§å ¸n tèt nghiÖp SVTH: NguyÔn ViÖt H¶i - ¤ t«
K42
__________________________________________________________________________________________________________
52
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
Phần 4
Thiết kế nhíp phụ
I. Tính toán thiết kế nhíp phụ
I.1. Xác định độ võng tĩnh và động của nhíp: f
t
,f
d
Trọng lợng phân ra nhíp chính khi có tải: M
p
= 1219,05(kg)
Chọn tần số thích hợp cho xe đối với nhíp phụ (n = 115 lần/p)
)(037,12
30
115.14,3
30
.
1
=== s
n


)(89,144
22
= s


(m)
I.2. Xác định chiều dài của các lá nhíp
Chiều dài của nhíp đợc xác định theo công thức:
L =(0,4 ữ 0,55)La
Trong đó:
La: chiều dài cơ sở của xe =3700(mm)
L: chiều dài nhíp
L =(0,3ữ0,55).3700 = 1110ữ2035 (mm)
__________________________________________________________________________________________________________
53
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
chọn L = 1180 (mm)
hay L = 0,3189. La
I.3. Xác định momen quán tính tổng cộng của nhíp
Đợc xác định theo công thức:
I
p
=
LE
hlC
ap
3

22
1


p
= (1.25 ữ 1.4) là hệ số dạng nhíp

)59,0.(1,150117.383,1
483
)5.0()5.0(.
m
E
LC
EL
LLC
i
pppp
p

====

Tổng đại số momen quán tính mặt cắt tất csẩ các lá nhíp cần bằng momen
quán tính tổng cộng.
I.4. Xác định chiều dày, bề rộng nhíp, số lá nhíp và chiều
dài của từng lá
Nh ta đã biết độ bền và chu kỳ bảo dỡng của nhíp phụ thuộc chủ yếu vào
việc lựa chọn chiều dài, bề dày nhíp. Do bề dày và chiều rộng nhíp có mối quan
hệ mật thiết với nhau do đó phải tính toán một cách hợp lý sao cho nhíp có tuổi
thọ cao và bền khi sử dụng.
I.4.1. Xác định bề dày nhíp
Đợc tính theo công thức sau:

p
p
i
h
2

p=1,42
- ứng suất lớn nhất:
max= 800
ữ
1000 Mn/m2
Độ võng toàn bộ của nhíp: f
p
- khoảng cách giữa hai bu lông quang nhíp: d
c =140(mm)
- bề dày của nhíp: h
p
- chiều dài cơ sở của nhíp: L
- modun đàn hồi của vật liệu làm nhíp E=2.10
5
Mn/m
2
)(00926,0
1328,0.10.10.2.3
10.10000.)14,0.5,059,0.(42,1.2
65
52
mh
p
=

=
lấy
p
h
= 9 (mm)

p
- Số lá nhíp: n
- Chiều dày của các lá nhíp: h
3
12
bh
i
n
p
=
)(9
10.009,0.065,0
10.554,3.12
93
8
la==


làm tròn n = 9 (lá)
Ip =
)(10.395,0
12
)009,0.(065,0
12
.
48
33
m
hb


np
cn
c
cn
cn
n
I
IK
dl
dl
dl
dl








=
++
+
2
1
1
1
1
.
5.0

c
c
p
p
II
I
I
I

)1(

- Momen quán tính của lá ngắn nhất: i
p
975,0
10.395,0554,3
10.554,3
).
10.554,3
10.12/9.65
.2,11(
88
8
8
123
=

=




21
mm
L
ll ====
lúc này:
- x
1
=0,
1
=
2
= 0.85
-
2
= 1
-
c
cp
I
IIdlK
x
))(.5,0(.
2111
2
+
=

)(8,95
35540
12

dl
dl
+



=

__________________________________________________________________________________________________________
57
§å ¸n tèt nghiÖp SVTH: NguyÔn ViÖt H¶i - ¤ t«
K42
9534,0)
35540
975,0.
12
9.65
.2
1.(
140.5,02,494
140.5,0590
3
3
=−
−
−
=
β
)(08,59
35540.9534,0.1.

.
5,0
5,0
.5,0
.5,0
324
1
4
3
4
ββ
β
−
−
−
−
−
=
002,1
35540.9543,0.1.12
9.65.1
.975,0.
140.5,04,434
140.5,0590
140.5,04,434
140.5,02,494
3
4
=
−

=
-
)(43,37597,584,434
445
mmxll =−=−=
-
c
p
c
c
c
c
I
IK
dl
dl
dl
dl
5,0
.5,0
.5,0
.5,0
432
5
5
1
5
4
5
βββ

x

).5,0.(.
54.3.2
515
5
ββββ
γ
−
=
=
)(9,60
35540.9638,0.002,1.9534,0.1
12
9.65
).140.5,0590.(975,0.1
3
5
mmx =
−
=
-
)(53,3149,6043,375
556
mmxll =−=−=
-
c
p
c
c

.975,0.
140.5,053,314
140.5,0590
140.5,053,314
140.5,043,375
3
6
=
−
−
−
−
−
=
β
__________________________________________________________________________________________________________
58
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
-
c
cp
I
Idlk
x

).5,0.(.
654.3.2
516
6

dl
dl
5,0
.5,0
.5,0
.5,0
65432
7
7
1
7
6
7







=
1
35540.041,1.9683,0.002,1.9534,0.121
9.65.1
.95,0.
140.5,003,256
140.5,0590
140.5,003,256
140.5,053,314
3

3
7
mmx =

=
-
)(53,1975,5803,256
778
mmxll ===
-
c
p
c
c
c
c
I
IK
dl
dl
dl
dl
5,0
.5,0
.5,0
.5,0
765432
8
8
1

c
cp
I
Idlk
x

).5,0.(.
87654.3.2
818
8



=
=
)(14,51
35546.041,1.9683,0.002,1.9534,0.1
12
9.65
).140.5,0590.(975,0.1
3
8
mmx =

=
-
)(39,14614,5153,197
889
mmxll ===
I.4.5. Xác định bán kính cong ở trạng thái tự do của các lá nhíp

Z
:Khoảng cách từ đờng trung hoà của mặt cắt lá nhíp tới thớ phía
ngoài(nhánh chịu kéo). ở đây do biến dạng nhíp đối xứng nên Zic=h/2

)(5,4
2
9
mmZ
ic
==
i3

:ứng suất xiết chặt xuất hiện khi xiết nhíp bằng các bu lông trung
tâm.Do các lá nhíp có bề dày nh nhau nên ứng suất sẽ lấy trong khoảng
(200ữ500kg/cm
2
)

20ữ50MN/m
2
o
R
: Bán kính ở trạng thái tự do
).(8
21
2
pppc
o
f
L


Ta nhận thấy rằng nửa số lá nhíp phía trên bắt buộc phải co bán kính cong
lớn hơn Ro và các bán kính này phải giảm dần tức là các
i3

<0, theo chiều hớng
là lá trên cùng âm nhiều nhất. Nửa còn lại có bán kính cong nhỏ hơn Ro và các
bán kính này giảm dần tức là
i3

>0.
Ta có:
__________________________________________________________________________________________________________
60
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
)(29,1343
)37,482,81.(8
1180
2
mR
o
=
+
=
Để thuận tiện trong quá trình tính toán ta lập bảng sau:
STT
Lk
(mm)
Ro

4,5 -50 9 1451
2 1343,29
2.10
5
4,5 -40 9 1428
3 1343,29
2.10
5
4,5 -30 9 1406
4 1343,29
2.10
5
4,5 -20 9 1385
5 1343,29
2.10
5
4,5 0 9 1343
6 1343,29
2.10
5
4,5 20 9 1304
7 1343,29
2.10
5
4,5 30 9 1286
8 1343,29
2.10
5
4,5 40 9 1267
9 1343,29

)(
6
1
3
1
12
1
++
=

kkkpc
YYa
E
Q
f
Q = G/2
E: là modun đàn hồi của vật liệu làm nhíp
Trớc hết ta tính momen quán tính tổng của từng nhíp. Nh ta đã tính ở phần
trớc:
)(395.0)(3950
12
.65
12
.
44
33
1
cmmm
hb
JJ

4
)
J
8
= 3,16 (cm
4
)
J
9
= 3,555 (cm
4
)
Và ta có:
k
k
J
Y
1
=
(1/cm
4
)
Khi đó:
Y
1
= 2,532 (cm
4
)
Y
2

4−
)
Y
8
= 0,316 (cm
4−
)
Y
9
= 0,355 (cm
4−
)
§Ó thuËn tiÖn trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n ta lËp b¶ng sau:
__________________________________________________________________________________________________________
63
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
Nh vậy ta có độ cứng lý thuyết:
)./(354,179
822,66906
10.2.6
6
cmkgC
LT
==
__________________________________________________________________________________________________________
52
STT
l
k

)
1 58 0.395 - - - -
2 58 0.79 0 1.26 0 -
3 42,42 1.185 879.22 0.422 9,58 371.03
4 36,44 1.58 3767.29 0.211 15,56 794.9
5 31,543 1.975 8561.03 0.127 20,457 1087.25
6 24,453 2.37 20903.69 0.084 27,547 1755.91
7 18,603 2.765 37249.67 0.06 33,397 2234.98
8 12,753 3.16 60453.21 0.046 39,247 2780.85
9 7,639 3.555 87297.94 0.035 44,361 3055.43
195112 0.281 58 54826.472

=66906.822
)(
.6
1
3
1
11
1
++
+
==

kkk
yya
E
f
Q
C

kkkpc
=

==
++

Từ đó ta suy ra tải trọng tác dụng lên nhíp là: Z= C.f =1219,05 (kg)
II.2. Tính toán kiểm tra bền nhíp
Hiện nay ngời ta thờng dùng 2 phơng pháp tính toán ứng suất nhíp dới tác
dụng của tải trọng bên ngoài đó là pp tải trọng tập trung và phơng pháp đờng
cong trung.
Ta có công thức tính ứng suất
NG
uk

và
TU
uk

nh sau:
6
.

2
11
kk
kkkk
NG
uk
NG


A
2
.P + B
2
.X
1
+ C
2
.X
2
= 0
A
3
.X
2
+ B
3.
X
3
+ C
3
.X
3
= 0
***************
A
n
.X
n-1

J
J
)
C
k
=
)13()(5.0
1
3
1

+
+
k
k
k
k
l
l
l
l
Từ các thông số đã biết ta tính đợc giá trị các thông số trong bảng sau:
bảng tính các hệ số A
k
,B
k
,C
k
cho nhíp phụ
__________________________________________________________________________________________________________

1.34X
2
-2X
3
+ 0.849X
4
= 0
1.25X
3
- 2X
4
+ 0.811X
5
= 0
1.233X
4
- 2X
5
+ 0.669X
6
= 0
1.435X
5
- 2X
6
+ 0.648X
7
= 0
1.472X
6

1
= 449,96 (kg)
__________________________________________________________________________________________________________
54
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
X
3
= 1,18852. x
2
= 534,78 (kg)
X
4
= 1,027735. x
3
= 549,61 (kg)
X
5
= 0,96638. x
4
= 531,14 (kg)
X
6
= 1,082367. x
5
= 574,88 (kg)
X
7
= 1,040435. x
6

X
k+2
X
k+3
Tính momen uốn trong từng lá:
M
k
=l
k
.X
k
- l
1+k
.X
1+k
Thay các gía trị l
k
, X
k
, l
1+k
,X
1+k
vào ta đợc:
M
1
=8297.64 (KG.cm)
M
2
= 712.2721 (KG.cm)

J
W
n
=
)(8775,0
6
9,0.5,6
2
:
12
.
3
23
cm
hhb
===
Bảng tính ứng suất tĩnh các lá nhíp phụ:
Số lá
nhíp
L
k
(cm)
W
K
(cm
3
)
X
AK
(kg)

Với ứng suất cho phép :

= 900
22
/100009000/1000 cmkgmMN ữữ
Ta nhận thấy các lá nhíp hoàn toàn thỏa mãn điều kiện bền
biểu đồ ứng suất các lá nhíp phụ
__________________________________________________________________________________________________________
57
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
Phần 5
thiết kế giảm chấn ống
I. Xác định các kích thớc cơ bản
Kích thớc cơ bản của giảm chấn là đờng kính d
x
của xylanh làm việc và
hành trình làm việc, và hành trình của piston H
g
.
Đờng kính xylanh làm việc cần phải tính toán sao cho áp suất cực đại
truyền qua giảm chấn không vợt qua giới hạn cho phép. Đồng thời không làm
cho giảm chấn nóng quá nhiệt độ cho phép.
Hành trình piston cần phải chọn sao cho giảm chấn có thể hoạt động tơng
thích với bộ phận đàn hồi trong hệ thống treo các giá trị đã đợc chuẩn hoá. Các
kích thớc còn lại đợc chọn theo công thức kinh nghiệm.
Chọn: d
xylamh
= 40 (mm)
H

c
= (0,4
ữ
0,9) d
x
= 1,5.40 = 60 (mm)
- Ta có biểu thức xác định đờng kính trong của khoang dự trữ là:
__________________________________________________________________________________________________________
58
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
D
1
= (1,25
ữ
1,5) d
x
= 1,5.40 = 60 (mm)
- Đờng kính ngoài của khoang giảm chấn:
D = 1,1.D
1
= 1,1.60 = 66 (mm)
Từ các thông số đã cho ta tính đợc chiều dài của giảm chấn và xác định đ-
ợc góc đặt giảm chấn

= 30
0
.
II. Xác định các thông số cơ bản
Khối lợng phần đợc treo là: Z

30
n

=
)(048,10
30
96.14,3
1
= s
i: là tỷ số truyền đạt giảm chấn i = 1

: góc nghiêng của giảm chấn so với phơng thẳng đứng = 30
0


: là hệ số cản tổng cộng trung bình của giảm chấn chọn


=0,3
Ta có


=
ntr
+
và
tr

= 3
n

mKGS
i
M
n
n
==

=

__________________________________________________________________________________________________________
59
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
K
tr
=
)/(42,446
30cos.
2
2
mKGS
i
M
tr
=


Lực cản sinh ra ở hành trình trả nhẹ và nén nhẹ:
P
11

1
KGP
n
==
Lực sinh ra ở hành trình trả mạnh và nén mạnh:
).('
12112
VVkPP
trtrtr
+=
).('
12112
VVkPP
nnn
+=
Trong đó p
22
,
ntr
P
: là lực cản sinh ra ở hành trình trả mạnh và nén mạnh.
V
2
: là vận tốc pis ton giảm chấn khi van giảm tải mở hoàn toàn (V
2
= 0,6
m/s)
k': là hệ số ở hành trình trả mạnh và nén mạnh với: k'
)/(852,26742,446.6,0.6,0 mKGSk
trtr

V
n
(m/s) 44. 0,3 0,6 V
tr
(m/s)
71.424
P
n
(N)
Đồ thị đặc tính của giảm chấn
IV. Xác định công suất sinh ra trong giảm chấn
N
maxmax

trg
P
Ph

=
Trong đó:

:là hệ số tăng năng lợng sức cản của giảm chấn (= 1,5)

: là hệ số truyền nhiệt = (0,05
ữ
0,15) chọn = 0,07
g
h
: hành trình giảm chấn ống trong quá trình làm việc
)(277,0)(277 mmmh

/) (
max
=

Trong đó:
mt
T
: là nhiệt độ của môi trờng xung quanh lấy = 30
0
C
max
T
: là nhiệt độ tới hạn mà giảm chấn không thể đợc vợt qua
max
T
= 80
ữ
120
0
C
F: là diện tích tiếp xúc của giảm chấn và môi trờng xung quanh
).( 2
d
LRRF +=

R: bán kính ngoài của xylanh giảm chấn
)(002222
2
44
mmmR ===

62
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
Vậy ta có áp suất chất lỏng tác dụng lên pistong ở hành trình trả nhẹ
tr
tr
tr
F
P
P
1
1
=
Trong đó:
1tr
P
: lực cản giảm chấn trong hành trình trả nhẹ
1tr
P
= 133,926 (KG)
tr
F
: diện tích làm việc của pistong đợc tính theo công thức sau:
).(
4
22
tdptr
ddF =

p

V
: vận tốc của pistong giảm chấn = 0,3m/s
F: tiết diện pistong
)/(000362,0001206,0.3,0
3
1
smQ
tr
==
Theo công thức tính lu lợng chất lỏng trong thuỷ lực ta có:

1
11
2

tr
trtr
Pg
MfQ =
__________________________________________________________________________________________________________
63
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Việt Hải - Ô tô
K42
Từ đó suy ra công thức tính lu lợng chất lỏng suy ra tổng diện tích lỗ van
trả nhẹ:

1
1
2
.

25
1
mf
tr

==
=12,8 (mm
2
)
Mặt khác ta có:
4
.
.
2
1
11
tr
tr
d
nf

=
Chọn n = 10 (lỗ)
1tr
d
: đờng kính lỗ van trả nhẹ
)(5,2
14,3.10
8,12.4
.2