Thiết kế hệ thống lái xe TOYOTA INNOVA g 2010 (thuyết minh + bản vẽ)

SVTH: Nguy n L u Lân

EBOOKBKMT.COM

M CL C
M

U ....................................................................................................... 1

CH

NG I: T NG QUAN ........................................................................... 2

1.1. Nh ng v n đ chung v h th ng lái..................................................... 2
1.1.1. Công d ng h th ng lái................................................................... 2
1.1.2. Phân lo i h th ng lái ..................................................................... 2
1.1.3. Yêu c u h th ng lái ....................................................................... 2
1.1.4. Gi i thi u các h th ng lái th

ng g p ........................................... 3

1.2. Gi i thi u v ô tô TOYOTA INNOVA G:............................................ 6
1.3. L a ch n ph
CH

ng án thi t k ................................................................ 8

NG II: THI T K T NG TH H TH NG LÁI ............................... 9

2.1. Tính toán và phân ph i t s truy n....................................................... 9
2.2. Xác đ nh l c tác d ng lên vành tay lái. ................................................. 9

2.3. Thi t k hình thang lái. ....................................................................... 10
2.3.1. Các thông s c b n c a hình thang lái. ........................................ 10
2.3.2. Xác đ nh đ

ng đ c tính lý thuy t. ............................................... 13

2.3.3. Xây d ng đ

ng cong th c t ....................................................... 13

2.4. Thi t k c c u lái .............................................................................. 17
2.4.1. Xác đ nh bán kính vòng l n c a bánh r ng ................................... 17
2.4.2. Xác đ nh các thông s c a bánh r ng. ........................................... 18
2.4.3. Xác đ nh kích th

c và thông s c a thanh r ng. ......................... 19

2.4.4. Tính b n c c u tr c r ng - thanh r ng. ........................................ 20
2.5. Thi t k tr l c lái .............................................................................. 23
2.5.1. Xác đ nh các thông s c b n c a tr l c lái ................................. 23
2.5.2. Mômen c n mà tr l c c n ph i kh c ph c. ................................. 24
2.5.3. Ch s hi u qu tác d ng c a tr l c. ............................................ 25
2.5.4. Xây d ng đ

ng đ c tính tr l c lái. ........................................... 25

2.5.5. Xác đ nh đ

ng kính trong c a xilanh l c. ................................... 27

2.5.6. Ch n đ

ng kính ngoài và ki m tra b n xilanh l c....................... 27
i


SVTH: Nguy n L u Lân

EBOOKBKMT.COM

2.5.7. Xác đ nh n ng su t c a b m. ........................................................ 28
CH

NG III: CH N

OÁN, B O D

NG VÀ

S A CH A H

TH NG LÁI ................................................................................................ 30
3.1. Ch n đoán h th ng lái. ...................................................................... 30
3.2. B o d

ng h th ng lái....................................................................... 31

3.2.1. Quy đ nh b o d

ng s a ch a h th ng lái c a hãng ô tô Toyota. 31

3.2.2. Các công vi c b o d

ng.............................................................. 32

3.3. S a ch a h th ng lái. ........................................................................ 37
K T LU N .................................................................................................. 41
TÀI LI U THAM KH O ............................................................................ 42

ii


SVTH: Nguy n L u Lân

EBOOKBKMT.COM

DANH M C CÁC B NG BI U TRONG

ÁN

B ng 1.1: Thông s k thu t xe innova G 2010 .............................................. 7
B ng 2.1: Quan h gi a  và  theo lý thuy t. ............................................. 13
B ng 2.2: Quan h gi a  và  1 khi  = 18o ................................................. 14
B ng 2.3: Quan h gi a  và  2 khi  = 19o ................................................. 15
B ng 2.4: Quan h gi a  và  3 khi  = 20o ................................................. 15
B ng 2.5: Quan h gi a  và  4 khi  = 21o ................................................. 16
B ng 3.1: Nguyên nhân và cách kh c ph c các h h ng............................... 30

iii

SVTH: Nguy n L u Lân

EBOOKBKMT.COM

DANH M C CÁC HÌNH V TRONG

ÁN

Hình 1.1. S đ h th ng lái v i h th ng treo ph thu c ............................... 3
Hình 1.2. S đ h th ng lái v i h th ng treo đ c l p ................................... 5
Hình 1.3. Tuy n hình xe INNOVA G ............................................................. 6
Hình 1.4. S đ b trí chung c a h th ng lái ................................................. 8
Hình 2.1. S đ đ ng h c quay vòng xe v i 2 bánh d n h

ng phía tr

c ... 11

Hình 2.2. S đ đ ng h c hình thang lái khi xe đi th ng .............................. 12
Hình 2.3. S đ đ ng h c hình thang lái khi xe quay vòng ........................... 12
Hình 2.4.

th đ c tính hình h c hình thang lái. ........................................ 17

Hình 2.5.

th đ c tính khi không có tr l c và có tr l c. ........................ 26

Hình 3.1. Ki m tra m c d u tr l c lái ......................................................... 33

Hình 3.2. Ki m tra áp su t b m tr l c......................................................... 34
Hình.3.3. Ki m tra áp su t d u ..................................................................... 35
Hình 3.4. Cách ki m tra đai d n đ ng........................................................... 36
Hình 3.5. Ki m tra l p đai ............................................................................ 36
Hình 3.6. Ki m tra c m đòn treo d

i phía tr

c ......................................... 37

Hình 3.7. Ki m tra tr c b m và b c lót ......................................................... 37
Hình 3.8. Ki m tra b m tr l c lái................................................................ 38

iv


SVTH: Nguy n L u Lân

EBOOKBKMT.COM

M

U

án t t nghi p là m t đi u ki n c n đ các sinh viên sau khi hoàn thành
khóa h c có th t t nghi p. Vào h c k cu i, nh ng sinh viên đ đi u ki n s
đ

c làm đ án t t nghi p. Th c hi n đ tài t t nghi p là c h i đ sinh viên t

h p ki n th c, th hi n kh n ng, tìm hi u th c t và trau d i thêm nh ng k
n ng c n thi t tr

c khi chính th c ra tr

ng.

Nh chúng ta bi t, ô tô v i đ c đi m có tính c đ ng và linh ho t cao đã
tr thành ph

ng ti n r t c n thi t trong ngành giao thông v n t i. Ngày nay, ô

tô là m t thành viên không th thi u c a xã h i. Ô tô đã đóng góp m t vai trò
chính trong s phát tri n công nghi p và kinh t .

ng th i, nó còn là ph

ng

ti n nâng cao ti n nghi đ i s ng và h tr giao l u, phát tri n v n hóa xã h i.
Do v y, khi đ đi u ki n đ làm đ án t t nghi p, e đã ch n th c hi n đ tài:
“Thi t k h th ng lái xe TOYOTA INNOVA G 2010”.
c s

h

ng d n t n tình và xuyên su t c a th y giáo: PGS. TS.

Nguy n V n Bang, s giúp đ các th y cô trong b môn c khí ô tô, cùng s n
l c c a b n thân, em đã hoàn thành đ

c đ tài c a mình. Tuy nhiên, do ki n

th c, kinh nghi m, th i gian và đi u ki n có h n, nên đ tài c a em còn r t
nhi u sai xót và còn nhi u v n đ ch a gi i quy t tri t đ . Vì v y, em r t mong
nh n đ

c s ch b o c a các th y cô đ em có th hoàn thành t t h n n a đ

tài c a mình.
Cu i cùng, em xin g i l i cám n chân thành và chúc s c kh e đ n th y
giáo h

ng d n PGS. TS. Nguy n V n Bang, các th y cô giáo khoa c khí ô tô

và các b n bè đã giúp đ em trong quá trình th c hi n đ tài này.
Sinh viên th c hi n
Nguy n L u Lân

1


SVTH: Nguy n L u Lân

EBOOKBKMT.COM

CH

NG I: T NG QUAN

1.1. Nh ng v n đ chung v h th ng lái
1.1.1. Công d ng h th ng lái
H th ng lái là h th ng đi u khi n h
gi nguyên ho c thay đ i h

ng chuy n đ ng c a xe, đ m b o

ng chuy n đ ng c a ô tô

m t v trí nào đó.

H th ng lái có ch c n ng ti p nh n tác đ ng c a ng

i đi u khi n, thông

qua các c c u d n đ ng th c hi n đi u khi n các bánh xe chuy n đ ng theo
qu đ o mong mu n vi c đi u khi n này ph i đ m b o tính linh ho t nhanh
chóng và chính xác.
H th ng lái thông d ng bao g m c c u đi u khi n (vành lái, tr c lái), c
c u lái và các đòn d n đ ng t o kh n ng chuy n h

ng cho các bánh xe xung

quanh tr đ ng.
Trong quá trình chuy n đ ng, h th ng lái có ý ngh a quan tr ng thông qua
vi c nâng cao an toàn đi u khi n và ch t l
lái ngày càng đ

ng chuy n đ ng do v y h th ng

c hoàn thi n nh t là khi xe ch y đ t t c đ l n.

1.1.2. Phân lo i h th ng lái
Có nhi u cách đ phân lo i h th ng lái ô tô tu theo t ng ph

ng pháp

mà có các cách phân lo i khác nhau. Có các cách phân lo i sau:
- Theo cách b trí vành lái:
+ B trí vành lái bên trái (theo lu t đi đ

ng bên ph i)

+ B trí vành lái bên ph i (theo lu t đi đ

ng bên trái)

- Theo cách bi n đ i ki u truy n đ ng (ph thu c vào k t c u c a c c u lái)
+ Bi n chuy n đ ng quay c a h th ng đi u khi n thành chuy n đ ng
quay c a các đoàn: (tr c vít – bánh vít; tr c vít – ê cu bi)
+ Bi n chuy n đ ng quay c a h th ng đi u khi n thành chuy n đ ng
t nh ti n c a các đoàn đi u khi n (bánh r ng - thanh r ng)
1.1.3. Yêu c u h th ng lái
- H th ng lái ph i đ m b o nh ng yêu c u chính sau:
+

m b o chuy n đ ng th ng n đ nh.
2

SVTH: Nguy n L u Lân

EBOOKBKMT.COM

+

m b o tính c đ ng cao: t c xe có th quay vòng th t ngo t trong

m t kho ng th i gian r t ng n trên m t di n tích th t bé.
+

m b o đ ng h c quay vòng đúng: đ các bánh xe không b tr

t lê

gây mòn l p, tiêu hao công su t vô ích và gi m tính n đ nh c a xe.
+ i u khi n nh nhàng, thu n ti n.
+

m b o s t l gi a l c tác d ng lên vô l ng và mô men quay các

bánh xe d n h

ng (đ đ m b o c m giác đ

ng) c ng nh s t

h c gi a góc quay c a vô l ng và c a bánh xe d n h
1.1.4. Gi i thi u các h th ng lái th

ng ng đ ng

ng.

ng g p

a. H th ng lái trên h th ng treo ph thu c:

Hình 1.1. S đ h th ng lái v i h th ng treo ph thu c

1. Vành lái; 2. Tr c lái; 3. C c u lái; 4. Tr c ra c a c

c u lái; 5. òn quay đ ng;

6. òn kéo d c; 7. òn quay ngang; 8. Cam quay; 9. C nh bên c a hình thang lái;10.
òn kéo ngang; 11. Bánh xe d n h

ng;12. B ph n phân ph i;13. Xi lanh l c

3


SVTH: Nguy n L u Lân

EBOOKBKMT.COM

-

c đi m k t c u:
Trong tr

ng h p t ng quát, h th ng lái g m có: Vành lái – tr c lái, c

c u lái, h d n đ ng lái, b ph n tr l c lái, gi m ch n. Trên hình là s đ h
th ng lái thông d ng đi u khi n h
tr

ng chuy n đ ng 2 bánh d n h

ng trên c u

c.
Khi đánh lái, ng

i lái tác đ ng lên vành lái 1, qua tr c lái 2 d n đ n c

c u lái 3. Chuy n đ ng t c c u lái đ

c đ a đ n b ph n d n đ ng lái thông

qua đòn quay đ ng. D n đ ng lái g m đòn kéo d c 6, đòn quay ngang 7, hình
thang lái và các cam quay bên trái, bên ph i làm quay bánh xe
V i h th ng treo ph thu c, c hai bánh xe đ

hai bên.

c đ b ng m t h p c u xe

ho c d m c u xe, vì th c hai bánh xe s cùng dao đ ng v i nhau khi g p ch

ng

ng i v t.
Lo i h th ng treo này có nh ng đ c tính sau:
+ C u t o đ n gi n, ít chi ti t vì th d b o d
+ Có đ c ng v ng cao nên có th ch u đ

ng.

c t i n ng.

+ Vì có đ c ng v ng cao nên khi xe đi vào đ

ng vòng, thân xe ít b

nghiêng.
+

nh v c a các bánh xe ít thay đ i do chuy n đ ng lên xu ng c a

chúng, nh th mà các bánh xe ít b mòn.
-

u đi m, nh
+

c đi m:

u đi m: C c u lái áp d ng trên lo i h th ng này có u đi m là có t

s truy n l n, k t c u đ n gi n, d b o d
+ Nh

ng, s a ch a.

c đi m: Khó kh n cho vi c b trí tr l c lái .

- Ph m vi áp d ng:
+ Áp d ng trên nh ng xe có t i tr ng l n, t i tr ng trung bình, xe khách...

4


SVTH: Nguy n L u Lân

EBOOKBKMT.COM

b. H th ng lái trên h th ng treo đ c l p.

Hình 1.2. S đ h th ng lái v i h th ng treo đ c l p

1. Vô l ng; 2.Tr c lái; 3.C c u lái; 4.Tr c ra c a c c u lái; 5. òn quay; 6.B ph n
d nh

-

ng c a h th ng treo; 7. òn kéo bên; 8. òn l c; 9.Bánh xe d n h

ng.

c đi m k t c u:
+ Trên h th ng treo đ c l p, hai bên bánh xe d ch chuy n đ c l p nhau,

do v y d n đ ng lái ph i đ m b o không nh h

ng đ n kh n ng d ch chuy n

c a h th ng treo đ ng th i v n đ m b o chuy n h
h

hai bên trên c u tr

ng

c.

ng đ

c các bánh xe d n

th a mãn đi u này, d n đ ng lái trên h

th ng treo đ c l p s d ng lo i các đòn chia c t. V m t nguyên t c các đoàn
d n đ ng đ u th a mãn quan h đ ng h c Ackerman, và v n có hình dáng c
b n là hình thang lái antô.
+

i v i h th ng treo đ c l p, trong quá trình ô tô chuy n đ ng khi

ch u tác d ng c a các l c t m t đ

ng thì m i bánh xe s dao đ ng đ c l p

theo k t c u c a h th ng treo mà không ch u tác đ ng qua l i đ ng th i nh
trên h th ng treo ph thu c. B i v y mà h th ng lái thi t k cho xe s d ng
lo i h th ng treo này đáp ng nh ng đ c tr ng riêng c a k t c u xe.

mb o

cho h th ng lái c a xe v n đáp ng đ y đ các yêu c u v tính êm d u và ti n
nghi khi xe chuy n đ ng.
-

u đi m, nh

c đi m:
5


SVTH: Nguy n L u Lân

EBOOKBKMT.COM

+

u đi m:

S truy n mô men t t do s c c n trong c c u lái nh nên tay lái nh , đ
d c c u lái nh và có kh n ng t đi u ch nh, c u trúc đ n gi n, g n nh .
- Ph m vi áp d ng:

Áp d ng trên các xe con, xe có t i tr ng nh , xe du l ch,...
1.2. Gi i thi u v ô tô TOYOTA INNOVA G:

176

24°

22°

INNOVA

Hình 1.3.Tuy n hình xe INNOVA G

INNOVA G là s n ph m c a dòng xe đa d ng hi n đ i mang tính toàn c u.
Vi t nam, hi n s n ph m c a INNOVA có nhi u lo i: innovaG, innovaJ,
innovaV, innova E s d ng s t đ ng ho c s tay,đ ng c 4 xy lanh th ng
hàng, VVT-i, phun x ng đi n t . Dòng xe INNOVA G có 3 màu: tr ng, xanh
nh t, đ . V i đ ng c th h m i 2.0 có trang b h th ng phân ph i khí thông
minh nên ho t đ ng c a innova m nh m h n, ti t ki m nhiên li u h n, thân
thi n v i môi tr

ng đ t tiêu chu n khí th i Euro 2. V thi t k và hình dáng,

innova l ch lãm sang tr ng cùng trang thi t b hi n đ i c a dòng xe sedan nh ng
v n gi l i phong cách th thao n ng đ ng và tính ti n d ng giúp innova tr nên
cu n hút h n. Xe v i không gian linh ho t r ng r i v i 8 ch ng i đáp ng nhu
6


SVTH: Nguy n L u Lân

EBOOKBKMT.COM

c u v m t chi c xe gia đình nh ng không kém ph n sang tr ng trong công
vi c.Dòng xe INNOVA đ

c trang b g n nh đ y đ các tính n ng an toàn ch

đ ng và an toàn b đ ng v i công ngh ti n ti n nh m b o v toàn di n và tính
an toàn t i đa cho ng

i s d ng, an toàn ch đ ng bao g m: (h th ng ch ng

bó c ng phanh ABS, c m bi t lùi, chìa khóa đi u khi n t xa phanh đ a), an
toàn b đ ng bao g m: (h th ng túi khí dây đai an toàn, c t lái t đ ).
B ng 1.1: Thông s k thu t xeinnova G 2010

Hãng s n xu t

TOYOTA

Lo i đ ng c

2.0(lít)

Ki u đ ng c

4 xi lanh th ng hàng, 16 van, cam kép
v i VVT_i

Dung tích xi lanh

1998cc

H ps

5 tay s

Lo i nhiên li u

X ng

Dài

4555mm

R ng

1770mm

cao

1745mm

Chi u dài c s

2750mm

Chi u r ng c s tr c/sau

1510/1510mm

Tr ng l ng không t i

1530kg

Tr ng l ng khi toàn t i

2170kg

Dung tích bình nhiên li u

55 l

S ch ng i

8 ch

Kho ng cách gi a hai tr đ ng

1370mm

7


SVTH: Nguy n L u Lân

EBOOKBKMT.COM

1.3. L a ch n ph

ng án thi t k

Thông qua nh ng phân tích
ch n ph

trên và tìm hi u th c t v xe Innova em xin đ

c

ng án thi t k h th ng lái ki u thanh r ng - bánh r ng, tr l c lái là

tr l c lái th y l c. Ta có s đ b trí chung c a h th ng lái c n thi t k nh
sau:

8

9
25

26

7

24

10
6

23

11

22
13

5
4

12

14
21

20

19

18

17

16

15
3

1
2

Hình 1.4. S đ b trí chung c a h th ng lái

1. ai c hãm; 2. Kh p c u; 3. òm quay đ ng; 4. ai c d u; 5.
đ n; 6.

ng d u t b m

ng d u h i v bình ch a; 7. H p lái; 8. Vô l ng; 9. Tr c lái; 10. Tr c các

đ ng; 11. Kh p các đ ng; 12. ai c đ nh v tr c van đi u khi n; 13. C c u lái;
14. Gân t ng c ng; 15.

ng d u n i gi a khoang ph i xy lanh v i van xoay; 16.

ng d u n i gi a khoang trái xy lanh v i van xoay; 17.Xy lanh tr l c; 18. ai c
d u; 19.Thanh kéo ngang; 20. Thanh kéo bên; 21. ai c hãm; 22. Bánh xe d n
h

ng; 23. Puly; 24. B m; 25. Bình ch a d u; 26. ai c d u

8


GVHD: PGS-TS. Nguy n Văn Bang

SVTH Nguy n L u Lân

NGII: THI T K T NG TH H TH NG LÁI

CH

2.1. Tính toán và phân ph i t s truy n.
- Góc quay l n nh t c a các bánh xe d n h

 max



 arctg 



 Rng min

ng quanh tr đ ng:


L

 , đ (2.1)
2
2
 a  L  B




Trong đó:
R

: Bán kính quay vòng nh nh t c a bánh xe ngoài phía tr

a: Kho ng cách t tâm tr đ ng đ n tâm l p c a m t bánh xe tr

c

(a =50mm)
L: Chi u dài c s c a ô tô, L = 2750 mm
B: Kho ng cách gi a hai đ

ng tâm tr đ ng, B = 1370 mm
2750

= arctg

( 5400

50 )

2750

1370

= 42°

=>

,đ

= arctg cotg

= arctg cotg 42

=>

= 32°

- Xác đ nh t s truy n c a h th ng lái ( i ):
iL 

2.max
 max  max

=> i =

(2.2)

2.720
= 20
42 + 32

2.2. Xác đ nh l c tác d ng lên vành tay lái.
-Xác đ nh mômen c n quay bánh xe d n h
M

= G . X. ( f. a + 0,14R ) , N.m

Trong đó: X = 1,07 ÷ 1,15 ch n X = 1,15
R = .

ng quanh tr đ ng:

= 0,95.( 205.0,65 +

.25,4 )

=>R = 307,56mm = 0,30756 m
9

(2.3)

c


GVHD: PGS-TS. Nguy n Văn Bang

SVTH Nguy n L u Lân

f = 0,015

M

= 12780.1,15. ( 0,015.0,05 + 0,14.0,30756) = 644 N.m
- Xác đ nh l c l n nh t tác d ng lên vô l ng P

Pmax 

M cq
R.iL .thl

,N

:
(2.4)

Trong đó:
R: Bán kính vô l ng, R= 0,25 m
= 0,8 ÷ 0,9

: Hi u su t thu n c a h th ng lái,

Pmax 

644
 143 N
0,25.20.0,9

V y l c l n nh t tác d ng lên vô l ng là:P

= 143 N

2.3. Thi t k hình thang lái.
2.3.1. Các thông s c b n c a hình thang lái.
Nhi m v c a tính toán đ ng h c d n đ ng lái là xác đ nh nh ng thông s t i u
c a hình thang lái đ đ m b o đ ng h c quay vòng c a các bánh xe d n h

ng

m t cách chính xác nh t và đ ng h c c a đòn quay đ ng, khi có bi n d ng c a
b ph n đàn h i h th ng treo và ch n các thông s c n thi t c a h th ng
truy n d n đ ng lái.

Hình thang lái là m t b ph n quan tr ng c a truy n đ ng lái đ m b o cho
các bánh d n h

ng c a ôtô chuy n đ ng theo nh ng cung v i bán kính khác

nhau trong khi quay vòng không sinh hi n t

ng tr

t đ không gây hao mòn

l p.
Khi quay vòng mu n cho các bánh ôtô không b tr
bánh d n h
đ

ng

t c n ph i quay các

bên ph i và bên trái nh ng góc ,  khác nhau và các góc này

c liên h v i nhau theo công th c:

Cot g  Cotg 
Trong đó:
L: Chi u dài c s c a xe
10

B

L

(2.5)


GVHD: PGS-TS. Nguy n Văn Bang
B: Kho ng cách gi a hai đ

ng tâm tr đ ng

: Góc quay c a bánh xe d n h
: Góc quay c a bánh xe d n h

SVTH Nguy n L u Lân

ng bên ngoài
ng bên trong

đ m b o đi u ki n quay vòng đúng, trên xe s d ng c c u hình thang
lái 4 khâu g i là hình thang lái
song do k t c u đ n gi n nên đ

AN TÔ ch áp d ng g n đúng đi u ki n trên,
c dùng r t ph bi n.

ki m tra đ ng h c hình thang lái b ng ph

ng pháp đ h a ng

i ta

d ng s đ đ ng h c quay vòng v i gi thi t ôtô là m t kh i th ng nh t, t i t ng
th i đi m các đi m c a nó quay quanh m t tâm t c th i. Nh v y, đ các bánh
xe quay vòng không b c

ng b c thì các đ

ng tâm quay c a các bánh xe ph i

c t nhau t i m t đi m O.

Hình 2.1. S đ đ ng h c quay vòng xe v i 2 bánh d n h

Ta ki m tra đ ng h c hình thang lái b ng ph

11

ng phía tr

ng pháp đ th nh sau:

c


GVHD: PGS-TS. Nguy n Văn Bang
a) Tr

SVTH Nguy n L u Lân

ng h p xe đi th ng.

Hình 2.2. S đ đ ng h c hình thang lái khi xe đi th ng

T s đ d n đ ng lái trên hình 2.2 ta có th tính đ

c m i quan h gi a các

thông s theo các bi u th c sau:
n = B – 2.m.cos

(2.6)

Sai l ch trong quan h hình h c c a c c u lái 4 khâu v i quan h hình h c AC
KERMAN ch n m

góc quay bánh xe d n h

thuy t t 0o30’ đ n 1o khi bánh xe d n h
b) Tr

ng

ng l n. Giá tr sai l ch so v i lý
vùng quay g p.

ng h p xe quay vòng.

Khi bánh xe bên trái quay đi m t góc  bên ph i quay đi m t góc , lúc này đòn
bên c a bánh xe bên ph i h p v i ph

ng ngang m t góc ( - ) và bánh xe bên

trái là ( +).

Hình 2.3. S đ đ ng h c hình thang lái khi xe quay vòng

12


GVHD: PGS-TS. Nguy n Văn Bang

SVTH Nguy n L u Lân

Hình thang lái AN TÔ là c c u đ m b o g n đúng quan h c a công th c

trên. Khi cho tr

c các kích th

c: B, L, , m, n, thì quan h

,

đ

c xác đ nh

nh công th c :

m.cos    

m  B.sin      2.m.sin2   2.B.sin
 arcsin
    arctg
(2.7)
2
B  m.sin    
2
2
m .cos       B  m.sin    
2.3.2. Xác đ nh đ

ng đ c tính lý thuy t.

Trên h tr c t a đ đ các O ta xác đ nh đ

cđ

ng cong đ c tính lý thuy t

qua quan h  = f(,x).

C ot g   Cotg 

B 1370
=
= 0,5
L 2750

 Cotg = Cotg + 0,5
ng v i các giá tr c a  t 0o, 5o, 35o, 40o l n l

c a . Các giá tr này đ

t ta có các giá tr t

ng ng

c tính theo EXCEL.

B ng 2.1: Quan h gi a  và  theo lý thuy t.

2.3.3. Xây d ng đ
xây d ng đ
đ

o

o

0

0

5

4.79

10

9.20

15

13.29

20

17.12

25

20.71

30

24.13

35

27.41

40

30.59

ng cong th c t .

ng cong đ c tính hình thang lái th c t ta ph i xây d ng đ

c

ng cong bi u th hàm s  = f(,). Theo m i quan h này thì n u bi t tr

c

m t góc  nào đó ng v i m t giá tr c a góc  thì ta có 1 giá tr c a góc . M i
quan h gi a các góc ,  và  xác đ nh theo công th c (2.7):
13


GVHD: PGS-TS. Nguy n Văn Bang

SVTH Nguy n L u Lân

m.cos    
m  B.sin      2.m.sin 2   2.B.sin 
    arctg
 arcsin
2
B  m.sin    
m 2 .cos 2       B  m.sin     
Trong đó:

: Góc quay c a tr c bánh xe d n h
: Góc quay c a bánh xe d n h

ng bên ngoài.

ng bên trong.

L: Chi u dài c s c a xe, L = 2750 mm

B: Kho ng các gi a tâm hai tr đ ng c a c u d n h
: Góc t o b i đòn bên hình thang lái và ph
m: Chi u dài đòn bên hình thang lái, m th

ng,B = 1370 mm

ng ngang.
ng l y theo kinh nghi m:

m = (0,14-0,16).B
=> ch n m= 0,15.B = 0,15.1370 = 205,5 mm
- Ch n s b góc  ban đ u theo E.A Chuđak p:
Cotg(90o - )=

1370
B

 0,355
2.0,7.L 2.0,7.2750

  = 20o
Cho các giá tr xung quanh giá tr s b (= 20o) và d a vào công th c trên đ
tìm ra quan h th c t gi a , .
 Cho  = 18o, 19o, 20o, 21o.
B ng 2.2: Quan h gi a  và 1 khi  = 18o

o

 1o

∆1o= o - 1o

0

0

0

5

4.85

0.06

10

9.40

0.20

15

13.67

0.38

20

17.65

0.53

25

21.33

0.62

30

24.69

0.56

35

27.70

0.29

40

30.33

-0.26

14


GVHD: PGS-TS. Nguy n Văn Bang

SVTH Nguy n L u Lân

B ng 2.3: Quan h gi a  và 2 khi  = 19o

o

 2o

∆2o= o - 2o

0

0

0.00

5

4.84

0.05

10

9.37

0.17

15

13.59

0.30

20

17.51

0.39

25

21.12

0.41

30

24.39

0.26

35

27.31

-0.10

40

29.83

-0.76

B ng 2.4: Quan h gi a  và 3 khi  = 20o

o

 3o

∆3o= o - 3o

0

0

0

5

4.83

0.04

10

9.33

0.13

15

13.51

0.22

20

17.38

0.26

25

20.91

0.20

30

24.10

-0.03

35

26.92

-0.49

40

29.33

-1.26

15


GVHD: PGS-TS. Nguy n Văn Bang

SVTH Nguy n L u Lân

B ng 2.5: Quan h gi a  và 4 khi  = 21o

o

 4o

∆4o= o - 4o

0

0

0

5

4.82

0.03

10

9.29

0.09

15

13.43

0.14

20

17.24

0.12

25

20.70

-0.01

30

23.80

-0.33

35

26.53

-0.88

40

28.84

-1.75

Theo b ng giá tr trên ta ch n góc sao cho s sai l ch v i đ
nh t và nh h n 1o, tach n đ
Thông s c u d n h

ng lý thuy t nh

c góc  = 18o

ng là: = 180

dài đòn bên: m= 205,5 mm
dài thanh kéo ngang là:
n = B - 2.m.cos= 1370 - 2.205,5.cos180 = 979,1 mm
D a vào các s li u trong b ng trên ta v đ

c đ th đ c tính hình h c hình

thang lái lý thuy t và th c t trên cùng m t h tr c t a đ :

16


GVHD: PGS-TS. Nguy n Văn Bang

Hình 2.4.

SVTH Nguy n L u Lân

th đ c tính hình h c hình thang lái.

2.4. Thi t k c c u lái
2.4.1. Xác đ nh bán kính vòng l n c a bánh r ng
xác đ nh đ
theo các ph

c bán kính vòng l n c a bánh r ng ta có th th c hi n

ng pháp sau:

+ Ch n tr

cđ

ng kính vòng l n c a bánh r ng t đó tính ra vòng quay

c a bánh r ng có phù h p không. Có ngh a là ng v i s vòng quay (n) nào đó
thì thanh r ng ph i d ch chuy n m t đo n X=101 mm
+ Ch n tr

c s vòng quay c a vành lái r i sau đó xác đ nh bán kính

vòng l n c a bánh r ng.

i v i c c u lái lo i bánh r ng - thanh r ng thì s

vòng quay c a vành lái c ng là s vòng quay c a bánh r ng.
D a vào xe tham kh o, ch n s vòng quay v m t phía c a vành lái ng
v i bánh xe quay là n= 1,5 vòng.
Ta có công th c: X  2 .R.n
=> R 

(2.8)

X1
 10,7mm
2 .n
17


GVHD: PGS-TS. Nguy n Văn Bang

SVTH Nguy n L u Lân

2.4.2.Xác đ nh các thông s c a bánh r ng.

- Tính s r ng theo tài li u chi ti t máy:

Dc 

m n .Z
cos 

(2.9)

Trong đó:
Dc :

ng kính vòng chia: Dc  2.R  2.10,7  21, 4mm

mn : Mô đun pháp tuy n c a bánh r ng, ch n theo tiêu chu n mn  2,5

 : Góc nghiêng ngang c a bánh r ng, ch n s b góc nghiêng   12
- T công th c trên ta suy ra s r ng c a bánh r ng:
Z

Dc .cos  21, 4.cos12

8
mn
2,5

Ch n s r ng Z=8 r ng
- Tính chính xác l i góc nghiêng, ta có:
cos  

Z .mn 8.2,5

 0,934
Dc
21, 4

   arccos0,934  20
- Mô đun ngang c a bánh r ng:

mt 

mn
2,5

 2,66
cos  cos 20

- S r ng t i thi u:
Z min  17.cos 3   17.cos 3 20   14

L y Z min  14
Nh v y Z min  14 >7 do v y có hi n t

ng c t chân r ng nên ph i d ch

ch nh, ta ch n ki u d ch ch nh đ u   0
Xác đ nh h s d ch ch nh  theo công th c:



- T đó ta tính đ
+

14  Z 14  8

 0,429
14
14
c các thông s c a b truy n bánh r ng:

ng kính vòng đ nh:
18


GVHD: PGS-TS. Nguy n Văn Bang

SVTH Nguy n L u Lân

Dd  Dc  2.mn .1     21,4  2.2,5.1  0,429   28,545mm

+

ng kính chân r ng:

Df  Dc  2.m n .1, 25     21,4  2.2,5.1,25  0,429   17,295mm
+ Góc n kh p c a bánh r ng đ
+

c ch n theo chi ti t máy   20

ng kính c s c a bánh r ng:
D0  Dc .cos   21, 4.cos 20  20mm

+ Chi u cao r ng:





h  h f '  h f '' .m  1  1,25  .2,5  5,625mm
+ Chi u cao đ nh r ng:





h '  f '   .m  1  0,429  .2,5  3,5725mm
+ Chi u dày c a r ng trên vòng chia:
S

 .m
3,14.2,5
 2. .m.tg 
 2.0,429.2,5.tg 20  4,7 mm
2
2

2.4.3.Xác đ nh kích th
-

c và thông s c a thanh r ng.

ng kính c a thanh r ng đ

c c t t i m t c t nguy hi m nh t:

dtr  3

Mx
0,2. x 

(2.10)

Trong đó:

 x  : ng su t ti p xúc cho phép t i ti t di n nguy hi m nh t.
L y  x  = 35 kG/mm2.
Mx : Mô men xo n gây lên s nguy hi m

thanh r ng, chính b ng

mômen c n quay vòng t bánh xe:
Mx = Mc = 644 Nm
Thay các thông s vào công th c trên ta đ

c:

644.103
dtr 
 20,95mm

0,2.350
3

Ch n dtr= 30 mm.
- Chi u dài đo n làm vi c c a thanh r ng:
19


GVHD: PGS-TS. Nguy n Văn Bang

SVTH Nguy n L u Lân

L = 202 mm

- Môđun thanh r ng là: m = 2,5 mm.
-B

c r ng: t =  .m = 3,14.2,5 = 7,85 mm

- Chi u cao c a r ng thanh r ng: h = 2,5.m = 2,5.2,5 = 6,25 mm
- S r ng c n thi t trên thanh r ng đ khi quay vòng xe không b ch m:

ZCT 

202
 25,73
7,85

Ch n s r ng trên thanh r ng: ZCT = 26 r ng.
- Kho ng cách gi a 2 r ng liên ti p c a thanh r ng:

y = L/Z = 202/26 = 7,77
- : Góc nghiêng c a r ng (h p v i ph
tg = dtr/y = 30/7,77 = 3,86

ng ngang).

 =arctg3,86 = 75,4o. L y  = 75o

V y góc nghiêng c a r ng  = 90o-75o = 15o
2.4.4. Tính b n c c u tr c r ng - thanh r ng.
i v i lo i truy n đ ng tr c r ng – thanh r ng ph i đ m b o cho các
r ng có đ b n cao.
- Xác đ nh l c tác d ng lên b truy n tr c r ng - thanh r ng.
L c vòng tác d ng lên bánh r ng:
Pv  Pmax .i c  143.20  2860N

L ch

ng tâm tác d ng lên tr c r ng theo công th c:

Pr 

Pv .tg 2860.tg20

 1078N
cos 
cos15

L c d c tác d ng lên tr c r ng:
Pa  Pv .tg  2860.tg15  766,33N

- Ki m tra v t li u.
Trong quá trình làm vi c tr c r ng, thanh r ng ch u ng su t u n ti p xúc
và ch u t i tr ng va đ p t m t đ
chân r ng. Do đó nh h

ng. Vì v y th

ng gây ra hi n t

ng r n n t

ng l n t i s tin c y và tu i th c a c c u lái.

20

đ m


GVHD: PGS-TS. Nguy n Văn Bang
b ođ

SVTH Nguy n L u Lân

c nh ng yêu c u làm vi c c a c c u lái thì v t li u ch t o tr c r ng -

thanh r ng đ

c dùng là thép XH đ

c tôi c i thi n.

Có:  ch   700MPa

b   1000MPa
HB = 260÷290
-

ng su t cho phép:

+

ng su t ti p xúc cho phép:

Gi i h n b n m i ti p xúc c a tr c r ng:

 HLim  2  b   70  2.260  70  590MPa
ng su t ti p xúc cho phép c a tr c r ng:
  HLim 
 Z R .Z V .K F .K XH
 SH 

H   

(2.11)

Trong đó:
SH : Là h s an toàn, l y SH  1,1

ZR : H s xét nh h

ng c a đ nhám, ZR = 0,95

ZV : H s xét nh h

ng c a v n t c vòng, ZV = 1,1

K XH : H s xét nh h
K F : H s xét nh h

ng c a kích th

c tr c r ng, K XH = 1

ng c a đ bôi tr n, K F = 1

Thay các thông s vào công th c trên ta đ

c:

 590 
 .0,95.1,1.1.1  560,5MPa
 1,1 

 H   

Gi i h n b n m i u n c a tr c r ng:

FLim   oF .K FL .K FC
Ch n K FL  1 , v i b truy n quay hai chi u ta ch n K FC  0, 7

FLim   1.0,7.360  252MPa
+

ng su t u n cho phép:

F   FLim YR YSK XFSF
21

(2.12)