Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ (Có bản vẽ)

Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
Bộ giáo giục và đào tạo

cộng hoà xà hội chủ nghĩa việt

nam
trờng đại học bách khoa hà nội

Độc lập -Tự do -Hạnh phúc
(Link Cad :

/>
NHIệM Vụ THIếT Kế TốT NGHIệP
Họ và tên : Ngô Tiến Hiệp
Khoá

: K52

1. Nhiệm vụ đề tài:
Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ.
2. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
1. Tổng quan về hệ thống lái ô tô.
2. Kiểm nghiệm hệ thống láI cơ sở.
3. Tính toán thiết kế hệ thống lái.
4. Xây dựng quy trình lắp ráp,điều chỉnh và bảo dỡng hệ
thống lái.
5. Kết luận.

3. Các bản vẽ và đồ thị:
1. Bản vẽ bố trí chung cơ cấu lái
1A0
2. Bản vẽ lựa chọn các phơng án trợ lực
1A0
3. Bản vẽ quan hệ động học quay vòng và đặc tính cờng
hoá 1A0

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

1


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
4. Bản vẽ cơ cấu lái + xy lanh lực +van phân phối.
1A0
5. Bản vẽ sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống lái
1A0
6. Bản vẽ chi tiết của hệ thống lái (4 chi tiết)
1A0
4. Cán bộ hớng dẫn.
.
5. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế
Ngày tháng năm 2012.
6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ

Ngàythángnăm 2012.
CHủ NHIệM bộ môn

cán bộ hớng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ

tên)

Sinh viên đà hoàn thành

Kết quả đánh giá:

-Quá trình thiết kế.

và nộp toàn bộ bản thiết kế

cho khoa
-Điểm thuyết minh.

Ngàythángnăm 2012

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

2

Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
Ngàythángnăm 2012

(ký tên)

Chủ tịch hội đồng

(Ký và ghi rõ họ tên)

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

3


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52

Mục lục
Lời nói đầu .04
Chơng I: Tổng quan về hệ thống lái
I.

Tổng quan hệ thống lái ôtô .05

II.

Các bộ phận hợp thành hệ thống lái ôtô

.08
Chơng II: Tính toán hệ thống lái
I.

Các thông số của xe thiết kế.. 26

II. Chọn phơng án thiết kế 26
III. Tính toán động học hình thang lái.
27
IV. TT-TK cơ cấu lái Trục vít-Êcu bi-thanh răng cung
răng..38
V. Tính bền các chi tiết còn lại của hệ thống
lái.49
Chơng III: Thiết kế hệ thống cờng hoá lái
I. Đặc điểm của cờng hoá lái..60
II. Lựa chọn phơng án bố trí cờng hoá lái.61
III. Tính toán cờng hoá lái..69
Chơng IV: Quy trình công nghệ gia công khớp
cầu....81
Chơng V: Bảo dỡng - sửa chữa hệ thống lái...91
Kết luận 94

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

4


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
Tài liệu tham khảo95

Lời nói đầu
Trong nền kinh tế đang tăng trởng mạnh mẽ của nớc ta, nhu
cầu về giao thông vận tải ngày càng lớn. Vai trò quan trọng của
ôtô ngày càng đợc khẳng định vì ôtô có khả năng cơ động
cao, vận chuyển đợc ngời và hàng hoá trên nhiều loại địa hình
khác nhau.
Những năm gần đây, lợng xe du lịch có xu hớng tăng lên,
đặc biệt là các loại xe 7 chỗ với u điểm về khả năng cơ động,
tính kinh tế và thích hợp với nhiều mục đích sử dụng khác
nhau.
Với ôtô nói chung và xe du lịch nói riêng, an toàn chuyển
động là chỉ tiêu hàng đầu trong việc đánh giá chất lợng thiết
kế và sử dụng của phơng tiện. Một trong các hệ thống quyết
định đến tính an toàn và ổn định chuyển động là hệ
thống lái đặc biệt là ở tốc độ cao. Với đồ ¸n tèt nghiƯp cđa

ThiÕt kÕ tÝnh to¸n hƯ thèng l¸i có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

5


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
mình, em đà cơ bản hoàn thành việc thiết kế hệ thống lái cho
xe du lịch 7 chỗ.
Sau hơn ba tháng, đợc sự hớng dẫn tận tình của thầy
TIN MINH và sự giúp đỡ của các bạn cùng lớp, em đà cơ bản
hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Trong quá trình thực hiện, chắc
chắn em không tránh khỏi những thiếu sót. Do đó, em rất
mong nhận đợc sự chỉ bảo và góp ý của các thầy và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hà

Nội

ngày...thángnăm

2012
Sinh viên

Chơng I
Tổng quan Hệ thống lái
1.1. CÔNG DụNG,PHÂN LOạI và yêu cầu

1.1.1. Công Dụng.

Hệ thống lái của «t« dïng ®Ĩ thay ®ỉi híng chun ®éng
cđa «t« nhê quay vòng các bánh xe dẫn hớng cũng nh để giữ
phơng chuyển động thẳng hay chuyển động cong của ôtô
khi cần thiết .

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

6


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
Việc điều khiển hớng chuyển động của xe đợc thực hiện
nh sau: vành lái tiếp nhận lực tác động của ngời lái và truyền
vào hệ thống lái, trục lái truyền mômen từ vô lăng tới cơ cấu lái,
cơ cấu lái tăng mômen truyền từ vành lái tới các thanh dẫn
động lái, các thanh dẫn động lái truyền chuyển động từ cơ
cấu lái ®Õn c¸c b¸nh xe dÉn híng. KÕt cÊu l¸i phơ thuộc vào cơ
cấu chung của xe và của từng chủng loại xe.
Để quay vòng đợc thì ngời lái cần phải tác dụng vào vô
lăng một lực. Đồng thời cần có một phản lực sinh ra từ mặt đờng lên mặt vuông góc với bánh xe. Để quay vòng đúng thì các
bánh xe dẫn hớng phải quay quanh một tâm quay tức thời khi
quay vòng.
1.1.2. Các trạng thái quay vòng của xe.
Sự chuyển động và thay đổi hớng chuyển động của xe
trên đờng là quá trình phức tạp. Khi xe chuyển động trên đờng vòng với tốc độ thấp thì ứng với mỗi vị trí góc quay của

vành tay lái nhất định vl xe sẽ quay vòng với một bán kính
quay vòng R0 tơng ứng. Đây có thể coi là trạng thái quay vòng
tĩnh (quay vòng đủ).
Trong thực tế xe thờng chuyển động ở tốc độ lớn, do vậy
quá trình quay vòng là động, trạng thái quay vòng đủ ít xảy
ra mà thờng gặp là trạng thái quay vòng thiếu và quay vòng

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

7


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
thừa xảy ra trên cơ sở của việc thay đổi tốc độ chuyển động,
sự đàn hồi của lốp và hệ thống treo.
Khi quay vòng thiếu, để thực hiện quay vòng xe theo bán
kính R0 ngời lái phải tăng góc quay vành lái một lợng vl. Khi quay
vòng thừa, để thực hiện quay vòng xe theo bán kính R 0 ngời
lái phải giảm góc quay vành lái một lợng vl.
Quay vòng thừa và quay vòng thiếu là những trạng thái
quay vòng nguy hiểm, làm mất tính ổn định và tính điều
khiển của xe vì chúng gia tăng lực ly tâm (vận tốc quay vòng
của xe tăng kéo theo lực ly tâm khi quay vòng tăng). ở những
trạng thái này yêu cầu ngời lái phải có kinh nghiệm xử lý tốt. Vấn
đề chất tải, độ đàn hồi của lốp cũng có ảnh hởng tới tính năng

quay vòng và tính an toàn chuyển động của xe, đặc biệt là

Ro

Rqv

Trạ ng thái quay vòng
thiêu: Rqv>Ro

R qv

Ro

những xe có vận tốc lớn .

Trạ ng thái quay vòng
thừa: Rqv
O1

O

O

O1

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

8

Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
Hình 1.1-Các trạng thái quay vòng của xe.

1.1.3. Phân loại hệ thống lái.
Có nhiều cách để phân loại hệ thống lái ôtô:
1.1.3.1. Phân loại theo phơng pháp chuyển hớng.
+Chuyển hớng hai bánh xe ở cầu trớc (2WS).
+Chuyển hớng tất cả các bánh xe (4WS).
1.1.3.2. Phân loại hệ thống lái theo đặc tính truyền
lực.
+Hệ thống lái cơ khí.
+Hệ thống lái cơ khí có trợ lực bằng thuỷ lực hoặc bằng khí
nén.
1.1.3.3. Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái.
+Cơ cáu lái kiểu trục vít glôbôit - con lăn.
+ Cơ cấu lái kiểu trục vít - răng rẻ quạt và trục vít - êcu bi
+ Cơ cấu lái kiểu bánh răng - thanh răng.
1.1.3.4. Phân loại theo cách bố trí vành lái.
+ Bố trí vành lái bên trái (theo luât đi đờng bên phải).
+ Bố trí vành lái bên phải (theo luật đi đờng bên trái).

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

9


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
1.1.4. Yêu cầu của hệ thống lái ôtô.
Một trong các hệ thống quyết định đến tính an toàn
và ổn định chuyển động của ôtô là hệ thống lái. Theo đó
hệ thống lái cần đảm bảo 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 có 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 dẫn hớng.
Tránh va đập truyền ngợc từ bánh xe lên vành lái
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.
Giữ chuyển động thẳng ổn định.
Hệ thống lái phải bố trí thụân tiện trong việc bảo dỡng và
sửa chữa.

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ

ngồi

10


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
1.2. các bộ phận hợp thành hệ thống lái ôtô.
7

9

8

A

B
6

3
5
2

4

1

Hình 1.2-Sơ đồ tỉng qu¸t hƯ thèng l¸i.

ThiÕt kÕ tÝnh to¸n hƯ thèng lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

11


Đồ án tốt nghiệp

SV: Nguyễn Quang

Anh - Ôtô K46
1.Vành lái

6.Hình thang lái

2.Trục lái

7.Đòn quay ngang

3.Cơ cấu lái

8.Trụ xoay đứng

4.Đòn quay đứng

9.Bánh xe

5.Đòn kéo dọc

Thiết kế hệ thống lái cho xe du lịch 7 chỗ ngồi

12


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
1.2.1. Vành lái.
Vành lái có dạng vành tròn. Lực của ngời lái tác dụng lên vành
lái tạo ra mô men quay để hệ thống lái làm việc. Mô men tạo ra
trên vành lái là tích số của lực ngời lái trên vành tay lái với bán
kính của vành lái.
M vl=Pl.rvl.
Trong đó:
Mvl : Là mô men vành lái
P l : Là lực mà ngời lái tạo ra trên vành lái
rvl : Là bán kính vành lái.
Vành lái của bất kỳ loại ôtô nào cũng có độ dơ nhất định,
với xe con không đợc vợt quá 8.
1. 2. 2. Trục lái.
Trục lái có nhiệm truyền mômen lái xuống cơ cấu lái. Trục lái
gồm có trục lái chính có thể chuyển động truyền chuyển
động quay của vô lăng xuống cơ cấu lái và ống truc lái để cố
định trục lái vào thân xe. Trục lái kết hợp với một cơ cấu hấp
thụ va đập. Cơ cấu này hấp thụ lực dọc trục tác dụng lên ngời
lái khi có va đập mạnh hoặc khi tai nạn xảy ra.

Trục lái thờng có hai loại: Loại trục lái có thể thay đổi đợc góc
nghiêng và loại trục lái không thay đổi đợc góc nghiêng.

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

13


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
Ngoài cơ cấu hấp thụ va đập ở trục lái chính còn có thể có
thêm một số cơ cấu điều khiển nh : cơ cấu khoá lái để khoá
cứng trục lái, cơ cấu nghiêng trục lái để có thể điều chỉnh vị
trí vô lăng theo phơng thẳng đứng phù hợp với ngời lái, hệ
thống trợt trục lái để có thể điều chỉnh đợc chiều dài của trục
lái và đạt đợc vị trí ngồi lái tốt nhất cho ngời lái .
1.2.3. Cơ cấu lái.
Cơ cấu lái là bộ giảm tốc đảm bảo tăng mô men tác động
của ngời lái đến các bánh xe dẫn hớng. Tỷ số truyền của cơ cấu
lái thờng bằng 18 đến 20 đối với xe con và bằng từ 21 đến 25
đối với xe tải .
1.2.3.1. Các yêu cầu của cơ cấu lái.
Cơ cấu lái cần phải đảm bảo những yêu cầu sau:
+ Có thể quayđợc cả hai chiều để đảm bảo chuyển động
cần thiết của xe.
+ Có hiệu suất cao để lái nhẹ, trong đó cần có hiệu suất

thuận lớn hơn hiệu suất nghịch để các va đập từ mặt đờng đợc giữ lại phần lớn ở cơ cấu lái
+ Đảm bảo thay đổi trị số của tỷ số truyền khi cần thiết.
+ Đơn giản trong việc điều chỉnh khoảng hở ăn khớp của cơ
cấu lái.
+ Độ dơ của cơ cấu lái là nhỏ nhất.

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

14


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
+ Đảm bảo kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp và tuổi
thọ cao.
+ Chiếm ít không gian và dễ dàng tháo lắp.
Sự đàn hồi của hệ thống lái có ảnh hởng tới sự truyền các va
đập từ măt đờng lên vô lăng. Độ đàn hồi càng lớn thì sự va
đập truyền lên vô lăng càng ít, nhng nếu độ đàn hồi lớn quá sẽ
ảnh hởng đến khả năng chuyển động của xe. Độ đàn hồi của
hệ thống lái đợc xác định bằng tỷ số góc quay đàn hồi tính
trên vành lái vô lăng và mô men đặt trên vành lái. Độ đàn hồi
của hệ thống lái phụ thuộc vào độ đàn hồi của các phần tử nh
cơ cấu lái, các đòn dẫn động
1.2.3.2. Tỉ số truyền của cơ cấu lái:
Tỷ số truyền cơ cấu lái i c là tỷ số giữa góc quay của bánh lái

và góc quay của đòn quay đứng.

ic

d

d

(1 1)

: góc quay bánh lái
: góc quay đòn quay đứng
Tỷ số truyền của cơ cấu lái đảm bảo tăng mômen từ vành lái
đến các bánh xe dẫn hớng. Tỷ số truyền lớn sẽ giảm lực đánh lái
nhng ngời lái phải quay vô lăng nhiều hơn khi quay vòng.

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

15


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
Vấn đề chọn tỷ số truyền của cơ cấu lái trên cơ sở ứng với 1
đến 2 vòng quay của
25

vô lăng thì bánh xe

20

phải quay đợc tối đa

15

từ 350 đến 450 từ vị

10

trí trung gian trở đi.

5

Quy luật thay đổi tỷ

720 540 360 180

180 360 540 720

số truyền thích hợp Hình 1.3: Quy luật thay đổi tỷ số truyền ic của cơ cấu lái
nhất đợc thể hiện trên giản đồ bên:
Trong phạm vi gãc quay   /2 th× tû sè trun của cơ cấu lái
có giá trị cực đại đảm bảo chính xác cao trong khi lái ôtô trên
đờng thẳng với tốc độ cao và giúp lái nhẹ nhàng vì đa số thời
gian lái là quay vành lái một góc nhỏ quanh vị trí trung gian.
Ngoài việc lái nhẹ ra, cơ cấu lái có tỷ số truyền thay đổi theo

qui luật nh thế sẽ giảm ảnh hởng của những va đập từ bánh
dẫn hớng lên vành lái.
Khi > /2 thì ic giảm rất nhanh, ở hai rìa của đồ thị thì ic
hầu nh không thay đổi. ở đoạn này khi quay vành lái một góc
nhỏ thì bánh dẫn hớng quay một góc lớn giúp khả năng quay
vòng của ôtô tốt hơn.

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

16


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
1. 2. 3.3. Tỷ số truyền của dẫn động lái id
Tỷ số trun nµy phơ thc vµo kÝch thíc vµ quan hƯ của các
cánh tay đòn. Trong quá trình bánh xe dẫn hớng quay vòng giá
trị của các cánh tay đòn sẽ thay đổi. Trong các kết cấu hiện
nay id thay đổi không nhiều lắm: id = 0,9 1,2
1.2.3.4. Tỷ số truyền lực của hệ thống lái il
Là tỷ số giữa tổng lực cản quay vòng tác dụng lên bánh xe
dẫn hớng và lực đặt lên vành lái cần thiết để khắc phục lực
cản quay vòng.
il

pc

pl

pc

Mc
c

(1 - 2)
, pl

Ml
r

(1 - 3)

Trong đó:
Mc - mômen cản quay vòng của bánh xe.
c - cánh tay đòn quay vòng tức là khoảng cách từ tâm mặt tựa
của lốp đến đờng trục đứng kéo dài.
Ml - mômen lái đặt trên vành lái.
r - bán kính vành tay lái.
Nh vậy ta có:
il

Mc r
.
c Ml

(1 -

4)

ThiÕt kÕ tÝnh to¸n hƯ thèng l¸i cã trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

17


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
Bán kính vành tay lái ở da số ôtô hiện nay là 200 250mm và
tỷ số truyền góc ig không vợt quá 25 vì vậy il không đợc lớn quá,
il hiện nay chän trong kho¶ng tõ 10  30.

1.2.3.5. HiƯu st thn
HiƯu st thn lµ hiƯu st tÝnh theo lùc trun từ trên
trục lái xuống. Hiệu suất thuận càng cao thì lái càng nhẹ. Khi
thiết kế hệ thống lái yêu cầu phải hiệu suất thuận cao.
1.2.3.6. Hiệu suất nghịch
Hiệu suất nghịch là hiệu suất tính theo lực truyền từ đòn
quay đứng lên trục lái. Nếu hiệu suất nghịch rất bé thì các
lực va đập tác dụng lên hệ thống chuyển động của ôtô sẽ
không truyền đến bánh lái đợc vì chúng bị triệt tiêu bởi ma
sát trong cơ cấu lái. Nhng không thể đa hiệu suất nghịch
xuống thấp quá vì khi đó bánh lái xẽ không tự trả lại đợc về vị
trí ban đầu dới tác dụng của mômen ổn định. Bởi vậy để
đảm bảo khả năng tự trả bánh lái từ vị trí đà quay về vị trí

ban đầu và để hạn chế các va đập từ đờng tác dụng lên hệ
thống lái trong một phạm vi nào đấy thì cơ cấu lái đợc thiết kế
với một hiệu suất nghịch nhất định.
1.2.3.7 Một số loại cơ cấu lái thờng dùng:
a) Cơ cấu lái trục vít chốt quay

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

18


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
Cơ cấu lái loại này gồm hai loại:
+ Cơ cấu lái trục vít và một chốt quay.
+ Cơ cấu lái trục vít và hai chốt quay.

Hình 1.4: Cơ cấu lái trục vít chốt quay
Ưu điểm:
Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay có thể thay đổi tỷ số
truyền theo yêu cầu cho trớc. Tùy theo điều kiện cho trớc khi
chế tạo khi chế tạo trục vít ta có thể có loại cơ cấu lái chốt quay
với tỷ số truyền không đổi, tăng hoặc giảm khi quay vành lái ra
khỏi vị trí trung gian. Để

A-A

tăng hiệu suất của cơ cấu
31

lái và giảm độ mòn của
trục vít và chốt quay thì
chốt đợc đặt trong ổ bi.
b) Cơ cấu lái trục

21

11

vít con lăn

B
Nhì
n theo B

A

A

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

19
Hình 1.5
Cơ cấu lái trục vít con lăn

Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
Loại cơ cấu lái này đợc sử dụng rộng rÃi nhất. Cơ cấu lái gồm
trục vít glôbôit 1 ăn khớp với con lăn 2 (có ba tầng ren) đặt trên
các ổ bi kim của trục 3 của đòn quay đứng. Số lợng ren của loại
cơ cấu lái trục vít con lăn có thể là một, hai hoặc ba tuỳ theo
lực truyền qua cơ cấu lái.

c)Cơ cấu lái trục vít -êcu bi - thanh răng - cung răng.
Gồm một trục vít có hai đầu đợc đỡ bằng ổ bi đỡ chặn.
Trục vít và êcu có rÃnh tròn có chứa các viên bi lăn trong rÃnh. Khi
đến cuối rÃnh thì các viên bi theo đờng hồi bi quay trở lại vị
trí ban đầu.
Khi trục vít quay (phần chủ động), êcu bi chạy dọc trục vít,
chuyển động này làm quay răng rẻ quạt. Trục của bánh răng rẻ
quạt là trục đòn quay đứng. Khi bánh răng rẻ quạt quay làm cho
đòn quay đứng quay, qua các đòn dẫn động làm quay bánh
xe dẫn hớng.

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

20


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
2

1

10

3

4

5

6

7

8

9
Hình 1.6- Cơ cấu lái kiểu bi tuần hoàn.

1. vỏ cơ cấu lái

6. Phớt

2. ổ bi dới

7. Đai ốc điều chỉnh

3.Trục vít

8. Đai ôc hÃm

4. Êcu bi

9. Bánh răng rẻ quạt

5. ổ bi trên

10.Bi

Cơ cấu lái kiểu trục vít- êcu bi cung răng có u điểm lực
cản nhỏ, ma sát giữa trục vít và trục rẻ quạt nhỏ (ma sát lăn).
1.2.4. Dẫn động lái.
Dẫn động lái gồm những chi tiết truyền lực từ cơ cấu lái
đến ngõng quay của bánh xe. Dẫn động lái phải đảm bảo các
chức năng sau:
+ Nhận chuyển động từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hớng.

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

21


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
+ Đảm bảo quay vòng của các bánh xe dẫn hớng sao cho
không xảy ra hiện tợng trợt bên lớn ở tất cả các bánh xe,
đồng thời tạo liên kết giữa các bánh xe dẫn hớng.
+ Phần tử cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái tạo bởi
cầu trớc, đòn kéo ngang

và đòn kéo bên. Nhờ hình

thang lái nên khi quay vô lăng một góc thì các bánh xe dẫn
hớng sẽ quay đi một góc nhất định. Hình thang lái có thể
bố trí trớc hoặc sau cầu dẫn hớng tùy theo bè trÝ chung.
Quan hƯ h×nh häc ACKERMAN.
Quan hƯ h×nh học ACKERMAN biểu thị quan hệ góc quay
của các bánh xe dẫn hớng quanh trục đứng với giả thiết tâm
quay tức thời của xe nằm trên đờng kéo dài của tâm trục cầu
sau .

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

22


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52

L

H
ì
n
h
2
O
B
.1
1
S
ơ
đ
ồ
b
i
ể
u
d
i
ễ
n
c
á
c
k

í
c
h
t
h
ớc
c
ủ
a
đ lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
Thiết kế tính toán hệ thống
ò
ngồi
n 23
q
u
a





Đồ án tốt nghiệp
- ÔtôA K52

đ
ứ
n
g
.

SV: Ngô Tiến Hiệp

R
s

Hình 1.7- Quan hệ hình học của ACKERMAN.
Để thực hiện quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hớng (trên
cùng một cầu) phải quay theo các góc , khác nhau và quan hệ
hình học đợc xác định theo biểu thức sau :
Cotg   Cotg 

B
L

(1- 5)

Trong ®ã :
L : chiỊu dài cơ sở của xe.
B0 : khoảng cách của hai đờng tâm trụ quay đứng
trong mặt phẳng đi qua tâm trục bánh xe và song song
với mặt đờng .
, : Gãc quay cđa b¸nh xe dÉn híng phÝa trong và
phía ngoài
Để đảm bảo điểu kiện (1), trên xe sử dụng cơ cấu hình
thang lái 4 khâu gọi là hình thang lái Đantô. Hình thang lái
Đantô chỉ áp dụng gần đúng điều kiện trên, song do kết cấu
đơn giản nên đợc dùng rất phổ biến. Mỗi một chủng loại xe, có
kích thớc và vị trí đòn của cơ cấu 4 khâu sao cho sai lệch
trong quan hệ hình học của cơ cấu lái 4 khâu với quan hệ

hình học ACKERMAN chØ n»m ë gãc quay b¸nh xe dÉn híng
lín. Gi¸ trÞ sai lƯch so víi lý thut tõ 0 030’ đến 10 khi bánh xe
dẫn hớng ở vùng quay vòng gấp.

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

24


Đồ án tốt nghiệp

SV: Ngô Tiến Hiệp

- ÔtôA K52
Đối với dầm cầu liền, hệ thống treo phụ thuộc thì cấu tạo
của hình thanh lái Đantô nh sau:
Dầm cầu đứng đóng vai trò là một khâu cố định, hai đòn
bên dẫn động các bánh xe, đòn ngang liên kết với các đòn bên
bằng những khớp cầu (rotuyl lái). Các đòn bên quay quanh đờng tâm trụ đứng (hình 1.8)
v

v

Đ òn ké
o ngang

Dầm cầu liề
n

b)

a)

Hình 1.8 - Cơ cấu 4 khâu khi có dầm cầu
liền.
a. Đòn kéo ngang khi có dầm cầu liền.
b. Đòn kéo ngang nằm trớc dầm cầu.
Trên hệ thống treo độc lập, số lợng các đòn và khớp tăng lên
nhằm đảm bảo các bánh xe dịch chuyển độc lập với nhau.
Số lợng các đòn tăng lên tuỳ thuộc vào kết cấu của cơ cấu lái,
vị trí bố trí cơ cấu lái, dẫn động lái và hệ thống treonhng
vẫn đảm bảo quan hệ hình học ACKERMAN, tức gần đúng với
hình thang lái Đantô. Hai phơng pháp bố trí dẫn động lái điển
hình ở hệ thống treo độc lập đợc trình bày theo hình 1.9:

Thiết kế tính toán hệ thống lái có trợ lực cho xe con 7 chỗ
ngồi

25