Đồ án tốt nghiệp
Mục lục
Trang
Lời nói đầu 2
Chơng 1: Tổng quan hệ thống treo 3
1.1. Lịch sử hình thành 3
1.2. Công dụng và phân loại hệ thống treo 3
Chơng 2: Phân tích, lựa chọn phơng án thiết kế hệ thốngtreo 7
2.1. Phân tích các phơng án bố trí hệ thống treo 7
2.2. Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi 9
2.3. Phân tích lựa chọn thiết kế giảm chấn 13
2.4. Các thông số cơ bản 14
Chơng 3: Tính toán hệ thống treo trớc 15
3.1.Tính toán nhíp 15
3.2.Tính toán giảm chấn 29
Chơng 4: Tính toán hệ thống treo sau 41
4.1.Tính toán nhíp 41
4.2.Tính toán giảm chấn 62
Chơng 5: Thiết kế quy trình công nghệ gia công một chi tiết cơ bản 82
5.1. Mục đích, yêu cầu của piston 82
5.2. Vật liệu làm piston 83
5.3. Những yêu cầu kĩ thuật cơ bản gia công piston
83
5.4. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 83
5.5. Quy trình công nghệ khi gia công piston 84
5.6. Xác định chế độ cắt cho các nguyên công 85
Kết luận 104
Tài liệu tham khảo 105
Lời nói đầu
Trong sự phát triển kinh tế chung hiện nay, ôtô ngày càng đóng một vai trò
hết sức quan trọng. Nhu cầu về xe du lịch, xe t nhân trong nớc ngày một cao,

qua đó hình thành nên các hệ thống treo của các xe nh hiện nay.
1.2. Công dụng và phân loại hệ thống treo:
Nguyễn Văn Đức ôtô A - K50
2
Đồ án tốt nghiệp
1.2.1. Công dụng:
Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ ô tô với bánh xe, có tác
dụng làm êm dịu cho quá trình chuyển động, đảm bảo đúng động học bánh xe.
Trong trờng hợp hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo nối khung vỏ
với bánh thông qua dầm cầu, (hoặc vỏ cầu). Để đơn giản chúng ta coi hệ thống
treo nối đàn hồi với khung vỏ với bánh xe.
Xe chuyển động có êm dịu hay không phụ thuộc chủ yếu vào chất lợng
của hệ thống treo.
Để đảm bảo công dụng nh đã nêu ở trên hệ thống treo thờng có 3 bộ
phận chủ yếu:
- Bộ phận hớng.
- Bộ phận đàn hồi.
- Bộ phận giảm chấn.
Bộ phận đàn hồi: nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe, tiếp nhận lực thẳng
đứng tác dụng từ khung vỏ tới bánh xe và ngợc lại. Bộ phận đàn hồi có
cấu tạo chủ yếu là một chi tiết (hoặc 1 cụm nhi tiết) đàn hồi bằng kim
loại (nhíp, lò xo xoắn, thanh xoắn) hoặc bằng khí (trong trờng hợp hệ
thống treo bằng khí hoặc thuỷ khí).
Bộ phận giảm chấn: Có tác dụng dập tắt nhanh chóng các dao động
bằng cách biến năng lợng dao động thành nhiệt năng toả ra ngoài. Việc
biến năng lợng dao động thành nhiệt năng nhờ ma sát. Giảm chấn trên ô
tô là giảm chấn thuỷ lực, khi xe dao động, chất lỏng trong giảm chấn đ-
ợc pittông giảm chấn dồn từ buồng nọ sang buồng kia qua các lỗ tiết lu.
Ma sát giữa chất lỏng với thành lỗ tiết lu và giữa các lớp chất lỏng với
nhau biến thành nhiệt nung nóng vỏ giảm chấn toả ra ngoài.

1.Thùng xe 2. Bộ phận đàn hồi 3. Bộ phận giảm chấn 4. Dầm cầu
5. Các đòn liên kết của hệ treo
Sơ đồ hệ thống treo.
1.2.2.2. Phân loại hệ thống treo theo cấu tạo của phần tử đàn hồi:
-Phần tử đàn hồi là kim loại: nhíp lá, lò xo, thanh xoắn.
Nguyễn Văn Đức ôtô A - K50
4
Đồ án tốt nghiệp
-Phần tử đàn hồi là khí nén gồm: phần tử đàn hồi khí nén có bình chứa
là cao su kết hợp sợi vải bọc làm cốt; dạng màng phân chia và dạng liên hợp.
- Phần tử đàn hồi là thủy khí có loại kháng áp và không kháng áp.
- Phần tử đàn hồi là cao su có loại làm việc ở chế độ nén và làm việc ở
chế độ xoắn.
1.2.2.3. Phân loại hệ thống treo theo phơng pháp dập tắt dao động:
- Dập tắt dao động nhờ các giảm chấn thủy lực gồm giảm chấn dạng
đòn và dạng ống.
- Dập tắt dao động nhờ ma sát cơ học ở trong phần tử đàn hồi và trong
phần tử hớng.
Chơng 2
Phân tích, lựa chọn phơng án thiết kế
hệ thốngtreo
2.1. Phân tích các phơng án bố trí hệ thống treo:
2.1.1. Các phơng án bố trí:
Nguyễn Văn Đức ôtô A - K50
5
Đồ án tốt nghiệp
b)
c)
d)
a)

cầu cũng dao động theo cho nên dới gầm xe phải có khoảng không gian đủ
lớn. Do đó thùng xe cần phải nâng cao lên, làm cho trọng tâm xe nâng lên,
điều này không có lợi cho sự ổn định chuyển động của ôtô.
Về mặt động học, hệ treo phụ thuộc còn gây ra một bất lợi khác là khi
một bên bánh xe dao động thì bánh bên kia cũng dao động theo, chuyển dịch
của bánh bên này phụ thuộc bánh bên kia và ngợc lại. Điều đó gây mất ổn
định khi xe quay vòng.
2.1.2.3. Ưu điểm của hệ thống treo độc lập:
Khác với hệ thống treo phụ thuộc, hệ thống treo độc lập có đặc điểm là
hai bánh xe hai bên ít phụ thuộc vào nhau, do đó mà độ ổn định chuyển động
cao. Hai bánh xe đợc liên kết bởi các đòn ngang hoặc đòn dọc, phần không đ-
ợc treo nhỏ, ôtô chuyển động đạt đợc độ êm dịu cao. Hệ treo không cần sử
dụng dầm ngang , khoảng không gian cho nó dịch chuyển chủ yếu là hai bên
sờn xe, cho phép hạ thấp trọng tâm xe, do đó nâng cao đợc tốc độ của xe.
2.1.2.4. Nhợc điểm của hệ thống treo độc lập:
ở hệ thống treo độc lập các bộ phận đàn hồi, bộ phận hớng là riêng biệt
nên không tránh khỏi sự phức tạp về mặt kết cấu. Sự phức tạp trong kết cấu
cũng gây khó khăn cho việc bố trí các hệ thống khác trên ôtô. Hệ thống treo
độc lập dầm cầu thờng là dầm cầu rời nên khi xe chuyển động trên các đoạn
đờng gồ ghề rất dễ làm thay đổi các góc đặt bánh xe, dẫm đến sự mất ổn định
của xe.
Giá thành của một hệ thống treo độc lập cũng đắt hơn rất nhiều so với
hệ thống treo phụ thuộc.
Nguyễn Văn Đức ôtô A - K50
7
Đồ án tốt nghiệp
2.2. Phân tích lựa chọn thiết kế bộ phận đàn hồi:
- Bộ phận đần hồi kim loại: Bộ phận đần hồi kim loại thờng có 3 dạng
chính để lựa chọn: nhíp lá, lò xo xoắn và thanh xoắn.
a) b) c)

thêm nguồn cung cấp khí, các van và phải có bộ phận hớng riêng). Trên xe du
lịch thờng chỉ trang bị cho các dòng xe đắt tiền, sang trọng. Còn đối với xe tải,
cũng đợc sử dụng đối với các xe có tải trọng lớn. Các loại xe đua bộ phận đàn
hồi dạng này đợc sử dụng nhiều dới dạng hệ thống treo thủy khí điều khiển đ-
ợc.
- Lựa chọn: Trong xu thế phát triển kinh tế chung hiện nay, nhu cầu nội
địa hóa ngành ôtô ngày càng đợc chú trọng. Yêu cầu đặt ra cho ngời thiết kế
trớc hết phải nhắm vào mục tiêu này. Một vấn đề không kém phần quan trọng
đó là giá thành của một chiếc xe bán ra, một mức giá phù hợp nhng phải đảm
bảo tối u các yêu cầu kỹ thuật. Đây chính là 2 tiêu chí cơ bản cho việc tính
chọn và thiết kế hệ thống treo cho xe ôtô.
Qua những phân tich u nhựơc điểm của các loại bộ phận đàn hồi, thêm
vào đó việc chọn thiết kế hệ thống treo cho xe tải 5 tấn dựa trên xe cơ sở là xe
thaco - foton 5 tấn. Xe có khả năng di chuyển trên các loại địa hình phức tạp,
do đó chọn thiết kế bộ phận đàn hồi là nhíp. Trớc hết với tình hình kinh tế hiện
nay, các ngành chế tạo trong nớc có thể đảm nhận đựơc sản xuất nhíp. Nhíp đ-
ợc sản xuất không cần những vật liệu quá phức tạp, cầu kỳ do đó sẽ đảm bảo
đợc tiêu chí đầu tiên là tăng nội địa hóa ngành ôtô. Xe thaco - foton hiện tại
đang đựơc TRUONGHAIOTO lắp ráp và bán ra, việc chọn thiết kế bộ phận
đàn hồi nhíp sẽ góp phần giúp giá thành của xe bán ra có khả năng cạnh tranh.
Nhíp còn có thêm u điểm là trong quá trình vận hành xe ít bị h hỏng và phải
sửa chữa, tuổi thọ lâu do đó rất phù hợp việc sử dụng ôtô trên địa hình giao
thông phức tạp của nớc ta hiện nay.
Các bộ nhíp trớc đợc lắp với khung xe qua các giá đỡ và đợc nối với
dầm cầu qua các quang treo nhíp. Bộ nhíp trớc gồm có hai lá nhíp chính dài
bằng nhau mục đích để cờng hóa .Để tăng tuổi thọ của nhíp và các lá nhíp
chính không bị xoắn đầu ta đặt vào trong các gối ụ cao su.
Nguyễn Văn Đức ôtô A - K50
9
Đồ án tốt nghiệp

Chiều dài tổng thể 4025mm
Chiều cao tổng thể 2280mm
Chiều rộng tổng thể 2500mm
Trọng lợng đầy tải 100250N
Trọng lợng xe 50250N
Phân bố trọng lợng xe toàn phần (đủ tải)
lên cầu trớc
lên cầu sau
32500N
67750N
Trọng lợng bản thân
phân ra cầu trớc
phân ra cầu sau
25250N
25000N
Vệt bánh xe 1800mm
Chơng 3
tính toán hệ thống treo trớc
Trên các ôtô hiện đại thờng sử dụng nhíp bán elíp, thực hiện chức năng của
bộ phận đàn hồi và bộ phận dẫn hớng. Ngoài ra nhíp bán elíp còn thực hiện
một chức năng hết sức quan trọng là khả năng phân bố tải trọng lên khung xe.
3.1.Tính toán nhíp
3.1.1.Tính toán và chọn thông số chính của lá nhíp:

Nguyễn Văn Đức ôtô A - K50
13
Đồ án tốt nghiệp
O
Z'
A

đó là chỉ tiêu tần số dao động. Chỉ tiêu này đợc lựa chọn nh sau:
Tần số dao động của xe tải: n=90ữ120(lần/phút). Cơ sở của việc lựa chọn
này là số bớc của ngời đi bộ .Với số lần nh vậy thì con ngời có thể chịu đợc
đồng thời hệ treo đủ cứng vững.
Nguyễn Văn Đức ôtô A - K50
14
Đồ án tốt nghiệp
Ta có:
30
t
n
f
=
f
t
: độ võng tĩnh của hệ thống treo (m)
Chọn sơ bộ tần số dao động của hệ thống treo trớc: n
tr
= 100 (lần/phút).
Vậy độ võng tĩnh:
2
2
30 30
0,09( ) 9( )
100
t
tr
f m cm
n


G
=32500 (N)
ct
G
:trọng lợng cầu trớc.
bx
G
:trọng lợng bánh xe.
Bỏ qua trọng lợng cầu trớc và trọng lợng bánh xe ta tính đợc
t
C
:

1
32500
1805,6( / )
2 2.9
tt
t
t t
G
G
C N cm
f f
= = = =

Chọn chiều dài lá nhíp chính:
Đối với xe tải: Chiều dài hiệu dụng lá nhíp chính đợc chọn:
L=(0,26ữ0,35)L
x

gốc mặc dù đã thoả mãn các yêu cầu về tỷ lệ tải trọng, độ võng, ứng suất. Nếu
nhíp dài quá làm cho độ cứng của nhíp giảm, nhíp làm việc nặng nhọc hơn,
gây nên các va đập giữa ụ nhíp và khung xe.
Tóm lại, ta không thể lấy chiều dài nhíp quá bé hoặc quá lớn mà còn kết
hợp cả bề dày và bề rộng của nhíp để xác định kích thớc hình học của nhíp.
Chọn số lá nhíp : với xe tải (6 -14) lá. Chọn số lá nhíp 11 lá.
Với 2 lá nhíp chính chọn chiều dày h
c
= 0,9 (cm).
Với các lá nhíp còn lại chọn chiều dày h = 1 (cm).
Chọn chiều rộng tất cả các lá là b = 7 (cm).
Nh vậy chiều rộng b và chiều dày h thỏa mãn điều kiện 6 <
b
h
< 10.
Nếu chiều rộng của lá nhíp quá nhỏ thì nhíp sẽ không đủ bền, còn nếu
chiều rộng của lá nhíp quá lớn thì khi thân ôtô bị nghiêng ứng suất xoắn ở lá
nhíp chính và các lá tiếp theo sẽ tăng lên.
Xác định chiều dài các lá nhíp:
Hệ phơng trình dùng để xác định chiều dài nhíp có dạng:
Nguyễn Văn Đức ôtô A - K50
16
Đồ án tốt nghiệp
3
3
2 1 2 2
1 2 1 2 3
3
3 3 3
2 4


Trong đó:
l
i
: chiều dài lá nhíp thứ i
j
i
: mô men quán tính mặt cắt ngang của lá nhíp thứ i
j
1
= 2bh
3
c
/12 = 2.7.0,9
3
/12 = 0,85 (cm
4
)
j = bh
3
/12 = 7.1,0
3
/12 = 0,583 (cm
4
)
Biết l
1
= l
2
= 65 cm.

j l j l l
j l j l
l
0,5 (3 1) (1 ) 0,5( ) (3 1) 0
j l j l l
l l
j l j
0,5 (3 1) (1 ) 0,5( ) (3 1) 0
j l j l l
j l j l l
0,5 (3 1) (1 ) 0,5( ) (3 1) 0
j l j l l
j l
0,5 (3
j l
+ + =
+ + =
+ + =
+ + =
3
6 8 7
7 5 7 8
3
7 7 7 9 8
6 8 6 8 9
3
8 8 8 10 9
7 9 7 9 10
3
9 9 9 10




























+ =



0,874
0,889
0,9
0,873
l l
l l
l l
l l
l l
l l
l l
=
=
=
=
=
=
=
Mà
2
l
= 65 (cm)

l
3
=56,5 ; l
4
=51 ; l
5
=45,5 ; l

Nguyễn Văn Đức ôtô A - K50
18
Đồ án tốt nghiệp
f
p
Xét một thanh nh hình trên khi chịu lực P, thanh biến dạng một đoạn
là f. Gọi U là thế năng biến dạng đàn hồi của thanh thì ta có:

U
U Pf f
P
= =
Nếu thanh có tiết diện không đổi thì:
dU
f
dP
=
Sử dụng sơ đồ hình 2 để tính nhíp. Các lá nhíp chồng khít lên nhau,
một đầu đợc ngàm chặt, đầu còn lại chịu tác dụng của lực P.
Ta có:
( )
3
1 1
1
6
n
t k k k
k
Z
f a Y Y

-l
k
. l
i
: nửa chiều dài hiệu dụng lá nhíp thứ i
k
k
1
Y
I
=
Nguyễn Văn Đức ôtô A - K50
19
Đồ án tốt nghiệp
j
k
: mô men quán tính mặt cắt ngang từ lá nhíp thứ nhất đến lá nhíp thứ k.
3
12
k
k
bh
j
=
Do trong bộ nhíp có 2 lá nhíp cái có chiều dài và chiều dày giống nhau nên
ta coi 2 lá nhíp cái là lá thứ nhất với
3
12
k
k

2 56,5 14 1 0,583 1,433 0,698 0,202 554
3 51 19,5 1 0,583 2,016 0,496 0,111 823
4 45,5 25 1 0,583 2,599 0,385 0,071 1109
5 40 31 1 0,583 3,182 0,314 0,048 1430
6 34 37 1 0,583 3,765 0,266 0,036 1824
7 28 43 1 0,583 4,348 0,230 0,030 2385
8 22 49 1 0,583 4,931 0,200 0,019 2236
9 16 55,5 1 0,583 5,514 0,181 0,017 2906
10 9,5 65 1 0,583 6,097 0,164 0,164 45038

Kết quả là: C
n
=
7
6.2,1.10 .0,85
1827
58600
=
(N/cm)
Trọng lợng đợc treo(G
dt
):

32500 2500
15000( )
2
dt
G N

= =

l
k
l
n-1
l
n
P
X
2
X
k
X
n-1
X
n
Hình 3.4. Sơ đồ tính bền nhíp
Ta coi 2 lá nhíp 1 và 2 là một lá nh phần tính toán trớc.
Tại điểm B biến dạng lá thứ 2 và lá thứ 3 bằng nhau. Tơng tự tại điểm S
biến dạng lá thứ k-1 và lá thứ k bằng nhau.
Biểu thức biến dạng của các lá nhíp khi chịu phản lực nh sau :

3
3
Pl
f
EJ
=
Nguyễn Văn Đức ôtô A - K50
21
Đồ án tốt nghiệp



Trong đó :
3
1 1
1 1 1
3 3
1
1 ; 1 ; 1
2 2
k k k k k
k k k
k k k k k
j l j l l
A B C
j l j l l
+
+

= = + =
ữ ữ ữ ữ

Nh trên ta có j
1
=0,85 (cm
4
) ; j
k
= 0,583 (cm
4

1,563 2 0,438 0
2 2 0
X X
X X X
X X X
X X X
X X X
X X X
X X X
X X X
X X
+ =


+ =


+ =

+ =


+ =


+ =


+ =


k
- l
k+1
) ; Mômen tại điểm B: M
B
= X
k
l
k
-X
k+1
l
k+1
W
u:
môđun chống uốn tại điểm tiết diện tính toán
W
u1
=
2
2
6
bh
=
2
2.7.0,9
6
= 1,89 (cm
3
) ; W

M
A
(N.cm)

A
(N/cm
2
)
65 1,89 7500 63750 33730 63750 33730
56,5 1,17 7500 41250 35256 41250 35256
51 1,17 7500 41250 35256 41250 35256
45,5 1,17 7500 41250 35256 41250 35256
40 1,17 7500 45000 38462 45000 38462
34 1,17 7500 45000 38462 45000 38462
28 1,17 7500 45000 38462 45000 38462
22 1,17 7500 45000 38462 45000 38462
Nguyễn Văn Đức ôtô A - K50
23
Đồ án tốt nghiệp
16 1,17 7500 48750 41667 48750 41667
9,5 1,17 7500 71250 60000 0 0
Với vật liệu nhíp là 65

ứng suất cho phép
[ ]
2
60000( / )N cm

=
nhíp đủ bền.

bx
= 15000(N)
P
kmax
=0,7. 15000=10500(N)
Tai nhíp làm việc theo uốn, nén (hoặc kéo).
ứng suất uốn ở tai nhíp là:
Nguyễn Văn Đức ôtô A - K50
24
Đồ án tốt nghiệp

uốn
0
max
2
0
3
u
k
u
M D h
P
W bh
+
= =
ứng suất nén (hoặc kéo) ở tai nhíp là:

nén

max

max 0
max 0
[ ]
1
( )
3
th
k
bh
D h
P bh

=
Thay số ta có:
2
max
35000 1 7.0,9
0,9 5,1
10500 7.0,9 3
D

= =
ữ

(cm)
Chọn đờng kính trong tai nhíp: D=3 (cm)=30 (mm)
ứng suất tổng hợp lớn nhất sinh ra là:

thmax
= 10500(3.