Tính thoán thiết kế xe vận tải chuyên chơe xe con

Đồ án tốt nghiệp

Lời Nói Đầu
Trong những năm gần đây đất nớc ta đang trên đờng
hội nhập kinh tế thế giới, nền công nghiệp hiện đại ngày
càng đợc chú trọng. Cùng với sự phát triển của các ngành công
nghiệp khác, công nghiệp ôtô ngày càng thể hiện rõ tầm
quan trọng của mình. Ngày càng có nhiều doanh nghiệp ôtô
trong nớc cũng nh nớc ngoài tham gia vào việc chế tạo và lắp
ráp ôtô. Hiện nay, trên thị trờng Việt Nam dòng xe du lịch
đang chiếm một u thế rõ rệt về cả chủng loại lẫn chất lợng.
Số lợng xe tiêu thụ ngày càng nhiều, đòi hỏi việc vận chuyển
từ nhà máy đến các đại lý phải thật nhanh chóng và an
toàn.Tuy nhiên các nhà máy này thờng tập trung ở những khu
công nghiệp lớn, cách xa nơi tiêu thụ, cho nên việc vận
chuyển gặp nhiều khó khăn. Việc vận chuyển xe có nhiều
cách: bằng tàu thuỷ, máy bay, ôtô Tuy nhiên, việc vận
chuyển bằng ôtô vẫn đợc sử dụng nhiều nhất. ô tô tải thông
thờng chỉ chuyên chở đợc từ 1 đến 2 xe, dẫn đến hiệu quả
kinh tế không cao. Từ đó dặt ra nhu cầu thiết kế một loại xe
vận tải chuyên dùng, loại xe này có thể chở đợc từ 5 đến 6
xe. Sau khi xin ý kiến của giáo viên hớng dẫn, em đã nhận đề
tài tốt nghiệp: Xe vận tải chuyên chở xe con.
Đây là một đề tài tơng đối mới, nếu phải hoàn chỉnh
tất cả các khâu thiết kế thì đó là một khối lợng công viêc vô
cùng lớn và phức tạp. Do thời gian hoàn thành đồ án có hạn
không thể cho phép thiết kế hoàn chỉnh cả xe, vì vậy đề

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

1


Đồ án tốt nghiệp

tài chỉ nhấn mạnh tính toán cơ cấu làm việc và kiểm
nghiệm độ bền của xe. Công việc còn lại chỉ mang tính
chất chọn trên cơ sở các xe tham khảo.
Sau thời gian miệt mài và hết sức cố gắng em đã hoàn
thành đồ án đúng hạn. Song do kiến thức còn nhiều hạn chế
nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em mong nhận đợc sự chỉ bảo của các thầy cô trong bộ môn.
Cuối cùng em xin cảm ơn các thầy trong bộ môn ôtô - trờng ĐHBK Hà Nội đã trang bị cho em những kiến thức để
làm việc. Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm
Huy Hờng đã tận tình hớng dẫn chỉ bảo em trong thời gian
hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Hà Nội, ngày 11 tháng 5 năm 2006
Sinh viên:

Hoàng Mạnh Cờng

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

2


Đồ án tốt nghiệp

Chơng I
Tổng quan về xe chuyên chở ôtô con

I/ Khái quát chung:
Ngày nay trên thế giới, đặc biệt là các nớc có nền công
nghiệp ôtô phát triển thì việc vận chuyển ôtô con có rất
nhiều cách nh: tàu thuỷ, máy bay, tàu hoả, ôtô,. Tuy nhiên
việc dùng ôtô để vận chuyển đợc sử dụng rộng rãi hơn cả do
có nhiều u điểm nh:
+Hiệu quả cao.
+Chi phí thấp.
+Tính cơ động cao.
..
Thêm vào đó, hệ thống giao thông ngày càng đợc cải
thiện thì việc dùng ôtô để vận chuyển là giải pháp rất hợp lý.
Ngày nay, với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin, điện tử
viễn thông, điều khiển tự động, . Thì các biện pháp an
toàn cũng nh chất lợng lái xe ngày càng đợc nâng cao. Ngày
càng có nhiều chiếc xe siêu trờng, siêu trọng không chỉ
chuyên chở ôtô mà còn hoạt động trong nhiều lĩnh vực vận

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

3


Đồ án tốt nghiệp

chuyển khác nhau. Nếu nh ở những năm 70 của thế kỷ trớc
mỗi chiếc xe chỉ chở đợc khoảng 2-3 xe con thì đến ngày
nay mỗi chiếc xe có thể chở đợc khoảng 4-6 xe và thậm chí
có thể lên đến 8-10 xe.

Tuy nhiên, do vấn đề an toàn trong khi lu thông thì ta
không thể thiết kế và chế tạo những chiếc xe vận tải quá lớn
đợc. Việc giới hạn kích thớc và các tiêu chuẩn kỹ thuật của xe
đợc quản lý bởi cơ quan đăng kiểm của mỗi quốc gia. Do
vậy, khi thiêt kế ta phải quan tâm tới các tiêu chuẩn kỹ thuật
và kích thớc cho phép của từng loại xe. Với các yêu cầu của
Cục đăng kiểm Việt Nam thì việc thiết kế chiếc xe chuyên
chở khoảng 6 ôtô con là có tính kinh tế và hợp lý nhất. Mặt
khác, với điều kiện đờng xá nh ở nớc ta hiện nay thì đó
cũng là phơng án tối u.

Hình 1: Xe chuyên chở 6 xe con
II/ Phân loại và Phân tích một số kết cấu xe:

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

4


Đồ án tốt nghiệp

Việc phân loại xe chuyên dụng này có rất nhiều cách
khác nhau: theo số lợng xe vận chuyển, theo kết cấu, theo
dạng xe cơ sở,
1/ Phân loại theo số lợng xe vận chuyển:
1.1/ Xe chuyên chở 1 xe .

Hình 2: Xe chuyên chở 1 xe
Đây là một loại xe vận tải thông thờng với kết cấu gọn,

đơn giản, ngoài việc vận chuyển ôtô thì có thể vận chuyển
các hàng hoá khác.
*u điểm :
- Kích thớc nhỏ gọn, đơn giản.
- Tính cơ động cao.
- Có thể hoạt động trong nội thành, các khu vực nhỏ.
-

Phù hợp với các đại lý, cơ sở bán xe trực tiếp tới tận

khách hàng.
*Nhợc điểm:
- Chỉ vận chuyển đợc tối đa 1 xe cho mỗi lần dẫn tới
năng suất và hiệu quả không cao.

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

5


Đồ án tốt nghiệp

- Không kinh tế khi vận chuyển trên quãng đờng dài.
- Không phù hợp với các nhà máy sản xuất, lắp ráp ôtô ở
Việt Nam.
1.2/Xe chuyên chở 2 xe:
Đây là loại xe có xe cơ sở vẫn là xe chở 1 ôtô con. Để
tăng tính hiệu quả và năng suất thì xe đợc thiết kế thêm
một sàn tầng 2 và đợc nâng hạ bằng thuỷ lực.

Hình 3: Xe chuyên chở 2 xe

*Ưu điểm của xe:
+ Nhỏ gọn, kết cấu đơn giản.
+ Tính cơ động cao.
+ Hiệu quả và năng suất đợc cải thiện so với loại xe chỉ
chở 1 xe con.
+ Cơ cấu điều khiển bằng thuỷ lực đơn giản và hiệu
quả.
*Nhợc điểm:

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

6


Đồ án tốt nghiệp

+ Số lợng xe chuyên chở đợc có giới hạn: 2 xe.
+ Không đáp ứng đợc nhu cầu vận chuyển của các nhà
máy lớn.
Do vậy loại xe này chỉ thích hợp cho nhu cầu vận
chuyển của các đại lý nhằm phân phối xe tới tận tay khách
hàng.
1.3/ Xe chuyên chở nhiều hơn 2 xe:
a. Xe chuyên chở 4 - 5 xe :

Hình 4: Xe chuyên chở 4 hoặc 5 xe

Loại xe này đợc thiết kế với sàn dới cố định còn sàn trên
di động. Sàn dới đợc thiết kế để chứa 2 xe, sàn trên chứa đợc 3 xe. Sàn trên chở nhiều hơn sàn dới 1 xe do sàn trên không
mất phần diện tích phần đầu xe. Nh vậy, xe có chiều dài
không lớn lắm.
*Ưu điểm:
+ Vận chuyển đợc số lợng tơng đối lớn xe.

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

7


Đồ án tốt nghiệp

+ Năng suất và hiệu quả cao.
+ Phù hợp với các nhà máy lớn :Vận chuyển xe từ nơi sản
xuất tới các đại lý.
*Nhợc điểm:
+ Phạm vi hoạt động có giới hạn: Không thể hoạt động
trong nội thành của các thành phố lớn do kích thớc lớn. Do vậy
xe chỉ hoạt động trên đờng cao tốc hay quốc lộ.
b. Xe chuyên chở nhiều xe :
Đây là loại xe có kích thớc lớn, nhiều xe siêu trờng, siêu
trọng. Kết cấu xe phức tạp, đòi hỏi nhiều yêu cầu kỹ thuật và
an toàn cao.

Hình 5: Xe chuyên chở nhiều xe
Kết cấu xe thờng là khung đợc thiết kế riêng, dùng đầu
kéo để di chuyển. Thông thờng khối lợng vận chuyển của xe

khoảng 15 - 20 tấn.

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

8


Đồ án tốt nghiệp

2.Phân loại xe theo kết cấu:
2.1.Theo kết cấu khung sàn xe:
+ Xe chuyên dùng một sàn.
+ Xe chuyên dùng hai sàn:
- 2 sàn cố định.
- 1 sàn cố định, 1 sàn di động.
a.Khung xe có 2 sàn cố định:

Hình 6: Khung xe có 2 sàn cố định
*Ưu điểm:
+ Kết cấu có độ bền cao, chắc chắn.
+ Dễ bố trí các thiết bị : tín hiệu, đèn chiếu sáng,..
+ Tính ổn định cao khi di chuyển.
+ Dễ bảo dỡng, sửa chữa.
+ Kết cấu đơn giản, chi phí thấp.
* Nhợc điểm:
+ Kết cấu cồng kềnh.
+ Tính cơ động kém.

Hoàng Mạnh Cờng

Lớp Ôtô - K46

9


Đồ án tốt nghiệp

+ Đòi hỏi việc xây dựng nhà xởng tốn kém để di
chuyển xe con vào sàn trên.
+ Khó dỡ hàng.
b. Khung xe có 1 sàn cố định, 1 sàn di động:

Hình 7: Xe có 1 sàn cố định 1 sàn di động
* Ưu điểm:
+ Kết cấu nhỏ gọn.
+ Tính cơ động cao.
+ Xe có thể di chuyển dễ dàng lên sàn trên nhờ việc hạ
sàn xuống.
+ Phù hợp với mọi loại nhà xởng.
+ Có thể tiến hành bốc dỡ hàng ở mọi địa điểm.
* Nhợc điểm:
+ Kết cấu phức tạp.
+ Cần trang bị thêm các cơ cấu an toàn.
+ Cần thiết kế thêm cơ cấu nâng sàn.
+ Chi phí thiết kế, chế tạo cao hơn.
+ Thờng xuyên phải bảo dỡng, sửa chữa.
c. Kết cấu khung xe có sàn trên hạ xuống hoàn toàn:.

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

10


Đồ án tốt nghiệp

- Cấu tạo:
+ sàn dới đợc bố trí từ 6 8 trụ đứng. Trên mỗi trụ có bố
trí các Puli dẫn hớng để kéo cáp lên.
+ Các đầu dây cáp sẽ đợc liên kết với các sàn trên.
- Nguyên lý hoạt động:
+ Khi chỉ chở ít xe: sàn trên đợc hạ xuống sát sàn dới.
Khi đó xe chở thành có một sàn.
+ Khi chở 6 xe thì sàn trên đợc hạ xuống

để vận

chuyển xe vào. Khi các xe đã xếp đủ thì sàn trên đợc nâng
lên thông qua việc một Piston thuỷ lực thực hiện việc kéo
cáp. Thông qua các Puli dẫn hớng thì cáp sẽ kéo sàn tầng 2
lên. Khi sàn tầng 2 đã đợc kéo lên hết, xe sẽ đợc tiếp tục xếp
vào sàn tầng 1.

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

11


Đồ án tốt nghiệp

H.8 Cơ cấu kéo cáp

H.9 Sơ đồ

hệ thống thuỷ lực
của
Piston kéo cáp
*/Phân tích một số kết cấu nâng hạ sàn trên:

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

12


Đồ án tốt nghiệp

Hình 10: Hạ sàn
Pisto
n

Khớp
quay

Hình 11: Nâng sàn
+ Cấu tạo:
- Sàn trên: Có một đầu bắt với 2 thanh đứng của khung
xe ( bằng khớp quay ). Đầu dới đợc nối với cần đẩy của Piston,
Xy-lanh đợc bắt với khung xe.

+ Nguyên lý làm việc:
- Bình thờng sàn trên đợc hạ xuống. Khi dầu đợc cấp
vào Xy-lanh thì đẩy Piston đi lên và đẩy phần sàn sau lên.
Nh vậy tạo đợc không gian để chuyên chở đợc thêm xe một
cách dễ dàng.
**/ Kết cấu nâng hạ khung của xe chở 6 ôtô con:

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

13


Đồ án tốt nghiệp

Piston

Thanh
chống

Hình 12: Piston dẫn động sàn tầng 2
- Cấu tạo:
+ Sàn trên có phần đuôi lên kết với 2 thanh đứng của
sàn dới bằng 1 khớp trợt. Hai thanh đứng có nhiệm vụ dẫn hớng
khi nâng và đỡ sàn tầng 2 khi nâng hết lên.
+ Phần đầu sàn tầng 2 liên kết với sàn dới bằng một
cụm thanh chống hình tam giác. Đầu thanh chống liên kết với
sàn tầng 1 bằng khớp quay.
+ Xe đợc bố trí 2 Xy-lanh thuỷ lực 2 bên để thực hiện
việc nâng hạ sàn tầng 2.

- Nguyên lý hoạt động;
+ Trạng thái không hoạt động: Sàn trên đợc nâng lên nh
trong hình. Khi đó phần đỡ sàn là 2 thanh đứng và cụm
thanh chống hình tam giác.
+ Khi cần xếp xe lên : Phần đuôi của sàn trên đợc hạ
xuống để tạo một góc nghiêng cho xe đi lên. Để hạ sàn trên
xuống ta mở chốt liên kết giữa sàn với thanh đứng đồng thời
xả dầu trong xy-lanh. Piston đỡ sàn đi xuống.

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

14


Đồ án tốt nghiệp

+ Khi xe đã lên đủ: Dầu đợc cấp cho Xy-lanh để tiến
hành nâng sàn lên. Để đảm bảo an toàn thì ở phần thanh
đứng phía sau có bố trí cơ cấu hãm.
2.2/ Phân loại theo kết cấu đầu xe:
+ Xe dùng đầu kéo liền ( Nh xe vận tải thông thờng )
+ Xe dùng đầu kéo rời.
Các đầu kéo đợc sử dụng nhiều hiên nay là của các hãng
Huyndai, Hino, Kamaz, ..

Hình 13: Dạng đầu kéo liền.

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

15


Đồ án tốt nghiệp

Hình 14: Dạng đầu kéo rời.
3/Phân tích một số kết cấu cầu lên cho xe con :
Để cho xe có thể di chuyển dễ dàng lên sàn tầng 1 cũng
nh sàn tầng 2 thì ta cần thiết kế cầu cho xe lên.
Cầu lên có rất nhiều loại, sau đây là một vài phơng án:
3.1/Dạng cầu rút
- Cấu tạo
+ Gồm nhiều thanh dài, có thể trợt ra vào hoặc để rút
ngắn cầu lại.
+ Có cơ cấu cáp kéo: gồm cơ cấu điều chỉnh cáp, tang
rời, Puli dẫn cáp.

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

16


Đồ án tốt nghiệp

1
2

Hình 15: Dạng cầu rút

- Nguyên lý hoạt động:
+ Khi cầu không làm việc, tang rời sẽ kéo các thanh cầu
rút vào trong gầm xe.
+ Khi làm việc ( cho xe lên ), các thanh cầu sẽ đợc đẩy
ra xa :
Cầu gồm 2 thanh liên kết. 2 thanh cầu sẽ lần lợt
đợc đẩy ra tạo thành cầu lên cho xe. Tại các vị trí liên kết
giữa các thanh có bố trí các chân chống.
Các thanh di trợt theo các rãnh và có con lăn dẫn hớng.
*Ưu điểm của loại cầu này:
+ Kết cấu đơn giản.
+ Dễ bố trí, gọn.
+ Điều khiển dễ dàng.
+ Giá thành rẻ.
* Nhợc điểm:
+ Độ chính xác không cao.
+ Cáp nhanh mòn, đứt do đó phải thờng xuyên
phải bảo dỡng và sửa chữa.

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

17


Đồ án tốt nghiệp

+ Hoạt động gây ồn.
3.2 Loại cầu nâng
2

1

Hình 16: Dạng Cầu nâng
- Cấu tạo: gồm 2 phần:
+ Phần đầu (2) đợc liên kết với đuôi xe bằng các chốt
quay.
Một đầu liên kết với 2 Piston thuỷ lực. 2 Piston
thuỷ lực có nhiệm vụ đẩy phần cầu này lên.
+ Phần sau (1) đợc liên kết với phần trớc bằng chốt quay.
Một đầu của phần cầu này đợc liên kết với sàn xe
bằng dây cáp.
+ Kết cấu của 2 phần cầu nh hình trên: Gồm các tấm
thép đợc hàn với nhau thành một khung, phía trên có luới thép
phủ lên.
- Nguyên lý hoạt động:
+ Ban đầu cầu đợc nâng lên thẳng đứng do lực của 2
Piston. Do tất cả đều liên kết bằng khớp quay nên (1) gập sát
vào (2).

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

18


Đồ án tốt nghiệp

+ Khi làm việc, dầu đợc tháo khỏi Xylanh, Piston đẩy
phần đầu (2) từ từ hạ xuống. Lúc này, dây cáp đợc kéo căng.

Cầu bắt đầu đợc hạ xuống.
+ Khi cáp căng thì (1) sẽ đợc kéo lại và bắt đầu duỗi ra.
Khi cáp căng hết cỡ thì cầu đợc mở hết.
- Ưu điểm:
+ Điều khiển chính xác.
+ Làm việc êm dịu.
+ ít phải bảo dỡng ( chủ yếu là phần thuỷ lực ).
+ Kết cấu đơn giản.
+ Điều khiển tự động, dễ dàng.
- Nhợc điểm:
+ Chi phí hơi cao.
+ Cần trang bị thêm hệ thống thuỷ lực.

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

19


§å ¸n tèt nghiÖp

Hoµng M¹nh Cêng
Líp ¤t« - K46

20


Đồ án tốt nghiệp

Hình 17: Một số loại xe

Chơng II
Xe cơ sở và các phơng án thiết kế
I/ Xe cơ sở
Xuất phát từ nhiệm vụ của đồ án thiết kế : Xe chuyên
chở xe con và dựa vào điều kiện cụ thể ở trong nớc. Ta chọn
xe kéo Rơ-moóc KAMAZ 54112 là xe cơ sở.
Đặc tính kỹ thuật của xe:
Tên

Thông số

ST
T

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

21


Đồ án tốt nghiệp

1

Động cơ

7403.10

- Kiểu động cơ

Tự cháy vì nén

- Số kỳ

4

- Số xy-lanh

8

- Bố trí xy-lanh

Hình chữ V, góc

- Thứ tự làm việc

90

- Thể tích công tác ( l )

1-5-4-2-6-3-7-8

- Công suất cực đại KW(

10,85

mã lực )

191 (260 )

- Mômen cực đại Nm

785 ( 80 )

( KGm )

2

Hộp số

15

- Kiểu hộp số truyền

Cơ khí, 10 bậc
+ Hộp số chính 5
bậc
+ Bộ phân phối 2

-Tỷ số truyền

bậc
1H- 7,82
1,53

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

22

4H-


Đồ án tốt nghiệp

1B- 6,38

4B-

2H- 4,03

5H-

2B 3,92

5B

1,25
- Bộ trích công suất

1,00
0,815
3H 2,5

3XH

-7,38
3B 2,04

3XB-

6,02
Từ hộp số truyền
chính ra 2 phía qua cửa
nắp theo GOST 1232366; phía phải từ vành
răng của khối bánh răng
hành trình lùi; phía trái
từ vành bánh của bánh
răng hành trình lùi của
trục trung gian.
Hệ thống treo
3

- Treo trớc

- Có bộ phận cân
bằng

độ

ổn

định

ngang.
- Có bộ giảm xóc.
- Treo sau

Hoàng Mạnh Cờng

Lớp Ôtô - K46

23


Đồ án tốt nghiệp

- Nhíp lá.
Hệ thống lái
4

- Kiểu cơ cấu lái

Trục vít - êcu bi -

- Tỷ số truyền

cung răng.

- Cơ cấu lái

20
Có bộ tăng áp thuỷ
lực

5

Hệ thống phanh

5

- Kiểu

Phanh tang trống

- Đờng kính trống (mm)

400

- Chiều rộng tấm đệm

140

(mm)
6
Các số liệu khối lợng (kg)
6

- Khối lợng truyền lên

11.100

thiết bị moóc.
- Khối lợng ôtô có trang bị
đầy đủ.

7000
18325

- Khối lợng toàn phần của

ôtô.
-Sự phân bố khối lợng
của ôtô trang bị đầy đủ:

3520
3480

+ Cầu trớc
+ Cầu sau
- Sự phân bố khối lợng
toàn phần của ôtô:

4395
13930

+ Cầu trớc

29000

+ Cầu sau

33225

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

24


Đồ án tốt nghiệp

- Khối lợng rơ-moóc cho
phép
- Khối lợng đoàn ôtô kéo
rơ-moóc
Số liệu vận hành.
7

- Tốc độ tối đa (km/h)

80100

- Lợng tiêu hao nhiên liệu
trên 100km ở tốc độ 60 km/h

33 35 ( l )

với tải trọng toàn phần.
8

Lốp xe

4-H142b

- Kích thớc vành mm

178 508 ( 7,0 -

8
(inch).

-

2,0 )
Kích

thớc

lốp

mm

( inch).

260 508 ( 10,0
2,0 )

II/Chọn phơng án thiết kế
2.1Lựa chọn phơng án.
Sau khi đã phân tích các u, nhợc điểm của các phơng
án đã đề xuất, kết hợp với điều kiên thực tế ở nớc ta. Ta đã
chọn đợc phơng án sau:
a. Về kết cấu khung xe.
Ta chọn kết cấu sàn trên di động: Phần đuôi sàn có thể
hạ đợc xuống sát sàn dới tạo thành góc (8 10) so với phơng
ngang đảm bảo cho xe có thể di chuyển lên đợc. Phần đầu

Hoàng Mạnh Cờng
Lớp Ôtô - K46

25