Hệ thống treo thiết kế phải đảm bảo cho xe đạt độ êm dịu theo các chỉ tiêu đã đề ra.
Hiện nay có nhiều loại chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động như tần số dao động, gia tốc dao động, vận tốc dao động
Trong khuôn khổ đồ án này ta chỉ lùa chọn một chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu đó là chỉ tiêu tần số giao động. Chỉ tiêu này được lùa chọn như sau:
72 trang |
Chia sẻ: maiphuongdc | Lượt xem: 1872 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế cải tiến hệ thống treo xe zill-130, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
g pháp tải trọng tập trung để tính bền nhíp, giả sử có sơ đồ nhíp như sau.
+ Sè lá nhíp là 11 lá.
+ Tảitrọng tác dụng lên một đầu nhíp (Khi đầy tải)
Pt = 1326 (KG)
+ Mô men quán tính của cá lá nhíp.
hk: Chiều dày các lá nhíp h1 = 0.85 (cm)
h2 = h3 = ….h16 = 0.93 (cm)
+ Xác định hệ sốAk , Bk , Ck .
Ak = (3.-1)
Bk = – (1+)
Ck = ()3(3)
Ta có (n-1) hệ phương trình :
A2.P + B2.X2 + C2.X3 = O
A3.X2 + B3.X3 + C3.X4 =O
…………………………
An.Xn-1 + Bn.Xn + Cn.Xn+1 = O
Giải hệ với X1 = P = M/2 = 1326/2 = 663 (kg)
Ta sẽ được X2, X3, …Xn
Các kết quả hệ số Ak, Bk, Ck lập trong bảng sau:
STT
Lk(cm)
Jk(cm4)
Ak
Bk
Ck
1
69,7
0,333
0
0
0
2
66,8
0,436
1,4
-2,31
0,778
3
56,7
0,436
1,267
-2
0,816
4
49,7
0,436
1,211
-2
0,781
5
42,4
0,436
1,258
-2
0,755
6
35,4
0,436
1,297
-2
0,748
7
29,4
0,436
1,306
-2
0,674
8
22,9
0,436
1,426
-2
0,586
9
16,4
0,436
1,595
-2
0,429
10
9,82
0,436
2,01
-2
0,216
11
4,0
0,436
3,175
-2
Từ bảng trên ta có hệ phương trình:
1,4P – 2,31X2 + 0,778X3 = 0
1,267X2 – 2X3 + 0,816X4 = 0
1,211X3 – 2X4 + 0,781X5 = 0
1,258X4 – 2X5 + 0,755X6 = 0
1,297X5 – 2X6 + 0,748X7 = 0
1,306X6 – 2X7 + 0,674X8 = 0
1,426X7 – 2X8 + 0,586X9 = 0
1,595X8 – 2X9 + 0,429X10 = 0
2,01X9 – 2X10 + 0,216X11 = 0
3,175X10– 2X11 = 0
Sau khi giải hệ phương trình trên ta có
X1= 663 (KG) X7= 659 (KG)
X2= 615 (KG) X8= 686,8 (KG)
X2= 615 (KG) X9= 739,7 (KG)
X2= 615 (KG) X10= 897,29 (KG)
X3= 637,48 (KG) X11= 1421,5 (KG)
X4= 605,6 (KG)
X5= 627,4 (KG)
X6= 625,5 (KG)
Từ kết qủa tính toán ta có bảng giá trị lực tác dụng lên tong lá nhíp :
STT
Xk (KG)
Yk(KG)
1
663
663
2
615
615
3
637,4
637,4
4
605,6
605,6
5
627,4
627,4
6
652,5
652,5
7
659
659
8
686,8
686,8
9
739,7
739,7
10
897,3
897,3
11
1412,5
1412,5
Khi có các giá trị Xk ta xác định được các giá trị mô men tại A và B của từng lá nhíp như sau.
B A
ứng suất của nhíp được xác định
s = MUAK / wAK
Mu : Mô men uốn nhíp
Wuc: Mômen chống uốn của nhíp
W1 =
W2 = W3=…..= W16 =
Ta có bảng kết quả tính
STT
Lk
w
Xk
ak
MUAK
sAK
MUBK
sBK
1
69,7
0,783
663
2,9
5129,1
6553
2301,7
2940,7
2
66,8
0,937
615
10, 1
4941,4
5273,6
6211,5
6383,9
3
56,7
0,937
637,4
7,0
6042,26
6448,5
4713,8
5030,7
4
49,7
0,937
605,6
7,3
3496,56
3731,64
4420,8
4718,1
5
42,4
0,937
627,4
6,6
3242,26
3460,56
4140,8
4419,3
6
35,6
0,937
652,5
6,4
3984,91
4252,82
4176,2
4456,8
7
29,4
0,937
659
6,5
3646,86
3892,08
4283,5
4571,5
8
22,9
0,937
686,8
6,5
3596,64
3838,46
4459,1
4758,8
9
16,4
0,937
739,7
6,6
3337,64
3562,01
4882,1
5210,26
10
9,8
0,937
897,3
5,8
2743,44
2927,89
5204,3
5554,19
11
4,0
0,937
1412,5
3143,44
3354,79
ứng suất cho phép [st] = 6000 (kg/cm2)
So sánh với ứng suất của các lá nhíp ta thấy các lá nhíp 1,2,3 không đủ bền.
Khi tăng thêm tải từ 5 tấn lên 7 tấn mà vẫn sử dụng hệ thống treo trước như ban đầu ta thấy không đảm bảo bền khi làm việc, vì vậy ta cần cải tiến về phần nhíp nhằm tăng độ cứng cho nhíp.
3- Tính bền tai nhíp :
Tại nhíp chịu áp lực thẳng đứng Z và lực dọc p (lực kéo) hoặc (lực phanh)
Lực p gây uốn và kéo tai nhíp
P = Pkmax = Ppmax = j.Zbx
Trong đó :
j : Hệ số bám của bánh xe với đường . Lấy j = 0,7
Zbx : Phản lực của đường tác dụng lên bánh xe .
Zbx = Gbx = 1554 KG
® P = j.Zbx = 1554.0,7 = 1087,8kG = 10878 (N).
ứng suất uốn ở tai nhíp .
su =
Với :
Mu =
Wu =
® su =
ứng suất nén :
sn = =
Vậy ứng suất tổng hợp tai nhíp phải chịu là :
sth = su + sn = p[ + ]
Trong đó :
d: Đường kính của tai nhíp
d = 30 mm = 3,0 (cm)
b: chiều dầy lá nhíp.
b = 65 mm = 6,5 (cm)
h: Chiều rộng lá nhíp
h = 8,5 mm = 0,85 (m)
® sth = 17878[]
So sánh với ứng suât cho phép [sth] = 350 MN/m2 ta thấy tai nhíp đủ bền
4- Tính bền chốt nhíp :
Chốt nhíp khi làm việc nó thường chịu chèn dập và chịu cắt . Tuy nhiên khi làm việc thường chốt nhíp hay bị háng do chèn dập .
Tính ứng suất chèn dập ta có :
scd = = (N/cm2)
Với :
Zbx : Phản lực của đường tác dụng lên bánh xe .
Zbx = Gbx = 15540 (N)
d: Đường kính của tai nhíp
d = 30 mm = 3 (cm)
b: chiều dầy lá nhíp.
b = 65 mm = 6,5 (cm)
® scd = 398,461(N/cm2) < [scd] = 400 (N/m2)
Vậy chốt nhíp đảm bảo bền .
4. Kiểm nghiệm giảm chấn
4.1, Những thông số ban đầu của giảm chấn xe zill-130 .
Trên xe zill-130 có lắp 2 giảm chấn ở cầu trước là loại giảm chấn ống có tác dụng hai chiều.
những thông số ban đầu của giảm chấn như sau :
- G1 = 3060 kG ( G1: Trọng lượng của xe phân ra cầu trước)
- G2 = 8240 kG ( G2: Trọng lượng của xe phân ra cầu sau)
- gc + gbx = 260 + 2.98 = 456 kG (gc, gbx : trọng lượng cầu , trọng lượng bánh xe)
- G0 = 4300 kG (Trọng lượng bản thân)
- Hành trình làm việc : Hg = 225 mm
- Đường kính ngoài của vỏ giảm chấn : Dv = 70 mm
- Góc độ của giảm chấn : a = 250
- Đường kính thanh đẩy : dt = 20 mm
- Đường kính piton : dp = 40 mm
- Đường kính ngoài xilanh : Dxl = 45 mm
4.2 Kiểm nghiệm giảm chấn cũ khi tăng tải .
Trọng lượng phân bố lên cầu trước : G1 = 3108 kG
Phân ra một phía : Gt1 = = = 1554 kG
1. Kích thước giảm chấn .
Đường kính piton : dp = 40 mm
Góc độ của giảm chấn : a = 250
Van nén : 6 lỗ
Mỗi lỗ : dn = 3 mm
Van trả : 6 lỗ
Mỗi lỗ : dt =2 mm
Ta có :
Q = Fv.mu.
® p = (*)
Trong đó : Q là lưu lượng chất lỏng trong giảm chấn
Q = Fp .Vg
Fp : Diện tích piton:
Fp=
Fp = 12,53.10-4 m2
Vg : Với giảm chấn lấy = 0,3 m/s
Do đó :
Q = Fp .Vg = 12,56 . 0,3 = 3,768.10-4 m3/s
P : áp suất chất lỏng trong giảm chấn .
g : Là trọng lượng riêng của chất láng . g = 8600 N/m3
m : là hệ số tổn thất . m = 0,6 -0,8
chọn m = 0,6
Fv : Tổng diện tích các lỗ van
Tổng diện tích các lỗ van trả
Fvt = 18,84 mm2 = 18,84 . 10-6 m2
Tổng diện tích các lỗ van nén :
Fvt = 42,39 mm2 = 42,39 . 10-6 m2
g: Gia tốc rơi tự do g = 9,81
Thay sốvào(*) ta có :
Khi nén :
Pt= =
Khi trả :
Pn= =
Lực cản nén :
Pgn = pn . Fp = 9,89.12,56 = 124,22 N
Lực cản trả :
Pgt = pt . Fp = 48,7.104.12,56.10-4 = 611,7N
Hệ số cản nén :
Hệ số cản trả ;
Hệ số giảm chấn :
Do hệ thống treo đặt ngiêng một góc là: a = 450
Ta có hệ số cản của hệ thống treo do giảm chấn gây ra là Kt
Kt = Kg.cos2a
Kt = 1226,985.0,82 = 1006,128 (Ns/m)
2. Tính hệ sè y dập tắt chấn động y :
Ta có :
y =
Trong đó :
Kt = 1006,128 (Ns/m)
Ct : là độ cứng của hệ thống treo
Ct = 130 kG/cm = 13.104 (N/m)
M : Khối lượng phân bố lên một hệ thống treo trước .
M = 1554 (kg)
Thay số vào :
y =
Như vậy khi tăng tải y xuống thấp do đó có tác dụng giảm chấn bị giảm đi .
III. KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TREO SAU
Tải trọng đặt lên nhíp sau là.
PTS = 3750 (kg).
Đây là tải trọng đặt lên cả nhíp chinh và nhíp phụ.
Llực tác dụng lên một đầu nhíp
Z = = =1875 (kg)
1- kiểm nghiệm độ êm dịu của nhíp.
Để kiểm nghiệm độ êm dịu là tần số êm dao động của nhíp tức là tần số dao động trên mét phót.
Theo công thức :
Ta có tần số dao động của nhíp.
C : Độ cứng của cả nhíp
M : Tải trọng tác dụng lên nhíp
Công thức tính độ cứng của nhíp như sau .
C =
E : Môđun đàn hồi của vật liệu . E = 2.105 MN/m2 = 2.107 N/cm2
α : Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực tế
α = 0,85
ak+1 = Lk- Lk+1
Yk = 1/Ik Yk+1 = 0
I1 = J1 ; I2 = J1 + J2 ; In = J1+ J2 + …Jn
J1,J2,…Jn : Mômen quán tính của tiết diện lá nhíp
Jk = b.hk3
b: Chiều rộng lá nhíp
h: Chiều dày lá nhíp
Lk =
Lk: Chiều dày tổng lá nhíp
Lo: Chiều dày quang treo lá nhíp. Lo =150 mm.
Lập bảng tính toán nhíp phụ:
STT
Lk(cm)
ak+1(cm)
Jk(cm4)
Ik
Yk
Yk - Yk+1
ak+1(Yk-Yk+1)
1
50,0
0
0,32
0,32
3,125
0
0
2
45,5
4,5
0,32
0,64
1,526
1,563
142,428
3
38,5
11,5
0,32
0,96
1,042
0,520
790,855
4
32,5
17,5
0,32
1,28
0,781
0,261
1398,797
5
26,5
23,5
0,32
1,6
0,625
0,156
2024,549
6
21,5
28,5
0,32
1,92
0,621
0,104
2407,509
7
14,5
35,5
0,32
2,24
0,446
0,075
3355,416
8
8,5
41,5
0,32
2,56
0,391
0,055
3931,036
9
2,5
47,5
0,32
2,88
0,347
0,044
4715,563
50
0,347
443375,12
62141,152
Tính độ cứng nhíp phụ theo công thức:
α : Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực tế :
α = 0,85
Thay số vào ta có:
Bảng tính toán nhíp chính :
STT
Lk(cm)
ak+1(cm)
Jk(cm4)
Ik
Yk
Yk - Yk+1
ak+1(Yk-Yk+1)
1
72,5
0
0,456
0.456
2,193
0
0
2
68,2
4,3
0,535
0,991
1,009
1,184
94,136
3
63,1
9,4
0,535
1,526
0,655
0,354
294,027
4
57,9
14,6
0,535
2,061
0,485
0,17
529,063
5
51,8
20,7
0,535
2,596
0,385
0,1
886,974
6
46,1
26,4
0,535
3,131
0,319
0,066
1214,383
7
41,25
31,25
0,535
3,666
0,273
0,046
1403,809
8
36,45
36,05
0,535
4,201
0,238
0,035
1639,773
9
31,45
41,05
0,535
4,736
0,211
0,027
1867,683
10
27,45
45,05
0,535
5,271
0,189
0,022
2011,439
11
22,05
50,45
0,535
5,806
0,172
0,017
2182,893
12
18,25
54,25
0,535
6,341
0,158
0,014
2235,256
13
14,25
58,25
0,535
6,876
0,145
0,012
2374,751
14
10,25
62,25
0,535
7,411
0,135
0,01
2412,226
15
5,75
66,75
0,535
7,946
0,126
0,009
2676,679
16
1,85
70,75
0,535
8,481
0,118
0,008
2833,148
72,5
0,118
44967,219
69773,349
Tính độ cứng nhíp chính theo công thức:
α : Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực tế :
α = 0,85
Thay số vào ta có:
Sau khi tính được độ cứng của nhíp chính và nhíp phụ ta có độ cứng của cả hệ thống là:
Ct = C1 + C2
C1 :Độ cứng của nhíp phụ.
C2 :Độ cứng của nhíp chính.
Ta có
Ct = 164,145 + 146,189 = 310,335 (KG/cm)
Ct = 310335 (N/m)
Sau khi tính được độ cứng của nhíp ta tính được tần số dao động của nhíp.
Tính độ võng của nhíp chính và nhíp phô .
Ta có tần số dao động của nhíp. Từ công thức
Kết luận: Qua phần kiểm nghiệm trên ta thây hệ thông treo sau xe zill-130 thoả mãn điều kiện êm dịu trong khi làm việc (khi đã tăng tải). Tần sốdao động cuae xe cho phép, với xe tải với n thuộc [85-120] (l/phút) .
2. tính độ võng tĩnh của nhíp chính và nhíp phụ.
a, Phân trọng lượng được treo đặt lên từng nhíp.
Với sự phân bố này phảI đảm bảo sao cho khi đầy tải thì nhíp chính vẫn đủ bền. Không có công thức tính trực tiếp giá trị này. Do đó phải dùng phương pháp thử, nghĩa là giả thiết một trọng lượng nào đóđặt lên nhíp chính, tính bền cho nhíp chính, nếu không đủ bền thì phải giảm đi nếu thừa bền thì tăng lên.Trọng lượng này có thể tính từ việc chọn số phần % tải trọng của xe tại thời điểm nhíp phụ bắt đầu làm việc.
Gọi a là % tảI trọng của xe tại thời điểm nhíp phụ bắt đầu làm việc(có thể chọn a = (30-50)% hoặc hơn nữa)
Khi đó trọng lượng tác dụng lên hệ thốngtreo khi nhíp phụ bắt đầu làm việc
Gc, = G0 +
G0: Là trọng lượng không tải tác dụng lên hệ thống treo
G : Là trọng lượng do tảI của xe tác dụng lên hệ thống treo(khi đầy tải)
Gc,:Do nhíp chính chịu, ngoài ra khi đầy tải nhíp chính và nhíp phụ cùng chịu thêm tải trọng: Gf = Gt - Gc
Biến dạng của nhíp phụ fp =
Chó ý: Khi trị số a càng lớn thì xe càng “êm” Khi non tảI nhưng nhíp dễ bị quá tải, và ngược lạI, nếu a nhỏ quá thì ưu đi6ểm của nhíp hai tầng sẽ bị giảm đi.
Trong trường hợp của em hệ thống treo chịu thêm tải trọng khi tăng tải vì vậy em sẽ chọn trị số a nhỏ xuống để nhằm đảm bảo bền cho nhíp chính.
Chọn a = 30%
Vậy từ công thức
Gc, = G0 +
Gc, = G0 + 0.3G
Trong đó G0 : Là trọng lượng không tải tác dụng lên hệ thống treo
G0 : Được tính như sau
Từ công thức
G0 = Pts= = = 644 (kg)
Z0 :Tải trọng phân ra cầu saủ chế độ không tải z0 = 2180 (kg)
Mkt: Khối lượng phần không đưởc treo ở cầu sau.
Mkt = gc + gbc
gc : Khối lượng của cầu xe: gc = 500 (kg)
gbc:Khối lượng của bánh xe; gbc = 98 (kg)
Mkt= 500 + 4.98 = 892 (kg)
Y G0 == 644 (KG)
Thay vào ta có:
Gc = 644 + 0,3.3750 = 1769 (KG)
Y Gp = Gt – Gc = 3750 – 1769 = 1981 (KG)
Đây là trọng lượng mà nhíp chính và nhíp phụ cùng chịu.
Vậy ta có biến dạng của nhíp phụ.
fp =
Ct : Độ cứng của nhíp chính và nhíp phụ.
YTrọng lượng phần được treo tác dụng lên nhíp phụ khi xe đầy tải.
Gp = 6,383.164,145 = 1048 (KG)
Trọng lượng phần được treo tác dụng lên nhíp chính là:
Gc = Gt – Gp = 3570 – 1048 = 2702 (KG)
3. tính bền nhíp sau:
Dùa vào phương pháp tải trọng tập trung để tính bền nhíp, giả sử có sơ đồ nhíp như sau.
+ Mô men quán tính của cá lá nhíp.
b: Chiều rộng các lá nhíp
hk: Chiều dày các lá nhíp)
+ Xác định hệ sốAk , Bk , Ck .
Ak = (3.-1)
Bk = – (1+)
Ck = ()3(3)
Ta có (n-1) hệ phương trình :
A2.P + B2.X2 + C2.X3 = O
A3.X2 + B3.X3 + C3.X4 =O
…………………………
An.Xn-1 + Bn.Xn + Cn.Xn+1 = O
Giải hệ trên
Ta sẽ được X2, X3, …Xn
Các kết quả hệ số Ak, Bk, Ck lập trong bảng sau:
a, tinh toán với nhíp phụ
Nhíp phụ xe zill-130 gồm 9 lá
Bảng sau đây là chiều dài các lá nhíp và chiều dài làm việc của từng lá (Li).
Li =
Trong đóL0 : Là chiều dài phần kẹp bulông chữ U (phần quang nhíp)
L0 = 150 (cm)
Bảng kích thước các lá nhíp
STT
h (cm)
b (cm)
L (cm)
Lk (cm)
1
0,8
7,5
115,0
50,0
2
0,8
7,5
106,0
45,5
3
0,8
7,5
92,0
38,5
4
0,8
7,5
80,0
32,5
5
0,8
7,5
68,0
26,5
6
0,8
7,5
56,0
21,5
7
0,8
7,5
44,0
14,5
8
0,8
7,5
32,0
8,5
9
0,8
7,5
20,0
2,5
Ta có:
Jk =
J1 = J9 = = 0,32 (cm4)
Ta có bảng kết quả tính Ak; Bk; Ck
STT
Lk
Jk
Ak
Bk
Ck
1
50
0,32
0
0
0
2
45,5
0,32
1,148
-2
0,771
3
38,5
0,32
1,273
-2
0,768
4
32,5
0,32
1,277
-2
0,726
5
26,5
0,32
1,339
-2
0,72
6
21,5
0,32
1,349
-2
0,528
7
14,5
0,32
1,329
-2
0,414
8
8,5
0,32
2,058
-2
0,117
9
2,5
0,32
4,6
-2
Từ bảng trên ta có hệ phương trình :
1,148P – 2X2 + 0,771X3 = O
1,273X2 – 2X3 + 0,768X4 = O
1,277X3 – 2X4 + 0,726X5 = O
1,339X4 – 2X5 + 0,721X6 = O
1,349X5 – 2X6 + 0,528X7 = O
1,329X6 – 2X7 + 0,414X8 = O
2,058X7 – 2X8 + 0,117X9 = O
4,6X8 – 2X9 = O
Sau khi giải hệ phương trình trên ta có
P = 524 (KG) X6= 435,984 (KG)
X2 = 497,8 (KG) X7= 384,102 (KG)
X3 = 511,241 (KG) X8= 457,081 (KG)
X4 = 506,639 (KG) X9= 1051,286 (KG)
X5 = 496,001 (KG)
Từ kết qủa tính toán ta có bảng giá trị lực tác dụng lên từng lá nhíp :
STT
Xk(KG)
Xk(KG)
1
524
524
2
497,8
497,8
3
511,241
511,241
4
506,639
506,639
5
496,001
496,001
6
435,984
435,984
7
384,102
384,102
8
457,081
457,081
9
1051,286
1051,286
Khi có các giá trị Xk ta xác định được các giá trị mô men tại A và B của từng lá nhíp như sau.
B A
ứng suất của nhíp được xác định
s = MUAK / wAK
Mu : Mô men uốn nhíp
Wuc: Mômen chống uốn của nhíp
W1 = W2=…..= W9 =
Lập bảng tính ứng suất cho nhíp phụ:
STT
LK
WK
XK
MUAK
sAK
aK
MUBK
sBK
1
50
0,8
524
3550,1
4437,625
4,5
2358
2947,5
2
45,5
0, 8
497,8
2967,122
3708,902
7,0
3484,6
4355,75
3
38,5
0,8
511,241
3217,741
4021,264
6,0
3067,284
3834,105
4
32,5
0,8
506,639
3321,714
4152,176
6,0
3030,834
3799,793
5
26,5
0,8
496,001
3770,371
4712,963
5,0
2480,055
3100,069
6
21,5
0,8
435,984
3804,177
4755,221
7,0
3051,888
3814,86
7
14,5
0,8
384,102
1684,291
2105,363
6,0
2304,612
2880,765
8
8,5
0,8
457,081
1256,974
1571,,217
6,0
2742,486
3428,108
9
2,5
0,8
1051,286
2628,215
3285,209
0
0
0
ứng suất cho phép [st] = 6000 (KG/cm2)
So sánh các giá trị ứng suất của các lá nhíp trên với [st] ta thấy lá nhíp đảm bảo bền.
b. Tính toán với nhíp chính.
Dùa vào phương pháp tải trọng tập trung để tính bền nhíp, giả sử có sơ đồ nhíp như sau.
+ Sè lá nhíp là 16 lá.
+ Tảitrọng tác dụng lên một đầu nhíp (Khi đầy tải)
Pt = 1351 (KG)
+ Mô men quán tính của cá lá nhíp.
hk: Chiều dày các lá nhíp h1 = 0.90 (cm)
h2 = h3 = ….h16 = 0.95 (cm)
+ Xác định hệ sốAk , Bk , Ck .
Ak = (3.-1)
Bk = – (1+)
Ck = ()3(3)
Ta có (n-1) hệ phương trình :
A2.P + B2.X2 + C2.X3 = O
A3.X2 + B3.X3 + C3.X4 =O
…………………………
An.Xn-1 + Bn.Xn + Cn.Xn+1 = O
Giải hệ với X1 = P = M/2 = 1351(KG)
Ta sẽ được X2, X3, …Xn
Các kết quả hệ số Ak, Bk, Ck lập trong bảng sau:
Ta có bảng tính sau:
STT
Lk
Jk
Ak
Bk
Ck
1
72,5
0,456
O
0
2
68,2
0,535
1,284
-2151
0,888
3
63,1
0,535
1,121
-2
0,877
4
57,9
0,535
1,135
-2
0,842
5
51,8
0,535
1,177
-2
0,835
6
46,1
0,535
1,185
-2
0,843
7
41,25
0,535
1,176
-2
0,827
8
36,45
0,535
1,198
-2
0,854
9
31,45
0,535
1,238
-2
0,811
10
27,45
0,535
1,219
-2
0,709
11
22,05
0,535
1,367
-2
0,741
12
18,25
0,535
1,312
-2
0,676
13
14,25
0,535
1,421
-2
0,566
14
10,25
0,535
1,638
-2
0,401
15
5,75
0,535
2,109
-2
0,147
16
1,85
0,535
4,416
-2
Từ bảng kết quả trên ta có hệ phương trình:
1,284P – 2,151X2 + 0,888X3 = O
1,121X2 – 2X3 + 0,877X4 = O
1,155X3 – 2X4 + 0,843X5 = O
1,177X4 – 2X5 + 0,835X6 = O
1,185X5 – 2X6 + 0,843X7 = O
1,176X6 – 2X7 + 0,827X8 = O
1,198X7 – 2X8 + 0,854X9 = O
1,138X8 – 2X9 + 0,811X10 = O
1,219X9 – 2X10 + 0,709X11 = O
1,367X10 – 2X11 + 0,744X12 = O
1,312X11 – 2X12 + 0,676X13 = O
1,421X12 – 2X13 + 0,566X14 = O
1,638X13 – 2X14 + 0,401X15 = O
2,109X14 – 2X15 + 0,147X16 = O
4,416X15 – 2X16 = O
Sau khi giải hệ phương trình trên ta có:
X1= 1352 (KG) X9 = 6281399, (KG)
X2= 1373,967 (KG) X10= 1392,629 (KG)
X3= 1375,34 (KG) X11= 1520,751 (KG)
X4= 1380,842 (KG) X12= 1529,876 (KG)
X5= 1425,029 (KG) X13= 1574,234 (KG)
X6= 1425,029 (KG) X14= 1715,924 (KG)
X7= 1473,719 (KG) X15= 2160,349 (KG)
X8= 1481,088 (KG) X16= 4761,409 (KG)
Từ kết quả tính toán ta có bảng giá trị lực tác dụng lên tong lá nhíp:
STT
XK
YK
1
1352
1352
2
1373,967
1373,967
3
1375,34
1375,34
4
1380,842
1380,842
5
1425,029
1425,029
6
1425,029
1425,029
7
1473,719
1473,719
8
1481,088
1481,088
9
6281399,
6281399,
10
1392,629
1392,629
11
1520,751
1520,751
12
1529,876
1529,876
13
1574,234
1574,234
14
1715,924
1715,924
15
2160,349
2160,349
16
4761,409
4761,409
ứng suất của nhíp được xác định
s = MUAK / wAK
Mu : Mô men uốn nhíp
Wuc: Mômen chống uốn của nhíp
W1 =
W2 = W3=…..= W16 =
Bảng tính ứng suất cho nhíp chính:
STT
LK
WK
XK
MUAK
dUAK
aK
MUBK
dUBK
1
72,5
1,013
1352
4242,951
3761,48
4,3
5809,299
5734,748
2
68,2
1,128
1373,967
6920,595
6135,279
5,1
7007,232
6212,085
3
63,1
1,128
1375,34
6833,202
6057,804
5,2
7151,773
6340,224
4
57,9
1,128
1380,842
6134,249
5438,164
6,1
8423,138
7467,321
5
51,8
1,128
1425,029
6283,229
5570,238
5,7
8122,667
7200,946
6
46,1
1,128
1425,029
6742,364
5977,273
4,85
7104,911
6298,679
7
41,25
1,128
1473,719
6805,261
6033,024
4,8
7073,854
6271,147
8
36,45
1,128
1481,088
9967,357
8836,309
5,0
7405,441
6565,108
9
31,45
1,128
6281399,
5790,634
5133,541
4,0
5598,511
4963,221
10
27,45
1,128
1392,629
4695,107
4162,328
5,4
7520,201
6668,451
11
22,05
1,128
1520,751
5612,322
4975,463
3,8
5778,857
5123,100
12
18,25
1,128
1529,876
5437,274
4864,605
4,0
6119,505
5425,093
13
14,25
1,128
1574,234
5273,723
4675,286
4,25
6690,532
5931,322
14
10,25
1,128
1715,924
4737,233
4199,675
4,25
7292,679
6465,1413
15
5,75
1,128
2160,349
3613,399
3203,369
3,9
8425,361
7469,292
16
1,85
1,128
4761,409
8808,607
7809,048
0
0
0
ứng suất cho phép [dt] = 6000 (kg/cm2)
So sánh các giá trị ứng suất của các lá nhíp trên với [dt] ta thấy các lá nhíp 2,3,4,5,6,7,8,10,15,16 không đảm bảo bền.
Khi tăng thêm tải cho xe zill-130 từ 5tấn lên 7 tấn mà vẫn sử dụng hệ thống treo sau như ban đầu qua tính toán kiểm nghiệm ta thấyhệ thống treo sau không đảm bảo bền khi làm việc.Vì vậy cần cải tiến hệ thống treo sau cho đảm bảo bền khi tăng thêm tải
4- Tính bền tai nhíp :
Tại nhíp chịu áp lực thẳng đứng Z và lực dọc p (lực kéo) hoặc (lực phanh)
Lực p gây uốn và kéo tai nhíp
P = Pkmax = Ppmax = j.Zbx
Trong đó :
j : Hệ số bám của bánh xe với đường . Lấy j = 0,7
Zbx : Phản lực của đường tác dụng lên bánh xe .
Zbx = Gbx = 2554 KG
® P = j.Zbx = 674,25*0,7 = 471,975 kG = 4719,75 N.
ứng suất uốn ở tai nhíp .
su =
Với :
Mu =
Wu =
® su =
ứng suất nén :
sn = =
Vậy ứng suất tổng hợp tai nhíp phải chịu là :
sth = su + sn = p[ + ]
Trong đó :
d = 30 mm = 0,03 m
b = 65 mm = 0,065 m
h = 8 mm = 0,008 m
® sth = 4719,75[ +]
® sth = 138415382 N/m2. 10-6 MN/m2 = 138 MN/m2< [sth] = 350 MN/m2
Vậy tai nhíp đảm bảo bền .
4- Tính bền chốt nhíp :
Chốt nhíp khi làm việc nó thường chịu chèn dập và chịu cắt . Tuy nhiên khi làm việc thường chốt nhíp hay bị háng do chèn dập .
Tính ứng suất chèn dập ta có :
scd = = = 1,2 MN/m2
Với :
Zbx = 4719,75 kG
d = 30 mm = 0,03 m
b = 65 mm = 0,065 m
® scd = 1,2 MN/m2 < [scd] = 3 MN/m2
Vậy chốt nhíp đảm bảo bền .
PHẦN : 5
TÍNH TOÁN CẢI TIẾN HỆ THỐNG TREO XE ZIL-130
I. CÁC PHƯƠNG ÁN CẢ TIẾNHỆ THỐNG TREO.
Sau khi tăng tải từ 5 tấn lên 7 tấn, qua tính toán kiểm nhgiệm hệ thống treo xe ZIL-130 em thấy nếu vẫn dùng cả hệ thống treo trước và treo sau thì không đảm bảo bền cho các lá nhíp. Mặt khác với hệ thống treo trước thì tác dụng của giảm chấn cũng giảm xuống. Để đảm bảo độ êm dịu và độ bềncần thiết thì hệ thống treo lắp trên xe phải đảm bảo có tần số dao động riêng (n), độ võng tĩnh(f) vàứng suất của nhíp (s) có giá trị hợp lý. Với mục đích đặt ra là hệ thống treo làm việc bình thường khi tăng tải từ 5 tấn lên 7 tấn. Do đó em cần phải cải tiến hệ thống treo cho phù hợp với những yêu cầu này. Qua tìm hiêu, nghiên cứu và phân tính em có một số phương án cải tiến như sau.
1.Phương án 1.
1.1 Né dung cải tiến
Trên xe ZIL-130 vẫn sử dụng hệ thống treo cũ nhưng thay đổi vật liệu làm nhíp để tăng độ bền lên
1.2, Ưu điểm
Với hệ công nghệ ngày nay ta sẽ tạo ra một hệ thông treo mới dảm bảo dược những yêu cầu trên, hệ thống treo sẽ làm việc lâu dài hơn
1.3, Nhước điểm.
Không phù hợp với mục đích cải tiến bởi sẽ không đảm bảo tính kinh tế và không lợi dụng được công nghệ chế tạo ban đầu
2, Phương án 2.
2.1, Nội dung cải tiến
Thay đổi chiêu dài và chiều rộng của các lá nhíp
2.2, Ưu điểm.
- Có thể tận dụng dược công nghệ chế tạo ban đầu
- Hệ thông treo có thể sẽ gọn hơn
2.3, Nhược diểm
- Khi thay đổi chiêu dài và rộng của nhíp sẽ không phù hợp với kích thước ban đầu của xe cơ sở
khi thay đổi chiều rộng của nhíp thì phải làm lại toàn bộ nhíp không đảm bảo về tính kinh tế
3. Phương án 3
3.1 Nội dung cải tiến.
Tăng số lượng số lá nhíp lên băng cách độn thêm lá nhíp vào
3.2 Ưu điểm
- Có thể tận dụng dược công nghệ chế tạo ban đầu, với các lá nhíp ban đầu ta có thể cắt ngắn và độn thêm vào các vị trí ở dưới
- Công việc cải tiến đơn giản hơn nên đạt hiệu quả về kinh tế cao hơn
3.3 Nhược điểm.
Hệ thông treo sẽ cồng kềnh không gọn nhẹ
Sau khi xem xét, so sánh ưu điểm, nhược điểm của các phương án trên em thấy phương án 4 có nhiều ưu điểm hơn cả. Một mặt vẫn đảm bảo được độ bền khi làm việc và các yêu câu về êm dịu đặt ra. Mặt khác công việc cải tiến khá đơn giản phù hợp với các xí nghiếp sửa chữa ô tô hiện có ở Việt Nam. Do vậy em lùa chọn phương án 3 đẻ cải tiến hệ thống treo xe Zil-130
II. TÍNH TOÁN CẢI TIẾN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC
1- kiểm nghiệm độ êm dịu của nhíp
Ta tăng thêm một lá nhíp ở vị trí số một, như vậy sẽ có hai lá nhíp cái ở vị trí số một có chiều dày
h = 0,85 cm , chiều rộng b = 6,5 cm
Và
Để tính độ cứng của nhíp áp dụng công thức sau:
C =
E : Môđun đàn hồi của vật liệu . E = 2.106 (kg/cm2)
α : Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực tế
ak+1 = Lk- Lk+1
Yk = 1/Ik Yk+1 = 0
I1 = J1 ; I2 = J1 + J2 ; In = J1+ J2 + …Jn
J1,J2,…Jn : Mômen quán tính của tiết diện lá nhíp
Jk = b.hk3
b: Chiều rộng lá nhíp
h: Chiều dày lá nhíp
Lk =
Lk: Chiều dày từng lá nhíp
Lo: Chiều dày quang treo lá nhíp. Lo = 120 mm.
Bảng tính toán nhíp trước, khi đã độn thêm một lá nhíp
STT
Lk (cm)
ak+1 (cm)
Jk(cm4)
Ik
Yk
Yk-Yk+1
ak+1(Yk-Yk+1)
1
69,7
0
0,666
0,666
1,502
0
0
2
66,8
2,9
0,436
1,102
0,907
0,595
14,511
3
56,7
13,0
0,436
1,538
0,650
0,257
564,628
4
49,7
20,7
0,436
1,974
0,507
0,143
1268,373
5
42,4
27,3
0,436
2,41
0,416
0,091
1870,87
6
35,4
33,9
0,436
2,846
0,354
0,062
2415,409
7
29,4
40,3
0,436
3,283
0,311
0,043
2814,385
8
22,9
46,8
0,436
3,719
0,278
0,033
3528,607
9
16,4
53,9
0,436
4,164
0,25
0,028
4384,542
10
9,8
59,9
0,436
4,68
0,207
0,026
4522,795
11
4,0
65,7
0,436
5,226
0,19
0,017
69,7
0,19
62355,68
87128,54
Tính độ cứng của nhíp theo công thức:
Thay số vào ta có:
Tính độ võng của nhíp trước .
Ta có tần số dao động của nhíp.
Từ công thức :
Qua tính toán khi tăng tải lên thì hệ thống treo trước của zill-130 thoả mãn điều kiện êm dịu khi làm việc.Với xe tải n thuộc khoảng (85-120 lần phót)
2. Tính bền nhíp :
Dùa vào phương pháp tải trọng tập trung để tính bền nhíp, giả sử có sơ đồ nhíp như sau.
+ Sè lá nhíp là 11 lá.
+ Tảitrọng tác dụng lên một đầu nhíp (Khi đầy tải)
Pt = 1326 (KG)
+ Mô men quán tính của cá lá nhíp.
hk: Chiều dày các lá nhíp h1 = 0.85 (cm)
h2 = h3 = ….h16 = 0.93 (cm)
+ Xác định hệ sốAk , Bk , Ck .
Ak = (3.-1)
Bk = – (1+)
Ck = ()3(3)
Ta có (n-1) hệ phương trình
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Tao.doc