Thiết kế hệ thống treo xe tải có tải trọng 7 5 tấn

Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

Mục lục

Trang
Lời

nói

đầu
3
Chơng

1:

Tổng

quan

hệ

thống

treo...4
1.1.

Lịch

sử

hình

thành:

..4
1.2. Công dụng, yêu cầu, cấu tạo chung và phân loại:
4
Chơng 2: Phân tích, lựa chọn phơng án thiết kế hệ
thống treo7
2.1. Phân tích các phơng án bố trí hệ thống treo:
.............7
2.2. Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi:
...9
2.3.

Phân

tích

lựa

chọn

thiết

kế

giảm

chấn:

.12
Chơng

3:

Tính

toán

hệ

thống

treo

tr-

ớc.14

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

1


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

3.1.Tính

toán

nhíp..............14
3.2.Tính

toán

giảm

chấn.................................................................................
25

Chơng

4:

Tính

toán

hệ

thống

treo

sau39
4.1.Tính

toán

nhíp..............39
4.2.Tính

toán

giảm

chấn.59

Chơng 5: Thiết kế quy trình công nghệ gia công một chi
tiết cơ bản..73
5.1.

Mục

đích,

yêu

cầu

của

piston.73
5.2.

Vật

liệu

làm

piston.73
5.3.

Những

yêu

cầu

kĩ

thuật

cơ

bản

gia

công

piston..74
5.4. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi

tiết74
5.5.

Quy

trình

công

nghệ

khi

gia

công

piston75

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

2


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.
5.6.

Xác

định

Thiết kế hệ thống treo xe tải

chế

độ

cắt

cho

các

nguyên

công.76
Kết
luận
84
Tài

liệu

tham

khảo..85

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

3


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

Lời nói đầu
Khi ôtô ngày càng hoàn thiện, khi xã hội ngày càng phát
triển về mặt văn hoá, kinh tế và xã hội thì các tiêu chí đánh
giá ảnh hởng của dao động cũng cần đợc xem xét một cách
nghiêm túc. Đối với xe tải, ngoài yêu cầu về độ êm dịu, ngày nay
ngời ta buộc phải chú ý đến các tiêu chí khác nh: an toàn hàng
hoá, ảnh hởng của tải trọng động đến đờng (áp lực đờng), và
cuối cùng là mức độ giảm tải trọng và do vậy làm giảm khả
năng truyền lực khi tăng tốc và khi phanh.Trong vận tải ôtô, ngời
lái là ngời quyết định chủ yếu cho an toàn chuyển động, nếu
dao động của xe mà nằm ngoài phạm vi dao động chịu đựng
của ngời lái (60120 lần/phút) thì sẽ làm tăng lỗi điều khiển
của ngời lái, gây ra hàng loạt những nguy hiểm đến tính mạng
của con ngời và hàng hoá.
Hệ thống treo là một hệ thống rất quan trọng trên ôtô, nó
góp phần tạo nên độ êm dịu, ổn định và tính tiện nghi của
xe, giúp ngời ngồi có cảm giác thoải mái dễ chịu. Đối với đồ án
tốt nghiệp đợc giao: Thiết kế hệ thống treo xe tải có tải
trọng 7.5 tấn và trớc những yêu cầu thực tế của ngành ôtô
trong nớc, Em đã chọn phơng pháp thiết kế để đảm bảo thỏa
mãn đồng thời đợc những tiêu chí ấy. Với sự hớng dẫn chỉ bảo
của thầy Lu Văn Tuấn và sự giúp đỡ của các bạn lớp Ôtô- K48 ,

em đã hoàn thành đợc đồ án tốt nghiệp này. Tuy nhiên do năng
lực bản thân và kinh nghiệm thực tế không nhiều nên đồ án

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

4


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy Em rất mong sự
thông cảm, đóng góp ý kiến của các thầy giáo và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên thực hiện:
Vũ Minh Tuấn.

chơng 1

GIớI THIệU Về hệ thống treo
1.1. Lịch sử hình thành:
Xã hội loài ngời khi bắt đầu xuất hiện những phơng tiện
vận tải đầu tiên đã quan tâm đến vấn đề dao động của
chúng. Ngay từ khi xuất hiện những phơng tiện giao thông là
xe kéo, ban đầu ngời ta nối cứng bánh xe với khung xe. Việc di
chuyển chỉ thích hợp cho việc thồ hàng mà không tiện cho ngời ngồi trên xe. Về sau con ngời tìm ra xăm lốp có thể giảm bớt
đợc các chấn động trên xe. Và khi khoa học phát triển đã tìm
đợc nguyên tắc dập tắt các dao động qua đó hình thành nên

các hệ thống treo của các xe nh hiện nay.

1.2. Công dụng, yêu cầu, cấu tạo chung và phân
loại:
1.2.1. Công dụng:
Hệ thống treo của ôtô l hệ thống các cụm chi tiết liên liên
kết giữa cầu xe
hoặc bánh xe với khung hoặc vỏ xe. Hệ thống treo có các công
dụng sau:

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

5


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

- Tạo điều kiện cho bánh xe dao động theo phơng
thẳng đứng đối với
khung hoặc vỏ xe một cách êm dịu.
- Đỡ trọng lợng của ôtô v truyền lực v mô men từ bánh xe
lên khung
(vỏ) xe v ngợc lại.
- Giữ cho bánh xe có động học đúng v duy trì sự bám
đờng của bánh
xe.
1.2.2. Yêu cầu cơ bản:

- Có độ cứng thích hợp để xe chuyển động đợc êm dịu
đồng thời có khả
năng dập tắt nhanh các dao động thấp tần biên độ lớn.
- Quan hệ động học của bánh xe hợp lý để đảm bảo động
học v động
lực học đúng của ôtô.

1.2.3. Cấu tạo chung của hệ thống treo:
- Bộ phận đn hồi: l bộ phận nối mềm giữa bánh xe v
khung (vỏ) xe, nhằm đảm bảo cho thân xe có thể dao động
để giữ cho thân xe êm dịu khi đi trên đờng
mấp mô.
- Bộ phận dẫn hớng: l bộ phận l bộ phận truyền các lực
từ bánh xe lên khung (vỏ) xe v ngợc lại, đảm bảo động học
của bánh xe đúng theo yêu cầu.

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

6


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

- Bộ phận giảm chấn: l bộ phận hấp thụ năng lợng của dao
động của bánh xe so với thân xe nhằm dập tắt các dao động
đó.
- Thanh cân bằng: trên một số ôtô có thanh cân bằng nhằm

đảm bảo cho các
phản lực tác dụng lên hai bánh trên cùng một cầu không chênh
lệch nhau nhiều.
Trên thực tế, một cụm chi tiết của hệ thống treo có thể đảm
nhận nhiều chức
năng khác nhau của các bộ phận cơ bản của hệ thống
1.2.4. Phân loại:

(a)

(b)
Hình 1.1

Có nhiều loại hệ thống treo khác nhau nhng thuộc về 2 loại
cơ bản l hệ thống treo phụ thuộc v hệ thống treo độc lập
(tuy nhiên sự phân loại ny chỉ có tính chất tơng đối).
Đặc điểm kết cấu của hệ thống treo phụ thuộc l các bánh
xe đợc bố trí trên một dầm cấu liền, các bộ phận của hệ
thống treo nối giữa khung (vỏ) xe v dầm

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

7


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

cầu. Với đặc điểm cấu tạo đó, khi một bánh xe dao động thì
nó có ảnh hởng
đến động học của bánh bên kia (hình 1.1.a).
Đặc điểm kết cấu của hệ thống treo độc lập l các bánh xe
gắn với khung (vỏ) nxe một cách độc lập với nhau thông qua các
đòn. Với đặc điểm cấu tạo đó, các bánh xe có thể dao động
độc lập với nhau đối với thân ôtô (hình 1.1.b)
Theo đặc điểm kết cấu v tính chất động học hệ thống
treo độc lập còn đợc chia thnh: hệ thống treo hai đòn
ngang, hệ thống treo một đòn ngang, hệ thống treo đòn dọc,
hệ thống treo đòn chéo...
Theo khả năng điều chỉnh đặc tính lm việc của hệ
thống treo, có loại hệ thống treo tự động điều chính v loại
không thể điều chỉnh.
Hệ thống treo còn đợc phân loại theo đặc điểm kết cấu
các bộ phận của nó nh hệ thống treo nhíp lá, treo lò xo trụ,
treo thanh xoắn đn hồi, treo khí nén, treo thuỷ khí, treo dùng
giảm chấn ống, treo dùng giảm chấn đòn,....

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

8


§å ¸n tèt nghiÖp
cã t¶i träng 7,5 tÊn.

ThiÕt kÕ hÖ thèng treo xe t¶i

Ch¬ng 2

Ph©n tÝch, lùa chän ph¬ng ¸n thiÕt kÕ
hÖ thèngtreo
2.1. Ph©n tÝch c¸c ph¬ng ¸n bè trÝ hÖ thèng treo:
2.1.1. C¸c ph¬ng ¸n bè trÝ:

Sinh biªn thùc hiÖn: Vò Minh TuÊn-¤t«B-K48

9


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

(a)

(b)

Hình 2.1. Một số phơng án lựa chọn
a) Hệ thống treo phụ thuộc (nhíp)
b) Hệ thống treo độc lập hai đòn ngang
2.1.2. Phân tích u, nhợc điểm của các phơng án bố trí:
2.1.2.1. Ưu điểm của hệ theo phụ thuộc:
Khi bánh xe dịch chuyển theo phơng thẳng đứng, khoảng
cách hai bánh xe (đợc nối cứng) không thay đổi. Điều nàylàm
cho mòn lốp giảm đối với trờng hợp treo độc lập. Do hai bánh xe
đợc nối cứng nên khi có lực bên tác dụng thì lực này đựơc chia

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

10


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

đều cho hai bánh xe làm tăng khả năng truyền lực bên của xe,
nâng cao khả năng chống trợt bên.
Hệ treo phụ thuộc đợc dùng cho cầu bị động có cấu tạo
đơn giản so với hệ treo độc lập.
Giá thành chế tạo thấp, kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp, sửa
chữa, bảo dỡng.
2.1.2.2. Nhợc điểm của hệ treo phụ thuộc:
Do đặc điểm kết cấu của hệ thống treo phụ thuộc nên
chúng có khối lợng không đợc treo rất lớn. Trên cầu bị động khối
lợng này bao gồm khối lợng rầm thép, khối lợng cụm bánh xe, một
phần nhíp hoặc lò xo và giảm chấn. Nếu là cầu chủ động thì
nó gồm vỏ cầu và toàn bộ phần truyền lực bên trong cầu cộng
với một nửa khối lợng đoạn các đăng nối với cầu. Trong truờng hợp
là cầu dẫn hớng thì khối lợng của nó còn thêm phần các đòn
kéo ngang, đòn kéo dọc của hệ thống lái. Khối lợng không đợc
treo lớn sẽ làm cho độ êm dịu chuyển động không đợc cao và
khi di chuyển trên các đoạn đờng gồ ghề sẽ sinh ra các va đập
lớn làm khả năng bám của bánh xe kém đi.
Kết cấu của hệ treo phụ thuộc khá cồng kềnh, lớn và chiếm
chỗ dới gầm xe. Có hai bánh xe đợc lắp trên dầm cầu cứng nên

khi dao động thì cả hệ dầm cầu cũng dao động theo cho nên
dới gầm xe phải có khoảng không gian đủ lớn. Do đó thùng xe
cần phải nâng cao lên, làm cho trọng tâm xe nâng lên, điều
này không có lợi cho sự ổn định chuyển động của ôtô.
Về mặt động học, hệ treo phụ thuộc còn gây ra một bất lợi
khác là khi một bên bánh xe dao động thì bánh bên kia cũng
dao động theo, chuyển dịch của bánh bên này phụ thuộc bánh

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

11


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

bên kia và ngợc lại. Điều đó gây mất ổn định khi xe quay
vòng.
2.1.2.3. Ưu điểm của hệ thống treo độc lập:
Khác với hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo độc lập có
đặc điểm là hai bánh xe hai bên ít phụ thuộc vào nhau, do đó
mà độ ổn định chuyển động cao. Hai bánh xe đợc liên kết bởi
các đòn ngang hoặc đòn dọc, phần không đợc treo nhỏ, ôtô
chuyển động đạt đợc độ êm dịu cao. Hệ treo không cần sử
dụng dầm ngang , khoảng không gian cho nó dịch chuyển chủ
yếu là hai bên sờn xe. Đặc điểm này cho phép hạ thấp trọng
tâm xe, do đó nâng cao đợc tốc độ của xe.
2.1.2.4. Nhợc điểm của hệ thống treo độc lập:

ở hệ thống treo độc lập các bộ phận đàn hồi, bộ phận hớng
là riêng biệt nên không tránh khỏi sự phức tạp về mặt kết cấu.
Sự phức tạp trong kết cấu cũng gây khó khăn cho việc bố trí
các hệ thống khác trên ôtô. Hệ thống treo độc lập dầm cầu thờng là dầm cầu rời nên khi xe chuyển động trên các đoạn đờng gồ ghề rất dễ làm thay đổi các góc đặt bánh xe, dẫm
đến sự mất ổn định của xe.
Giá thành của một hệ thống treo độc lập cũng đắt hơn rất
nhiều so với hệ thống treo phụ thuộc.
2.1.2.5. Kết luận:
Qua những phân tích ở trên em quyết định chọn phơng
án thiết kế là sử dụng hệ thống treo phụ thuộc.

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

12


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

2.2. Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn
hồi:
Cấu tạo của bộ phận đn hồi rất đa dạng, chúng có thể
bằng kim loại (nhíp, lò xo xoắn ốc, thanh xoắn), bằng bằng cao
su, bằng khí nén

2.2.1. Nhíp lá:
Nhíp lá đợc sử dụng chủ yếu trên hệ thống treo phụ thuộc
của ôtô tải vừa v

nhỏ v hệ thống treo cầu sau của một số ôtô con, hệ thống treo
phụ thộc cân bằng.
Nhíp lá thờng gồm nhiều lá nhíp hình nửa elíp có độ di
v độ cong khác
nhau ghép thnh một bó theo thứ tự ngắn dần để nhíp có độ
cứng chống uốn của
nhíp đều nhau. Các lá nhíp đợc kẹp lại với nhau bằng quang
nhíp. Các lá nhíp
trên cùng đợc cuộn tròn hai đầu để bắt với thân ôtô.
Đặc điểm của nhíp lá l có đặc tính đn hồi tuyến tính,
các bề mặt lá nhíp bị
mi mòn nhanh. Vì vậy ngời ta thờng bôi mỡ chì lên các bề
mặt lá nhíp hoặc
đệm các tấm chất dẻo, ở đầu các lá nhíp ngời ta vát mỏng
để áp suất phân bố
đều hơn để hạn chế mi mòn. Để có đặc tính phi tuyến,
ngời ta thờng bồ trí nhíp phụ hoặc các ụ cao su hạn chế
biên độ dao động.

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

13


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

Hinh 2.2 Nhíp lá

2.2.2. Lò xo:
Đặc điểm của lò xo xoắn ốc l khối lợng nhỏ, độ cứng có
thể nhỏ, lắp đặt
đơn giản, không bị mi mòn do ma sát nh nhíp lá, khả năng
dập tắt dao động nhỏ, không có khả năng dẫn hớng.
Các lò xo thông dụng có đặc tính đn hồi tuyến tính, các
lò xo đặc biệt nh lò xo có tiết diện dây lò xo thay đổi, lò xo
côn có đặc tính phi tuyến.

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

14


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

Hình 2.3 Lò xo
2.2.3. Thanh xoắn:
Thanh xoắn có thể dùng đơn chiếu hoặc dùng ghép các
thanh lm một. Khi chế tạo, thanh xoắn đã đợc tạo ứng suất
d trớc nên nó chỉ thích hợp với một chiều lm việc. Trên các
thanh xoắn ở 2 đầu có đánh dấu để tránh nhầm lẫn khi lắp
ráp.

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

15


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

Hình 2.4 Thanh xoắn

2.2.4. Cao su:
Bộ phận đn hồi bằng cao su thờng chỉ l bộ phận đn
hồi phụ, dùng để tăng độ cứng của bộ phận đn hồi chính v
hạn chế biên độ dao động của bánh xe.
2.2.5. Khí nén:
Bộ phận đn hồi bằng khí nén hiện nay chỉ đợc dùng
nhiều cho ôtô buýt, chúng đợc chế tạo bằng cao su cú độ bền
cao thnh các túi khí dạng buồng xếp.

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

16


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

Sử dụng bộ phận đn hồi bằng khí nén sẽ thuận lợi trong

việc điều chỉnh độ
cứng của hệ thống treo cho phù hợp với tải trọng của xe v điều
chỉnh chiều cao xe bằng cách điều chỉnh áp suất khí nén
trong túi khí. Tuy nhiên hệ thống treo ny phức tạp vì cần có
máy nén khí v các van cung cấp khí nén cho các túi khí.
2.2.5. Kết luận:
Qua những phân tích trên em nhận they sử dụng bộ phận
đàn hồi nhíp lá là phù hợp nhất với việc thiết kế hệ thống treo
cho xe tải.Vì vậy em sẽ sử dụng nhíp lá làm bộ phận đàn hồi
cho hệ thống treo mà em thiết kế.

2.3. Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn:
Công dụng của bộ giảm chấn l dập tắt nhanh các dao
động của thân xe v bánh xe, đảm bảo cho bánh xe bám
đờng tốt hơn, tăng tính êm dịu chuyển động v tính ổn
định chuyển động v ổn định hớng chuyển động của xe.
Nguyên lý chung của giảm chấn l sử dụng ma sát để hấp
thu năng lợng dao động v chuyển thnh dạng năng lợng khác
(nhiệt năng). Quá trình hấp thụ năng lợng dao động ny luôn
xẩy ra do có ma sát trong bản thân bộ phận đn hồi (trong các
lá nhíp, giữa các lá nhíp với nhau, trong l xo v thanh xoắn,
trong các khớp nối) nhng chúng ta cần dập tắt dao động
nhanh v đảm bảo độ "mềm" của hệ thống treo nên chúng ta
phải bố trí bộ giảm chấn riêng thờng bằng thuỷ lực - gọi l
giảm chấn thuỷ lực hoặc thuỷ lực kết hợp khí nén.
Phân loại giảm chấn:

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

17

Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

- Giảm chấn tác dụng một chiều, tác dụng hai chiều đối
xứng, không đối xứng.
- Giảm chấn không có van giảm tải, có van giảm tải.
- Giảm chấn ống, giảm chấn đòn.
- Giảm chấn một lớp vỏ, hai lớp vỏ.
Trên ôtô hiện nay chủ yếu ding loại giảm chấn ống tác dụng
hai chiều không đối xứng, có van giảm tải nên em quyết định
chọn loại giảm chấn này để thiết kế hệ thống treo.

Chơng 3

tính toán hệ thống treo trớc

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

18


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

Trên các ôtô hiện đại thờng sử dụng nhíp bán elíp, thực
hiện chức năng của bộ phận đàn hồi và bộ phận dẫn hớng.
Ngoài ra nhíp bán elíp còn thực hiện một chức năng hết sức
quan trọng là khả năng phân bố tải trọng lên khung xe.

3.1.Bộ phận đàn hồi (nhíp):
3.1.1.Xác định thông số cơ bản của nhíp:
Hệ thống treo là đối xứng hai bên, vì vậy khi tính toán hệ
thống treo ta chỉ cần tính toán cho một bên. Tải trọng tác dụng
lên một bên của hệ thống treo trớc:
Trọng lợng không đợc treo:
Chọn:

Trọng lợng bánh xe trớc: Gbx = 1500(N)
Trọng lợng cầu trớc: Gcầu = 2300(N)
Trọng lợng nhíp trớc: Gnhíp = 1200(N)

Vậy trọng lợng không đợc treo trớc là:
Gktt = Gbx+ Gcầu+ Gnhíp = 5000(N)
Trọng lợng treo trớc:
Gtt = Gt Gktt = 40950 - 5000 = 35950 (N)
Trọng lợng đợc treo phân bố lên một bên nhíp:
Gtt = 35950/2 = 17975 (N)

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

19


Đồ án tốt nghiệp

có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

Hệ thống treo thiết kế ra phải đảm bảo cho xe đạt độ êm
dịu theo các chỉ tiêu đã đề ra. Hiện nay có rất nhiều chỉ tiêu
đánh giá độ êm dịu chuyển động nh tần số dao động, gia tốc
dao động, vận tốc dao động......
Trong khuôn khổ của một đồ án tốt nghiệp, Em xin lựa chọn
một chỉ tiêu, đó là chỉ tiêu tần số dao động. Chỉ tiêu này đợc
lựa chọn nh sau:
Tần số dao động của xe tải: n = 90120(lần/phút). Với số
lần nh vậy thì ngời khoẻ mạnh có thể chịu đợc đồng thời hệ
treo đủ cứng vững.
30

Ta có: n = f
t
ft: độ võng tĩnh của hệ thống treo (m)
Chọn sơ bộ tần số dao động của hệ thống treo trớc: ntr= 100
(lần/phút).
2

2

30
30

=
Vậy độ võng tĩnh: ft =

= 0, 09(m) = 9(cm)




n
100

tr

Độ cứng sơ bộ của hệ thống treo trớc:

Độ võng động (fđ): fđ

Ct =

Gtt 17975
=
= 1998( N / cm)
ft
9

F(N)
Fmax

Ta có: fđ=ft + fđ
Ta có fđ=(612) (cm)

Ft

Chon : fđ= 8 (cm)

ft

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

f đt

f(cm)

20


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

Hệ số Kđ=1,7
fđ =
Hình
3.1

3.1.2.Xác định sơ bộ thông số kết cấu của nhíp:
Chọn chiều dài lá nhíp chính:
Đối với xe tải: Chiều dài hiệu dụng lá nhíp chính đợc chọn:
Lt =(0,260,35)L

L: chiều dài cơ sở của xe (L = 4850 mm).
Lt =(12611697,5)
Chọn Lt=150 (cm)
Chọn số lá nhíp là 14, chiều rộng b = 7(cm); chia lm hai nhóm:
Nhóm một có 2 lá : b = 7(cm):h = 0,85(cm)
Nhóm hai có 12 lá : b = 7(cm):h = 0,95(cm)
Xác định chiều dài lá nhíp:
Hệ phơng trình dùng để xác định chiều dài nhíp có dạng:
A 2 + B2 + C 2 = 0




A3 + B3 + C3 = 0



...........................



A n + Bn + C n = 0



Trong đó:
Ak =

jk
3l

k- 1 2 jk - 1
lk



1




Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

21


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

jk


Bk =-
1+

jk - 1
3

l
3lk
1


Ck =

k +1



2
lk +1
lk



1




lk: chiều dài lá nhíp thứ k
jk: mô men quán tính mặt cắt ngang của lá nhíp thứ k
j1 =

2bh3

12

jk = b.h3/12

Biết l1 = (Lt - lq)/2 = 67(cm)
lq:khoảng cách giữa hai bulông quang nhíp.Chon l q = 16(cm)
Giải hệ phơng trình ta có chiều dài hiệu dụng của các lá
nhíp lần lợt là:

l 1=67 (cm); l2=67(cm);

l3=63(cm); l4=59 (cm); l5=55(cm) ;

l6=50(cm); l7=45(cm);

l8=40(cm); l9=35(cm); l10=30(cm); l11=25(cm); l12=19,5(cm);
l13=14(cm); l14=8,5(cm).

3.1.2.Tính độ cứng (độ võng tĩnh) của nhíp (với các
thông số kết cấu đã chọn ở trên):
Có nhiều phơng pháp tính độ cứng của nhíp. Ta sử dụng
phơng pháp tính độ cứng theo thế năng biến dạng đàn hồi.

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

22


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

p

f

Hình 3.2
Xét một thanh nh hình 3.3. khi chịu lực P, thanh biến dạng
một đoạn là f. Gọi U là thế năng biến dạng đàn hồi của thanh
thì ta có:
U = P. f f =

U
P

Nếu thanh có tiết diện không đổi thì: f =

dU
dP

Các lá nhíp chồng khít lên nhau, một đầu đợc ngàm chặt,
đầu còn lại chịu tác dụng của lực P.
Ta có:
f =

n
Z
ak3+1 ( Yk - Yk +1 )

6.E.a k =1

Vậy độ cứng nhíp là:
Cn =

6.E.a
n

a

3
k +1

(Yk - Yk +1 )

k =1

Trong đó:
E=2.107(N/cm2)
: hệ số thực nghiệm.Đối với xe tải chọn: = 0,86

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

23


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

ak = li - l k
li: chiều dài hiệu dụng lá nhíp thứ i
Yk =

1
; Yk +1 = 0
Ik

Ik: tổng mô men quán tính của mặt cắt ngang từ lá nhíp
thứ nhất đến lá nhíp thứ k; Ik = j1 + j2 +.+ jk .
ji: mô men quán tính mặt cắt ngang của lá nhíp thứ i
j = b.h3/12

Lập bảng tính toán:
k
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

lk
67
63
59
55
50
45
40
35
30
25
19.5
14
8.5

ak+1
4
8
12
17
22
27
32
37
42
47.5
53
58.5
67

b
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7

hk
0.85
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95

jk
0.72
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

Ik
0.716
1.217
1.717
2.217
2.717
3.217
3.717
4.217
4.718
5.218
5.718
6.218
6.718

Yk
1.396
0.822
0.582
0.451
0.368
0.311
0.269
0.237
0.212
0.192
0.175
0.161
0.149

Yk-Yk+1
0.574
0.239
0.131
0.083
0.057
0.042
0.032
0.025
0.02
0.017
0.014
0.012
0.149

a3k+1(Yk-Yk+1)
36.721
122.602
227.081
407.942
609.243
823.152
1045.354
1273.291
1505.355
1796.627
2094.282
2396.955
44769.029

Kết quả là: Cn=1903(N/cm)
Nhận thấy : Cn Ct =1998( N / cm) nên độ cứng của nhíp đảm
bảo tần số dao động nằm trong phạm vi cho phép của xe khi
đầy tải.
3.1.4. Tính bền nhíp:

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

24


Đồ án tốt nghiệp
có tải trọng 7,5 tấn.

Thiết kế hệ thống treo xe tải

Khi tính toán chỉ tính cho 1/2 lá nhíp ta có các giả thiết:
- Coi nhíp là loại 1/4 elíp với 1 đầu đợc gắn chặt, một
đầu chịu lực.
- Bán kính cong của các lá nhíp bằng nhau, các lá nhíp
chỉ tiếp xúc với nhau ở các đầu mút và lực chỉ truyền qua các
đầu mút.
- Biến dạng ở vị trí tiếp xúc giữa 2 lá nhíp cạnh nhau
thì bằng nhau.
l1

P

X2

l2
Xk

lk

Xn-1

ln-1
ln

Xn

Hình 3.3. Sơ đồ tính bền nhíp
Tại điểm B biến dạng lá thứ nhất và lá thứ 2 bằng nhau. Tơng tự tại điểm S biến dạng lá thứ k-1 và lá thứ k bằng nhau. Ta
có hệ phơng trình với n-1 ẩn là các giá trị X2,. . . , Xn.

A 2 P + B2 X 2 + C2 X 3 = 0




A 3X 2 + B3 X 3 + C 3 X 4 = 0



.. . . . . . . . .



A n X n- 1 + Bn X n = 0



Trong đó:
Ak =

Jk
3lk - 1



2 J k - 1 lk



1

Sinh biên thực hiện: Vũ Minh Tuấn-ÔtôB-K48

25