Tính toán thiết kế hệ thống lái cho xe ôtô điện cỡ nhỏ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
----- -----

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI CHO XE Ô TÔ ĐIỆN CƠ
NHỎ

Giáo viên hướng dẫn : Đỗ Văn Cường
Sinh viên thực hiện : Nuyễn Văn Duy
Lớp
: ĐLK7

Hưng yên, tháng 6 năm 2013

1


NỘI DUNG ĐỒ ÁN
PHẦN I :CƠ SỞ LÍ LUẬN ĐỀ TÀI
PHẦN II : NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI
1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ
2. CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI
XE Ô TÔ ĐIỆN CỠ NHỎ
3. CHƯƠNG III: KIỂM BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CỦA HỆ
THỐNG LÁI
4. KẾT LUẬN


CƠ

CƠ SỞ
SỞ LÍ
LÍ LUẬ
LUẬN
N CỦ
CỦA
A ĐỀ
ĐỀ TÀ
TÀII


MỤ
MỤCCTIÊU:
TIÊU:


CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
ĐỐI TƯỢNG : HỆ THỐNG LÁI XE Ô TÔ ĐIỆN


CƠ SỞ LÍ LUẬN ĐỀ TÀI

 NHIỆM VỤ:
- Biên dịch, tổng hợp tài liệu nghiên cứu
- Tính toán thiết kế hệ thống lái
- Kiểm nghiệm bền một số chi tiết của hệ thống lái
 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI
 NHIỆM VỤ CỦA HỆ THỐNG LÁI
- Thay đổi phương chuyển động của bánh xe dẫn hướng
- Thay đổi moomen xoắn ở bánh sau chủ động
- Kết hợp cả hai phương án trên
 YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG LÁI
- Đảm bảo xe quay vòng ngoặt,trên diện tích nhỏ,trong thời gian ngắn
- Đảm bảo động học quay vòng của bánh xe dẫn hướng,tránh bị trượt lê
- Các bánh xe dẫn hướng khi ra khỏi đường vòng tự quay về trạng thái thẳng
- Có độ dơ nhỏ, ngăn được các va đập, giữ cho xe chuyển động ổn định
 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG LÁI
-Theo cách bố trí cơ cấu lái
- Theo cơ cấu lái
- Theo số bánh dẫn hướng
-Theo nguyên lí làm việc làm việc của bộ trợ lưc lái


CẤU
CẤU TẠO
TẠO CỦA
CỦA HỆ
HỆ THỐNG
THỐNG LÁI
LÁI


MỘT SỐ LOẠI CƠ CẤU LÁI

Hộp số lái kiểu trục vít-cung răng

Hộp số lái kiểu trục vít-con lăn

Hộp số lái kiểu trục vít-đòn lắc


MỘT SỐ LOẠI CƠ CẤU LÁI

Hộp số lái kiểu trục vít-êcu-bi-cung răng

Hộp số lái kiểu bánh răng-thanh răng


CÁC GÓC ĐẶT BÁNH XE

Góc camper

Độ chụm-độ choãi

Góc kingpin

Góc caster và khoảng

Góc quay vòng


HỆ THỐNG LÁI CÓ TRỢ LỰC

Bộ trợ lực lái thủy lực

Bộ trợ lực lái điện

Bộ trợ lái loại khí


CHƯƠNG 2:THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI CHO
XE


CÁC THÔNG SỐ CỦA XE THIẾT KẾ

SỐ CHỖ NGỒI
: 04
CHIỀU DÀI CƠ SỞ
: 1800 mm
CHIỀU RỘNG CƠ SỞ : 1200 mm

KHỐI LƯỢNG KHÔNG TẢI : M01= 100kg, M01= 180kg
KHỐI LƯỢNG TOÀN TẢI : M01= 180kg, M02= 400kg


LỰA CHỌN CƠ CẤU LÁI
CƠ
CƠCẤU
CẤULÁI
LÁITRỤC
TRỤCVÍTVÍT-CUNG
CUNGRĂNG
RĂNG

ĐƠN
ĐƠNGIẢN
GIẢN
CƠ
CƠCẤU
CẤULÁI
LÁITRỤC
TRỤC
VÍTVÍT-CON
CONLĂN
LĂN

CHI
CHIPHÍ
PHÍ
HIỆ
HIỆUUQUẢ
QUẢ
THUẬ
THUẬNNTIỆ
TIỆNN

CƠ
CƠCẤU
CẤULÁI
LÁIBÁNH
BÁNHRĂNGRĂNG-THANH
THANHRĂNG
RĂNG

CƠ CẤU LÁI TRỤC
VÍT- ĐÒN LẮC


SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG LÁI

Sơ đồ dẫn động lái
1- Khớp nối; 2- Thanh răng


XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA HỆ
THỐNG LAI

ϕvl
 Tỷ số truyền động học: i =
ϕbx
 Tỷ số truyền lực:

 Hiệu suất:

ηth≈ 1

M r M dq
iF =
=
M v M vl

; ηngh= 1

XÁC ĐỊNH MÔMEN CẢN QUAY
 Mcq = M1 + M2 + M3
 M1≈ f.Gbx.a
 M2 = ϕnGbx.x = Y.x
 M3: có thể bỏ qua


XÁC ĐỊNH BÁN KÍNH QUAY VÒNG NHỎ
NHẤT

B1

L

Rmin = L/tgα

n

Rqmin = L2 + ( Rmin + B1 ) 2 + A
2

Rmin

R qmi

- Bán kính quay vòng nhỏ nhất tính
vết bánh xe trước phía ngoài

α1
α

α2

O

Sơ đồ quay vòng của ôtô


CÁC
CÁC THÔNG
THÔNG SỐ
SỐ THIẾT
THIẾT KẾ
KẾ

•

: góc tạo bởi đòn bên hình thang lái và phương ngang

• m = 180(mm): chiều dài đòn bên hình thang
lái
•

y = 140-(mm): khoảng cách giữa đòn ngang với trục trước
trong hình thang lái

• p = 110(mm) : chiều dài thanh nối bên hình thang lái
 

TÍNH
TÍNH TOÁN
TOÁN CƠ
CƠ CẤU
CẤU LÁI
LÁI

Xác định chiều dài thanh răng
; X1=74(mm)

Do thanh răng quay về cả hai bên nên chiều dài làm việc của thanh răng
L > 2.X1=148(mm)
Đường kính của thanh răng được cắt tại
mặt cắt nguy hiểm nhất:
d= 30 (mm).

d =3

Mx
0,2.[τ x ]


CHƯƠNG 3:TÍNH KIỂM BỀN MỘT SỐ CHI
TIÊT HỆ THÔNG LÁI
- Kiểm tra độ bền bánh răng, thanh răng
+ Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :

σ H = 107,1 <
+

2.950.0,338.1,25.1,08.0,83
= 0,66
18.30.2,25

σF 2 =0,66.

Z M .Z H .Z ∑ 2.T .K Hα .K Hγ .(α + 1).K Hβ
.
dω
bω .α

[σ H ] = 560,5MPa

Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:
σ F1 =

σH =

0,338
=0,52
0,429

σ F1 =

2.T .YF .Yβ .K Fα .K Fβ .K Fγ
bω .d ω .m


KẾT
KẾT LUẬN

LUẬN
 Đề tài đã đạt được nhưng kết quả sau :
+ Tìm hiểu kết cấu và nguyên lí chung của hệ thống lái
+ Tính toán thiết kế hệ thống lái.
+ Kiểm bền một số chi tiết của hệ thống lái.

 Hướng phát triển.
+ Xây dựng mô hình về hệ thống lái để phục vụ cho việc giảng dạy và học tập.
+ Đặc biệt trên cơ sở của đề tài có thể làm nền tảng cho sinh viên khóa sau chế tạo
thành công xe ô tô điện cỡ nhỏ 4 chỗ ngồi hoàn thiện.
+ Mô phỏng hoạt động hệ thống bằng những phần mềm như : Matlab-simulink,
labview...