Phần mềm thiết kế ô tô part 6

Chia sẻ: Asgfkj Aslfho | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

174
lượt xem 40
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

ết quả tính toán kiểm tra giảm chấn Sau khi xem xong kết quả mà không muốn thực hiện công việc tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo nữa, thì người sử dụng có thể lựa chọn "Thoát khỏi chương trình" để quay về menu lựa chọn bài toán thiết kế hoặc kiểm nghiệm nhưban đầu để kết thúc phần "Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo". Chương trình "Tính toán thiết kế và kiểm nghiệm hệ thống treo" với giao diện bằng tiếng Việt thân thiện, dễ hiểu, dễ sử dụng đã đạt được một số kết quả sau: -...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phần mềm thiết kế ô tô part 6

H×nh 3.4.2.7. KÕt qu¶ kiÓm nghiÖm ®é cøng vµ tÇn sè dao ®éng cña hÖ thèng treo H×nh 3.4.2.8. KÕt qu¶ kiÓm nghiÖm bÒn nhÝp tr−íc - 92 -
H×nh 3.4.2.9. KÕt qu¶ kiÓm nghiÖm bÒn nhÝp sau H×nh 3.4.2.10. KÕt qu¶ tÝnh to¸n kiÓm tra gi¶m chÊn Sau khi xem xong kÕt qu¶ mµ kh«ng muèn thùc hiÖn c«ng viÖc tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng treo n÷a, th× ng−êi sö dông cã thÓ lùa chän "Tho¸t khái ch−¬ng tr×nh" ®Ó quay vÒ menu lùa chän bµi to¸n thiÕt kÕ hoÆc kiÓm nghiÖm nh− ban ®Çu ®Ó kÕt thóc phÇn "TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng treo". - 93 -
V. KÕt luËn Ch−¬ng tr×nh "TÝnh to¸n thiÕt kÕ vµ kiÓm nghiÖm hÖ thèng treo" víi giao diÖn b»ng tiÕng ViÖt th©n thiÖn, dÔ hiÓu, dÔ sö dông ®· ®¹t ®−îc mét sè kÕt qu¶ sau: - Tæng hîp ®−îc c¸c c«ng thøc vµ mét sè ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n ®· ®−îc sö dông ë ViÖt Nam trong nh÷ng n¨m qua. - X©y dùng ®−îc ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n cã giao diÖn b»ng tiÕng ViÖt dÔ hiÓu, dÔ sö dông. Ch−¬ng tr×nh nµy sÏ gióp cho c¸c kü s− chuyªn ngµnh gi¶m nhÑ ®−îc c«ng viÖc tæng hîp l¹i c¸c b−íc vµ c«ng thøc tÝnh, còng nh− gi¶m ®−îc khèi l−îng vµ thêi gian tÝnh to¸n so víi tr−íc ®©y cßn ph¶i sö dông b»ng tay. - Tæng hîp ®−îc qu¸ tr×nh tÝnh to¸n trªn mét sè c¸c kÕt cÊu cña hÖ thèng treo phô thuéc hiÖn ®ang ®−îc sö dông réng r·i trªn thÞ tr−êng ViÖt Nam vµ cã thÓ ¸p dông ch−¬ng tr×nh ®Ó kiÓm nghiÖm c¸c lo¹i xe nµy, còng nh− cã thÓ dùa trªn c¬ së th«ng sè cña c¸c lo¹i xe hiÖn cã ®Ó thiÕt kÕ cho c¸c lo¹i xe ®ãng míi t¹i ViÖt Nam cã kÕt cÊu t−¬ng tù. - Ch−¬ng tr×nh cã thÓ më réng tÝnh to¸n cho mét sè kÕt cÊu cña hÖ thèng treo kh¸c phøc t¹p h¬n nh− hÖ thèng phanh treo ®éc lËp, hÖ thèng treo khÝ, thuû khÝ, v.v... Bªn c¹nh nh÷ng mÆt ®¹t ®−îc, ch−¬ng tr×nh cßn cã mét sè khiÕm khuyÕt sau: - Ch−¬ng tr×nh x©y dùng míi tæng hîp ®−îc mét sè l−îng c¸c kÕt cÊu hiÖn cã trªn thÞ tr−êng chñ yÕu xoay quanh hÖ thèng treo phô thuéc nªn ch−a ¸p dông ®−îc víi hÖ thèng treo ®éc lËp, còng nh− c¸c kiÓu s¬ ®å treo phøc t¹p h¬n cßn ch−a ®i s©u gi¶i quyÕt triÖt ®Ó. - PhÇn tÝnh to¸n kiÓm tra l¹i míi chØ dõng l¹i ë tÝnh to¸n ®é cøng vµ tÇn sè dao ®éng riªng cña tõng hÖ treo ë mçi cÇu riªng biÖt, nªn ch−a mang tÝnh kiÓm nghiÖm thùc tÕ khi dao ®éng cña xe lµ dao ®éng liªn kÕt. Ch−a ®¸nh gi¸ ®−îc víi chØ tiªu ®é ªm dÞu. - Ch−¬ng tr×nh ch¹y trong m«i tr−êng cña phÇn mÒm Matlab 5.3, tuy ®©y lµ phÇn mÒm s½n cã vµ sö dông t−¬ng ®èi thuËn tiÖn nh−ng ph¶i cµi ®Æt phÇn mÒm nµy míi ch¹y ®−îc. - 94 -
Ch−¬ng IV. TÝnh to¸n hÖ thèng l¸i I. §Æt vÊn ®Ò 1.1. Tæng qu¸t HÖ thèng l¸i cña « t« dïng ®Ó thay ®æi h−íng chuyÓn ®éng nhê quay c¸c b¸nh dÉn h−íng còng nh− ®Ó gi÷ h−íng chuyÓn ®éng th¼ng hay quay vßng cña «t« khi cÇn thiÕt. HÖ thèng l¸i lµ mét trong nh÷ng hÖ thèng ®iÒu khiÓn quan träng nhÊt trªn xe, nã ph¶i ®¶m b¶o nh÷ng yªu cÇu sau: - §¶m b¶o tÝnh n¨ng vËn hµnh cao cña «t«, nghÜa lµ kh¶ n¨ng quay vßng trªn nh÷ng diÖn tÝch giíi h¹n. - NhÑ nhµng trong viÖc ®iÒu khiÓn « t« khi quay vßng t¹i chç vµ khi chuyÓn ®éng. - §éng häc quay vßng ®óng cã nghÜa lµ khi quay vßng c¸c b¸nh xe l¨n tinh. - TruyÒn tèi thiÓu nh÷ng va ®Ëp nghÞch ®¶o lªn vµnh tay l¸i. - Cã tÝnh æn ®Þnh chuyÓn ®éng: c¸c b¸nh xe dÉn h−íng cã thÓ quay vÒ vÞ trÝ ban ®Çu vµ gi÷ ®−îc h−íng chuyÓn ®éng ®· cho cña «t«. - ChÝnh x¸c vÒ tÝnh tuú ®éng ®éng häc vµ ®éng lùc häc, cã nghÜa lµ ®¶m b¶o phèi hîp chÆt chÏ gi÷a sù t¸c ®éng cña hÖ thèng l¸i vµ sù quay vßng cña c¸c b¸nh xe dÉn h−íng. - Cã ®é bÒn l©u vµ kh«ng bÞ h− háng trong toµn bé thêi gian phôc vô cña «t«. - ThuËn tiÖn trong viÖc sö dông vµ b¶o d−ìng. - Kh«ng cã nh÷ng khe hë lín trong hÖ thèng l¸i. 1.2. Ph©n lo¹i hÖ thèng l¸i HÖ thèng l¸i trªn mçi xe cã ®Æc ®iÓm kÕt cÊu riªng cña nã, v× thÕ ph−¬ng ph¸p vµ c¸ch thøc tÝnh to¸n chóng còng cã nh÷ng ®iÓm riªng biÖt. Do ®ã ®Ó cã thÓ hÖ thèng ho¸ ®−îc c¸c hÖ thèng l¸i chóng ta ph¶i tiÕn hµnh ph©n lo¹i vµ tæng hîp chóng. * Theo c¸ch bè trÝ vµnh l¸i chia ra: - HÖ thèng l¸i víi vµnh l¸i bè trÝ bªn tr¸i (khi chiÒu thuËn ®i ®−êng lµ chiÒu ph¶i). - HÖ thèng l¸i víi vµnh l¸i bè trÝ bªn ph¶i (khi chiÒu thuËn ®i ®−êng lµ chiÒu tr¸i). * Theo kÕt cÊu cña c¬ cÊu l¸i chia ra: - Trôc vÝt b¸nh vÝt (víi h×nh rÎ qu¹t r¨ng hay con l¨n), - Trôc vÝt ®ßn quay (víi mét hay hai ngâng trªn ®ßn quay), - Thanh khÝa , - Liªn hîp (TrôcvÝt ª cu vµ ®ßn quay hay trôc vÝt ªcu vµ thanh khÝa-rÎ qu¹t r¨ng). * Theo kÕt cÊu vµ nguyªn lý lµm viÖc cña bé trî lùc chia ra : - Trî lùc thuû lùc, - Lo¹i trî lùc khÝ (gåm c¶ c−êng hãa ch©n kh«ng), - Lo¹i trî lùc ®iÖn. * Theo ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn : - 95 -
- B»ng tay hoÆc tù ®éng * Theo sè l−îng cÇu dÉn h−íng: - Mét cÇu dÉn h−íng hay nhiÒu cÇu dÉn h−íng * Theo ph−¬ng ph¸p quay vßng: - Quay c¸c b¸nh xe dÉn h−íng quanh trô ®øng - Quay c¶ cÇu dÉn h−íng a) C¬ cÊu l¸i trôc vÝt cung r¨ng b) C¬ cÊu l¸i trôc vÝt con l¨n d) C¬ cÊu l¸i trôc vÝt ªcu cung r¨ng c) C¬ cÊu l¸i trôc vÝt v« tËn ªcu ®ßn quay e) C¬ cÊu l¸i lo¹i thanh khÝa H×nh 4.1. Mét sè lo¹i c¬ cÊu l¸i - 96 -
Chóng ta biÕt r»ng sù ®a d¹ng cña c¸c kÕt cÊu cña mçi hÖ thèng l¸i kh¸c nhau dÉn ®Õn viÖc tÝnh to¸n còng hoµn toµn riªng biÖt. Trong ph¹m vi ®Ò tµi v× giíi h¹n vÒ thêi gian nªn chóng t«i míi x©y dùng phÇn lùa chän kÕt cÊu cña c¬ cÊu l¸i lo¹i trôc vÝt ªcu bi cung r¨ng vµ dÉn ®éng l¸i lo¹i 4 kh©u ®¬n gi¶n, ch−¬ng tr×nh cã tÝnh to¸n c−êng ho¸ l¸i lo¹i van tr−ît l¾p liÒn víi c¬ cÊu l¸i (t−¬ng tù nh− kÕt cÊu xe Zil 130). Tuy nhiªn ch−¬ng tr×nh còng x©y dùng víi h−íng më ®Ó cã thÓ kÕt nèi víi nh÷ng phÇn tÝnh to¸n c¸c kÕt cÊu kh¸c. 1.3. NhiÖm vô Ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ vµ kiÓm nghiÖm hÖ thèng l¸i thùc hiÖn nh÷ng nhiÖm vô sau: a. Víi bµi to¸n thiÕt kÕ: - TÝnh to¸n ®éng häc dÉn ®éng l¸i. - TÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña c¬ cÊu l¸i. - TÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña dÉn ®éng l¸i. - KiÓm tra bÒn c¸c chi tiÕt quan träng cña hÖ thèng. b. Víi bµi to¸n kiÓm nghiÖm: - KiÓm tra ®éng häc dÉn ®éng l¸i - KiÓm tra bÒn c¸c chi tiÕt quan träng cña hÖ thèng. - 97 -
II. C¸c b−íc tÝnh to¸n: 2.1. Víi bµi to¸n thiÕt kÕ: Yªu cÇu ®Æt ra ®èi víi bµi to¸n thiÕt kÕ lµ cho c¸c th«ng sè kü thuËt cña xe, cho ®iÒu kiÖn lµm viÖc, chóng ta tÝnh to¸n c¸c th«ng sè kü thuËt c¬ b¶n cña hÖ thèng l¸i, sau ®ã chän vµ kiÓm tra qu¸ tr×nh ®éng häc vµ ®éng lùc häc cña hÖ thèng l¸i ®ã. Qui tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ gåm c¸c b−íc sau: - Chän vµ tÝnh to¸n ®éng häc dÉn ®éng l¸i - X¸c ®Þnh m« men c¶n quay vßng - Chän tû sè truyÒn - TÝnh to¸n c¬ cÊu l¸i (Chän vµ kiÓm bÒn c¬ cÊu l¸i) - TÝnh to¸n dÉn ®éng l¸i (Chän vµ kiÓm bÒn dÉn ®éng l¸i) - TÝnh to¸n c−êng ho¸ l¸i (nÕu cã) 2.1.1. TÝnh to¸n ®éng häc dÉn ®éng l¸i L TÝnh ®éng häc dÉn ®éng l¸i lµ x¸c ®Þnh nh÷ng th«ng sè tèi −u cña h×nh thang l¸i, ®éng häc ®óng cña c¸c ®ßn quay khi cã biÕn D A d¹ng cña bé phËn ®µn håi trong hÖ thèng treo vµ chän gi¸ trÞ cÇn thiÕt cña tû sè truyÒn β B cña dÉn ®éng l¸i. E α Trªn c¬ së lý thuyÕt ®Ó c¸c b¸nh xe l¨n tinh B khi quay vßng th× hÖ thèng l¸i ph¶i ®¶m b¶o C mèi quan hÖ sau ®©y cña c¸c gãc quay b¸nh xe dÉn h−íng bªn trong vµ bªn ngoµi so víi t©m quay vßng: α cotgαLT - cotgβLT = B/L (4.1.1) Trong ®ã: β B: ChiÒu réng c¬ së (cm) L: ChiÒu dµi c¬ së (cm) O Nh− vËy, nÕu chän tr−íc βLT, ta cã ®−îc ®−êng cong biÓu diÔn mçi quan hÖ gi÷a gãc quay trong vµ gãc quay ngoµi lý thuyÕt: ⎛B ⎞ α LT = arc cot g⎜ + cot g(β LT ) ⎟ (4.1.2) ⎝L ⎠ Trªn ®a sè c¸c « t« hiÖn nay ®Ó ®¶m b¶o mèi quan hÖ ®éng häc gi÷a hai b¸nh xe dÉn h−íng ng−êi ta sö dông mét kÕt cÊu ®¬n gi¶n ®ã lµ dÉn ®éng l¸i 4 kh©u bao gåm c¸c ®ßn ®−îc nèi víi nhau b»ng c¸c khíp cÇu vµ ®ßn bªn ®−îc ®Æt nghiªng mét gãc so víi dÇm cÇu tr−íc. - 98 -
Th«ng qua liªn kÕt trªn ta rót ra mèi quan hÖ gi÷a gãc quay trong vµ gãc quay ngoµi cña b¸nh xe dÉn h−íng thùc tÕ lµ: ⎛ m cos(φ + β tt ) ⎞ m + 2.B. sin φ − 2.m. sin 2 φ − B sin(φ + β tt ) α tt = φ + arctg⎜ ⎜ B − m sin(φ + β ) ⎟ − arcsin (4.1.3) ⎟ B 2 + n 2 − 2.B. sin(φ + β tt ) ⎝ tt ⎠ Trong ®ã: φ: gãc nghiªng cña ®ßn bªn víi dÇm cÇu tr−íc (φ = 60 - 750) m: ChiÒu dµi ®ßn bªn (cm). Chän tr−íc m = (0,11 - 0,16)B n: ChiÒu dµi thanh kÐo ngang (cm). Chän tr−íc tû sè truyÒn m/n = 0,14 - 0,20 So s¸nh gi÷a αLT vµ αtt, nÕu chªnh nhau kh«ng qu¸ 10 th× ®¹t yªu cÇu. 2.1.2. X¸c ®Þnh m«men c¶n quay vßng M« men c¶n quay vßng Mc ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Mc = 2Gbx(f.a+0,14.ϕy.rbx)χ/η1 (kGcm) (4.1.4) Trong ®ã Gbx: t¶i träng t¸c dông lªn mét b¸nh xe dÉn h−íng (kG) f: hÖ sè c¶n l¨n (f = 0,015) a: tay ®ßn cña lùc c¶n l¨n quay xung quanh trô ®øng (cm). Th«ng th−êng a = 30 - 60mm rbx: b¸n kÝnh ®éng lùc häc b¸nh xe (cm) χ: hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h−ëng cña m«men æn ®Þnh (χ = 1,07 - 1,15) η1: hiÖu suÊt tæn hao do ma s¸t ë cam quay vµ c¸c khíp nèi cña truyÒn ®éng l¸i (η1 = 0,5 - 0,7) ϕy: hÖ sè b¸m ngang (ϕy = 0,85) 2.1.3. Chän tØ sè truyÒn TØ sè truyÒn hÖ thèng l¸i cã thÓ ®−îc biÓu thÞ b»ng tÝch cña tØ sè truyÒn c¬ cÊu l¸i víi tØ sè truyÒn dÉn ®éng l¸i: il = ic.id (4.1.5) TØ sè truyÒn c¬ cÊu l¸i ic = 15 - 25. Víi xe cã c−êng ho¸ tû sè truyÒn cã thÓ lÊy bÐ, ng−îc l¹i khi kh«ng c−êng ho¸ tØ sè truyÒn lÊy lín. Chän tû sè truyÒn dÉn ®éng l¸i id th−êng chän tõ 0,85 - 1,1. TØ sè truyÒn cña hÖ thèng l¸i cßn ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: Mc il = (4.1.6) M vl η Trong ®ã: Mc: M« men c¶n quay vßng (kGcm) (®· tÝnh ë trªn) η: HiÖu suÊt truyÒn lùc cña hÖ thèng (η = 0,7 - 0,85) Mvl: M« men t¸c ®éng trªn vµnh l¸i - 99 -
Mvl = Pv.Rv (kGcm) (4.1.7) Pv: Lùc l¸i t¸c dông lªn ë vµnh l¸i (kG). Víi xe t¶i Plmax = 50kG, xe con: Plmax = (25 - 30)kG Rv: B¸n kÝnh vµnh l¸i (m). Víi xe con, Rv ≈ 190mm, xe lín kh«ng c−êng ho¸ Rv ≥ 230mm. Nh− vËy lùc t¸c dông lªn vµnh tay l¸i sÏ lµ: Mc Pv = (kG) (4.1.8) R v .i l .η NÕu hÖ thèng l¸i cã trî lùc th× ®Þnh tr−íc lùc t¸c dông lªn vµnh l¸i (tõ 15-20kG). Sau ®ã x¸c ®Þnh lùc cÇn trî lùc ®Ó tÝnh to¸n cho bé trî lùc. 2.1.4. TÝnh to¸n c¬ cÊu l¸i (lo¹i trôc vÝt - ªcu - thanh r¨ng b¸nh r¨ng) C¬ cÊu l¸i lo¹i trôc vÝt - ªcu - thanh r¨ng b¸nh r¨ng ®−îc sö dông réng r·i kh«ng cã c−êng ho¸ hay cã c−êng ho¸ thuû lùc. §©y lµ c¬ cÊu l¸i lo¹i liªn hîp. Trong c¬ cÊu l¸i liªn hîp ma s¸t tr−ît ®−îc thay thÕ b»ng ma s¸t l¨n (gi÷a bi vµ ª cu, gi÷a bi vµ trôc vÝt v× vËy cã thÓ ®¶m b¶o tû sè truyÒn cña c¬ cÊu lín vµ c¬ cÊu cã tÝnh chÊt “tr¶ tay l¸i“ khi quay vßng. 2.1.4.1. Chän m« ®un thanh r¨ng, b−íc vÝt trôc vÝt : Chän b−íc trôc vÝt p trªn c¬ së tèi −u kÝch th−íc trôc vÝt, cung r¨ng mµ vÉn ®¶m b¶o tû sè truyÒn c¬ cÊu l¸i. (p = 5 - 20mm) M« ®un thanh r¨ng m chän theo tiªu chuÈn, ®ång thêi ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn vµ tèi −u kÝch th−íc. 2.4.1.2. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña cÆp ª cu –cung r¨ng Thùc chÊt ®©y lµ bé truyÒn b¸nh r¨ng thanh r¨ng B¸n kÝnh vßng c¬ së cña cung r¨ng: r0=ic.p/2π (4.1.9) Sè r¨ng cña cung r¨ng (tÝnh c¶ b¸nh r¨ng ): Z2=2r0/m (4.1.10) (LÊy Z2 lµ sè nguyªn) §−êng kÝnh vßng chia cung r¨ng: d2=Z2m (4.1.11) Trong tr−êng hîp nµy ta kh«ng cÇn dÞch chØnh lªn ®−êng kÝnh vßng chia còng lµ ®−êng kÝnh vßng l¨n. Kho¶ng c¸ch trôc chia: a =∞ Kho¶ng c¸ch trôc l¨n: aw=∞ §−êng kÝnh vßng l¨n cung r¨ng: dw2=m.Z2 (4.1.12) §−êng kÝnh ®¸y cung r¨ng: df2 =d2 - 2,5m (4.1.13) §−êng kÝnh ®Ønh cung r¨ng: d2d=d2 + 2m (4.1.14) §−êng kÝnh vßng c¬ së cung r¨ng: db2=d2 (4.1.15) Gãc pr«fin gèc: α=200 Gãc pr«fin r¨ng αt = α HÖ sè dÞch chØnh xt = 0 - 100 -
HÖ sè trïng khíp ε α = 1,88 − 3,2(1 / ∞ + 1 / Z 2 ) (4.1.16) ChiÒu cao r¨ng cña thanh r¨ng: htr = 4,5m (4.1.17) C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña cÆp thanh r¨ng - b¸nh r¨ng ph¶i chän sao cho ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn. TÝnh øng suÊt uèn Mc 1 σ F1 = 2 ≤ [σ F ] k F Yε Yβ YF1 (4.1.18) id b w d w2 m σF2=σF1YF2/YF1 ≤ [σF] (4.1.19) Trong ®ã: kF: hÖ sè t¶i khi uèn. kF =1 Yβ: HÖ sè d¹ng r¨ng. Víi r¨ng th¼ng Yβ = 1 Yε: hÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp r¨ng. Yε = 1/εα (4.1.20) YF1,YF2: hÖ sè ¶nh h−ëng cña d¹ng r¨ng ®Õn t¶i träng YF1,YF2 = 3,6 - 4,26 bw: chiÒu réng b¸nh r¨ng. bw = ϕbd . dw2 (4.1.21) ϕbd: hÖ sè chiÒu réng b¸nh r¨ng. ϕbd = 0,15 [σF]: øng suÊt uèn cho phÐp. [σF] = 5000 - 6000 kG/cm2. 2.1.4.3. TÝnh to¸n thiÕt kÕ cÆp trôc vÝt - ª cu : Mc Lùc däc trôc t¸c dông lªn ª cu : Fa = (kG) (4.1.22) i d .r2 Víi r2: b¸n kÝnh vßng l¨n b¸nh r¨ng (cung r¨ng) 4.1,3.Fa §−êng kÝnh trong cña ren: d 1 = (4.1.23) π[σ k ] k Trong ®ã σk = σch/3 víi σch lµ giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖu. σch = 5500 MPa §−êng kÝnh bi: db = 0,08 .. 0,15d1 B¸n kÝnh r·nh l¨n: r1 = (0,5 ... 1 )db db Kho¶ng c¸ch tõ t©m r·nh l¨n ®Õn t©m bi c = (r1 − ) cos β (4.1.24) 2 Víi β lµ gãc tiÕp xóc gi÷a bi vµ ª cu. Th«ng th−êng β=450. §−êng kÝnh vßng trßn qua t©m bi: Dtb = d1 + 2(r1 - c) (4.1.25) §−êng kÝnh trong cña ®ai èc: D1 = Dtb + 2(r1 - c) (4.1.26) ChiÒu s©u pr«fin ren: h1 = (0,3...0,35)db §−êng kÝnh ngoµi cña trôc vÝt: d = d1 + 2h1 (4.1.27) §−êng kÝnh ngoµi cña ®ai èc: D = D1+2h1 (4.1.28) - 101 -
p Gãc vÝt: γ = arctg (4.1.29) π.D tb Sè vßng ren lµm viÖc: k = 2...2,5 Sè bi trªn c¸c vßng ren lµm viÖc: Zb=πDtbk/db –1 (4.1.30) Khe hë tæng céng gi÷a c¸c viªn bi: (0,7..1,2)db C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña cÆp trôc vÝt - ªcu bi ®−îc tÝnh chän ph¶i ®¶m b¶o tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn bÒn. øng suÊt chÌn dËp ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: ϕ1 F σ cd = a ≤ [σ cd ] (kG/cm2) (4.1.31) F.Z b Trong ®ã: Fa: Lùc däc trôc (kG) (®· tÝnh ë trªn) Zb: Sè l−îng bi trªn c¸c vßng ren lµm viÖc ϕ2 F: diÖn tÝch tiÕp xóc gi÷a trôc vÝt vµ bi. F ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: F = (ϕ1 - sinϕ1)r2 + (ϕ2 - sinϕ2)rb2 (4.1.32) r: b¸n kÝnh ngoµi trôc vÝt (cm) rb: b¸n kÝnh bi (cm) ϕ1, ϕ2: c¸c gãc ®−îc thÓ hiÖn trªn h×nh vÏ sin(ϕ1/2) = db/Dtb sin(ϕ2/2) = d1/Dtb [σcd]: øng suÊt chÌn dËp cho phÐp cña vËt liÖu. [σcd] = 7000 - 8000 kG/cm2. 2.1.5. TÝnh to¸n dÉn ®éng l¸i 2.1.5.1. Trôc l¸i - KiÓm tra ®é bÒn xo¾n cña trôc l¸i: Pv .R v D τx = ≤ [τ x ] (kG/cm2) (4.1.33) 0,2(D − d ) 4 4 - KiÓm tra gãc xo¾n cho phÐp cña trôc l¸i: 2τ x L tl θ= ≤ [θ] (rad) (4.1.34) DG Trong ®ã: d: §−êng kÝnh trong trôc l¸i (cm) D: §−êng kÝnh ngoµi trôc l¸i (cm) §−êng kÝnh trong vµ ngoµi trôc l¸i ®−îc lùa chän trªn c¬ së ®−êng kÝnh trôc l¸i trung b×nh s¬ bé: - 102 -
Pv R v d tb = (cm) (4.1.35) 0,2.τ x Ltl: ChiÒu dµi trôc l¸i (cm) G: m« ®un ®µn håi dÞch chuyÓn. G = 8.105 (kG/cm2) [τx]: øng suÊt xo¾n cho phÐp. [τx] = 500 - 800 kG/cm2. [θ]: Gãc xo¾n cùc ®¹i cho phÐp. [θ] = 5,5 - 7,50. 2.1.5.2. §ßn quay ®øng §ßn quay ®øng ®−îc tÝnh to¸n theo bÒn uèn vµ xo¾n Q1l d øng suÊt uèn σ u = ≤ [σ u ] (kG/cm2) (4.1.36) Wu Q1c øng suÊt xo¾n τ x = ≤ [τ x ] (kG/cm2) (4.1.37) Wx Trong ®ã: Q1: Lùc cùc ®¹i t¸c dông vµo thanh kÐo däc: ⎛ ⎞ PR iη Q 1 = max⎜ 0,5G 1 , v v c t ⎟ (kG) ⎜ ⎟ ld ⎝ ⎠ G1: Träng l−îng t¸c dông lªn c¸c b¸nh tr−íc «t« ë tr¹ng th¸i tÜnh (kG) ld: ChiÒu dµi ®ßn quay ®øng (cm) c: kho¶ng c¸ch t©m chèt cÇu tíi trôc ®ßn ®øng (cm) Víi tiÕt diÖn ®ßn quay ®øng lµ h×nh trô ®−êng kÝnh d Wu=0,1d3 (cm3) Wx=0,2d3 (cm3) [σu]: øng suÊt uèn cho phÐp. [σu] = 1500 - 2000 kG/cm2. [τx]: øng suÊt xo¾n cho phÐp. [τx] = 500 - 800 kG/cm2. 2.1.5.3. Chèt cÇu Chèt cÇu ®−îc kiÓm tra qua øng suÊt chÌn dËp. øng suÊt chÌn dËp chèt cÇu σcd=Q1/S ≤ [σcd] (kG/cm2) (4.1.38) Trong ®ã: Q1: Lùc cùc ®¹i t¸c dông vµo thanh kÐo däc (kG) S: diÖn tÝch tiÕp xóc cña chèt cÇu: 4 πd cc 2 S= (cm2) (4.1.39) 34 dcc: §−êng kÝnh chèt cÇu (cm) [σcd]: øng suÊt chÌn dËp cho phÐp cña chèt cÇu. [σcd] = 250 - 350 (kG/cm2) - 103 -
2.2. Víi bµi to¸n kiÓm nghiÖm: Yªu cÇu víi bµi to¸n kiÓm nghiÖm lµ víi xe ®· cã ®Çy ®ñ c¸c th«ng sè kü thuËt chung, c¸c th«ng sè cña hÖ thèng l¸i vµ c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc, chóng ta kiÓm tra ®éng häc vµ kiÓm tra bÒn c¸c chi tiÕt cña hÖ thèng. Qui tr×nh tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm gåm c¸c b−íc sau: - KiÓm tra ®éng häc dÉn ®éng l¸i. - X¸c ®Þnh m«men c¶n quay vßng. - TÝnh to¸n tØ sè truyÒn. - TÝnh bÒn c¸c chi tiÕt trong hÖ thèng. 2.2.1. KiÓm tra ®éng häc dÉn ®éng l¸i Trªn c¬ së lý thuyÕt ®Ó c¸c b¸nh xe l¨n tinh khi quay vßng th× hÖ thèng l¸i ph¶i ®¶m b¶o mèi quan hÖ sau ®©y cña c¸c gãc quay b¸nh xe dÉn h−íng bªn trong vµ bªn ngoµi so víi t©m quay vßng: cotgαLT - cotgβLT = B/L (4.2.1) Trong ®ã: B: ChiÒu réng c¬ së (cm) L: ChiÒu dµi c¬ së (cm) Nh− vËy, nÕu chän tr−íc βLT, ta cã ®−îc ®−êng cong biÓu diÔn mçi quan hÖ gi÷a gãc quay trong vµ gãc quay ngoµi lý thuyÕt: ⎛B ⎞ α LT = arc cot g⎜ + cot g(β LT ) ⎟ (4.2.2) ⎝L ⎠ Víi dÉn ®éng l¸i 4 kh©u bao gåm c¸c ®ßn ®−îc nèi víi nhau b»ng c¸c khíp cÇu vµ ®ßn bªn ®−îc ®Æt nghiªng mét gãc so víi dÇm cÇu tr−íc. Th«ng qua liªn kÕt trªn ta rót ra mèi quan hÖ gi÷a gãc quay trong vµ gãc quay ngoµi cña b¸nh xe dÉn h−íng thùc tÕ lµ: ⎛ m cos(φ + β tt ) ⎞ m + 2.B. sin φ − 2.m. sin 2 φ − B sin(φ + β tt ) α tt = φ + arctg⎜ ⎟ − arcsin (4.2.3) ⎜ B − m sin(φ + β ) ⎟ B 2 + n 2 − 2.B. sin(φ + β tt ) ⎝ tt ⎠ Trong ®ã: φ: gãc nghiªng cña ®ßn bªn víi dÇm cÇu tr−íc (®é) m: ChiÒu dµi ®ßn bªn (cm). n: ChiÒu dµi thanh kÐo ngang (cm). So s¸nh gi÷a αLT vµ αtt, nÕu chªnh nhau kh«ng qu¸ 10 th× ®¹t yªu cÇu. 2.2.2. X¸c ®Þnh m«men c¶n quay vßng M« men c¶n quay vßng Mc ®−îc x¸c ®Þnh t−¬ng tù nh− ë phÇn thiÕt kÕ 2.2.3. TÝnh to¸n tØ sè truyÒn a. TØ sè truyÒn c¬ cÊu l¸i TØ sè truyÒn c¬ cÊu l¸i lo¹i trôc vÝt - ªcu - thanh r¨ng b¸nh r¨ng ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: - 104 -
2πr0 ic = (4.2.4) p TØ sè truyÒn cña dÉn ®éng l¸i ®−îc tÝnh gÇn ®óng theo c«ng thøc: id = ln/ld (4.2.5) Trong ®ã:: ln: chiÒu dµi ®ßn quay ngang ld: chiÒu dµi ®ßn quay ®øng TØ sè truyÒn cña hÖ thèng l¸i ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: il = ic.id (4.2.6) Lùc t¸c ®éng lªn vµnh l¸i ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: Mc Pv = (4.2.7) R vilη Trong ®ã: Mc: M« men c¶n quay vßng (kGcm) (®· tÝnh ë trªn) η: HiÖu suÊt truyÒn lùc cña hÖ thèng (η = 0,7 - 0,85) Rv: B¸n kÝnh vµnh l¸i (cm). 2.2.4. TÝnh bÒn c¸c chi tiÕt trong hÖ thèng. 2.2.4.1. CÆp truyÒn lùc ª cu –cung r¨ng CÆp truyÒn lùc ªcu - cung r¨ng ®−îc tÝnh bÒn theo uèn. øng suÊt uèn r¨ng Mc 1 σ F1 = 2 ≤ [σ F ] k F Yε Yβ YF1 (4.2.8) id b w d w2 m σF2=σF1YF2/YF1 ≤ [σF] (4.2.9) Trong ®ã: Mc: M«men c¶n quay vßng id: tØ sè truyÒn cña dÉn ®éng l¸i kF: hÖ sè t¶i khi uèn. kF =1 Yβ: HÖ sè d¹ng r¨ng. Víi r¨ng th¼ng Yβ = 1 Yε: hÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp r¨ng. Yε = 1/εα (4.2.10) εa: HÖ sè trïng khíp. ε α = 1,88 − 3,2(1 / ∞ + 1 / Z 2 ) (4.2.11) Z2: sè r¨ng cña cung r¨ng YF1,YF2: hÖ sè d¹ng r¨ng YF1,YF2 = 3,6 - 4,26 bw: chiÒu réng b¸nh r¨ng. dw2: ®−êng kÝnh vßng l¨n cung r¨ng - 105 -
[σF]: øng suÊt uèn cho phÐp. [σF] = 5000 - 6000 kG/cm2. 2.2.4.2. CÆp truyÒn lùc trôc vÝt - ªcu CÆp truyÒn lùc trôc vÝt - ªcu ®−îc tÝnh bÒn theo chÌn dËp. øng suÊt chÌn dËp ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: ϕ1 F σ cd = a ≤ [σ cd ] (kG/cm2) (4.2.12) F Trong ®ã: Fa: Lùc däc trôc (kG) Mc Fa = (kG) (4.2.13) i d .r2 ϕ2 Mc: M«men c¶n quay vßng (®· tÝnh ë trªn) id: Tû sè truyÒn dÉn ®éng l¸i r2: b¸n kÝnh vßng l¨n b¸nh r¨ng F: diÖn tÝch tiÕp xóc gi÷a trôc vÝt vµ bi. F ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: F = (ϕ1 - sinϕ1)r2 + (ϕ2 - sinϕ2)rb2 (4.2.14) r: b¸n kÝnh ngoµi trôc vÝt (cm) rb: b¸n kÝnh bi (cm) ϕ1, ϕ2: c¸c gãc ®−îc thÓ hiÖn trªn h×nh vÏ sin(ϕ1/2) = db/Dtb sin(ϕ2/2) = d1/Dtb db: ®−êng kÝnh bi (cm) d1: ®−êng kÝnh trong ren trôc vÝt (cm) Dtb: ®−êng kÝnh ®Õn t©m bi (cm) [σcd]: øng suÊt chÌn dËp cho phÐp cña vËt liÖu. [σcd] = 7000 - 8000 kG/cm2. 2.2.4.3. TÝnh bÒn dÉn ®éng l¸i a. Trôc l¸i - KiÓm tra ®é bÒn xo¾n cña trôc l¸i : Pv .R v D τx = ≤ [τ x ] (kG/cm2) (4.2.15) 0,2(D − d ) 4 4 - KiÓm tra gãc xo¾n cho phÐp cña trôc l¸i 2τ x L θ= ≤ [θ] (rad) (4.2.16) DG Trong ®ã: d: §−êng kÝnh trong trôc l¸i (cm) - 106 -
D: §−êng kÝnh ngoµi trôc l¸i (cm) L: ChiÒu dµi trôc l¸i (cm) G: m« ®un ®µn håi dÞch chuyÓn. G= 8.105 (kG/cm2) [τx]: øng suÊt xo¾n cho phÐp. [τx] = 500 - 800 kG/cm2. [θ]: Gãc xo¾n cùc ®¹i cho phÐp. [θ] = 5,5 - 7,50. b. §ßn quay ®øng §ßn quay ®øng ®−îc tÝnh to¸n theo bÒn uèn vµ xo¾n Q1l d øng suÊt uèn σ u = ≤ [σ u ] (kG/cm2) (4.2.17) Wu Q1c øng suÊt xo¾n τ x = ≤ [τ x ] (kG/cm2) (4.2.18) Wx Trong ®ã: Q1: Lùc cùc ®¹i t¸c dông vµo thanh kÐo däc: ⎛ ⎞ PR iη Q 1 = max⎜ 0,5G 1 , v v c t ⎟ (kG) ⎜ ⎟ ld ⎝ ⎠ G1: Träng l−îng t¸c dông lªn c¸c b¸nh tr−íc «t« ë tr¹ng th¸i tÜnh (kG) ld: ChiÒu dµi ®ßn quay ®øng (cm) c: kho¶ng c¸ch t©m chèt cÇu tíi trôc ®ßn ®øng (cm) Víi tiÕt diÖn ®ßn quay ®øng lµ h×nh ch÷ nhËt bxh Wu=bh2/6 (cm3) Wx=6(bh2+b3) (cm3) [σu]: øng suÊt uèn cho phÐp. [σu] = 1500 - 2000 kG/cm2. [τx]: øng suÊt xo¾n cho phÐp. [τx] = 500 - 800 kG/cm2. c. Chèt cÇu Chèt cÇu ®−îc kiÓm tra qua øng suÊt chÌn dËp. øng suÊt chÌn dËp chèt cÇu σcd=Q1/S ≤ [σcd] (kG/cm2) (4.2.19) Trong ®ã: Q1: Lùc cùc ®¹i t¸c dông vµo thanh kÐo däc (kG) S: diÖn tÝch tiÕp xóc cña chèt cÇu: 4 πd cc 2 S= (cm2) (4.2.20) 34 dcc: §−êng kÝnh chèt cÇu (cm) [σcd]: øng suÊt chÌn dËp cho phÐp cña chèt cÇu. [σcd] = 250 - 350 (kG/cm2) - 107 -
III. S¬ ®å thuËt to¸n 3.1. S¬ ®å thuËt to¸n tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng l¸i B¾t ®Çu NhËp d÷ liÖu C¸c th«ng sè tham Th«ng sè kü thuËt vµ ®iÒu C¸c th«ng sè tham kiÖn lµm viÖc cña «t« kh¶o dÉn ®éng l¸i kh¶o c¬ cÊu l¸i TÝnh to¸n ®éng häc dÉn ®éng l¸i X¸c ®Þnh m«men c¶n quay vßng Chän tØ sè truyÒn TÝnh to¸n c¬ cÊu l¸i KiÓm bÒn c¬ cÊu l¸i Sai §óng KiÓm bÒn dÉn ®éng l¸i Khíp cÇu §ßn quay ®øng Trôc l¸i §ñ bÒn Sai §óng Xem kÕt qu¶ KÕt thóc H×nh 4.3.1. S¬ ®å l«gÝc thuËt to¸n tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng l¸i - 108 -
Víi tr×nh tù c¸c b−íc tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng l¸i nh− ë phÇn II, chóng t«i ®−a ra s¬ ®å thuËt to¸n cña bµi to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng ly hîp trªn h×nh 4.3.1. Trong s¬ ®å trªn cã c¸c khèi ch−¬ng tr×nh thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng sau: 3.1.1. Khèi nhËp d÷ liÖu: PhÇn nhËp d÷ liÖu cña xe vµ c¸c d÷ liÖu tham kh¶o cña hÖ thèng l¸i, bao gåm 3 khèi: Khèi nhËp c¸c th«ng sè kü thuËt cña «t« vµ c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc, khèi nhËp c¸c th«ng sè tham kh¶o cña c¬ cÊu l¸i vµ khèi c¸c th«ng sè tham kh¶o cña dÉn ®éng l¸i. 3.1.2. Khèi c¸c th«ng sè kü thuËt «t« vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc: Khèi nµy nhËp c¸c th«ng sè: C¸c th«ng sè kü thuËt «t«: - Lo¹i xe (con hay t¶i) - Träng l−îng toµn bé cña « t« (cÇu tr−íc/cÇu sau) - ChiÒu réng c¬ së - ChiÒu dµi c¬ së - ChiÒu cao toµn bé - KÝch th−íc lèp - TØ sè truyÒn cña c¬ cÊu l¸i - TØ sè truyÒn cña dÉn ®éng l¸i C¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc: - HÖ sè c¶n l¨n cña ®−êng - HÖ sè b¸m ngang cña ®−êng C¸c th«ng sè kiÓm bÒn: - Lùc l¸i cùc ®¹i cho phÐp - øng suÊt uèn cho phÐp cña vËt liÖu b¸nh r¨ng - Giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖu trôc vÝt - øng suÊt c¾t cho phÐp cña vËt liÖu trôc vÝt - Gãc xo¾n cho phÐp cña trôc l¸i - øng suÊt xo¾n cho phÐp cña vËt liÖu trôc l¸i - øng suÊt uèn cho phÐp cña vËt liÖu ®ßn quay ®øng - øng suÊt xo¾n cho phÐp cña vËt liÖu ®ßn quay ®øng - øng suÊt chÌn dËp cho phÐp cña vËt liÖu chèt cÇu 3.1.3. Khèi c¸c th«ng sè tham kh¶o c¬ cÊu l¸i: Khèi nµy nhËp c¸c th«ng sè tham kh¶o c¸c lùa chän ban ®Çu khi tÝnh to¸n c¬ cÊu l¸i, bao gåm: - Lo¹i c¬ cÊu l¸i - M«®un r¨ng cña thanh r¨ng - 109 -