Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống lái cho ôtô tải cỡ lớn có hai cầu dẫn hướng

Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

Lời nói đầu
Trong nền kinh tế quốc dân hiện nay, vai trò cđa giao
th«ng «t« rÊt quan träng trong viƯc vËn chun ngời và hàng
hoá. Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của ôtô là
điều khiển hớng chuyển động, nhiệm vụ này đợc đảm bảo
bởi hệ thống lái của ôtô.
Đối với xe tải lớn, do tải trọng phân bố lên cầu trớc lớn nên với
hệ thống lái một cầu dẫn hớng, để đảm bảo an toàn, kích
thớc các chi tiết phải đủ lớn, do đó việc sửa chữa thay thế
khó khăn.
Từ ®ã em ®ỵc giao nhiƯm vơ: ThiÕt kÕ hƯ thèng lái cho xe
tải 27 tấn có hai cầu dẫn hớng, với công thức bánh xe 8 x 4.
Trong quá trình làm đồ án, đợc sự hớng dẫn tận tình của
thầy giáo Phạm Hữu Nam và các thầy giáo trong bộ môn, em
đà hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Do trình độ bản
thân và thời gian có hạn nên đồ án của em không tránh khỏi
khiếm khuyết. Em mong đợc sự chỉ bảo của các thầy.
Em xin chân
thành cảm ơn
Sinh viên: Vũ
Văn Hoà

Đồ án tốt nghiệp

1

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46

Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

chơng I
nhiệm vụ, yêu cầu Hệ thống láI trên xe tảI lớn
1. Nhiệm vụ hệ thống lái.
Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hớng chuyển
động của ôtô nhờ quay vòng các bánh xe dẫn hớng cũng nh
để giữ phơng chuyển động thẳng hay chuyển động cong
của ôtô khi cần thiết .
Trong quá trình chuyển động trên đờng, hệ thống lái có
ảnh hởng rất lớn đến an toàn chuyển động của xe nhất là ở
tốc độ cao, do đó chúng không ngừng đợc hoàn thiện.
Việc điều khiển hớng chuyển động của xe đợc thực
hiện nhờ vô lăng (vành lái ), trục lái (truyền chuyển động
quay từ vô lăng tới cơ cấu lái), cơ cấu lái (tăng lực quay của vô
lăng để truyền mômen lớn hơn tới các thanh dẫn động lái),
và các thanh dẫn động lái (truyền chuyển động từ cơ cấu lái
đến các bánh xe dẫn hớng).
Kết cấu lái phụ 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 để quay vòng đợc thì cần có một
phản lực sinh ra từ mặt đờng lên bánh xe.
Để quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hớng quay trên
những đờng tròn đồng tâm với nhau. Đó là tâm quay tức
thời khi quay vòng

Đồ án tốt nghiệp

2

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
2. Phân loại hệ thống lái.
Có nhiều cách để phân loại hệ thống lái ôtô:
a . Phân loại theo phơng pháp chuyển hớng .
+Chuyển hớng hai bánh xe ở cầu trớc
+Chuyển hớng tất cả các bánh xe
b . 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.
c . Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái.
+Cơ cáu lái kiểu trục vít lõm - con lăn.
+ Cơ cấu lái kiểu trục vít - răng rẻ quạt và trục vít -đai
ốc .
+ Cơ cấu lái kiểu trục vít - thanh răng.
+ Cơ cấu lái kiểu bánh răng - thanh răng.
+ Cơ cấu lái kiểu bi tuần hoàn .
d . Phân loại theo bố trí vành lái .
+ Bố trí vành lái bên trái (theo luât đi đờng bên trái ).
+ Bố trí vành lái bên phải (theo luật đi đờng bên phải ).
e . Phân loại theo kết cấu đòn dẫn động.
- Dẫn động lái một cầu
- Dẫn động lái hai cầu
3. Yêu cầu đối với hệ thống lái xe tải lớn
An toàn chuyển động trong giao thông vận tải bằng
ôtô là chỉ tiêu hàng đầu trong việc đánh giá chất lợng

thiết kế và sử dụng phơng tiện này. Một trong các hệ
thống quyết định đến tính an toàn và ổn định chuyển

Đồ án tốt nghiệp

3

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
động của ôtô là hệ thống lái. Để đảm bảo tính êm dịu
chuyển động, hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau :
Hệ thống lái phải đảm bảo dễ dàng điều khiển, nhanh
chóng và an toàn.
Đảm bảo ổn định bánh xe dẫn hớng
Đảm bảo khả năng quay vòng hẹp dễ dàng
Đảm bảo lực lái thích hợp
Hệ thống lái không đợc có độ dơ lớn
Đảm bảo khả năng an toàn bị động của xe
Đảm bảo tỷ lệ thuận giữa góc quay vô lăng với góc quay
bánh xe dẫn hớng.
Không đòi hỏi ngời lái xe một cờng độ lao động quá lớn
khi điều khiển ôtô.
4. Sơ đồ tổng quát hệ thống lái ôtô.
Sơ đồ tổng quát của hệ thống lái không có trợ lực gồm có
vành tay lái, trục lái, cơ cấu lái và dẫn động lái.
6

7

5

4
3

2

1

Hình 1.2-Sơ đồ tổng quát hệ thống lái.
1.vành tay lái

Đồ án tốt nghiệp

5.Thanh kéo dọc

4

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
2.Trục lái.

6.Đòn quay ngang

3.Cơ cấu lái.

7.Hình thang lái

4.Đòn quay đứng
4.1. Vành tay lái.
Để tạo ra mô men quay vòng thì ngời lái cần phải tác
dụng một lực lên vô lăng.Vô lăng có dạng vành tròn, có nan
hoa bố trí đều hay không đều quanh vành trong của vành
tay lái.
4.2. 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 trục lái để cố
định trục lái vào thân xe. Đầu phía trên của trục lái chính đợc gia công ren và then hoa để lắp vô lăng lên đó và đợc giữ
chặt bằng một đai ốc.
4.3. 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, chúng có chức
năng giảm lực đánh lái bằng cách tăng mô men đầu ra, tỷ số
giảm tốc đợc gọi là tỷ số truyền của cơ cấu lái và thờng bằng
18 đến 20 đối với xe con và bằng từ 21 đến 25 đối với xe tải
.
Tỷ số truyền lớn sẽ giảm lực đánh lái nhng ngời lái phải
quay vô lăng nhiều hơn khi quay vòng .

Đồ án tốt nghiệp

5

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

4.4. Dẫn động lái .
Dẫn động lái bao gồm tất cả những chi tiết truyền lực từ
cơ cấu lái đến ngõng quay của bánh xe. Vì vậy dẫn động
lái trên xe phải đảm bảo các chức năng sau :
+ Nhận chuyển động từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hớng.
+ 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 híng tïy theo bè trÝ
chung.
5 . Sè liƯu tham kh¶o .
Xe tải hạng nặng HUYNDAI đời 1994
Chiều dài toàn bộ :12270 mm
Chiều cao toàn bộ :2780 mm
Khoảng cách giữa hai trụ quay đứng : B0=1880 mm
Chiều dài cơ sở của cầu dần hớng thứ nhất là : L1=7060
mm
Chiều dài cơ sở của cầu dẫn hớng thứ hai là : L2=5360
mm.
Trọng lợng không tải : G0=93000 N
Trọng Lợng toàn tải : GT=273000 N

Đồ án tốt nghiệp

6

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
Ký hiệu lốp :10.00-20
Trọng lợng toàn tải phân bố ra hai cầu dẫn động lái (cầu I
và cầu II) :
GT1=GT2=32500 N
Trọng lợng toàn tải phân bố ra hai cầu sau (cầu III và cầu
IV ) :
GT3=GT4=104000 N

Chơng ii

Đồ án tốt nghiệp

7

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
thiết kế dẫn động lái
Dẫn động lái gồm tất cả các cơ cấu truyền lực từ cơ
cấu lái đến ngõng quay của các bánh xe dẫn hớng khi quay
vòng.
Phần tử cơ bản của dẫn động lái

là hình thang lái

ĐANTÔ, nó đợc tạo bởi cầu trớc, đòn kéo ngang và các đòn
kéo bên. Sự quay vòng của ôtô rất phức tạp, để đảm bảo
mối quan hệ động học của các bánh xe phía trong và phía
ngoài khi quay vòng là một điều khó thực hiện. Hiện nay ngời ta chỉ đáp ứng gần ®óng mèi quan hƯ ®éng häc ®ã
b»ng hƯ thèng kh©u khớp và đòn kéo tạo nên hình thang lái.
Với xe thiết kế là xe tải hạng nặng, ta chọn phơng án dẫn
động lái bao gồm hai cầu dẫn hớng, với hai hình thang lái
ĐANTÔ và một cơ cấu liên động giữa hai cầu.
1. Tỷ số truyền của hệ thống lái.
1.1. Tỷ số truyền của dẫn động lái Id.
Tỷ số truyền của dẫn động lái phụ thuộc vào kích thớcvà
quan hệ của các cánh tay đòn.
Id=0,85-1,1
Chọn sơ bộ Id=1 ( cho cầu dẫn hớng thứ nhất)
1.2. Tỷ số truyền của cơ cấu lái I .
Tỷ số truyền của cơ cấu lái loại trục vít-êcu-bi-răng rẻ quạt
đợc tính theo công thức sau :
i

2. .R0
t

Trong đó :
t-bớc vít của trục vít
Đồ án tốt nghiệp

8

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46

Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
R0 - bán kính vòng chia của bánh răng rẻ quạt.
R0 và t không đổi nên tỷ số truyền của loại cơ cấu lái
trục vít vô tận-êcu cung răng là không đổi.
Tỷ số truyền của cơ cấu lái loại này thờng lấy theo kinh
nghiÖm thiÕt kÕ i 22 25 , ta chän s¬ bé i 24 .
1.3. Tû sè trun cđa hƯ thèng l¸i.
Tû sè trun cđa hƯ thèng l¸i b»ng tÝch số của tỷ số
truyền cơ cấu lái (i ) và tỷ số truyền của dẫn động lái(id).
i i .i d

Tû sè trun cho cÇu dÉn híng thø nhÊt i1 i .id 1
Tû sè trun cho cÇu dÉn híng thø hai i2 i .id 2
Trong đó id1, id2 lần lợt là tỷ số truyền của dẫn động lái
đến bánh xe dẫn hớng cầu thứ nhất và cầu thứ hai.
Giá trị tỷ số truyền đối với cầu dẫn hớng thứ nhất chän
s¬ bé i1=1.24=24
1.4. Tû sè trun lùc cđa hƯ thèng lái.
Il - là tỷ số của tổng lực cản khi ôtô máy kéo quay vòng(P c) và
lực đặt trên vành tay lái khi cần thiết để khắc phục đợc lực
cản quay vòng(Pl).
Il

Pc
Pl

Trong đó:
Mc
c

M
Pl l
R
Pc

Đồ án tốt nghiệp

9

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng



rbx
c
Với : Mc - mômen cản quay vòng của bánh xe
Ml - mômen đặt trên vành tay lái.
c - cánh tay đòn quay vòng tức là khoảng cách từ
tâm mặt tựa của lốp đến đờng trục đứng kéo dài.
R - bán kính vành tay lái.
2. Tính toán các thông số hình học của hệ dẫn động
lái.
2.1. Tính toán hình thang lái.
a) Công dụng của hình thang lái:
- Hình thang lái có tác dụng đảm bảo sự quay vòng
đúng của các bánh xe dẫn hớng. Khi đó các bánh xe dẫn hớng
không có sự trợt khi xe chuyển động.

- Đảm bảo quan hệ giữa góc quay của bánh xe dẫn hớng
bên trái và bên phải sao cho các bánh xe lăn trên các đờng
tròn khác nhau nhng đồng tâm.
b)Xây dựng đờng đặc tính ly thuyết của hệ thống lái hai
cầu trớc:
Muốn các bánh xe thực hiện quay vòng đúng thì quan
hệ giữa chúng phải thoả mÃn công thức sau :

Đồ án tốt nghiệp

10

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
B0

Cotg 1-Cotg 1= L

1

Cotg 2- Cotg 2=

B0
L2

Trong đó :
1,2: Là góc quay của bánh xe dẫn hớng ngoài của cầu
dẫn hớng thứ nhất và thứ hai

1,2: Là góc quay của bánh xe dẫn hớng trong của cầu dẫn
hớng thứ nhất và thứ hai .
L1,L2 : chiều dài cơ sở của hai cầu (trên hình vẽ).
B0 : Khoảng cách giữa hai đờng tâm trụ quay đứng .
L1
L

B2

B1

C
L2

B
0

A

A

1

2

D

1

O

Sơ đồ động học khi quay vòng.

Đồ án tốt nghiệp

11

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
OD

Theo hình vẽ : Cotg 1= L
1
OD

Cotg 2= L
2

Ta tìm đợc mối quan hƯ cđa c¸c gãc quay b¸nh xe dÉn híng víi gãc α1 nh sau :
Cotg1 
Cotg 2 

B0
 Cotg 1
L1

B0
 Cotg 2

L2

Tg 2 

L2
Tg 1
L1

Cho  1 c¸c gi¸ trị khác nhau từ

00 400 ta lần lợt xác

định đợc các góc 1 , 2, 2 tơng ứng theo bảng sau :
Bảng 1: Bảng thông số của đờng đặc tính lý thuyết của các góc quay cầu thứ
nhất và quan hệ góc quay giữa cầu thứ nhất và cầu thø hai.

1 0 
1  0 

2 

0



0

5

10

15

20

0

4,8

9,5

14,0 18,3 22,5 26,5 30,5 34,4

0

9
3,8

6
7,6

4
6
3
8
5
4
11,5 15,4 19,5 23,6 28,0 32,5

0

2

0

7

25

0

30

7

35

0

40

0

Bảng 2: Cầu thø hai:
0
() 0

 2 (0)

20

0

5
10 15
20
25
30
35
40
4,8 9,4 13,7 17,8 21,8 25,6 29,3 32,9
5

3

6

9

4

5

4

6

Từ bảng giá trị thu đợc ta xây dựng đợc quan hệ :

Đồ án tốt nghiệp

12

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
2 f (1)
1f (1)
2 f (2)

c)Xây dựng đờng đặc tính thực tế.
Nhiệm vụ cơ bản khi thiết kế hình thang lái Đantô là
xác định đúng góc nghiêng của các đòn bên khi xe chạy
thẳng :

B
0

m

m

n





Sơ đồ xác định các kích thớc của hình thang

lái
Cần xác định góc và độ dài mỗi đòn bên m và đòn
ngang n.

Đồ án tốt nghiệp

13

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
Quan hệ thực tế giữa các góc quay 1và1,2và2 phụ
thuộc vào góc và độ dài m của đòn bên .
Khi xe chạy thẳng:
Từ sơ đồ dẫn động lái trên hình ta có thể tính
đợc mối quan hệ giữa các thông số theo biểu thức sau:
sin

B n
2m

Khi xe quay vòng :

B
0

m

m

n





Hình vẽ 2.6 - Sơ đồ hình thang lái khi quay vòng.
Khi bánh xe dẫn hớng bên trái quay đi một góc và bên
phải quay đi một góc , lúc này đòn bên phải hợp với phơng thẳng ngang một góc và bánh xe bên trái là .
Từ sơ đồ dẫn động trên hình trên ta có mối quan hệ
của các thông số theo quan hệ sau :

Đồ án tốt nghiệp

14

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

 arctg

m. cos(   )
m  Bo. sin(   )  2m. sin 2   2 Bo. sin 
 arcsin
2
Bo  m. sin(   )
m 2 . cos 2 (   )   Bo  m. sin(   )

(1.7)
m thêng lÊy theo kinh nghiƯm :
m=  0,140,16 Bo
Chän s¬ bé theo kinh nghiƯm cho cả hai cầu độ dài đòn
bên :
m1=m2=0,15.Bo=282 (mm)
Chọn sơ bộ góc ban đầu theo công thức của Chuđakôp:
Cotg (90 0 )

Bo
2.0,7.L

(1.8)

Từ đó ta tính đợc
Tính các thông số cho cầu dẫn hớng thứ nhất (cÇu I).
TÝnh 
1880

0
Thay sè: Cotg (90  1 )  2.0,7.7060 0,19

Ta tính đợc 1 110 35 0 ( theo kinh nghiệm thiết kế).
Cho 1 các giá trị xung quanh giá trị sơ bộ ( 1=110) và
công thức (1.7) để tìm quan hệ thực tế của 1 và 1 .
Cho lần lợt 1=90,100,110,120,130,sẽ tìm đợc mối quan hệ
thực tế giữa 1 và 1 theo c«ng thøc sau :
1 1  arctg

m. cos(1   1 )
m  Bo. sin(1   1 )  2m. sin 2 1  2 Bo. sin 1
 arcsin
2 (1.10
Bo  m. sin(1   1 )
m 2 . cos 2 (   )   Bo  m. sin( 1 )
1

1

1

)

Đồ án tốt nghiệp

15

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
Bảng 3.Bảng thông số của đờng đặc tính thực tế cho
cầu thứ nhÊt.
11 =90

1

0 5

10

15

(0)
10

0 4,8

9,56

14,0 18,3 22,5 26,5 30,5 34,4

(0)
11

9
0 4,9

9,71

4
6
3
8
5
4
14,3 18,8 23,1 27,3 31,2 34,9

3

(0)
0
11( ) 0 -

6
-0,15 -

0,0
4
0 4,9

12 =1

12

00

2
(0)
12(0) 0 -

13 =1

13

10

1
(0)
13(0) 0 -

9,68

14 =1

14

20

0
(0)
0
14( ) 0 -

15 =1

15

30

(0)

9

Đồ án tốt nghiệp

1
-

35

4
-

40

2
-

2
-

7
-

2
-

4
-

0
0,04

0,14 0,36 0,44 0,44 0,29
9,65

14,2 18,5 22,7 26,7 30,4 34,6

1

-0,09 -

8
-

6
-

2
-

4
2
0,11 -

0,17 0,22 0,23 0,14
9,61

0,18

14,1 18,4 22,5 26,4 30,0 33,3

3
-0,05 -

0,0
1
0 4,8

7

-

30

14,2 18,7 22,9 27,0 30,8 34,4

8
-0,12 -

0,0
2
0 4,9

4
-

25

0,32 0,48 0,64 0,73 0,69 0,48

0,0
3
0 4,9

20

5
-

6

-

3
4
6
0,15 0,51 1,08

0,09 0,09 0,03
9,58

14,0 18,3 22,3 26,1 29,6 32,8
6

16

2

6

4

5

5

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
15(0) 0 0

-0,02 -

0,04 0,17 0,44 0,9

1,59

0,02
Trong ®ã  1i  10 1i
Từ bảng giá trị thu đợc ta xây dựng đồ thị quan hệ 1
và 1 thực tế

trên cùng đồ thị quan hệ

1 và 1 theo lý

thuyết.
Theo bảng giá trị trên ta chọn góc 1 sao cho sù sai lƯch
so víi ®êng lý thut 1 nhá nhÊt và nhỏ hơn 10, ta chọn
đợc 1=130, ứng với góc quay vòng lớn nhất của bánh xe dẫn
hớng cầu thø nhÊt lµ  1 max 35 0 vµ 1 max 29,65 0
VËy víi cÇu dÉn híng thø nhÊt ta có:
- 1=130
-Độ dài đòn bên m1 = 282 (mm)
-Độ dµi thanh kÐo ngang n1= B  2.m. sin 1 1753,13(mm)
Dựa vào bảng 1, ta tìm đợc góc quay vòng lín nhÊt cđa cÇu
dÉn híng thø 2 :
 2 max 28 0

Tính các thông số cho cầu dẫn hớng thứ hai

TÝnh
0
Thay sè : Cotg (90   2 ) 

1880
0,25
2.0,7.5360

ta tính đợc 2 14 0 35 0 ( theo kinh nghiệm thiết kế).
Chọn 2 các giá trị xung quanh giá trị đà chọn ( 2=140)
và công thức (4) để tìm quan hệ thực tế của 2 và 2 .
Cho lần lợt 2=120, 130, 140, 150, 160, sẽ tìm đợc mối
quan hệ thực tế giữa 2 và 2 .

Đồ án tốt nghiệp

17

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

2  2  arctg

m. cos( 2   2 )
m  Bo. sin( 2   2 )  2m. sin 2  2  2 Bo. sin  2
 arcsin
2
Bo  m. sin( 2   2 )

m 2 . cos 2 ( 2   2 )   Bo  m. sin( 2   2 )

(1.12)
B¶ng 4.Bảng thông số của đờng đặc tính thực tế cho cÇu thø hai.
 21 =1

2

20

20

(0)
(0)

21 ( )
0

21( )
0

 22 =1

30

22 ( )
0

22( )
0

 23 =1

23 ( )
0

0
0

5
10
4,85 9,4

15
20
25
30
35
40
13,7 17,8 21,8 25,6 29,3 32,9

0

3
4,90 9,6

6
9
4
5

4
6
14,1 18,4 22,5 26,4 30,0 33,3

0

0
0

0

-

23( )

 24 =1

50

24(0)

 25 =1

60

24 ( )
0

25 ( )
0

25( )
0

0

3
-

5
-

6
-

3
-

4
-0,7

6
-0,4

0,05 0,1

0,37 0,56 0,72 0,78

8
4,89 9,5

14,0 18,3 22,3 26,1 29,6 32,8

-

8
-

6
-0,3

2
-

6
-

4
-

5
-

5
0,11

0,04 0,1

0,43 0,52 0,49 0,31

5
4,88 9,5

13,9 18,1 22,1 25,8 29,2 32,3

40
0

1
-

-

5
-

8
-

9
-0,3

5
-

5
-0,2

6
4

0,08 0,62

0,03 0,1

0,22

0

2
4,88 9,0

13,9 18,0 21,9 25,5 28,8 31,8

0

-

3
0,4

0

0,03
4.87 9,4

0

-

8

-

0,02 0,0

1
-

0,31

6
-

5
-

6
7
3
0,09 0,47 1,13

0,15 0,17 0,11
13,8 17,9 21,7 25,2 28,4 31,3
3
-

2
-

0,07 0,03

4
0,1

7
-

8
3
0,86 1,63

0,38

5

§å án tốt nghiệp

18

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
Trong đó 2i 20 2i
Từ bảng giá trị thu đợc ta xây dựng đồ thị quan hệ 2
và 2 thực tế

trên cùng đồ thị quan hệ

2 và 2 theo lý

thuyết.
Theo bảng giá trị trªn ta chän gãc  2 sao cho sù sai lệch
so với đờng lý thuyết 2 nhỏ nhất và nhỏ hơn 10, ta chọn
đợc 2=160, ứng với góc quay vòng lớn nhất của bánh xe dẫn
hớng của cầu thứ tơng ứng là 2 max 280 ,  2 max  23,900 (tÝnh  2 max
theo c«ng thøc (1.12))
VËy víi cÇu dÉn híng thø hai ta cã:
- 2=160
-Độ dài đòn bên m2 = 282 (mm)
-Độ dài thanh kÐo ngang n2= B0  2.m. sin  2 1724,54(mm)
2.2. Xác định góc quay vòng lớn nhất của vô lăng.
max= 1max.i
Trong đó :
max :gọi là vòng quay vành lái lớn nhất tính từ
vị trí đi thẳng.
1max :góc quay vòng lớn nhất của bánh xe dẫn hớng
cầu trớc.(350).
I1

:gọi là tỷ số truyền hệ thống lái đối với cầu

trớc (i1 =24)
lớn nhất từ 1,0 1,75 vòng đối với xe du lịch
từ 2,0 2,5 vòng đối với xe tải lớn .
Thay những thông số tính đợc vào công thức trên ta tìm đợc
góc quay vô lăng lớn nhất :

Đồ án tốt nghiệp

19

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
max 24.35 0 840 0 2,33 (vòng) (trong giới hạn cho phép

đối với xe tải)
2.3. Tính toán thông số hình học của dẫn động lái.
1

10
9

b

2

C

a



A

3

8

c
D S'2
d

S'1

A1
ln1

4

B1

B

S1

6

7

ln2

5

Sơ đồ tính toán dẫn động lái.
1. Cơ cấu lái
2. Đòn quay đứng
3. Đòn kéo dọc cầu trớc
4. Đòn kéo ngang cầu trớc.

5. Bánh xe.
6. Đòn kéo dọc cầu sau.
7. Đòn kéo ngang cầu sau.
8. Đòn lắc
9. Đòn nối hai cầu dẫn hớng.
10. Đòn lắc.

Đồ án tốt nghiệp

20

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46

S2


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
Khi đòn quay đứng quay 1 góc , đòn lắc thứ nhất (chiều
dài a) quay một góc 1 , đòn lắc thứ hai ( chiều dài d ) quay
một góc 2 .
Gọi a,b,c,d : lần lợt là kích thớc của các cánh tay đòn trên
hình vẽ.
S1,S2,S1,S2:lần lợt là dịch chuyển dọc của các điểm A,
B, C, D.
ln1,ln2 :là kích thớc đòn ngang của cầu thứ nhất và cầu
thứ hai.
Theo hình vẽ ta có: độ dịch chuyển dọc của điểm A chính
bằng độ dịch chuyển dọc của điểm A1 và bằng S1, tơng tự
độ dịch chuyển của điểm B bằng độ dịch chuyển dọc của
điểm B1 và bằng S2.

Dựa vào những tam giác đồng dạng ta tìm đợc các mối quan
hÖ sau:
 S '1 b
 S a
 1

 S '2  c
 S 2 d



b

 S '1  a .S1

 S ' c .S
2 d 2

(1.13)
mặt khác: độ dịch chuyển dọc của các điểm 1 và 3 trên
cùng một đòn kéo dọc là bằng nhau, tức là:
S1=S2
(1.14)
Và

S1 l n1 .tg 1
S 2 l n 2 .tg 2

(1.15)

Đồ án tốt nghiệp

21

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
Thay các công thức (1.14) và (1.15) vào công thức (1.13) ta
đợc :
b
c
.l n1 .tg 1  .l n 2 .tg 2
a
d
b
c
 .tg 1  .tg 2
a
d

(1.16)
(víi gi¶ thiÕt ln1=ln2)
Theo mèi quan hệ góc quay của cầu một và cầu thứ hai ta
có:
tg 2

L2
.tg 1
L1

(1.17)
Thay vào (1.16) ta đợc :
b
c L
.tg 1  . 2 .tg 1
a
d L1
a.c L

2
Suy ra: d b . L
1

(1.18)
(1.18) là công thức biểu diễn quan hệ kích thớc các đòn
dẫn động đảm bảo mối quan hệ quay vòng đúng của cầu
dẫn hớng thứ nhất và cầu dẫn hớng thứ hai.
Dựa vào công thức (1.18) ta tính đợc kích thớc các đòn bằng
cách sau:
Chọn :
a=400 (mm)
b=140(mm)
c=190(mm)

Đồ án tốt nghiệp

22

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46

Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
L1=7060(mm)
L2=5360(mm)
Thay vào công thức (1.19) ta tính đợc kích thớc đòn d:
d

Vậy với

400.190 5360
.
412,14(mm)
140 7060

a=400 (mm)
b=140 (mm)
c=190 (mm)
d=412,14 (mm), đảm bảo đợc quan hệ 1, 2 tức là

đảm bảo quay vòng đúng.

Đ Ỉc t Ýnh qua y v ßng c đa c ầu
t hứ nhất .
Thực tế
Lý thuyết
1

a1

Đồ án tốt nghiệp

23

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

q ua n h Ö g ã c q ua y v ò ng c ủa bá nh x e dẫ n
hứơn g t hø nh Êt v í i b¸ nh x e dẫ n hứơng t hứ
ha i.
Thực tế
Lý thuyết
a2

a1

đặc t ính qua y v òng c ủa c ầu
t hứ ha i.
Thực tế
Lý thuyết

2

a2

Đồ án tốt nghiệp

24

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46


Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng
*.Tính tỷ số truyền của dẫn động lái:
tỷ số truyền của hệ dẫn động lái đến cầu thứ nhất:
i d1

l n 330

1,14
l d 290

Với ld ,ln là kích thớc các đòn quay đứng và đòn ngang
của hệ thống lái.
Tỷ số truyền của dẫn động lái đến cầu thứ hai:
a c l
400.190.330
id1  . . n 
0,86
b d l d 140.412,14.290

*.TÝnh gãc quay lớn nhất của các đòn dẫn động lái.
Tính góc quay lớn nhất của đòn quay đứng:
Gọi S là độ dịch dọc lớn nhất của điểm A 1 ứng với gãc
quay lín nhÊt  1 max 35 0
Theo h×nh vÏ ta cã mèi quan hÖ sau:
l d .tg l n .tg 1 max
 tg 

ln
330
.tg 1 max 
.tg 35 0 0,8
ld
290

39 0

Tính góc quay lớn nhất của đòn lắc 2 (đòn lắc có kích thớc
bằng d):
b
tg 2 .c  .tg .l d
a
b.l
 tg 2  d .tg 0,43
a.c
0
  2 23 8'

Trong ®ã:
 2 - gãc quay lín nhất của đòn lắc 2,

- góc quay lớn nhất của đòn quay đứng,

a, b, c, ld, ln các kích thớc của các đòn đợc thể hiện trên
hình vẽ 2.7.

Đồ án tốt nghiệp

25

Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46