Thông báo

Tất cả đồ án đều đã qua kiểm duyệt kỹ của chính Thầy/ Cô chuyên ngành kỹ thuật để xứng đáng là một trong những website đồ án thuộc khối ngành kỹ thuật uy tín & chất lượng.

Đảm bảo hoàn tiền 100% và huỷ đồ án khỏi hệ thống với những đồ án kém chất lượng.

cơ cấu phanh dẫn động thủy lực

mã tài liệu 300600100029
nguồn huongdandoan.com
đánh giá 5.0
mô tả 200 MB Bao gồm tất cả file CAD, thiết kế 2D..... quy trình sản xuất, bản vẽ nguyên lý, bản vẽ thiết kế, tập bản vẽ các chi tiết trong máy, Thiết kế kết cấu máy, Thiết kế động học máy ............... nhiều tài liệu liên quan đến thiết kế kết cấu Ô tô (đồ án môn học và khối lượng bản vẽ rất ít chỉ 1 bản A0 và thuyết minh 34 trang thôi)
giá 289,000 VNĐ
đồ án ngưng giao dịch

NỘI DUNG ĐỒ ÁN

1. CHỌN LOẠI VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG PHANH

Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ôtô , máy kéo cho đến nay khi dừng hẵn hoặc đến một tốc đô cần thiết nào đó.Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ôtô đứng yên tại chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt nằm ngang. Đối hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng,Nó đảm bảo cho ôtô chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc.Nhờ đó mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển của xe máy.Kết cấu hệ thống phanh gồm có hai phần chính là dẫn động phanh và cơ cấu phanh:

Dẫn động phanh là bộ phận dùng để điều khiển cơ cấu phanh.

Cơ câu phanh là bộ phận trực tiếp tạo lực cản

1.1. CHỌN LOẠI DẪN ĐỘNG PHANH.

Hiên nay ôtô thường dùng hai loại đẫn động phanh chính là thủy lực và khí nén còn dẫn động cơ khí chỉ dùng cho phanh dừng vì hiệu suất thấp và không đản bảo phanh đồng thời các bánh xe. Dẫn động điện chỉ dùng cho các đoàn xe.

  Dẫn động phanh khí nen chỉ dùng cho các xe cở vừa và lớn hoạc những         đoàn xe kéo moóc,với những ưu điểm sau:

- Điều khiển nhẹ nhàng,lực điều khiển nhỏ .

- Độ tin cậy cao hơn dẫn động thủy lực. Nếu trong hệ thống có một chỗ bị rò rỉ thì hệ thống vẫn làm việc được

  • Dễ phối hợp với các dẫn động và các cơ cấu sử dụng khí nén khảc trên    ôtô
  • Dễ tự động hóa và cơ khí hóa quá trình điều khiển

Tuy vậy nó có một số nhược điểm sau:

  • Độ nhạy thấp thời gian chậm tác dụng lớn.
  • Kích thước cồng kềnh.
  • Nhiều chi tiết , kết cấu phức tạp.
  • Gá thanh cao.

Đẫn động thủy lực thường được sử dụng rộng rãi trên các xe du lịch, ôtô tải và khách cở nhỏ hoạc là trên ôtô tải trọng đặc biệt lớn dẫn động loại này luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suât trong dẫn động chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh đồng thời ep sát vào trống phanh ,ngoài ra nó còn có nhưng ưu điểm sau :

  • Độ nhạy lớn , thời gian chậm tác dụng nhỏ.
  • Hiệu suất cao h =(0,8¸ 0,9).
  • Kết cấu đơn giản, khối lượng nhỏ, giá thành rẻ.
  • Dễ lắp đặt.
  • Có khả năng dùng trên các loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh

Tuy vậy dẫn động thủy lực còn có những nhược điểm sau:

  • Yêu cầu về độ kín khít cao vì nếu có một chỗ bị rò rỉ thì cả hệ thông không làm việc được .
  • Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường dùng cơ cấu trợ lực dẫn đến kết cấu phức tạp.
  • Hiệu suất giảm ở nhiệt độ thấp.
  • Sự giao động áp suất chất lỏng có thể làm cho các đường ống bị rung       và mômen phanh không ổn định.

Vậy đối với xe đang thiết kế ta chọn loại dẫn đông thủy lực vì loại này có những ưu điểm phù hợp loại xe mà ta đang thiết kế như đã phân tích ở trên.

1.2. CHỌN LOẠI CƠ CẤU PHANH.

                   Đối với cơ cấu phanh, thì dẫn động thủy lực thường dùng các loại như trên hình:

.......................................

Hình 1.1. Các dạng cơ cấu phanh dẫn động thủy lực thông dụng:

          - Trên hình 1.1a là cơ cấu phanh guốc ép bằng một xilanh thủy lực. Là cơ cấu thuận nghịch, không cân bằng vì guốc trước (theo chiều tiến), có hiện tượng tự siết, guốc sau thì tự  tách. Do có hiện tượng tự siết nên hệ số hiệu quả Khq =  (116--122)

- Trên hình 1.1b là cơ cấu phanh guốc ép bằng hai xilanh thủy lực, guốc hai bậc tự do. Đây là loại cơ cấu vừa thuận nghịch vừa cân bằng, hiệu quả  phanh cao: Khq = (1,6¸1,8) lần so với sơ đồ 1.1a trên cả hai chiều, tuy vậy sơ đồ này rất phức tạp.

- Trên hình 1.1c là cơ cấu ép bằng hai xilanh thủy lực, guốc một bậc tự do. Đây là cơ cấu không thuận nghịch, vì momen sinh ra theo chiều tiến lớn hơn theo chiều lùi, cơ cấu này lợi dụng ma sát để tăng hiệu quả phanh theo chiều tiến và giảm một chút theo chiều lùi, loại này thường sử dụng ở cầu trước xe du lịch hệ số hiệu quả loại này Khq = (1,6¸1,8)  lần so với sơ đồ 1.1a theo chiều tiến

          Ngoài ra còn có một số cơ cấu khác là cơ cấu phanh guốc tự cường hóa, phanh đĩa.

Qua việc phân tích các loại cơ cấu trên, để phù hợp với loại xe ta thiết kế thì tốt nhất  ta chọn cơ cấu phanh bánh xe trước như trên hình 1.1c.Tức là cơ cấu phanh guốc ép bằng một xilanh thủy lực.Còn đối với bánh sau chon cơ cấu phanh hình 1.1a

1.3.SƠ ĐỒ HỆ THỐNG PHANH.

1.3.1. Chọn sơ đồ phân dòng.

          Để tăng độ an toàn làm việc của hệ thống phanh thì xe phải có hai dòng (hai đường dẫn), có cùng cơ cấu điều khiển chung là bàn đạp phanh.

          Hiện nay,  đối với hệ thống phanh thì dẫn động phanh cũng có các loại sơ đố dẫn động khác nhau: 

- Trên hình 1.2a phân dòng theo hai cầu,mỗi dòng một cầu, đơn giản khi một dòng hỏng không gây ra mất đối xứng lực phanh. Nhưng hiệu quả phanh giảm đi nhiều có thể nhỏ hơn  . Nhưng nó có ưu điểm kết cấu đơn giản nhất dễ chế tạo nên giá thành rẻ vì vậy nó được dùng khá phổ biến.

           - Trên hình 1.2b phân dòng chéo nó có ưu điểm kết cấu tương đối đơn giản. Khi một dòng hỏng thì hiệu quả phanh luôn luôn còn, nhưng có hiện tượng mất đối xứng lực phanh khi một dòng bị hỏng.Vì vậy loại này ít dùng.

- Trên hình 1.2c hai dòng cầu trước, một dòng cầu sau. Nếu một trong hai dòng bị hỏng thì hiệu quả phanh luôn luôn giữ  , không mất đối xứng lực phanh, nhưng kết cấu phức tạp .

- Trên hình 1.2d phân dòng theo hai dòng mỗi dòng cầu trước và nửa cầu sau loại này có ưu điểm khi một trong hai dòng bị hỏng thì hiệu quả phanh còn lớn hơn 50% kết cấu phức tạp, có khả năng mất đối xứng lực phanh.

- Trên hình 1.2e phân dòng có hai dòng mỗi dòng cho cầu trước và cho cầu sau phân dòng kiểu này độ an toàn cao nếu một trong hai dòng bị hỏng thì hiệu quả phanh vẫn còn 100%.Dây là loại sơ đồ hoàn thiện nhất về hiệu quả phanh cũng như sự mất đối xứng về lực phanh. Tuy vậy kết cấu phức tạp nhất

Qua phân tích các sơ đồ trên, để phù hợp với loại xe ta thiết kế thì tốt nhất chọn sơ đồ 1.2a.Vì có kết cấu đơn giản, dễ bố trí, giá thành rẻ.

............................

Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh thủy lực của xe ta thiết kế:

Khi người lái tác dụng lên bàn đạp 6 qua hệ thống đòn sẻ đẩy piston nằm trong xilanh 7, do đó dầu bị ép và tạo ra áp suất cao trong xilanh 7 và trong các ống dẫn 2,8. Dầu trong đường ống áp suất cao sẻ tác dụng lên bề mặt các piston của các cơ cấu phanh 1và 9. Các piston này thắng lực lò xo, đẩy hai má phanh ép sát vào trống phanh và tiến hành phanh ôtô, vì trống phanh gắn chặt với mazơ bánh xe. Khi nhả phanh bàn đạp, nghĩa là lúc ngắt phanh lò xo kéo phanh về vị trí ban đầu. Dưới tác dụng của lực lò xo các piston trong xilanh làm việc, sẻ ép dầu trở lại xilanh chính 7.

2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH.

2.1. XÁC ĐỊNH TỌA ĐỘ TRỌNG TÂM CỦA XE THEO CHIỀU DỌC Ở TRẠNG THÁI TĨNH.    

2.3. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU PHANH.

2.3.1.Bán kính bề mặt ma sát của trống phanh.

Theo tài liệu tham khảo [ 3 ]. Biết được ki hiệu lốp  của xe GAZ 24 là (7,35 - 14) ( 185 - 335). Nghĩa là bề rộng lốp B=185[mm] và đường kính vành bánh xe là dv = 335[mm].

Vậy bán kính vành bánh xe là:   rbv

    =167,5[mm].

Giữa vành bánh xe và trống phanh có một khe hở nhất định   không nhỏ hơn (20  30) [mm]. Khe hở này cần đủ thiết để cho không khí lưu thông làm mát trống phanh.

Theo số liệu của xe tham khảo ta chọn:

Bề dày trống phanh trườc và trồng phanh sau bằng nhau và bằng 7,5[mm].

Khe hở giữa vành bánh xe và trống phanh   20[mm].

Suy ra bán kính trống phanh trước và sau:

rtt = rts = 167,5 - 20 - 7,5

 = 140[mm].

2.3.2.Chọn các kích thước s, ht, a1, a2.                                                                                                                                                                                                         Chọn các thông số a1, a2, b, h, s :

Ta chọn tương tự kết cấu của xe tham khảo

 óc đầu của má phanh trước và sau bánh xe trước:=

Góc cuối của má phanh trước và sau bánh xe trước:

    =

Suy ra góc ôm 

       =

          Góc đầu của má phanh trước và sau bánh xe sau: 

  =180

Góc cuối của má phanh trước và sau bánh xe sau: 

   =

Suy ra gốc ôm 

Khoảng cách từ tâm O của cơ cấu phanh đến điểm tì cố định của guốc phanh: 

                         S = 110[m

m]

Khoảng cách giữa hai điểm tỳ guốc phanh:

   h = 210[mm]

Mà h’ = h” = h/2=  210/2

      = 105[mm].

 Hình 2.3. Sơ đồ tính toán lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh.

2.4. TÍNH TOÁN BỀ RỘNG MÁ PHANH.

Chiều rộng của má phanh được xác định trên cơ sở đảm bảo áp suất trên bề mặt ma sát và tải trọng riêng quy ước.

Ap suất sinh ra trên toàn bộ bề mặt ma sát phải thỏa mãn điều kiện:

                        (2.6)

Trong đó:   

                   Mp- Momen phanh;

                   rt -   Bán kính trống phanh;

                   b -  Bề rộng má phanh;

                    - Hệ số ma sát;

          Theo tài liệu tham khảo [ 2 ], khi tính toán có thể thừa nhận hệ số ma sát , chọn = 0,32;

                    - Ap suất cho phép của bề mặt ma sát má phanh;

Ap suất cho phép trên bề mặt má phanh phụ thuộc bởi nguyên liệu má phanh và trống phanh. Ap suất này thay đổi trong giới hạn rộng. Đối với các má phanh hiện nay dùng cho ôtô áp suất trung bình cho phép khi phanh với cường độ cực đại nằm trong giới hạn từ 1,5  2 MN/m .Ta chọn [ q ] = 2 MN/m .

Từ biếu thức ( 2.6 ) suy ra bề rộng má phanh:

                                      b                                        ( 2.7 )

                   + Bề rộng má phanh trước:

                                      b                                   ( 2.8 )

          Trong đó:

              Mpt    - Momen phanh cầu trước;  Mpt =  2786,9[N.m].

           rt     - Bán kính trống phanh; rt = 140 [ mm ]

                                                          = 0,14 [m ]

       .- Góc ôm;   = 120 .

Thay vào công thức (2.8) ta được:    

= 0,056

                             b  [m]

 = 56[mm]

Chọn b = 60[mm].

+Bề rộng má phanh sau:

                                      b                                     ( 2.9 )

Trong đó:

Mps- Momen phanh cầu sau; Mps = 1359,93[N.m]

                    ;

                    rt, [ q ] như trên;

Thay vào công thức (2.9) ta được:

                             b 

= 0,0276[m]

                             b  [m]

= 72,6[m]

Chọn b = 40[mm].

Kiểm tra áp suất bề mặt ma sát thông qua tải trọng riêng quy ước (thông số đánh giá gián tiếp)

Theo tài liệu tham khảo [ 2 ] ta có:

                                      p  [p ]

Trong đó: 

                   ma, g  - Khối lượng toàn bộ của ô tô và gia tốc trọng trường;

          

                                      p  = 188677,68 [N/m2]

Theo tài liệu tham khảo [ 3 ], đối với ôtô du lịch [ p ]= 1,0 2,0.10 [Kg/m ]

Vậy p = [ Kg/m2 ] < [ p ], thỏa mãn điều kiện.

2.5. KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN TỰ SIẾT.

          Hiện tượng tự siết là hiện tượng má phanh tự siết vào trống phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác dụng của lực dẫn động.

Từ công thức:       , đối với phanh guốc hiện tượng tự siết vào trống phanh sẽ xảy ra khi mẫu số bằng không. Để tránh hiện tượng này phải đảm bảo điều kiện:  > 0, tức là

                  (2.10)

Ở đây ta xét áp suất phân bố theo chiều dài má phanh gần như đều, tức là hàm phân bố áp suất  = 1 ta được.

+ Đối với cơ cấu phanh trước:

          = 0,8647

Thay A, B vào (2.10) ta được:  

 

Rỏ ràng:          = 0,3  <  0,7355 thỏa mãn điều kiện.

+ Đối với cơ cấu phanh sau:   

                              = 0,8647   

Thay A, B vào ( 2.10) ta được: 

Rõ  ràng: thỏa mãn điều kiện.

2.6. TÍNH TOÁN NHIỆT VÀ MÀI MÒN.

2.6.1.Tính toán mài mòn

Tính mài mòn được tiến hành theo các chỉ tiêu gián tiếp là áp suất trung bình trên tấm ma sát của guốc tự siết và công ma sát riêng. 

Xác định nhiệt độ đốt nóng và cường độ mài mòn như sau:

          Ap suất trung bình trên má phanh được tính theo công thức:

qtb    [ qtb ]                                (2.11)

Trong đó:

                    -   Momen phanh;

  -    Hệ số ma sát,  = 0,32;

b -     Bề rộng má phanh;

                   rt -      Bán kính trống phanh;

                     -    Góc ôm;

                    [qtb ] - Ap suất trung bình cho phép; Theo tài liệu tham khảo[2], đối với má phanh làm bằng vật liệu atbét thông thường thì [ q ] = 2MPa.

+ Đối với phanh trước, momen cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh:

= 1393,45[N.m]

Thay vào ( 2.11) ta được:

qtb

   = 891713,85[N.m

   = 0,892 [MPa]

Vậy qtb   thỏa mãn điều kiện.

+ Đối với bánh xe sau, momen cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh:

       = 679,965[N.m].    

Thay vào (2.11) ta được:

                   qtb 

                        = 690527,3 [N.m]

                        = 0,69 [MPa]

Vậy qtb   thỏa mãn điều kiện.

          Công ma sát riêng   bằng tỉ số giữa công ma sát sinh ra khi phanh ôtô từ tốc độ cực đại đến dừng và tổng diện tích của tất cả các má phanh.

                                   (2.12)

theo tài liệu tham khảo[1] ta có với ôtô du lịch

Trong đó:

ma- Khối lượng toàn bộ của xe;

                      V0- Vận tốc khi bắt đầu phanh;

Để kiểm tra công ma sát ta xét xe chạy với tốc độ cực đại V0 , tương  ứng với V0

 - Diện tích tất cả các má phanh có trên ôtô;

 =4.rt(bt +bs).b

Trong đó:

          r = 0,14[m]

          bt = 0,06[m]

          bs = 0,04[m]

          b = 1200

 = 120.

   =  4.0,14(0,04+0,06).

    = 0,117[ ]

Như vậy công ma sát riêng bằng :

                   lms = 1261,3[J/ ]

Vậy    1000 [J/ ]< 1261,3[J/ ]< 1500[J/ ]  thỏa mãn điều kiện.

 

2.6.2. Tính toán nhiệt.

          Tính toán nhiệt nhằm hạn chế không cho nhiệt độ trống phanh tăng quá giới hạn cho phépvà tiến hành như sau. Trong quá trình phanh động năng của xe chuyển thành nhiệt năng đốt nóng trống phanh và một phần tỏa ra ngoài không khí. Do đó theo định luật bảo toàn năng lượng có thể viết:

                                  (2.13)

Trong đó:

Gc, g - Trọng lượng toàn bộ của ôtô tác dụng lên cầu được tính khi phanh và gia tốc trọng trường;

+ Đối với cầu trước của xe hai cầu:

Gc=  = 11986,7[N].

      

Close