Tài liệu Hệ thống treo

ĐỀ TÀI: Hệ thống treo

Bé giáo dục và đào tạo cộng hoà xă hộ chủ nghĩa việt nam
Trường đhbk hà nội độc lập - tù do - hạnh phóc


NHIỆM VÔ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP



Họ và tên : Nguyễn Thành Tuyên
Nghành : Cơ khí - ô tô
Khoa : Cơ khí


1. Đề tài thiết kế :

Thiết kế cải tiến hệ thống treo xe zill-130

2. Các số liệu ban đầu :

Tham khảo xe zill-130

3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán .
1. Tổng quan về hệ thống treo.
2. Kiểm nghiệm hệ thống treo xe zill-130
3. Phương án cải tiến .
4. Thiết kế cải tiến hệ thống treo xe zill-130.
5. Thiết kế quy tŕnh công nghệ gia công một chi tiết.

4. Các bản vẽ (ghi rơ các bản vẽ và kích thước các bản vẽ) :
1. Bản vẽ bố trí chung .
2. Bản vẽ hệ thông treo cũ
3. Bản vẽ hệ thống treo cải tiến
4. Bản vẽ sơ đồ ứng suất tác dụng lên tứng lá nhíp
5. Bản vẽ giảm chấn
6. Bản vẽ chi tiết diển h́nh
7. Bản vẽ quy tŕnh công nghệ gia công một chi tiết
6. Cán bộ hướng dẫn :
Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Lưu Văn Tuấn



7. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế
8. Ngày hoàn thành nhiệm vụ

Ngày tháng năm 2003

CHỦ NHIỆM KHOA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Kư và ghi rơ họ tên) (Kư và ghi rơ họ tên)


ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐIỂM CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
- Quá tŕnh thiết kế (Kư và ghi rơ họ tên)
- Điểm duyệt
- Bản vẽ thiết kế .

Ngày Tháng Năm 2003 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
SINH VIÊN ĐĂ HOÀN THÀNH
(Kư và ghi rơ họ tên) và nép toàn bộ bản vẽ cho khoa
Ngày Tháng Năm 2003




Nguyễn Thành Tuyên








LỜI NÓI ĐẦU

Ô tô là một phương tiện vận tải vô cùng quan trọng. Nó có mặt ở tất cả các quốc gia trên thế giới. Nó đóng góp trong nhiều lĩnh vực như:Kinh tế, Giao thông ,xây dựng,và quốc pḥng .Với nhiều chủng loại khác nhau.
Hiện nay nền kinh tế Việt nam đang trên đà phát triển th́ nhu cầu sử dụng ô tô cũng như việc lắp ráp ô tô ở nước ta ngày càng nhiều về chủng loại, mẫu mă, chất lượng.Nhưng với như cầu xă hội ngày nay và trong tương lai th́ chỉ tiêu an toàn ,tiện nghi đóng vai tṛ quan trọng hơn cả. Bên cạnh đó , việc nâng cao năng suất vận chuyển cũng được quan tâm nhiều hơn .
ở trên Thế giới th́ việc nghiên cứu giao động nhằm t́m ra các biện pháp nâng cao tuổi thọ, độ êm dịu chuyển động và năng suất vận chuyển đă được tiến hành từ lâu và đă thu được nhiều kết quả.
Ngày nay ở nước ta, vấn đề này đă được quan tâm nhiều hơn, v́ đa phần xe sử dụng ở nước ta là xe nước ngoài, và do nền sản xuất ô tô trong nước chưa được phát triển v́ vậy việc cải tiến xe nhằm nâng cao các chỉ tiêu trên cho phù hợp với điều kiện kinh tế, địa lí Việt Nam là công việc rất quan trọng.
Xe ZIL-130 là chiếc xe vận tải dùng để phục vụ vận tải hàng hoá trong quốc pḥng cả thời chiến, thời b́nh và nền kinh tế quốc gia hệ thống treo do sử dụng lâu năm do nên ṃn háng và gẫy do nhu cầu mà không phải nhập của nước ngoài và cải thiện năng suất vận chuyển. Do đó, em được giao nhiệm vụ: tính toán cải tiến hệ thống treo xe ZIL-130, với mục đích tăng tảI cho xe ZIL từ 5tấn lên 7 tấn. Với kiến thức đă học 5 năm trong nhà trường, được sự giúp đỡ của thầy giáo Lưu Văn Tuấn cùng các thầy giáo, em mạnh dạn tính toán để cải tiến hệ thống treo trước và treo sau của xe ZIL-130, phải đủ tiêu chuẩn nhà sản xuất qui định về độ êm dịu và tính chất động lực học, dao động.Để góp phần vào nền công nghiệp sản xuất ô tô nước nhà.
Hoàn thành được đồ án náy là sự t́m ṭi học hỏi. Mặc dù đă có sự cố gắng của bản thân song không khỏi tránh được những thiếu sót, kính mong được sự giúp đỡ của thầy cô và các bạn đồng nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội ngày






Phần 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO

I. Giới thiệu chung về hệ thống treo
Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ ô tô với bánh xe , có tác dụng làm êm dịu
quá tŕnh chuyển động , đảm bảo đúng động học bánh xe (bánh xe dao động trong mặt phẳng thẳng đứng) và truyền lực giữa khung vỏ với bánh xe .
Khi xe chuyển động có êm dịu hay không phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng hệ thống treo. Khi xe chuyển động trên đường không bằng phẳng sẽ phát sinh dao động do đường không bằng phẳng gây ra . Những dao động này ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của xe , làm hư háng hàng hoá nếu có trên xe và ảnh hưởng lớn tới hành khách trên xe . Theo số liệu thống kê cho thấy khi mét xe ô tô chạy trên đường xấu , ghồ ghề mà so sánh với một ô tô cùng loại chạy trên đường tốt th́ vận tốc trung b́nh của xe chạy trên đường xấu sẽ giảm đi 40 – 50 % , do đó năng suất vận chuyển giảm đi 35 – 40 % và giá thành vận chuyển tăng lên khoảng 50 - 60 % . C̣n nếu con người nếu phải chịu lâu trong t́nh trạng rung xóc nhiều sẽ gây ra mệt mái , khó chịu và gây ra các phản ứng khác .
Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của dao động của ô tô tới cơ thể con người đều đi đến kết luận : Nếu con người phải chịu lâu trong môi trường dao động nhiều sẽ mắc các chứng bệnh về thần kinh và năo . Chính v́ vậy mà độ êm dịu của xe là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tính tiện nghi của ô tô . Tính êm dịu của ô tô phụ thuộc vào kết cấu ô tô và trước hết phụ thuộc vào hệ thống treo , chất lượng mặt đường và sau đó là đến kỹ thuật của người lái . Nếu xét đến phạm vi chế tạo ô tô th́ hệ thống treo mang tính chất quyết định đến tính êm dịu chuyển động ô tô .
II. Các phần tử của hệ thống treo :
Ta đă biết hệ thống treo có các công dụng như đă tŕnh bày ở trên . Để đảm bảo các công dụng đó th́ thông thường hệ thống treo bao gồm 3 bộ phận chính :
+ Bé phận hướng
+ Bé phận đàn hồi
+ Bé phận giảm chấn
1- Bé phận hướng :
Bé phận hướng có tác dụng đảm bảo động học bánh xe tức đảm bảo cho bánh xe chỉ daođộng trong mặt phẳng thẳng đứng . Bé phận hướng c̣n làm nhiệm vụ truyền kực dọc , ngang , mô men giữa khung và vỏ bánh xe .


2- Bộ phận đàn hồi :
Bộ phận đàn hồi là bộ phận nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe và tiếp nhận lực thẳng đứng tác dụng từ khung vỏ xuống bánh xe và ngược lại . Bé phận đàn hồi có cấu tạo chủ yếu là một chi tiết đàn hồi bằng kim loại (nhíp , ḷ xo xoắn , thanh xoắn) hoặc bằng khí (trong trường hợp hệ thống treo khí hoặc thuỷ khí).
Phần tử đàn hồi bằng kim loại gồm các loại như nhíp , ḷ xo và thanh xoắn .ưu điểm của loại này là kết cấu đơn giản , chắc chắn , giá thành rẻ do chi phí chế tạo cũng như bảo dưỡng thấp . Tuy nhiên nó có một số nhược điểm như tuổi thọ thấp , ma sát lớn , đường đặc tính làm việc là tuyến tính bậc nhất .
Phần tử đàn hồi loại khí gồm một số loại như : phần tử loại khí bọc bằng cao su , sợi , loại bọc bằng màng và loại bọc bằng ống . Ưu điểm của loại này là có thể thay đổi được độ cứng của hệ thống treo tuỳ theo tải trọng (bằng cách thay đổi áp suất khí trong phần tử đàn hồi), giảm được độ cứng cuả thống treo làm tăng độ êm dịu chuyển động của ô tô ,có đường đặc tính là phi tuyến tính .
Phần tử đàn hồi thuỷ khí , đây là sự kết hợp của cơ cấu điều khiển thuỷ lực và cơ cấu chấp hành là phần tử thuỷ khí .
Nhược điểm chung của 2 loại phần tử đàn hồi loại khí và thuỷ khí là việc chế tạo cũng như lắp ráp cần độ chính xác cao , phức tạp do đó chi phí chế tạo cũng như giá thành là rất cao .
Phần tử đàn hồi bằng cao su : gồm các loại cao su chịu nén và cao su chịu xoắn . Ưu điểm của loại này có độ bền cao , không cấn bôi trơn bảo dưỡng . Cao su có thể thu năng lượng trên một đơn vị thể tích cao gấp 2-10 lần thép , trọng lượng của cao su bé và có đường đặc tính phi tuyến tính . Nhược điểm của loại này là suất hiện biến dạng dư dưới tác dụng của tải trọng kéo dài và nhất là tải trọng thay đổi , thay đổi tính chất đàn hồi khi nhiệt độ thay đổi mà đặc biệt độ cứng của cao su tăng lên khi nhiệt độ hạ thấp xuống và cần thiết phải đặt bộ phận dẫn hướng và giảm chấn .
3.Bé phận giảm chấn:
Bộ phận giảm chấn có tác dụng dập tắt nhanh chóng các dao động bằng cách biến năng lượng dao động thành nhiệt năng toả ra bên ngoài. Về mặt tác dụng có thể có nhiều loại giảm chấn, có loại tác dụng một chiều, có loại tác dụng hai chiều. Loại giảm chấn tác dụng hai chiều có thể có loại tác dụng hai chiều đối xứng hoặc tác dụng hai chiều không đối xứng. Về kết cấu trên ô tô thường sử dụng loại giảm chấn ống hay loại giảm chấn đ̣n.
Giảm chấn cùng phối hợp với bộ phận đàn hồi khi làm việc tạo nên độ êm dịu cho ô tô khi chuyển động. Ví dụ khi bánh xe đi qua một mô đất cao sẽ tạo nên một chấn động từ mặt đường qua bánh xe và hệ thống treo tác dụng lên thân xe. Giai đoạn đầu bánh xe đi gần vào khung xe, năng lượng của chấn động một phần được tiêu tán qua giảm chấn, một phần được bộ phận đàn hồi tiếp nhận và tích luỹ dưới dạng thế năng của chi tiết đàn hồi(ḷ xo), chỉ có một phần được truyền lên xe. Giai đoạn “nén” này lực cản của giảm chấn nhỏ để giảm một phần năng lượng truyền qua giảm chấn lên khung xe. Giai đoạn tiếp theo là giai đoạn năng lượng được tích luỹ dưới dạng thế năng của bộ phận đàn hồi được giải phóng-Bánh xe đi ra xa khung xe. Năng lượng được giải phóng này chủ yếu được hấp thụ và tiêu tán thông qua giảm chấn, đối với giảm chấn đây là hành tŕnh “trả” và lực cản trả lớn hơn lực cản nén rất nhiều. Đây là loại giảm chấn hai chiều không đối xứng.

III. Yêu cầu thiết kế hệ thống treo.
-.Yêu cầu về độ êm dịu.
Với xe tải Tần số dao động f = 1,5-2 (Hz)
Hoặc w = (1,5-2)2 rad/s

- Đảm bảo động học bánh xe
- Đảm bả truyền lực từ bánh xe lên khung vỏ và ngược lại

IV. Giới thiệu hệ thống treo phụ thuộc lắp trên xe ZILL-130 và yêu cầu khi thiết kế hệ thống treo.
Để cấu thành một hệ thống treo hoàn chỉnh cần phải có đầy đủ các phần nói trên với chức năng cụ thể của từng phần tử. V́ vậy xuất phát từ những phần tử đó ta có thể có rất nhiều loại hệ thống treo khác nhau. Nhưng trong thực tế đối với xe ZILL-130 là loại xe tải th́ yêu cầu chủ yếu là độ bền và độ cứng, yêu cầu về độ êm dịu không cao, về mặt chế tạo và giá thành phải rẻ. Do vậy hệ thống treo xe ZILL-130 thường được chế tạo là hệ thống treo phụ thuộc.
Hệ thống treo phụ thuộc lắp trên xe ZILL-130 là hai bộ lá nhíp dạng bán elip. Tính chất dịch chuyển của cầu xe đối với vỏ, phụ thuộc vào thông số của nhíp nghĩa là nhíp không những là bộ phận đàn hồi mà nó c̣n đảm nhận nhiệm vụ của bộ phận hướng dẫn và một phần nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn. Tổng số khớp của cả nhíp là 6 khớp (mỗi bên 3 khớp). Kiểu hệ thống treo này được sử dụng rộng răi trên xe tải bởi ưu điểm của nó là kết cấu đơn giản, giá thành rẻ, dễ chế tạo.


















Phần 2

CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA XE ZILL-130

[TABLE]
[TR]
[TD]STT
[/TD]
[TD]Thông sè
[/TD]
[TD]Giá trị
[/TD]
[TD]đơn vị
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]1



2



3

4



5



6

7


8


9


10
[/TD]
[TD]Khối lượng bản thân
Phân lên cầu trước
Phân lên cầu sau

Khối lượng toàn bộ
Phân lên cầu trước
Phân lên cầu sau

Tải trọng

Bán kính quay ṿng
Theo vết bánh xe ngoài phía trước
Theokích thước ngoài của xe

Koảng sáng mặt đường
Dưới trục trước
Dưới trụ sau

Vận tốc cực đại

Công suất cực đại


Mômem xoắn cự đại


Động cơ xăng 4 kỳ với 8xylanh
(bố trí h́nh chữ V). Xupap treo

Khối lượng cầu trước
Khối lượng cầu sau


[/TD]
[TD]4300
2120
2180

9525
2575
6950

5000


8
8,6


340
270

90

150


41





260
500
[/TD]
[TD]kg
kg
kg

kg
kg
kg

N


m
m


mm
mm

km/h

mălực
(n=3200v/p)

KGm
(n=20000v/p)




kg
kg

[/TD]
[/TR]
[/TABLE]




[TABLE]
[TR]
[TD]STT
[/TD]
[TD]Thông sè
[/TD]
[TD]Giá trị
[/TD]
[TD]đơn vị
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]
11




12












[/TD]
[TD]
Kích thước toàn bộ xe
Dài
Rộng
Cao

Chiều dài cơ sở





[/TD]
[TD]
6675
2500
2400


3800















[/TD]
[TD]
mm
mm
mm


mm














[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

















CÁC THÔNG SỐ H̀NH HỌC CỦA NHÍP TRƯỚC

[TABLE]
[TR]
[TD]
STT
[/TD]
[TD]
L(cm)
[/TD]
[TD]
L[SUB]K[/SUB](cm)

[/TD]
[TD]
b[SUB]K[/SUB](cm)

[/TD]
[TD]
h[SUB]K[/SUB](cm)
[/TD]
[TD]
Vật liệu

[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11
[/TD]
[TD]
1514

1456

1254

1114

968

828

708

578

448

316

200
[/TD]
[TD]
69,7

66,8

56,7

49,7

42,4

35,4

29,4

22,9

16,4

9,8

4,0
[/TD]
[TD]
0,85

0,93

0,93

0,93

0,93

0,93

0,93

0,93

0,93

0,93

0,93

[/TD]
[TD]
6,5

6,5

6,5

6,5

6,5

6,5

6,5

6,5

6,5

6,5

6,5
[/TD]
[TD]
Thép 60C[SUB]2[/SUB]

Thép 60C[SUB]2[/SUB]

Thép 60C[SUB]2[/SUB]

Thép 60C[SUB]2[/SUB]

Thép 60C[SUB]2[/SUB]

Thép 60C[SUB]2[/SUB]

Thép 60C[SUB]2[/SUB]

Thép 60C[SUB]2[/SUB]

Thép 60C[SUB]2[/SUB]

Thép 60C[SUB]2[/SUB]

Thép 60C[SUB]2[/SUB]
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]