Kết cấu tính toán ô tô

Thuyết minh: thiết kế môn học
Kết cấu tính toán ôtô
A/ Phần mở đầu
Ngày nay do nhu cầu giao thông đô thị nói chung và nhu cầu vận
tải hàng hoá hành khách nói riêng trong hệ thống đờng bộ là rất
lớn .
Nớc ta nhiều năm trớc đây số lợng xe ôtô tải chủ yếu đợc nhập
về là xe của liên xô và xe của các nớc trong khối xã hội chủ nghiã
với số lợng và chủng loại còn hạn chế . Trong thời gian gần đây
phù hợp với nhịp điệu phát triển chung của ngành vận tải ôtô trong
nớc đã có nhiều chuyển biến tích cực , nhiều hãng xe liên doanh
trong nớc đã cho ra đời nhiều kiểu mẫu xe vận tải nhỏ rất phù hợp
với môi trờng cũng nh mạng lới giao thông của nớc ta .Lây ví dụ
nh các hãng xe của Mỹ , Hàn quốc , Trung quốc...
Việc có nhiều hãng xe trên thị trờng đã gây không ít khó khăn cho
việc khai thác sử dụng và bảo dỡng kĩ thuật . Việc đi sâu nghiên
cứu tìm hiểu về sử dụng và khai thác và tiến tới thiết kế chế tạo ôtô
là việc làm cần thiết với đề tài thiết kế hệ thống treo trên xe tải nhỏ
loại phụ thuộc lò xo cầu sau chủ động , em đã phần nào khái quát
lên đợc các bớc tính cụ thể và thực hiện đợc các bản vẽ tổng thể
của hệ thống treo . Đó cũng là hai yếu tố cơ bản của đề tài.
II. Nhiệm vụ.
Thiết kế hệ thống treo của ôtô với các số liệu ban đầu :
III. Yêu cầu.
-Thuyêt minh từ 15 20 trang soạn thảo trên máy vi tính.
- Một bản vẽ Ao láp ráp hệ thống treo
- Thuyết minh làm trên khổ A4 , đánh máy , cơ chữ 14
B. Trình tự thiết kế
I, Công dụng phân loại hệ thống treo.
- Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi giữa khung hoặc vỏ xe với các
cầu( các bánh xe) của ôtô. Nhiệm vụ của hệ thống treo làm giảm tải

trọng động và dập tắt các dao động của bộ phận đợc treo.
Hệ thống treo của ôto bao gồm:
- Bộ phận dẫn hớng: Xác định động học chuyển động của bánh xe, và
truyền các lực kéo, lực phanh, lực bên và các mô men phản lực của
chúng lên khung và vỏ xe.
- Các phần tử đàn hồi nhận và truyền lên khung (vỏ ) các lực thẳng
đứng của đờng. Làm giảm tải trọng động khi xe chạy trên đờng không
bằng phẳng đảm bảo tính năng êm dịu của ôtô.
- Bộ phận giảm chấn dùng để dập tắt các dao động thẳng đứng của
khung vỏ sinh ra do mặt đơng không bằng phẳng.
2,Phân loại:
a, Theo sơ đồ bố trí bộ phận dẫn hớng:
- Loại treo phụ thuộc với cầu liền( loại đơn giản, loại thăng bằng).
- Loại treo độc lập với cầu cắt( loại bánh xe dịch chuyển trong mặt
phẳng dọc, mặt phẳng ngang, trong hai mặt phẳng và loại nến).
b,Theo phần tử đàn hồi.
- Bằng kim loại (lá nhíp, lò so xoắn, thanh xoắn).
- Loại khí (bầu cao su sợi, bầu màng, loại ống).
- Loại thuỷ lực, thuỷ khí.
- Loại cao su (nén, xoắn) .
c,Theo phơng pháp dập tắt dao động.
- Loại giảm chấn thuỷ lực (tác dụng một chiều và hai chiều).
- Loại giảm chấn ma sát.
3,Yêu cầu :
- Đảm bảo cho ôtô có tính năng êm dịu tốt khi chạy trên đờng cứng và
bằng phẳng.
- Đảm bảo cho xe chạy với tốc độ giới hạn khi chạy trên đờng sấu mà
không có va đập lên các ụ đỡ.
- Đảm bảo đúng động học của bánh xe dẫn hớng khi chúng dao động
trong mặt phẳng thẳng đứng.

- Dập tắt nhanh các dao động của thùng và vỏ xe.
2
- Giảm độ nghiêng bên của thùng xe khi xe quay vòng.
1) Tính toán độ cứng của HTT
Độ cứng của HTT đợc hiểu là tải trọng cần đặt lên hệ thống để
biến dạng của nó bằng đơn vị
- Gọi f
T
là độ võng tĩnh của hệ thống treo
Trong đó: Z
T
: tải trọng tĩnh đè lên các cầu
Z
T
:tải trọng tĩnh đè lên cầu trớc
Z
T2
: tải trọng tĩnh đè lên cầu sau
f
T
: độ võng tĩnh ứng với tải trọng tĩnh
Với Ôtô tải f
T
= 120 (mm)
Để Ôtô chuyển động êm dịu không có dao động lắc dọc thì tỷ số giữa
độ võng tĩnh của HTT trớc và sau phải thoả mãn:
Xetải.
Vây: f
Tt
= 120 mm

f
Ts
=144 mm
G
A
2
*
4
1

=
)/(04,122
144
5,1757
2
2
1
mmN
Zt
Zt
C
T
===
Trong hành trình động f
đ
( là dịch chuyển của bánh xe từ vị trí tĩnh đến
vị trí giới hạn trên khi ụ hạn chế hành trình biéen dạng hết)
f
đ
phụ thuộc vào độ võng tĩnh f

t
Ôtô tải : f
đ
= 1.0 f
t
3
2,11
=
T
Tt
Ts
f
f
)(5,992
2
1985
2
1
1
KG
G
Z
a
T
===
T
T
f
Z
C

=
)(5,1757
2
3515
2
2
2
KG
G
Z
a
T
===
- Câu trỡc f
đt
= 1,0 .120 = 120 mm
- Câu sau f
đs
= 1.0 .144 = 144 mm
Hệ số tải trọng K
đ
của hệ thống treo
Đối với xe tải : K
đ
= 2.
1. Xây dựng đ ờng đặc tính động học của HTT
- Là đồ thị biểu hiện quan hệ hàm số giữa hành trình thẳng đứng của
bánh xe h và biến dạng của lò xo f
lx
- Ta xây dựng đồ thị hàm số (h-f) bằng phơng pháp hoạ đồ

Các thông số chọn :
- Chiều dài đòn dọc trên : 600 mm
- Chiêu dài đòn dọc dới : 900 mm
- Đờng kính đòn dọc trên : 15 mm
- Đờng kính đòn dọc dới : 30 mm
- Đờng kính bánh xe : 784,4 mm
Nhận xét khi xe vợt chớng ngại vật ( bánh xe sau) nâng lên khỏi mặt đất
một đoạn là h
1

Tâm trục cầu sau nằm trên đờng thẳng nối hai khớp quay có chuyển
động song phẳng
Với các thanh đãn động là AB hoặc CD. Khi đó ngoài chuyển vị thẳng
đứng là

h
đ
thì tâm cầu ( bánh xe) còn có chuyển vị theo phơng dọc là

h
d
- trên trục f lấy 10 đoạn bằng nhau đợc đánh số lần lợt là f
1
,
f
2 ,
, ..,.. f
10
= 10 mm
- Tơng ứng trên trục hlấy 10 đoạn , đợc đaqnhs số là h

1
, h
2
, ..., ..h
10
= 10 mm
Dựng đợc đồ thị f - h.
Trong đó: Z: phản lực thẳng đứng tác dụng lên bánh xe
P: lực tác dụng lên lò xo
h. hành trình thẳng đứng của bánh xe
f: biến dạng của lò xo.
4
Với độ cứng là C = 122,04 N/mm tơng ứng với các biến dạng f
1
;
f
2
; f
3
ta tính đợc lực tác dụng lên lò xo:
P
1
= 0
P
2
= f
2
.C = 1,22 KN
P
3

= (f
2
+ f
3
).C = 2,44 KN
P
4
= (f
2
+f
3
+f
4
).C = 3,66 KN
P
5
=(f
2
+f
3
+f
4
+f
5
).C = 4,88 KN
P
6
=(f
2
+f

3
+f
4
+f
5
+f
6
).C = 6,1KN
Lập bảng số liệu
f
I

(mm)
h
I

(mm)
P
i

(N)
Z
I

(N)
f
1
=
0
f

2
=
10
f
3
=
10
f
4
=
10
f
5
=
10
f
6
=
10
h
1

= 0
h
2

= 10
h
3

= 10
h
4

= 10
h
5

= 10
h
6

= 10
P
1
=
0
P
2
=
1220
P
3
=
2440
P
4
=
3660
P

5
=
4880
P
6
=
6100
Z
1
=
0
Z
2
=
1220
Z
3
=
2440
Z
4
=
3660
Z
5
=
4880
Z
6
=

6100
2. Tính lò xo .
Lò xo là bộ phận đàn hồi để nối mềm giữa bánh xe và thùng xe , nhằm
đảm bảo êm dịu cho thùng xe khi đi trên các loại địa hình mấp mô.
Nếu cùng một độ cứng và độ bền thì lò xo trụ có trọng lợng nhẹ hơn
nhíp
Năng lợng biến dạng đàn hồi riêng của lò xo trụ:
G
A
2
*
4
1

=
Lò xo tỵu cũng có tuổi bền lớn hơn nhíp và khi làm việc giữa các vành
lò xo không có
5
ma sát nh giữa các lá nhíp . Nhợc điểm của lò xo là nó chỉ làm việc đợc
ở nhiệm vụ đàn hồi còn các nhiệm vụ đẫm hớng và giảm chấn thì phải
do các bộ phận khác đảm nhận ( các thanh ổn định dọc và ngang ) .Vì
vậy nếu kể chung cả hai bộ phận thì lò xo trụ lại phức tạp về kết cấu và
sử dụng so với HTT loại nhíp.
Tính kích th ớc lò xo
Chọn vật liệu làm là thép hợp kim 60C2XA
Có ứng suất xoắn cho phép [] = 750 (N/mm
2
)
- Độ cứng của lò xo C
căn cứ vào tải trọng phân bố lên cầu sau

Ga2 = 17575 N . ứng với hai lò xo .
Vậy lực tác dung lên một lò là : 8787,5 N
Vậy
22,73
120
5,8787
==
C
Độ võng tĩnh của lò xo :f
t
= 120( mm)
Chọn sơ bộ hệ số đờng kính lò xo:
Y = D/d =6 ( Y = 4 ữ10 tra bảng 19.1 (SGKCTM Tập II )ta xác định
đợc hệ số hình dạng tiết diện và độ cong của lò xo là K = 1,24
Trong đó:
D : đờng kính trung bình của lò xo
d- đờng kính dây lò xo
- Tính đờng kính dây lò xo.
Chọn d = 15 (mm)
Đờng kính trung bình của lò xo:
D = Y. d = 6.15 = 90 (mm)
- Môdun cản trợt của lò xo:
G = 8.10
4
(N/mm
2
)
- Số vòng làm việc của lò xo:
6
)(

][
..
6.1
max
mm
YFK
d

ì
)(95,14
750
6.5,8787.24,1
6.1 mmd
=ì
9
5,8787.6.8
120.15.10.8
..8
..
3
4
max
3
===
PY
fdG
n
T