Thiết kế trục khóa số phần 3

Phần 3. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo
3.1. Tính toán dao động
Bảng 3.1.các thông số đầu vào
STT Các thông số Số liệu Kí hiệu
1 - Khối lợng phần treo của xe khi đầy tải (NS
2
/m) 2070 M
- Phân ra cầu trớc (NS
2
/m) 920 M
1
- Phân ra cầu sau (NS
2
/m) 1150 M
2
2 Chiều dài cơ sở của xe (m) 2,4 L
3 Độ cứng của nhíp (N/m) Ct
- Nhíp trớc (N/m) 45000 Ct
1
- Nhíp sau (N/m) 55000 Ct
2
4 Khối lợng phần không treo (NS
2
.m) 410 m
- Treo trớc (NS
2
/m) 210 m
1
- Treo sau (NS
2
/m) 200 m

2
5 Gia tốc trọng trờng (m/S
2
) 9,81 g
6 Độ cứng của lốp (N/m) Cl
- Lốp trớc (N/m) 350000 Cl
1
- Lốp sau (N/m) 350000 Cl
2
7 Hệ số cản giảm chấn (NS/mm) K
- Khi nén (NS/mm) 2,4 K
n
- Khi trả (NS/mm) 7,8 K
t
3.11. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống treo.
a. Xác định hệ số phân bố khối lợng phần treo.
baM
J
y
y

=
Trong đó:

y
: Hệ số phân bố khối lợng phần treo của ô tô
M: Khối lợng phần treo của ô tô (NS
2
/m)
a, b: khoảng cách từ trọng tâm phần treo đến tâm bánh xe cầu trớc và

tâm bánh xe cầu sau (m).
J
y
: Mô men quán tính khối lợng phần treo đối với trục đi qua trọng tâm
phần treo và vuông góc với mặt phẳng thẳng đứng dọc xe.
J
y
= A. M. L
2
(N . m . S
2
)
Trong đó:
A: Hệ số kinh nghiệm
A = 0,13 ữ 0,22
Ta chọn: A = 0,20
M: Khối lợng phần treo của ô tô (NS
2
/m)
L : Chiều

dài cơ sở của ô tô (m)
L= 2,4 (m)
Ta có: J
y
= A. L
2
. M
= 0,2 . 2070 . (2,4)
2

= 2384,64 (N. m .s
2
)
* Khối lợng phần treo phân bố lên các cầu.
L
a
MM
=
1
L
b
MM
=
2
Trong đó:
M
1
, M
2
khối lợng phần treo phân bố lên cầu trớc và cầu sau.
Khối lợng phần treo phân bố lên cầu trớc.
920
1
==
M
L
a
M
(NS
2

/m)

1,1
2070
4,2920
=

=
a
(m)
Khối lợng phần treo phân bố lên cầu sau.
1150
2
== M
L
b
M
(NS
2
/m)

3,1
2070
4,21150
=

=
b
(m)
Vậy ta có:

806,0
3,11,1.2070
64,2384
=

=

=
baM
J
y
y

(rad/s)
Do: 0,8 <
y
< 1,2 nên có thể coi phần trớc và phần sau xe dao động
độc lập với nhau.
b. Xác định độ cứng của treo.

Đối với treo trớc C
t1
= 45000 (N/m)
Đối với treo sau C
t2
= 55000 (N/m)
c. Xác định hành trình tĩnh của bánh xe.
2

g

f
t
=
Trong đó:
f
t
: hành trình tĩnh của bánh xe (m)
g: Gia tốc trong trờng (m/s
2
)
w: Tần số dao động riêng của khối lợng phần treo (rad/s).
89,9
920
45000.2
.2
Ư
1
1
1
==
=
M
Ct


78,9
1150
55000.2
.2
Ư

2
2
2
===
M
Ct

(rad/s)
Thay các giá trị vào công thức trên ta đợc.
1,0
89,9
81,9
22
1
1
===
U
g
f
t
(m)
1,0
87,9
81,9
22
2
1
===
U
g

f
t
(m)
d. Xác định hành trình động của bánh xe
f
đ
= f
t
(1,0 ữ 1,5) (m)
Ta chọn
f
đ
= f
t
. 1,2
f
đ1
= f
t1
. 1,2 = 0,1 . 1,2 = 0,12 (m)
f
đ2
= f
t2
. 1,2 = 0,1 . 1,2 = 0,12 (m)
e. Kiểm tra hành trình động của bánh xe theo điều kiện không xảy ra va
đập giữa phần treo trớc và phần không treo trớc khi phanh cấp tốc.
f
đ
f

t
.
max
.
b
hg
Trong đó:

max
: Hệ số bám lớn nhất của bánh xe với mặt đờng

max
= 0,8
hg: chiều cao trọng tâm của ô tô (m).
h

g = 0,76 (m)
b. khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm bánh xe cầu sau (m)
b= 1,3 (m)
Treo trớc:
f
đ1
= 0,12 f
t1

b
h
g
max

f
đ1
= 1,2 0,1 . 0,8 .
3,1
76,0
= 0,12 > 0,046
0,12 > 0,046 => Thỏa mãn
Treo sau:
f
đ2
= 0,12 f
t2

a
h
g
max


= 0,12 0,1 . 0,8 .
1,1
76,0
= 0,12 > 0,055 =>Thỏa mãn
3.1.2.Tính toán dao động của xe UAZ - 3160.
Trong phần "tính toán sơ đồ treo" mới chỉ xác định tần số dao động
riêng của phần treo, hệ số dập tắt dao động của phần treo, hành trình tĩnh,
hành trình động. Những thông số trên cha đủ để đánh giá độ êm dịu, chuyển
động của ô tô. Trong phần trên chỉ xét đến dao động của khối lợng phần treo

mà cha kể đến sự ảnh hởng của phần không treo đến dao động đó. Để có thể
đánh giá đầy đủ độ êm dịu chuyển động của ô tô phải xét một hệ trong đó có
cả dao động của khối lợng phần treo và phần không treo. Khi tiến hành xét hệ
số giao động tại khối lợng cần xác định các thông số của nó nh: Tần số dao
động riêng cao tần và thấp tần, hệ số dập tắt dao động ứng với tần số cao và
tần số thấp. Từ những thông số nhận đợc xây dựng đờng đặc tính biên độ dao
động của xe. Qua đờng đặc tính này có thể xác định đợc biên độ dao động
của khối lợng phần treo (thân xe), khối lợng phần không treo (cầu và bánh
xe), xác định đợc gia tốc dao động của khối lợng phần treo.
Đồng thời qua đờng đặc tính còn cho phép đánh giá:
- ứng với vận tốc chuyển động nào của ô tô trong vùng vận tốc sử dụng
và ứng với sóng mặt đờng có chiều dài bớc sóng là bao nhiêu sẽ xảy ra hiện t-
ợng cộng hởng.
- Hệ số dập tắt dao động đã phù hợp cha.

* Các giả thiết ban đầu:
Quá trình tính toán dao động xe đợc tiến hành và các giả thiết sau:
- Dao dộng của khối lợng treo trớc và treo sau là độc lập với nhau.
- Dao động của ô tô chỉ xảy ra trong mặt phẳng dọc xe
- Nguồn kích thích dao động là sóng mặt đờng có dạng:
q = q
0
(1 - cosNt).
q
0
: Biên độ sóng mặt đờng (độ mấp mô)
N : Tần số các lực kích thích (sóng mặt đờng)
s
V
.6.3

.2
N
=
- Dao động của ô tô là dao động ổn định.
3.1.2.1. Xác định tần số dao động riêng và hệ số dập tắt dao động của hệ.
Sơ đồ khảo sát dao động đợc mô tả trên hình 3 - 2
Hình 3 -2: Sơ đồ khảo sát dao động của ô tô.
* Các ký hiệu sử dụng trong quá trình tính toán.
C
t
: độ cứng của treo ô tô
C
l
: độ cứng của lốp ô tô
M : khối lợng phần treo
m: khối lợng phần không treo
k : Hệ số cản quy dẫn của giảm chấn.
M
C
t
2
=

Tần số dao động riêng của khối lợng phần treo khi cố
định phần không treo.
( )
m
CC
lt
k

+
=
2

Tần số dao động của khối lợng phần không treo khi
cố định phần treo.
M
Z

q
2 k2 c
t
m
2c
l