Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế tính toán hệ thống lái xe tải 8 tấn”. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI 4 1.1.Nhiệm vụ,yêu cầu,phân loại 4 1.1.1.Nhiệm vụ hệ thống lái 4 1.1.2.Yêu cầu hệ thống lái 5 1.1.3.Phân loại hệ thống lái 5 1.2.Các cơ cấu lái thường dùng trên ô tô 6 1.2.1.Kết cấu hệ thống lái 6 1.2.1.1.Vành lái 6 1.2.1.2.Trục lái 7 1.2.1.3.Cơ cấu lái 7 1.2.1.4.Các cơ cấu lái thường dùng 9 1.2.1.5.Dẫn động lái 11 1.2.1.6.Các góc đặt bánh xe 14 1.2.1.7.Hệ thống lái có trợ lực 17 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI 19
Mục Lục CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI .4 1.1.Nhiệm vụ,yêu cầu,phân loại .4 1.1.1.Nhiệm vụ hệ thống lái .4 1.1.2.Yêu cầu hệ thống lái 5 1.1.3.Phân loại hệ thống lái 5 1.2.Các cơ cấu lái thường dùng trên ô tô 6 1.2.1.Kết cấu hệ thống lái 6 1.2.1.1.Vành lái 6 1.2.1.2.Trục lái 7 1.2.1.3.Cơ cấu lái .7 1.2.1.4.Các cơ cấu lái thường dùng 9 1.2.1.5.Dẫn động lái .11 1.2.1.6.Các góc đặt bánh xe 14 1.2.1.7.Hệ thống lái có trợ lực 17 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI .19 2.1.Giới thiệu xe tham khảo 19 2.1.1.Giới thiệu chung về xe tải huyndai HD800 19 2.1.2.Thông số kỹ thuật 20 2.2.Lựa chọn phương án thiết kế 22 2.2.1.Chọn phương án dẫn động lái 22 2.2.2.Chọn phương án cơ cấu lái 22 2.2.3.Lựa chọn trợ lực lái .22 2.3.Tính toán thiết kế hệ thống lái 27 2.3.1.Tính toán động lực học hình thang lái 27 2.3.1.1.Xây dựng đường cong lý thuyết 27 2.3.1.2.Xây dựng đường cong thực tế 28 2.3.2.Tính toán thiết kế cơ cấu lái trục vít –êcu bi- cung răng 30 2.3.2.1.Lực cực đại tác dụng lên vô lăng 30 2.3.2.2.Thiết kế trục vít- êcu bi 33 2.3.2.3.Thiết kế bộ truyền thanh răng –cung răng 37 2.3.3.Tính bền các chi tiết còn lại của hệ thống lái 40 2.3.3.1.Tính bền trục lái 40 2.3.3.2.Kiểm tra bền đòn quay đứng 41 2.3.3.3.Kiểm tra bền các thanh kéo 43 1 2.3.3.4.Kiểm tra bền đòn bên 46 2.3.3.5.Kiểm tra bền Rô-tuyn 47 2.3.4.Tính trợ lực lái .49 2.3.4.1 Nguyên lý hoạt động của cường hoá lái 49 2.3.4.2.Tính toán xylanh lực 51 2.3.4.3.Tính sơ bộ hành trình làm việc của Piston 54 2.3.4.4.Xác định lưu lượng của bơm dầu .55 2.3.4.5.Tính toán các chi tiết của van phân phối 56 CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG LÁI 59 3.1.Các phương pháp và quy trình chuẩn đoán hệ thống lái 59 3.1.1.Các phương pháp 59 3.1.2.Quy trình chuẩn đoán 59 3.1.2.1.Đo độ rơ vành lái 59 3.1.2.2.Đo giá trị lực vành lái lớn nhất 59 3.1.2.3.Đo góc quay bánh xe dẫn hướng 59 3.1.2.4.Kiểm tra qua tiếng ồn 60 3.1.2.5.Chuẩn đoán khi thử trên đường 60 3.1.2.6.Xác định khả năng ổn định chuyển động thẳng khi trên đường thử 60 3.2.Quy trình tháo lắp hệ thống lái 61 3.2.1.Trình tự tháo,lắp hệ thống lái 61 3.2.1.1.Trình tự tháo .61 3.2.1.2.Trình tự lắp 62 3.3.Quy trình kiểm tra ,bảo dưỡng ,sửa chữa hệ thống lái 63 3.3.1.Quy trình kiểm tra 63 3.3.1.1.Kiểm tra, điều chỉnh hệ thống lái .63 3.3.2.Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái 67 3.3.2.1.Những hư hỏng chính 67 3.3.2.2.Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống lái 69 3.3.2.3.Điều chỉnh cơ cấu lái 69 3.3.2.4.Kiểm tra dẫn động lái và khắc phục khe hở 69 3.3.3.Sửa chữa hệ thống lái 69 KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 2 Lời nói đầu Ngày nay, nhu cầu về giao thông vận tải ở nước ta ngày càng tăng cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế Ôtô đóng một vai trò rất quan trọng trong giao thông vận tải Số lượng hành khách và hàng hoá được vận chuyển bằng ôtô chiếm một số lượng lớn trong tổng số hành khách và hàng hoá vận chuyển hàng năm của tất cả các loại phương tiện Đó là do ôtô có khả năng cơ động cao, có thể vận chuyển được hàng hoá trên nhiều loại địa hình Do điều kiện kinh tế xã hội ở nước ta mà số lượng ôtô tải chiếm một số lượng lớn Trong đó, những loại xe ôtô có tải trọng trung bình với ưu điểm về khả năng cơ động và mang lại hiệu quả kinh tế khi vận chuyển khối lượng hàng hoá nhỏ trên một quãng đường trung bình Hiện nay ngành công nghiệp ô tô ở nước ta đang phát triển mạnh mẽ và ngày càng khẳng định vai trò to lớn của mình trong các ngành công nghiệp trọng điểm của quốc gia Nhận thấy tiềm năng của công nghiệp ô tô nên nước ta đã chủ động mở cửa cho các nhà đầu tư nước ngoài xây dựng các nhà máy lắp ráp cũng như sản xuất linh kiện ô tô trong nước góp phần giải quyết vấn đề nhân lực cũng như thúc đẩy kinh tế, đóng góp không nhỏ vào nguồn thu của chính phủ Với tốc độ phát triển mạnh mẽ như vậy càng đòi hỏi nguồn nhân lực trong ngành công nghiệp ô tô cần phải có trình độ và chuyên môn cao Điều đó đang được thể hiện bằng việc ra đời rất nhiều trung tâm chuyên nghiên cứu phát triển công nghệ, thiết kế tính toán, mô phỏng lắp ráp ô tô… Trong các trường đại học việc khuyến khích sinh viên nghiên cứu các công nghệ mới trên ô tô hiện đại cũng đang được sinh viên nhiệt tình tham gia Một trong những hệ thống đặc biệt quan trọng của ô tô là hệ thống lái Hệ thống này có chức năng điều khiển hướng chuyển động của ô tô, nó đảm bảo tính năng ổn định chuyển động thẳng cũng như quay vòng của bánh xe dẫn hướng Trong quá trình chuyển động hệ thống lái có ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn của người sử dụng, đặc biệt với các loại xe hiện đại có tốc độ cao Do đó người ta không ngừng cải tiên hệ thống lái để nâng cao tính năng của nó Bởi vậy chúng em đã được giao nhiệm vụ “Thiết kế tính toán hệ thống lái xe tải 8 tấn” Trong quá trình thực hiện không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo và ghóp ý của các thầy và các bạn Trong quá trình làm đồ án, em đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy Chu Văn Huỳnh và sự giúp đỡ của các bạn cùng lớp Em xin chân thành cảm ơn! Vĩnh Phúc,ngày 22 tháng 03 năm 2021 Sinh viên thực hiện Hoàng Văn Dũng 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG LÁI 1.1.Nhiệm vụ,yêu cầu,phân loại 1.1.1.Nhiệm vụ hệ thống lái -Hệ thống lái của ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động của ôtô nhờ quay vòng các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động cong của ôtô khi cần thiết -Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện như sau: vành lái tiếp nhận lực tác động của người 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 đến các bánh xe dẫn hướng Kết cấu lái phụ thuộc vào cơ cấu chung của xe và của từng chủng loại xe - Để quay vòng được thì người lái cần phải tác dụng vào vô lăng một lực Đồng thời cần có một phản lực sinh ra từ mặt đường lên mặt vuông góc với bánh xe Để quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hướng phải quay quanh một tâm quay tức thời khi quay vòng - Các trạng thái quay vòng của xe + Sự chuyển động và thay đổi hướng chuyển động của xe trên đường là quá trình phức tạp Khi xe chuyển động trên đường 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 tương ứng Đây có thể coi là trạng thái quay vòng tĩnh (quay vòng đủ) + Trong thực tế xe thường chuyển động ở tốc độ lớn, do vậy quá trình quay vòng là động, trạng thái quay vòng đủ ít xảy ra mà thường gặp là trạng thái quay vòng thiếu và quay vòng 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 người lái phải tăng góc quay vành lái một lượng vl Khi quay vòng thừa, để thực hiện quay vòng xe theo bán kính R0 người lái phải giảm góc quay vành lái một lượng 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 người lái phải có kinh nghiệm xử lý tốt Vấn đề chất tải, độ đàn hồi của lốp cũng có ảnh hưởng tới tính năng quay vòng và tính an toàn chuyển động của xe, đặc biệt là những xe có vận tốc lớn 4 Tr¹ng th¸i quay vßng Ro thiªu: Rqv>Ro Rqv Ro Rqv Tr¹ng th¸i quay vßng thõa: Rqv /2 thì ic giảm rất nhanh, ở hai rìa của đồ thị thì ic hầu như không thay đổi Ở đoạn này khi quay vành lái một góc nhỏ thì bánh dẫn hướng quay một góc lớn giúp khả năng quay vòng của ôtô tốt hơn -Tỷ số truyền của dẫn động lái id + Tỷ số truyền này phụ thuộc vào kích thước và quan hệ của các cánh tay đòn Trong quá trình bánh xe dẫn hướng 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 -Tỷ số truyền lực của hệ thống lái il +Là tỷ số giữa tổng lực cản quay vòng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng và lực đặt lên vành lái cần thiết để khắc phục lực cản quay vòng il pc (1 - 2) pl pc Mc c , 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 đường trục đứng kéo dài Ml - mômen lái đặt trên vành lái r - bán kính vành tay lái Như vậy ta có: 8 il Mc r (1 - 4) c Ml +Bán kính vành tay lái ở đa số ôtô hiện nay là 200 250mm và tỷ số truyền góc ig không vượt quá 25 vì vậy il không được lớn quá, il hiện nay chọn trong khoảng từ 10 30 - Hiệu suất thuận +Hiệu suất thuận là hiệu suất tính theo lực truyền 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 -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 được vì chúng bị triệt tiêu bởi ma sát trong cơ cấu lái Nhưng không thể đưa hiệu suất nghịch xuống thấp quá vì khi đó bánh lái xẽ không tự trả lại được về vị trí ban đầu dưới tác dụng của mômen ổn định Bởi vậy để đảm bảo khả năng tự trả bánh lái từ vị trí đã quay về vị trí ban đầu và để hạn chế các va đập từ đường tác dụng lên hệ thống lái trong một phạm vi nào đấy thì cơ cấu lái được thiết kế với một hiệu suất nghịch nhất định 1.2.1.4.Các cơ cấu lái thường dùng a.Cơ cấu lái trục vít chốt quay -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 b.Cơ cấu lái trục vít con lăn 9 Loại cơ cấu lái này được 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 lượng 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 A-A 3 1 2 B A 1 Nh×n theo B A Hình 1.5 Cơ cấu lái trục vít con lăn c.Cơ cấu lái trục vít -êcu bi - thanh răng - cung răng -Gồm một trục vít có hai đầu được 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 đường 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 hướng 10