Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

mục lục
Nhiêm vụ thiết kế tốt nghiệp........................................................................
Mục lục .........................................................................................................1
Lời nói đầu.....................................................................................................3
Chơng I: Giới thiệu tổng quan về hệ thống lái
1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu................................................................5
1.1.1. Công dụng ...............................................................................5
1.1.2. Phân loại...................................................................................5
1.1.3. Yêu cầu.....................................................................................6
1.2. Cấu tạo chung hệ thống lái......................................................................7
1.3. Các loại hệ thống lái................................................................................8
1.3.1. Hệ thống lái với cầu dẫn hớng loại liền và hệ thống lái
với cầu dẫn hớng loai rời ...................................................................8
1.3.2.Hệ thống lái có cờng hóa..........................................................9
1.4. Câú tạo của các bộ phân trong hệ thống lái............................................9
1.4.1. Trục lái......................................................................................9
1.4.2. Cơ cấu lái................................................................................10
1.4.3. Dẫn động lái............................................................................17
1.5. Các góc đặt bánh xe dẫn hớng.................................................................20
Chơng II: Tính toán hệ thống lái xe UAZ 469
2.1. Các thông số cơ bản của xe UAZ 469 ...................................................21
2.2. Kết cấu hệ thống lái xe thiết kế .............................................................21
2.2.1Sơ đồ hệ thống lái xe UAZ 469.................................................22

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

21

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

2.2.2. Đặc điểm...................................................................................22
2.2.3. Ưu điểm....................................................................................23
2.2.4.

Nhợc

điểm.

24
2.3.

Tính

toán

hệ

thống

lái

24

2.3.1. Xác định kích thớc hình học hình thang lái va quan hệ
động

học

của

bánh

xe

dẫn

hớng

24
2.3.2. Xác định chế đọ tải trọng tính toán trong hệ thống lái...........26
2.3.3. Xác định góc quay vành lái và bán kính quay vòng của ôtô. .28
2.3.4. Tính toán cơ cấu lái trục vít globoit-con lăn...........................29
2.3.5.

Tính

toán

kiểm

nghiệm

bền

cho

hệ

thống

lái

34
Chơng III: Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469
3.1.

Những yêu cầu khi thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469
42

3.2.

Phân

tích

lựa

chọn

phong

án

cải

tiến

42
3.3.

Nguyên

lý

làm

viêc

của

hệ

thống

trợ

lực

lái

48
3.3.1.

Khi

xe

đi

thẳng

48
3.3.2.

Khi

xe

quay

vòng

48
3.3.3. Trờng hợp lực cản hai bánh xe khác nhau...............................50

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

22

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

3.3.4. Trờng hợp bơm thủy lực bị hỏng............................................51
3.4. Xác định hệ số cờng hóa và xây dựng đờng dặc tính cờng hóa.............51
3.4.1. Phân chia lực trong hệ thống lái..............................................51
3.4.2. Xây dựng đạc tính cờng hóa lái................................................53
3.5. Tính bộ cờng hóa láI................................................................................55
3.5.1. Xác định kích thớc xi lanh lực.................................................56
3.5.2. Xác định hành trình của pitton................................................57
3.5.3. Kiểm bền cần pitton của xi lanhlực.........................................58
3.5.4. Kiểm bền xi lanh lực................................................................60
3.5.5. Tính toán chọn bơm.................................................................63
3.5.6. Tính toán cac chi tiết cua van phânphối..................................66
Chơng IV: Quy trình công nghệ gia công chi tiết con trợt van phân phối
4.1. Phân tích chi tiết gia công.......................................................................78
4.1.1. Kết cấu con trợt........................................................................78
4.1.2. Điều kiện làm việc của con trợt...............................................78
4.1.3. Phân tích kết cấu công nghệ trong kết cấu con trợt................79
4.1.4. Chọn phôi và xác định bề mặt gia công..................................79
4.2. Lập sơ đồ các nguyên công.....................................................................80
4.2.1. Nguyên công 1.........................................................................80
4.2.2. Nguyên công 2.........................................................................82
4.2.3.

Nguyên

công

3

84
4.2.4. Nguyên công 4.........................................................................85
4.2.5. Nguyên công 5.........................................................................86
4.2.6. Nguyên công 6 ........................................................................86
Chơng V: Lắp ráp và bảo dỡng sửa chữa hệ thống lái xe UAZ 469

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

23

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

5.1. Lắp ráp các chi tiết..................................................................................88
5.1.1. Lắp van phân phối....................................................................88
5.1.2. Lắp ráp các bộ phận của xy lanh.............................................88
5.1.3. Lắp ráp tổng thành...................................................................89
5.2. Một số h hỏng và sửa chữa......................................................................89
Kết luận..........................................................................................................91
Tài liệu tham khảo........................................................................................92

LờI nói đầu

Ô tô là một trong những phơng tiện giao thông hữu ích phục vụ con ngời, rút ngắn khoảng cách giao lu kinh tế - văn hoá giữa các vùng trong một nớc nói riêng và giữa các quốc gia nói chung. Là phơng tiện quan trọng góp
phần thành công vào công cuộc xây dựng phát triển kinh tế ở nứoc ta.

Ngày nay, nền công nghiệp Ô tô, đã có những tiến bộ vợt bậc cả về số lợng cũng nh chất lợng. Tính trung bình hàng năm, lợng ô tô trên thế giới tăng

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

24

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

gần 6 triệu chiếc, trong đó ô tô con chiếm 75%, còn lại 25% là xe tải và xe
khách.
Việt Nam là một nớc có nền công nghiệp đang trong giai đoạn phát
triển, trong đó nền công nghiệp ô tô cũng đang trong thời kỳ phát triển sơ khai.
Hiện nay, nớc ta có hàng loạt các công ty liên doanh ô tô, chủ yếu lắp ráp và
chuyển giao công nghệ từng phần, việc tiến tới sản xuất ô tô có qui mô mang
thơng hiệu Việt Nam là một trong những mục tiêu đã và đang trong giai đoạn
thực hiện của ngành công nghiệp ô tô Việt Nam.
Là một sinh viên chuyên nghành ô tô, việc đi đến thiết kế ô tô là cả một
quá trình học hỏi và tích luỹ. Đứng trớc thực tại phát triển với nhiều lựa chọn
thì việc cải tiến và áp dụng một thành quả tiên tiến của khoa học kỹ thuật vào
cải tiến xe hiện có để phù hợp với tính năng sử dụng là một trong những đòi
hỏi cần có của một kỹ s. Từ những yêu cầu thực tế, em đợc giao đề tài: Thiết
kế cải tiến hệ thống lái cho xe UAZ- 469 nhằm mục đích giảm cờng độ cho
ngời lái, làm tăng thêm tính cơ động và độ an toàn chuyển động của xe.
Em vô cùng cảm ơn thầy giáo: Phạm Huy Hừờng , cùng các thầy cô
trong bộ môn đã nhiệt tình hớng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đề tài này.

Tuy nhiên, do lần đầu làm công tác thiết kế, thời gian lại có hạn nên không
tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô và
các bạn để em hiểu rõ hơn.
Hà Nội, ngày tháng năm 2008
Sinh viên

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

25

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

Đỗ Cờng Thanh

Chơng i
Tổng quan về hệ thống lái trên ô tô
1.1. công dụng, phân loại, yêu cầu
1.1.1.Công dụng
Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi hớng chuyển động hoặc giữ cho
ô tô chuyển động theo một quỹ đạo xác định nào đó.
1.1.2. Phân loại
Tuỳ thuộc vào yếu tố căn cứ để phân loại, hệ thống lái đợc chia thành
các loại sau:
Theo cách bố trí vành lái

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

26

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

- Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động của ô
tô) đợc dùng trên ô tô của các nớc có luật đi đờng bên phải nh ở Việt Nam và
một số nớc khác.
- Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động của ô
tô) đợc dùng trên ô tô của các nớc có luật đi đờng bên trái nh ở Anh, Nhật,
Thuỵ Điển,
Theo số lợng cầu dẫn hớng
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hớng ở cầu trớc.
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hớng ở cầu sau.
- Hệ thống lái với các bánh dẫn hớng ở tất cả các cầu.
Theo kết cấu của cơ cấu lái
- Cơ cấu lái loại trục vít bánh vít.
- Cơ cấu lái loại trục vít cung răng.
- Cơ cấu lái loại trục vít con lăn.
- Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay.
- Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, êcu, cung răng).
- Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng.
Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của bộ cờng hoá
- Hệ thống lái có cờng hoá thuỷ lực.

- Hệ thống lái có cờng hoá khí nén.
- Hệ thống lái có cờng hoá liên hợp.

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

27

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

1.1.3. Yêu cầu
Dựa vào yêu cầu tối thiểu về sự an toàn của xe và hàng thì hệ thống lái
phải có các yêu cầu sau:
- Đảm bảo tính năng vận hành cao của ôtô, có nghĩa là khả năng quay
vòng nhanh và ngặt trong một thời gian rất ngắn trên một diện tích rất bé.
- Lực tác động lên vành lái nhẹ, vành lái nằm ở vị trí tiện lợi đối với ngời lái.
- Đảm bảo đợc động học quay vòng đúng để các bánh xe không bị trợt
lết khi quay vòng.
- Hệ thống trợ lực phải chính xác, tính chất tuỳ động đảm bảo phối hợp
chặt chẽ giữa sự tác động của hệ thống lái và sự quay vòng của bánh xe .
- Đảm bảo quan hệ tuyến tính giữa góc quay vành lái và góc quay bánh
xe dẫn hớng.
- Cơ cấu lái phải đợc đặt ở phần đợc treo để kết cấu hệ thống treo trớc
không ảnh hởng đến động học cơ cấu lái.
- Hệ thống lái phải bố trí sao cho thụân tiện trong việc bảo dỡng và sửa
chữa.

1. 2.cấu tạo chung hệ thống lái
Sơ đồ cấu tạo của hệ thống lái đợc thể hiển trên hình 1.1, bao gồm các
bộ phận chính nh sau:
- Vành lái: Vành lái cùng với trục lái có nhiệm vụ truyền lực quay vòng
của ngời lái từ trục vít của cơ cấu lái.

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

28

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

1- Vành lái
2- Trụ lái
3- Trục vít
4- Cung răng
5- Đòn quay đứng
6- Đòn kéo dọc
7 - Cam quay
8, 9, 1 0- Hình
thang lái
11- Trục bánh xe
12- Dầm cầu dẫn hớng
Hình 1.1 Hệ thống lái với cầu dẫn hớng loại liền

- Cơ cấu lái: Cơ cấu lái ở sơ đồ hình 1.1 gồm có trục vít 3 và cung răng
4. Nó có nhiệm vụ biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển
động góc của đòn quay đứng và khuyếch đại lực điều khiển trên vành
lái.
-Dẫn động lái: Dẫn động lái bao gồm đòn quay đứng 5, thanh kéo 6,

cam quay 7. Nó có nhiệm vụ biến chuyển động góc của đòn quay đứng 5
thành chuyển động góc của trục bánh xe dẫn hớng.
- Hình thang lái: Hình thang lái bao gồm các đòn 8, 9 và 10. Ba khâu
này hợp với dầm cầu dẫn hớng tạo thành bốn khâu dạng hình thang nên gọi là
hình thang lái. Hình thang lái có nhiệm vụ tạo chuyển động góc của hai bánh

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

29

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

xe dẫn hớng theo một quan hệ xác định bảo đảm các bánh xe không bị trợt khi
quay vòng.
1.3. các loại hệ thống lái
1.3.1. Hệ thống lái với cầu dẫn hớng loại liền (hình 1.1) và hệ thống lái với
cầu dẫn hớng loại rời (hình 1.2)

Hình 1.2 Hệ thống lái với bánh dẫn hớng trong hệ thống treo độc lập

ở hệ thống lái cầu liền (hệ thống treo phụ thuộc) khi ô tô hoặc cầu dao
động thì toàn bộ các chi tiết của hình thang lái dao động cùng một khối với
cầu dẫn hớng. Nhng ở hệ thống lái với hệ thống treo độc lập (hình 1.2), các
bánh xe dẫn hớng bên trái hoặc bên phải có thể dao động độc lập với nhau nên
cấu tạo của dẫn động lái và hình thang lái có khác so với loại cầu liền. Đó là
thanh ngang của hình thang lái không thể làm liền mà phải cắt rời thành nhiều
đoạn và liên kết với nhau bằng các khớp cầu.
Còn các bộ phận khác nh vành lái, trục lái, cơ cấu lái đều có cấu tạo và
nguyên lý làm việc nh đã nói trong mục 2.
1.3.2. Hệ thống lái có cờng hoá

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

30

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

Bố trí chung của hệ thống lái loại này đợc thể hiện trên hình 1.3.

Hình 1.3 Hệ thống lái có cờng hoá
So với hệ thống lái không có cờng hoá đã trình bày ở trên, cấu tạo chung của
hệ thống lái có cờng hoá gồm hai phần chính: phần lái cơ khí và phần cờng
hoá.
Phần lái cơ khí có cấu tạo và nguyên lý giống nh các trờng hợp đã trình
bày ở trên.

Phần cờng hoá với các bộ phận chính sau:
- Nguồn năng lợng của bộ cơng hoá, trong sơ đồ hình 1.3 là bơm thuỷ
lực.
- Van phân phối (van điều khiển).
- Cơ cấu chấp hành (xi lanh lực).
1.4. CấU TạO CủA CáC Bộ PHậN TRONG Hệ THốNG LáI
1.4.1. Trục lái

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

31

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

Trục lái có hai loại: loại cố định không thay đổi đợc góc nghiêng (hình
1.4.a) và loại thay đổi đợc góc nghiêng (hình 1.4.b).

Hình 1.4 Cấu tạo trục lái
a) Trục lái cố định không thay đổi đợc góc nghiêng.
b) Trục lái thay đổi đợc góc nghiêng.
Đối với loại không thay đổi đợc góc nghiêng thì trục lái gồm một thanh
thép hình trụ rỗng. Đầu trên của trục lái đợc lắp bằng then hoa với moayơ của
vành lái (vô lăng), còn đầu dới cũng đợc lắp bằng then hoa với khớp các đăng.
Trục chính đợc đỡ trong ống trục lái bằng các ổ bi. ống trục lái đợc cố định
trên vỏ cabin bằng các giá đỡ. Vành lái có dạng một thanh thép hình tròn với

một số nan hoa (hai hoặc ba) nối vành thép với moayơ vành lái cũng bằng kim
loại. Moayơ có làm lỗ với các then hoa để ăn khớp then với đầu trên của trục
lái.
Đối với loại không thay đổi đợc góc nghiêng thì ngoài những chi tiết kể
trên, trục chính không phải là một thanh liên tục mà đợc chia thành hai phần
có thể chuyển động tơng đối với nhau trong một góc độ nhất định nhờ kết cấu

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

32

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

đặc biệt của khớp nối (hình 1.4.b). Tuỳ thuộc vào t thế và khuôn khổ của ngời
lái mà vành lái có thể đợc điều chỉnh với góc nghiêng phù hợp.
1.4.2. Cơ cấu lái
Cơ cấu lái là hộp giảm tốc đảm bảo tăng mômen quay của ngời lái từ
vành lái tới các bánh xe dẫn hớng.
Cơ cấu lái có các thông số đặc trng cho tính năng kỹ thuật sau:
- Tỷ số truyền ic:

ic =

d
=

d

Trong đó:

d , d - là các góc quay nguyên tố tơng ứng của vành lái và trục
đòn quay đứng;

, - là góc quay tơng ứng của vành lái và trục đòn quay
đứng.
Tỷ số truyền của cơ cấu lái có thể thay đổi hoặc không thay đổi. Tỷ số
truyền cơ cấu lái có phạm vi thay đổi rộng, cao ở vùng vị trí trung gian và thấp
ở các vị trí rìa thờng đợc dùng ở hệ thống lái không có cờng hoá.
- Hiệu suất thuận:
Hiệu suất thuận là hiệu suất tính theo lực truyền từ trên trục lái xuống.
Hiệu suất thuận càng cao thì lái càng nhẹ. Vì vậy, nói chung khi thiết kế cơ
cấu lái yêu cầu phải có hiệu suất thuận cao.
- Hiệu suất nghịch:
Hiệu suất nghịch là hiệu suất tính theo lực truyền từ dới đòn quay đứng
lên trục lái. Thông thờng yêu cầu phải có hiệu suất nghịch phải có trị số bé hơn
hiệu suất thuận. Nếu hiệu suất nghịch rất bé thì các lực va đập tác dụng lên hệ

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

33

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

thống chuyển động của ô tô sẽ không truyền đến vành lái đợc vì chúng bị triệt
tiêu bởi ma sát trong cơ cấu lái. Đây là một tính chất rất quý của cơ cấu lái.
Tuy nhiên, không thể đa hiệu suất nghịch xuống quá thấp, vì lúc đó bánh xe
dẫn hớng sẽ không tự trả lại đợc về vị trí ban đầu dới tác dụng của các mômen
ổn định. Vì vậy, để đảm bảo khả năng tự trả bánh xe dẫn hớng từ vị trí đã quay
về vị trí ban đầu và để hạn chế các va đập từ đờng lên vành lái trong một phạm
vi nào đấy thì cơ cấu lái đợc thiết kế với một hiệu suất nghịch nhất định.
Cơ cấu lái loại trục vít cung răng (hình 1.5)
Cơ cấu lái loại trục vít cung răng có u điểm là giảm đợc trọng lợng và
kích thớc so với loại trục vít bánh răng. Cung răng có thể là cung răng thờng
(hình 1.5.a) hoặc cung răng bên (hình 1.5.b). Cung răng bên có u điểm là tiếp
xúc theo toàn bộ chiều dài răng, do đó giảm đợc ứng suất tiếp xúc và răng ít
hao mòn, cho nên thờng dùng cho ô tô tải cỡ lớn.
Tỷ số truyền của cơ cấu lái trục vít cung răng đợc xác định nh sau:

ic =

2r o
t

Trong đó:
ro - bán kính vòng tròn cơ sở của cung răng;
t - bớc trục vít.

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

34

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

Hình 1.5 Cơ cấu lái loại trục vít cung răng
a) Cung răng thờng
b) Cung răng bên
Tỷ số truyền của cơ cấu lái loại này có giá trị không đổi. Hiệu suất
thuận khoảng 0,5 còn hiệu suất nghịch khoảng 0,4.
Cơ cấu lái loại trục vít con lăn (hình 1.6)

Hình 1.6 Cơ cấu lái loại trục vít con lăn
Cơ cấu lái loại trục vít con lăn có những u điểm sau:

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

35

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

- Nhờ trục vít có dạng glôbôit cho nên mặc dù chiều dài trục vít không
lớn nhng sự tiếp xúc của các răng ăn khớp đợc lâu hơn và trên diện rộng hơn,

có nghĩa là giảm đợc kích thớc chung và giảm ứng suất tiếp xúc của các răng.
- Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc với nhau đợc phân tán, tuỳ theo
loại ô tô mà có thể làm con lăn có từ hai đến bốn vòng ren.
- Tổn thất do ma sát ít hơn nhờ thay ma sát trợt bằng ma sát lăn.
- Có khả năng điều chỉnh khe hở ăn khớp của các bánh răng.
Đờng trục của con lăn nằm lệch với đờng trục của trục vít một khoảng e
= 5 - 7 mm. Điều này cho phép điều chỉnh lại khe hở ăn khớp sau một thời
gian làm việc các chi tiết bị hao mòn.
Tỷ số truyền của cơ cấu lái trục vít con lăn tại vị trí trung gian xác định
theo công thức:
ic =

2 r2
tz1

Trong đó:

r2 - bán kính vòng tròn ban đầu của hình glôbôit của trục vít;
t - bớc của trục vít;
z1 - số mối ren của trục vít.
Tỷ số truyền của cơ cấu lái loại này sẽ tăng lên từ vị trí giữa đến vị trí rìa
khoảng từ 5 - 7%, nhng sự tăng này không đáng kể nên có thể bỏ qua và coi
nh tỉ số truyền không đổi.

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

36

Lớp:Ô tô-K48

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

Hiệu suất thuận vào khoảng 0,65 và hiệu suất nghịch vào khoảng 0,5.
Cơ cấu lái loại này đợc sử dụng rộng rãi trong các loại ô tô khác nhau.
Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay (hình 1.7)
Cơ cấu lái loại này có u điểm cơ bản là có thể thiết kế tỷ số truyền thay
đổi theo các quy luật khác nhau tuỳ thuộc vào yêu cầu sử dụng.

Hình 1.7 Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay

Nếu bớc của trục vít t không đổi thì tỷ số truyền đợc xác định theo công
thức:

ic =

2 r2 cos
t

Trong đó:
- góc quay của đòn quay đứng;

r2 - bán kính từ chốt quay đến trục đòn quay đứng.
Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch của cơ cấu lái loại này đều vào
khoảng 0,7. Cơ cấu lái loại này thờng đợc sử dụng ở hệ thống lái không có cờng hoá trên ô tô tải và ô tô khách.

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

37

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

Cơ cấu lái loại trục vít êcu bi cung răng (hình 1.8)
Hai đầu trục vít đợc đỡ bằng ổ bi đỡ chặn, một đai ốc bi chạy trên trục
vít nhờ rất nhiều các viên bi ở trong các rãnh xoắn trên trục vít và bên trong đai
ốc. Các viên bi lăn trong các rãnh này, các rãnh đợc thiết kế để cho phép các
viên bi tuần hoàn một cách liên tục.

Hình 1.8 Cơ cấu lái loại trục vít êcu bi cung răng
Một trục với bánh răng rẻ quạt đợc lắp trong hộp cơ cấu lái bằng các ổ
bi kim. Phần răng rẻ quạt ăn khớp với răng của đai ốc bi. Khi trục vít quay dẫn
đến trục đòn quay đứng quay.
Ưu điểm của cơ cấu lái loại trục vít êcu bi cung răng là: tổn thất ma sát
giữa trục vít và trục rẻ quạt rất nhỏ nhờ biến ma sát trợt thành ma sát lăn.
Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng (hình 1.9)
Bánh răng trụ đợc chế tạo liền với trục lái nên còn gọi là trục răng. Khi
quay vành lái trục răng quay làm thanh răng dịch chuyển sang phải hoặc sang

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

38

Lớp:Ô tô-K48

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

trái. Sự dịch chuyển của thanh răng đợc truyền tới cam quay qua các đầu thanh
răng và khớp cầu.

3

1

2

4
5
6

7
8

9
1
0

1
2

1

1

Hình 1.9- Cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng.
1.Trục lái.

7.Đai ốc .

2.Chụp nhựa.

8.Đai ốc điều chỉnh .

3.Đai ốc điều chỉnh.

9.Lò xo.

4. ổ bi trên.

10.Thanh răng.

5.Vỏ cơ cấu lái.

11.trục răng.

6. Dẫn hớng thanh răng .

12. ổ bi dới.

Cơ cấu lái loại trục răng thanh răng có các u điểm sau:
- Cấu trúc đơn giản, gọn nhẹ do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng có
tác dụng nh thanh dẫn động lái nên không cần các thanh ngang nh ở cơ cấu lái

khác.
- Ăn khớp răng trực tiếp nên độ nhạy cao.
- Ma sát trợt và lăn nhỏ kết hợp với sự truyền mômen tốt nên lực điều

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

39

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

khiển trên vành lái nhẹ.
- Cơ cấu lái đợc bao kín hoàn toàn nên ít phải chăm sóc bảo dỡng
1.4.3. Dẫn động lái
Đòn quay (hình 1.10)
Đòn quay có nhiệm vụ truyền mômen từ trục đòn quay của cơ cấu lái tới
các đòn kéo dọc hoặc kéo ngang đợc nối với cam quay của bánh xe dẫn hớng.
Cấu tạo của đòn quay có dạng thanh gồm thân đòn quay, đầu to và đầu
nhỏ. Đầu to là lỗ hinh trụ hoặc côn có then hoa bên trong để ăn khớp then hoa
với đầu trục đòn quay. Đầu nhỏ đòn quay cũng có lỗ trơn hình côn để bắt với
rôtuyn. Thân đòn quay có tiết diện nhỏ dần từ đầu to đến đầu nhỏ và hình dạng
tiết diện phù hợp với phơng chịu lực. Tuỳ theo loại cơ cấu lái và dẫn động lái
mà đòn quay có thể quay trong mặt phẳng ngang (hình 1.10.a) hoặc mặt phẳng
đứng (1.10.b).

Hình 1.10 Đòn quay

Đòn kéo (hình 1.11)

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

40

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

Hình 1.11 Đòn kéo
Đòn kéo đợc dùng để truyền lực từ đòn quay của cơ cấu lái đến cam
quay bánh xe dẫn hớng. Tuỳ theo phơng đòn đặt kéo mà ngời ta có thể gọi
đòn kéo dọc hoặc đòn kéo ngang. Đòn kéo cũng đợc sử dụng nối và truyền
lực giữa hai cam quay của hai banh xe dẫn h ớng. Nó là khâu thứ ba (trừ
dầm cầu dẫn hớng) trong hình thang lái nên còn đợc gọi là thanh ba
ngang.
Cấu tạo chung của đòn kéo gồm một thanh thép hình trụ rỗng hai đầu có
bố trí các rôtuyn với liên kết cầu. Vì trong quá trình làm việc vị trí của các đòn
kéo có thể thay đổi trong không gian nên các điểm nối giữa các đòn kéo phải
là liên kết cầu để tránh cỡng bức.
Liên kết cầu bao gồm một rôtuyn với một đầu có dạng cầu và các bát
rôtuyn có bề mặt lắp ghép là một phần chỏm cầu lõm đợc lắp ráp với mặt cầu
của rôtuyn. Một yêu cầu đối với dẫn động lái là phải chính xác, không có độ
dơ, đồng thời để dập tắt các lực va đập truyền qua dẫn động lái nên hầu hết các

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

41

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

khớp rôtuyn đều dùng lò xo để ép bát rôtuyn với mặt cầu của rôtuyn. Lực ép
của các lò xo này lên rôtuyn đợc điều chỉnh bằng các nút tỳ có ren. Để bôi trơn
các bề mặt làm việc của rôtuyn và bát rôtuyn thì ngời ta thờng bố trí một vú
mỡ và các đờng dẫn mỡ từ vú mỡ tới các rôtuyn. Trên một đòn kéo có hai
rôtuyn thì việc bố trí lò xo ở các đầu rôtuyn này phải bảo đảm sao cho khi lực
truyền từ chốt rôtuyn này đến chốt kia chỉ có một trong hai lò xo làm việc.
Hình thang lái
Hình thang lái thực chất là một tứ giác gồm bốn khâu (hình 1.12): dầm
cầu, thanh lái ngang và hai thanh bên (cánh bản lề). ở vị trí trung gian, tứ giác
này có dạng hình thang nên đợc gọi là hình thang lái. Trừ giầm cầu ra các
khâu còn lại của hình thang lái có cấu tạo nh các đòn kéo. Vì vậy, ở đây chúng
ta không xét thêm về mặt cấu tạo mà chủ yếu đa ra hình dạng và kích thớc của
hình thang lái. Để đảm bảo quan hệ giữa góc quay của bánh xe bên trong và
bánh xe bên ngoài để các bánh xe cùng quay trên một tâm quay tức thời thì
kích thớc của các thanh lái ngang, cánh bản lề và góc phải có những giá trị
xác định.

Hình 1.12 Hình thang lái

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

42

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

ở một số ô tô do kết cấu của hệ thống treo và hệ thống lái khác nhau
nên hình thang lái cũng đợc suy biến theo.
Giảm chấn của hệ thống lái :
Để nâng cao chất lợng của xe, trên một số loại xe có dùng giảm chấn
trong hệ thống lái. Trong hệ thống lái có cờng hoá thì cờng hoá đóng vai
trò nh một giảm chấn.
Tác dụng của giảm chấn là dập tắt các dao động từ mặt đờng lên vành
tay lái, ổn định vành lái khi đi trên đờng xấu.
1.5. góc đặt bánh xe
Các góc đặt bánh xe và trụ quay đứng nhằm các mục đích sau:
- Giảm lực cản quay vòng ở các bánh xe dẫn hớng.
- Tạo độ ổn định của bánh xe dẫn hớng, có nghĩa là khi bánh xe dẫn hớng lệch khỏi vị trí trung gian thì nó có khả năng tự động quay trở lại.
Các góc này bao gồm góc nghiêng ngang của bánh xe (camber), góc
nghiêng dọc của trụ quay đứng (caster), góc nghiêng ngang của trụ quay đứng
(kingpin) và độ chụm của bánh xe.
Chơng 2
tính toán hệ thống lái xe uaz 469
2.1. Các thông số cơ bản của xe UAZ 469
Loại xe UAZ 469 đợc Liên Xô sản suất năm 1972 có các thông số cơ bản sau:
Số thứ tự

1
2
3
4

Thông số
Trọng lợng đặt lên cầu trớc
Trọng lợng đặt lên cầu sau
Trọng lợng toàn bộ
Chiều dài cơ sở

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

Giá trị
890
760
1650
2380
43

Đơn vị
kG
kG
kG
mm

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

5
6
7
8
9
10
11
12

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

Bề rộng cơ sở
Chiều dài toàn bộ
Khoảng sáng gầm xe
Vận tốc cực đại
Công suất cực đại
Mô men xoắn cực đại
Loại lốp
Đờng kính vô lăng lái

1280
4025
200
100
75
17
8,4-15
400

mm
mm
mm
km/h
KW
kGm
inches
mm

Các thông số tính toán cần thiết khác:
+ Hệ số ma sát f = 0,02
+ Hệ số bám ngang
+ Hệ số bám dọc

y = 0,85



= 0,6

2.2. Kết cấu hệ thống lái xe thiết kế
2.2.1..Sơ đồ hệ thống lái xe UAZ469

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống lái xe UAZ 469
1. Vô lăng

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

44

Lớp:Ô tô-K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cải tiến hệ thống lái xe UAZ 469

2. trục lái
3. Cơ cấu lái
4. Đòn quay đứng
5. Thanh kéo dọc
6. Đòn trên hình thang lái
7. Thanh kéo ngang
8. Bánh xe dẫn hớg
2.2.2. Đặc điểm
Hệ thống lái lắp trên xe UAZ 469 có các đặc điểm sau:

Sinh viên: Đỗ Cờng Thanh

45

Lớp:Ô tô-K48