0,8775 574.88 3339.752 2930.632 5.85 3363.066 3832.554
7 18.603 0,8775 598.13 3329.057 2921.248 5.85 3499.052 3987.524
8 12.753 0,8775 643.44 3738.690 3280.701 5.114 3290.531 3749.893
9 7.639 0,8775 644.72 5612.578 4925.037 7.639 4925.037 5612.578
__________________________________________________________________________________________________________
56
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42

Với ứng suất cho phép :

= 900
22
/100009000/1000 cmkgmMN ữữ
Ta nhận thấy các lá nhíp hoàn toàn thỏa mãn điều kiện bền
biểu đồ ứng suất các lá nhíp phụ
__________________________________________________________________________________________________________
57
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
Phần 5
thiết kế giảm chấn ống
I. Xác định các kích thớc cơ bản
Kích thớc cơ bản của giảm chấn là đờng kính d
x
của xylanh làm việc và
hành trình làm việc, và hành trình của piston H
g
.
Đờng kính xylanh làm việc cần phải tính toán sao cho áp suất cực đại
truyền qua giảm chấn không vợt qua giới hạn cho phép. Đồng thời không làm
cho giảm chấn nóng quá nhiệt độ cho phép.
Hành trình piston cần phải chọn sao cho giảm chấn có thể hoạt động tơng
thích với bộ phận đàn hồi trong hệ thống treo các giá trị đã đợc chuẩn hoá. Các
kích thớc còn lại đợc chọn theo công thức kinh nghiệm.
Chọn: d
xylamh
= 40 (mm)
H

p
= 250 (mm)
- Đờng kính thanh giảm chấn:
d
t
= 0,5.40 = 20 (mm)
- Đờng kính ngoài xylanh:
d
1
= 1,1.d
x
= 1,1.40 = 44 (mm)
- Chiều dài của cụm làm kín:
L
u
= (0,75
ữ
1,5). d
x
= 1,5.40 = 60 (mm)
- Chiều dài cụm piston giảm chấn:
l
0
= (0,75
ữ
1,1) d
x
= 1,1.40 = 44 (mm)
- Chiều dài cụm van đế:
L

c
= (0,4
ữ
0,9) d
x
= 1,5.40 = 60 (mm)
- Ta có biểu thức xác định đờng kính trong của khoang dự trữ là:
__________________________________________________________________________________________________________
58
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
D
1
= (1,25
ữ
1,5) d
x
= 1,5.40 = 60 (mm)
- Đờng kính ngoài của khoang giảm chấn:
D = 1,1.D
1
= 1,1.60 = 66 (mm)
Từ các thông số đã cho ta tính đợc chiều dài của giảm chấn và xác định đ-
ợc góc đặt giảm chấn

= 30
0
.
II. Xác định các thông số cơ bản
Khối lợng phần đợc treo là: Z

1
= 855 (kg)
Vậy ta có trọng lợng phần đợc treo là: M
1
=
g
Z
1
=
10
855
=85,5(kgs
2
/m)
Xác định hệ số cản giảm chấn tơng ứng với hành trình làm việc của giảm
chấn đợc tính theo công thức:
k=


cos.
3
2
i
M
Trong đó
M: là khối lợng phần đợc treo tác dụng lên giảm chấn.

: là tần số góc(

=

30
n

=
)(048,10
30
96.14,3
1
= s
i: là tỷ số truyền đạt giảm chấn i = 1

: góc nghiêng của giảm chấn so với phơng thẳng đứng = 30
0


: là hệ số cản tổng cộng trung bình của giảm chấn chọn


=0,3
Ta có


=
ntr
+
và
tr

= 3
n

tr

+
n

= 0,3


0,3 = 4.
n


n

=0,075
Vậy
tr

= 0,3 - 0,075 = 0,225
Ta có hệ số cản của quá trình nén là:
K
)/(8,148
30cos.1
075,0.048,10.5,85.2
30cos.
2
22

mKGS
i
M
n
n
==

=

__________________________________________________________________________________________________________
59
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
K
tr
=
)/(42,446
30cos.
2
2
mKGS
i
M
tr
=


Lực cản sinh ra ở hành trình trả nhẹ và nén nhẹ:
P
11

.VK
trtr
=
P
11
.VK
nn
=
Trong đó:
C là lực sinh ra ở hành trình trả nhẹ
P
1n
: là lực sinh ra ở hành trình nén nhẹ
K
tr
,K
n
: là hệ số cản ở hành trình cản và nén
V
1
: là vận tốc của piston giảm chấn khi van giảm tải bắt đầu làm việc
Lấy(V
1
=0,3m/s)
)(929,1333,0.42,446
1
KGP
tr
==
)(64,443,0.8,148

1
KGP
n
==
Lực sinh ra ở hành trình trả mạnh và nén mạnh:
).('
12112
VVkPP
trtrtr
+=
).('
12112
VVkPP
nnn
+=
Trong đó p
22
,
ntr
P
: là lực cản sinh ra ở hành trình trả mạnh và nén mạnh.
V
2
: là vận tốc pis ton giảm chấn khi van giảm tải mở hoàn toàn (V
2
= 0,6
m/s)
k': là hệ số ở hành trình trả mạnh và nén mạnh với: k'
)/(852,26742,446.6,0.6,0 mKGSk
trtr

===
k'
)/(28,898,148.6,0 mKGS
n
==
Vậy P
)(2816,2143,0.852,267926,133
2
KG
tr
=+=
P
)(424,713,0.28,8964,44
2
KG
n
=+=
Ta có đờng đặc tính làm việc của giảm chấn.
__________________________________________________________________________________________________________
60
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
III. Xây dựng đồ thị đặc tính của giảm chấn
P
TR
(N)
214.2816
133.926
0,6 0,3

V
n
(m/s) 44. 0,3 0,6 V
tr
(m/s)
71.424
P
n
(N)
Đồ thị đặc tính của giảm chấn
IV. Xác định công suất sinh ra trong giảm chấn
N
maxmax

trg
P
Ph

=
Trong đó:

:là hệ số tăng năng lợng sức cản của giảm chấn (= 1,5)

: là hệ số truyền nhiệt = (0,05
ữ
0,15) chọn = 0,07
g
h
: hành trình giảm chấn ống trong quá trình làm việc
)(277,0)(277 mmmh

g
==
maxtr
P
:lực cản cực đại trong hành trình trả
maxtr
P
=
)(2816,214
2
KGP
tr
=
Vậy ta có: N
maxmax

trg
P
Ph

=
= 1,5.0,07.0,277.214,2816.10,048 = 62,62 (KGm/s)
__________________________________________________________________________________________________________
61
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
V. Xác định công suất toả nhiệt của giảm chấn
tATTFMN
mt
Q

/) (
max
=

Trong đó:
mt
T
: là nhiệt độ của môi trờng xung quanh lấy = 30
0
C
max
T
: là nhiệt độ tới hạn mà giảm chấn không thể đợc vợt qua
max
T
= 80
ữ
120
0
C
F: là diện tích tiếp xúc của giảm chấn và môi trờng xung quanh
).( 2
d
LRRF +=

R: bán kính ngoài của xylanh giảm chấn
)(002222
2
44
mmmR ===

d
L
: chiều dài vỏ giảm chấn
)(792,0066,0.12.12 mmDL
d
===
2
1125,0)792,0022,0.(022,0.14,3.2 mF =+=
Vậy ta có:
tATTFMN
mt
Q
/) (
maxmax
=

=1.70.0,1125.(120 - 30).427/3600
=84,066 (KGm/s)
PQ
NN
maxmax
>
Vậy giảm chấn thoả mãn điều kiện truyền nhiệt tức là làm việc bình th-
ờng.
VI. Xác định kích thớc van trả
VI.1. Xác định kích thớc van trả nhẹ khi vận tốc
pistong

0,3 m/se
__________________________________________________________________________________________________________

62
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
Vậy ta có áp suất chất lỏng tác dụng lên pistong ở hành trình trả nhẹ
tr
tr
tr
F
P
P
1
1
=
Trong đó:
1tr
P
: lực cản giảm chấn trong hành trình trả nhẹ
1tr
P
= 133,926 (KG)
tr
F
: diện tích làm việc của pistong đợc tính theo công thức sau:
).(
4
22
tdptr
ddF =

p

d
: là đờng kính pistong = đờng kính xylanh
)(044,044 mmmdd
xylanhp
===
td
d
: là đờng kính thanh đẩy = 0,02 (m)
Vậy ta có:
)/(001206,0)02,0044,0.(
4
14,3
222
mKGF
tr
==
)/(75,111049
001206,0
926,133
2
1
mKGP
tr
==
Lu lợng chất lỏng qua van khi giảm chấn làm việc ở hành trình trả nhẹ:
trptr
FVQ .
11
=
1p

V
: vận tốc của pistong giảm chấn = 0,3m/s
F: tiết diện pistong
)/(000362,0001206,0.3,0
3
1
smQ
tr
==
Theo công thức tính lu lợng chất lỏng trong thuỷ lực ta có:

1
11
2

tr
trtr
Pg
MfQ =
__________________________________________________________________________________________________________
63
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
Từ đó suy ra công thức tính lu lợng chất lỏng suy ra tổng diện tích lỗ van
trả nhẹ:

1
1
2
.

tr
tr
Pg
M
Q
f =
Trong đó:
1tr
f
: là tổng diện tích các lỗ van
M: là hệ số tổn thất dòng chảy = (0,6
ữ
0,75)lấy M =0,6

: là mật độ chất lỏng = (860
ữ
960) lấy

=980 (KG/m
3
)
1tr
P
: áp suất chất lỏng trong hành trình tra nhẹ(đã tính trên)
Vậy ta có:
)(10.28,1
980
75,111049.81,9.2
.6,0
000362,0

25
1
mf
tr

==
=12,8 (mm
2
)
Mặt khác ta có:
4
.
.
2
1
11
tr
tr
d
nf

=
Chọn n = 10 (lỗ)
1tr
d
: đờng kính lỗ van trả nhẹ
)(5,2
14,3.10
8,12.4
.2

.
.4
.2
1
1
1
mm
n
f
d
tr
tr
===

VI.2. Xác định kích thớc van trả mạnh
- Lợng chất lỏng qua van khi van mở hoàn toàn là:
trptr
FVQ .
maxmax
=
Trong đó: V
maxp
: là vận tốc piston lớn nhất = 0,6 m/s
tr
F
: là diện tích làm việc piston ở hành trình trả
__________________________________________________________________________________________________________
64