Tính toán các thông số hình học của hệ dẫn động lái.

Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

b)Xây dựng đờng đặc tính ly thuyết của hệ thống lái hai cầu trớc:

Muốn các bánh xe thực hiện quay vòng đúng thì quan hệ giữa chúng phải

thoả mãn công thức sau :

B0



Cotg 1-Cotg 1= L



1



B0



Cotg 2- Cotg 2= L



2



Trong đó :

1,2: Là góc quay của bánh xe dẫn hớng ngoài của cầu dẫn hớng thứ

nhất và thứ hai

1,2: Là góc quay của bánh xe dẫn hớng trong của cầu dẫn hớng thứ nhất

và thứ hai .

L1,L2 : chiều dài cơ sở của hai cầu (trên hình vẽ).

B0 : Khoảng cách giữa hai đờng tâm trụ quay đứng .

L1

L



B2



B1



C

L2

B0



A1



D



A2



1



O



Đồ án tốt nghiệp



8



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

Sơ đồ động học khi quay vòng.

OD



Theo hình vẽ : Cotg 1= L

1

OD



Cotg 2= L

2



Ta tìm đợc mối quan hệ của các góc quay bánh xe dẫn hớng với góc 1

nh sau :

Cotg1 =



B0

+ Cotg 1

L1



Cotg 2 =



B0

+ Cotg 2

L2



Tg 2 =



L2

Tg 1

L1



Cho 1 các giá trị khác nhau từ 0 0 ữ 40 0 ta lần lợt xác định đợc các

góc 1 , 2, 2 tơng ứng theo bảng sau :

Bảng 1: Bảng thông số của đờng đặc tính lý thuyết của các góc quay

cầu thứ nhất và quan hệ góc quay giữa cầu thứ nhất và cầu thứ hai.

10

15

20

25

30

35

40

1 ( 0 ) 0 5

1 ( 0 ) 0 4,89 9,56 14,04 18,36 22,53 26,58 30,55 34,44

2 ( 0 )



0



3,80 7,62 11,50 15,47 19,50 23,67 28,00 32,50



Bảng 2: Cầu thứ hai:

0 5

10

15

20

25

30

35

40

2 (0)

20 (0) 0 4,85 9,43 13,76 17,89 21,84 25,65 29,34 32,96

Từ bảng giá trị thu đợc ta xây dựng đợc quan hệ :

2 = f (1)

1 = f (1)

2 = f (2)



c)Xây dựng đờng đặc tính thực tế.

Đồ án tốt nghiệp



9



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

Nhiệm vụ cơ bản khi thiết kế hình thang lái Đantô là xác định đúng góc

nghiêng của các đòn bên khi xe chạy thẳng :



B0

m



m



n











Sơ đồ xác định các kích thớc của hình thang lái

Cần xác định góc và độ dài mỗi đòn bên m và đòn ngang n.

Quan hệ thực tế giữa các góc quay 1và1, 2 và2 phụ thuộc vào góc

và độ dài m của đòn bên .

Khi xe chạy thẳng:

Từ sơ đồ dẫn động lái trên hình ta có thể tính đợc mối quan hệ

giữa các thông số theo biểu thức sau:

sin =



Bn

2m



Khi xe quay vòng :



Đồ án tốt nghiệp



10



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng



B

0



m



m



n











Hình vẽ 2.6 - Sơ đồ hình thang lái khi quay vòng.

Khi bánh xe dẫn hớng bên trái quay đi một góc và bên phải quay

đi một góc , lúc này đòn bên phải hợp với phơng thẳng ngang một góc

và bánh xe bên trái là + .

Từ sơ đồ dẫn động trên hình trên ta có mối quan hệ của các thông số

theo quan hệ sau :

= + arctg



m. cos( + )

m Bo. sin( + ) 2m. sin 2 + 2 Bo. sin

arcsin

(1.7)

2

Bo m. sin( + )

m 2 . cos 2 ( + ) + [ Bo m. sin( + )]



m thờng lấy theo kinh nghiệm :

m= ( 0,14 ữ 0,16) Bo

Chọn sơ bộ theo kinh nghiệm cho cả hai cầu độ dài đòn bên :

m1=m2=0,15.Bo=282 (mm)

Chọn sơ bộ góc ban đầu theo công thức của Chuđakôp:

Cotg (90 0 ) =



Bo

2.0,7.L



(1.8)



Từ đó ta tính đợc

Tính các thông số cho cầu dẫn hớng thứ nhất (cầu I).

Tính

Thay số: Cotg (90 0 1 ) =



Đồ án tốt nghiệp



1880

= 0,19

2.0,7.7060



11



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng



Ta tính đợc 1 110 < 35 0 ( theo kinh nghiệm thiết kế).

Cho 1 các giá trị xung quanh giá trị sơ bộ ( 1=110) và công thức (1.7)

để tìm quan hệ thực tế của 1 và 1 .

Cho lần lợt 1=90,100,110,120,130,sẽ tìm đợc mối quan hệ thực tế giữa

1 và 1 theo công thức sau :



1 = 1 + arctg



m. cos(1 + 1 )

m Bo. sin(1 + 1 ) 2m. sin 2 1 + 2 Bo. sin 1

arcsin

(1.10)

2

Bo m. sin(1 + 1 )

m 2 . cos 2 ( + ) + [ Bo m. sin( 1 + )]

1



Đồ án tốt nghiệp



12



1



1



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

Bảng 3.Bảng thông số của đờng đặc tính thực tế cho cầu thứ nhất.

11 =90



1 (0)



12 =100

13 =110

14 =120

15 =130



10 (0)

11 (0)

11(0)

12 (0)

12(0)

13 (0)

13(0)

14 (0)

14(0)

15 (0)

15(0)



0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0



5

4,89

4,93

-0,04

4,92

-0,03

4,91

-0,02

4,90

-0,01

4,89

0



10

9,56

9,71

-0,15

9,68

-0,12

9,65

-0,09

9,61

-0,05

9,58

-0,02



15

14,04

14,36

-0,32

14,28

-0,14

14,21

-0,17

14,13

-0,09

14,06

-0,02



20

18,36

18,84

-0,48

18,72

-0,36

18,58

-0,22

18,45

-0,09

18,32

0,04



25

22,53

23,17

-0,64

22,97

-0,44

22,76

-0,23

22,56

-0,03

22,36

0,17



30

26,58

27,31

-0,73

27,02

-0,44

26,72

-0,14

26,43

0,15

26,14

0,44



35

30,55

31,24

-0,69

30,84

-0,29

30,44

0,11

30,04

0,51

29,65

0,9



40

34,44

34,92

-0,48

34,40

0,04

34,62

-0,18

33,36

1,08

32,85

1,59



Trong đó 1i = 10 1i

Từ bảng giá trị thu đợc ta xây dựng đồ thị quan hệ 1 và 1 thực tế trên

cùng đồ thị quan hệ 1 và 1 theo lý thuyết.

Theo bảng giá trị trên ta chọn góc 1 sao cho sự sai lệch so với đờng lý

thuyết 1 nhỏ nhất và nhỏ hơn 1 0, ta chọn đợc 1=130, ứng với góc quay

vòng lớn nhất của bánh xe dẫn hớng cầu thứ nhất là 1 max = 35 0 và

1 max = 29,65 0



Vậy với cầu dẫn hớng thứ nhất ta có:

- 1=130

-Độ dài đòn bên m1 = 282 (mm)

-Độ dài thanh kéo ngang n1= B 2.m. sin 1 = 1753,13(mm)

Dựa vào bảng 1, ta tìm đợc góc quay vòng lớn nhất của cầu dẫn hớng thứ 2 :

2 max = 28 0



Tính các thông số cho cầu dẫn hớng thứ hai

Tính

Thay số : Cotg (90 0 2 ) =



Đồ án tốt nghiệp



1880

= 0,25

2.0,7.5360



13



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng



ta tính đợc 2 14 0 < 35 0 ( theo kinh nghiệm thiết kế).

Chọn 2 các giá trị xung quanh giá trị đã chọn ( 2=140) và công thức

(4) để tìm quan hệ thực tế của 2 và 2 .

Cho lần lợt 2=120, 130, 140, 150, 160, sẽ tìm đợc mối quan hệ thực tế

giữa 2 và 2 .

2 = 2 + arctg



m. cos( 2 + 2 )

m Bo. sin( 2 + 2 ) 2m. sin 2 2 + 2 Bo. sin 2

arcsin

2

Bo m. sin( 2 + 2 )

m 2 . cos 2 ( 2 + 2 ) + [ Bo m. sin( 2 + 2 )]



(1.12)

Bảng 4.Bảng thông số của đờng đặc tính thực tế cho cầu thứ hai.

0 5

10

15

20

25

30

35

21 =120 2 (0)

0 4,85 9,43 13,76 17,89 21,84 25,65 29,34

20 (0)

0 4,90 9,61 14,13 18,45 22,56 26,43 30,04

21 (0)

0 -0,05 -0,18 -0,37 -0,56 -0,72 -0,78 -0,7

21(0)

0 4,89 9,58 14,06 18,32 22,36 26,14 29,65

22 =130 22 (0)

0 -0,04 -0,15 -0,3

-0,43 -0,52 -0,49 -0,31

22(0)

0

0 4,88 9,55 13,98 18,19 22,15 25,85 29,26

23 =14

0

23 ( )

0 -0,03 -0,12 -0,22 -0,3

-0,31 -0,2

0,08

23(0)

0 4,88 9,03 13,91 18,06 21,95 25,56 28,87

24 =150 24 (0)

0 -0,03 0,4

-0,15 -0,17 -0,11 0,09 0,47

24(0)

0 4.87 9,48 13,83 17,92 21,74 25,27 28,48

25 =160 25 (0)

0 -0,02 -0,05 -0,07 -0,03 0,1

-0,38 0,86

25(0)

Trong đó 2i = 20 2i



40

32,96

33,36

-0,4

32,85

0,11

32,34

0,62

31,83

1,13

31,33

1,63



Từ bảng giá trị thu đợc ta xây dựng đồ thị quan hệ 2 và 2 thực tế trên

cùng đồ thị quan hệ 2 và 2 theo lý thuyết.

Theo bảng giá trị trên ta chọn góc 2 sao cho sự sai lệch so với đờng lý

thuyết 2 nhỏ nhất và nhỏ hơn 10, ta chọn đợc 2=160, ứng với góc quay

vòng lớn nhất của bánh xe dẫn hớng của cầu thứ tơng



ứng là



2 max = 280 , 2 max = 23,900 (tính 2 max theo công thức (1.12))



Vậy với cầu dẫn hớng thứ hai ta có:

- 2=160

-Độ dài đòn bên m2 = 282 (mm)

-Độ dài thanh kéo ngang n2= B0 2.m. sin 2 = 1724,54(mm)



Đồ án tốt nghiệp



14



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

2.2. Xác định góc quay vòng lớn nhất của vô lăng.

max= 1max.i

Trong đó :

max :gọi là vòng quay vành lái lớn nhất tính từ vị trí đi thẳng.

1max :góc quay vòng lớn nhất của bánh xe dẫn hớng cầu trớc.

(350).

I1

:gọi là tỷ số truyền hệ thống lái đối với cầu trớc (i1 =24)

lớn nhất từ 1,0 ữ 1,75 vòng đối với xe du lịch

từ 2,0 ữ 2,5 vòng đối với xe tải lớn .

Thay những thông số tính đợc vào công thức trên ta tìm đợc góc quay vô lăng

lớn nhất :

max = 24.35 0 = 840 0 2,33 (vòng) (trong giới hạn cho phép đối với xe



tải)

2.3. Tính toán thông số hình học của dẫn động lái.

1



10

9



b



2



C



a







A



8



c

D S'2

d



S'1



A1

ln1



3



B1



B



S1



6



4



7



ln2



5



Sơ đồ tính toán dẫn động lái.

1.

2.

3.

4.

5.



Cơ cấu lái

Đòn quay đứng

Đòn kéo dọc cầu trớc

Đòn kéo ngang cầu trớc.

Bánh xe.



Đồ án tốt nghiệp



15



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



S2



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng

6. Đòn kéo dọc cầu sau.

7. Đòn kéo ngang cầu sau.

8. Đòn lắc

9. Đòn nối hai cầu dẫn hớng.

10. Đòn lắc.

Khi đòn quay đứng quay 1 góc , đòn lắc thứ nhất (chiều dài a) quay một góc

1 , đòn lắc thứ hai ( chiều dài d ) quay một góc 2 .



Gọi a,b,c,d : lần lợt là kích thớc của các cánh tay đòn trên hình vẽ.

S1,S2,S1,S2:lần lợt là dịch chuyển dọc của các điểm A, B, C, D.

ln1,ln2 :là kích thớc đòn ngang của cầu thứ nhất và cầu thứ hai.

Theo hình vẽ ta có: độ dịch chuyển dọc của điểm A chính bằng độ dịch

chuyển dọc của điểm A1 và bằng S1, tơng tự độ dịch chuyển của điểm B bằng

độ dịch chuyển dọc của điểm B1 và bằng S2.

Dựa vào những tam giác đồng dạng ta tìm đợc các mối quan hệ sau:

S '1 b

S = a

1



S '2 = c

S2 d









b



S '1 = a .S1





S ' = c .S

2 d 2





(1.13)



mặt khác: độ dịch chuyển dọc của các điểm 1 và 3 trên cùng một đòn kéo dọc

là bằng nhau, tức là:

S1=S2

(1.14)

Và



S1 = l n1 .tg 1



(1.15)



S 2 = l n 2 .tg 2



Thay các công thức (1.14) và (1.15) vào công thức (1.13) ta đợc :

b

c

.l n1 .tg 1 = .l n 2 .tg 2

a

d

b

c

.tg 1 = .tg 2

a

d



(1.16)



(với giả thiết ln1=ln2)

Theo mối quan hệ góc quay của cầu một và cầu thứ hai ta có:

tg 2 =



L2

.tg 1

L1



(1.17)



Thay vào (1.16) ta đợc :



Đồ án tốt nghiệp



16



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng



b

c L

.tg 1 = . 2 .tg 1

a

d L1



Suy ra: d =



a.c L2

.

b L1



(1.18)



(1.18) là công thức biểu diễn quan hệ kích thớc các đòn dẫn động đảm

bảo mối quan hệ quay vòng đúng của cầu dẫn hớng thứ nhất và cầu dẫn hớng

thứ hai.

Dựa vào công thức (1.18) ta tính đợc kích thớc các đòn bằng cách sau:

Chọn :

a=400 (mm)

b=140(mm)

c=190(mm)

L1=7060(mm)

L2=5360(mm)

Thay vào công thức (1.19) ta tính đợc kích thớc đòn d:

d=



Vậy với



400.190 5360

.

= 412,14(mm)

140 7060



a=400 (mm)

b=140 (mm)

c=190 (mm)

d=412,14 (mm), đảm bảo đợc quan hệ 1, 2 tức là đảm bảo quay



vòng đúng.



Đồ án tốt nghiệp



17



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46



Thiết kế hệ thống lái hai cầu dẫn hớng



Đặc tính quay vòng của cầu

thứ nhất.

Thực tế

Lý thuyết

1



a1



quan hệ góc quay vòng của bánh xe dẫn

hứơng thứ nhất với bánh xe dẫn hứơng thứ

hai.



Thực tế

Lý thuyết

a2



a1



Đồ án tốt nghiệp



18



Vũ Văn Hoà - Lớp Ôtô k46