Đồ án Thiết kế cơ cấu phanh xe tải, công thức bánh xe 4x2, trọng tải 4 tấn

MỤC LỤC Nhiệm vụ đồ án. Lời nói đầu. CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CƠ CẤU PHANH 1. Công dụng. 2. Yêu cầu 3. Phân tích kết cấu cơ cấu phanh. 4. Căn cứ chọn cơ cấu phanh 4.1. Cơ cấu phanh có chốt tựa cùng phía và lực đẩy lên các guốc bằng nhau. 4.2. Cơ cấu phanh có chốt tựa khác phía và lực đẩy lên các guốc bằng nhau. 4.3. Cơ cấu phanh có chốt tựa một phía và chuyển dịch các guốc bằng nhau. 4.4. Cơ cấu phanh cư­ờng hoá và có chốt tựa chung cho cả hai guốc. CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH 1. Mục đích và nhiệm vụ tính toán 1.1. Mục đích 1.2. Nhiệm vụ tính toán 2. Thông số ban đầu dùng để tính toán, thiết kế cơ cấu phanh 3. Xác định mô men cần sinh ra cơ cấu phanh 4. Xác định các thông số của cơ cấu phanh 4.1. Cơ cấu phanh cầu trước 4.1.1. Chọn thông số hình học của cơ cấu phanh 4.1.2. Xác định mô men phanh do mỗi guốc phanh sinh ra 4.2. Cơ cấu phanh cầu sau 4.2.1. Chọn thông số hình học của cơ cấu phanh 4.2.2. Xác định mô men phanh do mỗi guốc phanh sinh ra 5. Kiểm nghiệm khả năng làm việc của cơ cấu phanh 5.1. Tính toán xác định công ma sát riêng. 5.2. Tính toán xác định áp suất trên bề mặt má phanh. 5.3 Tính toán xác định tỷ số khối lượng toàn bộ ôtô trên tổng diện tích ma sát má phanh. 5.4. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh. 5.5 Kiểm tra hiện tượng tự xiết của cơ cấu phanh.                          5.5.1. Đối với cơ cấu phanh cầu trước. 5.5.2. Cơ cấu phanh cầu sau Kết luận. Tài liệu tham khảo.

doc39 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 08/06/2013 | Lượt xem: 1563 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế cơ cấu phanh xe tải, công thức bánh xe 4x2, trọng tải 4 tấn, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
häc viÖn kTQS céng hoµ x· héi chñ nghÜa viÖt nam Khoa: §éng lùc §éc lËp - Tù do - H¹nh phóc NHIÖM Vô ®å ¸n Hä vµ tªn : NGuyÔn Kim Long Líp : xe qu©n sù-K37 1. §Çu ®Ò thiÕt kÕ TÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ c¬ cÊu phanh xe t¶i, c«ng thøc b¸nh xe 4x2, träng t¶i 4 tÊn. 2. C¸c sè liÖu ban ®Çu TT Th«ng sè kÝ hiÖu Gi¸ trÞ §¬n vÞ 1 Träng l­îng toµn bé cña xe G 74000 N 2 Träng l­îng ph©n bè lªn cÇu tr­íc Gt 18100 N 3 ChiÒu dµi c¬ së cña «t« L 3.7 m 4 HÖ sè b¸m gi÷a lèp – mÆt ®­êng 0.75 5 Gia tèc cùc ®¹i Jpm· 6 m/s 6 C«ng thøc cña lèp xe 8.25 - 20 inch 3. Néi dung thuyÕt minh - Ph©n tÝch ®Æc ®iÓm kÕt cÊu cña c¬ cÊu phanh. - TÝnh to¸n, thiÕt kÕ c¬ cÊu phanh. 4. C¸c b¶n vÏ ( ghi râ c¸c lo¹i b¶n vÏ vÒ kÝch th­íc c¸c b¶n vÏ). - B¶n vÏ kÕt cÊu c¬ cÊu phanh cÇu sau (A0) - B¶n vÏ s¬ ®å hÖ thèng phanh dÉn ®éng thuû lùc (A3) 5 . C¸n bé h­íng dÉn . ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 6 . Ngµy giao nhiÖm vô thiÕt kÕ : . . …………………………….. 7. Ngµy hoµn thµnh nhiÖm vô …………10/7/2006…………….. Ngµy …10……th¸ng …7…..n¨m 2006 . c¸n bé h­íng dÉn (Ký vµ ghi râ hä tªn ) Vâ Quèc §¹i KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ : - Qu¸ tr×nh thiÕt kÕ …………….. - §iÓm thuyÕt minh…………….. - B¶n vÏ thiÕt kÕ………………… Ngµy ….th¸ng …n¨m 2006 Häc viªn ®· hoµn thµnh Ngµy ……th¸ng……n¨m 2006 (ký tªn ) Môc lôc NhiÖm vô ®å ¸n. Lêi nãi ®Çu. Ch­¬ng I: Ph©n tÝch ®Æc ®iÓm kÕt cÊu c¬ cÊu phanh 1. C«ng dông. 2. Yªu cÇu 3. Ph©n tÝch kÕt cÊu c¬ cÊu phanh. 4. C¨n cø chän c¬ cÊu phanh 4.1. C¬ cÊu phanh cã chèt tùa cïng phÝa vµ lùc ®Èy lªn c¸c guèc b»ng nhau. 4.2. C¬ cÊu phanh cã chèt tùa kh¸c phÝa vµ lùc ®Èy lªn c¸c guèc b»ng nhau. 4.3. C¬ cÊu phanh cã chèt tùa mét phÝa vµ chuyÓn dÞch c¸c guèc b»ng nhau. 4.4. C¬ cÊu phanh c­êng ho¸ vµ cã chèt tùa chung cho c¶ hai guèc. Ch­¬ng II: TÝnh to¸n, thiÕt kÕ c¬ cÊu phanh 1. Môc ®Ých vµ nhiÖm vô tÝnh to¸n 1.1. Môc ®Ých 1.2. NhiÖm vô tÝnh to¸n 2. Th«ng sè ban ®Çu dïng ®Ó tÝnh to¸n, thiÕt kÕ c¬ cÊu phanh 3. X¸c ®Þnh m« men cÇn sinh ra c¬ cÊu phanh 4. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña c¬ cÊu phanh 4.1. C¬ cÊu phanh cÇu tr­íc 4.1.1. Chän th«ng sè h×nh häc cña c¬ cÊu phanh 4.1.2. X¸c ®Þnh m« men phanh do mçi guèc phanh sinh ra 4.2. C¬ cÊu phanh cÇu sau 4.2.1. Chän th«ng sè h×nh häc cña c¬ cÊu phanh 4.2.2. X¸c ®Þnh m« men phanh do mçi guèc phanh sinh ra 5. KiÓm nghiÖm kh¶ n¨ng lµm viÖc cña c¬ cÊu phanh 5.1. TÝnh to¸n x¸c ®Þnh c«ng ma s¸t riªng. 5.2. TÝnh to¸n x¸c ®Þnh ¸p suÊt trªn bÒ mÆt m¸ phanh. 5.3 TÝnh to¸n x¸c ®Þnh tû sè khèi l­îng toµn bé «t« trªn tæng diÖn tÝch ma s¸t m¸ phanh. 5.4. TÝnh to¸n nhiÖt ph¸t ra trong qu¸ tr×nh phanh. 5.5 KiÓm tra hiÖn t­îng tù xiÕt cña c¬ cÊu phanh. 5.5.1. §èi víi c¬ cÊu phanh cÇu tr­íc. 5.5.2. C¬ cÊu phanh cÇu sau KÕt luËn. Tµi liÖu tham kh¶o. Lêi nãi ®Çu Ngµy nay, « t« chiÕm mét vÞ trÝ quan träng trong ngµnh kinh tÕ quèc d©n. Nã ®¶m b¶o kh¶ n¨ng vËn chuyÓn hµng ho¸ còng nh­ hµnh kh¸ch ë mäi lóc, mäi n¬i vµ ë mäi thêi ®iÓm. §èi víi mét ng­êi häc viªn th× vÊn ®Ò viÖc lµm mét ®å ¸n ®Æc biÖt cña m«n chuyªn ngµnh lµ mét c«ng viÖc rÊt quan träng. Qua ®ã ®¸nh gi¸ ®­îc kh¶ n¨ng, vµ tr×nh ®é thËt sù cña ng­êi häc viªn. ChØ cã lµm ®å ¸n m«n häc ng­êi häc míi cã thÓ hiÓu mét c¸ch ®Èy ®ñ vµ thËt s©u s¾c nh÷ng vÊn ®Ò lÝ thuyÕt §ång thêi nã còng cho phÐp ph¸t triÓn t­ duy s¸ng t¹o cña ng­êi häc. HÖ thèng phanh trªn « t« lµ mét hÖ thèng rÊt quan träng vµ c¬ cÊu phanh cña nã cã vai trß quyÕt ®Þnh trong viÖc b¶o ®¶m an toµn cho ng­êi l¸i. Nã cßn cã kh¶ n¨ng n©ng cao vËn tèc chuyÓn ®éng trung b×nh cña xe. Do vËy, ®å ¸n “ TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¬ cÊu phanh cho xe t¶i, c«ng thøc b¸nh xe 4X2, träng t¶i 4 tÊn” lµ mét ®å ¸n rÊt quan träng. Néi dung cña ®å ¸n bao gåm: - PhÇn thuyÕt minh + Ph©n tÝch ®Æc ®iÓm kÕt cÊu cña c¬ cÊu phanh. + TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¬ cÊu phanh. - PhÇn b¶n vÏ + B¶n vÏ kÕt cÊu c¬ cÊu phanh sau (A0). + B¶n vÏ s ¬ ®å hÖ thèng phanh dÉn ®éng thuû lùc (A3). Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n t«i nhËn ®­îc sù h­íng dÉn tËn t×nh thÇy gi¸o Trung uý, KS Vâ Quèc §¹i. Nh­ng do tr×nh ®é b¶n th©n, thêi gian cßn h¹n chÕ, kinh nghiÖm thùc tÕ cßn thiÕu nªn kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. RÊt mong nhËn ®­îc sù chØ b¶o cña c¸c thÇy gi¸o, cïng sù gãp ý kiÕn cña c¸c b¹n trong líp. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n. Häc viªn thùc hiÖn NguyÔn Kim Long Ch­¬ng I Ph©n tÝch ®Æc ®iÓm kÕt cÊu c¬ cÊu phanh 1. C«ng dông. - HÖ thèng phanh dïng ®Ó gi¶m tèc ®é cña «t« cho ®Õn khi dõng h¼n hoÆc ®Õn mét tèc ®é nµo ®Êy. Ngoµi ra hÖ thèng phanh cßn ®­îc dïng ®Ó gi÷ cè ®Þnh xe trong thêi gian dõng xe. - §èi víi «t«, hÖ thèng phanh lµ mét trong nh÷ng hÖ thèng quan träng nhÊt bëi v× nã ®¶m b¶o cho «t« chuyÓn ®éng an toµn ë tèc ®é cao, cho phÐp l¸i xe ®iÒu chØnh ®­îc tèc ®é chuyÓn ®éng hoÆc dõng xe trong t×nh huèng nguy hiÓm. Nhê vËy mµ n©ng cao ®­îc vËn tèc trung b×nh cña xe, chÊt l­îng vËn chuyÓn vµ an toµn cho ng­êi vµ hµng ho¸ trong qu¸ tr×nh xe chuyÓn ®éng. 2. Yªu cÇu. HÖ thèng phanh cÇn ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau: - Ph¶i ®¶m b¶o hiÖu qu¶ phanh ë bÊt k× tr­êng hîp nµo c¶ khi tiÕn, khi lïi vµ dõng l¹i. - §¶m b¶o thêi gian chËm t¸c ®éng cña phanh ph¶i nhá, th­êng chñ yÕu quyÕt ®Þnh chÝnh bëi dÉn ®éng phanh . - Qu·ng ®­êng phanh ng¾n nhÊt khi phanh ®ét ngét trong tr­êng hîp nguy hiÓm. Muèn cã qu·ng ®­êng phanh ng¾n nhÊt cÇn ®¶m b¶o gia tèc chËm dÇn cùc ®¹i. - Phanh ªm dÞu trong mäi tr­êng hîp ®Ó b¶o ®¶m sù æn ®Þnh cña «t« khi phanh. - §iÒu khiÓn nhÑ nhµng, nghÜa lµ lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p hay cÇn ®iÒu khiÓn kh«ng lín. - Ph©n bè m«men phanh trªn c¸c b¸nh xe ph¶i theo quan hÖ sö dông hoµn toµn träng l­îng b¸m khi phanh víi bÊt kú c­êng ®é nµo. - C¬ cÊu phanh tho¸t nhiÖt, bao kÝn tèt vµ cã hÖ thèng b¶o vÖ tèt. - C¸c chi tiÕt cã tuæi thä cao, ®ñ bÒn, cã träng l­îng cã kÝch th­íc nhá ®Ó gi¶m lùc qu¸n tÝnh. 3. Ph©n tÝch ®Æc ®iÓm kÐt cÊu cña c¬ cÊu phanh C¬ cÊu phanh cã nhiÖm vô t¹o ra m« men phanh cÇn thiÕt vµ gi÷ æn ®Þnh vÒ chÊt l­îng phanh trong qóa tr×nh sö dông. C¬ cÊu phanh th­êng chia lµm 3 lo¹i c¬ b¶n: C¬ cÊu phanh guèc, c¬ cÊu phanh ®Üa vµ c¬ cÊu phanh d¶i. HiÖn nay trªn « t«, c¬ cÊu phanh b¸nh xe vµ c¬ cÊu phanh trôc truyÒn sö dông chñ yÕu lµ c¬ cÊu phanh guèc. Nã ®­îc ph©n lo¹i nh­ sau: - C¬ cÊu phanh cã chèt tùa cïng phÝa vµ lùc t¸c dông lªn guèc phanh b»ng nhau. - C¬ cÊu phanh cã chèt tùa kh¸c phÝa vµ lùc t¸c dông lªn guèc phanh b»ng nhau. - C¬ cÊu phanh cã chèt tùa cïng phÝa vµ chuyÓn dÞch cña c¸c guèc b»ng nhau - C¬ cÊu phanh cã c­êng ho¸ vµ cã chèt tùa chung cho c¶ 2 guèc phanh CÊu t¹o cña c¬ cÊu phanh guèc bao gåm: Tang phanh quay cïng b¸nh xe. C¸c guèc phanh cã g¾n c¸c bÒ mÆt ®Öm ma s¸t ®­îc bè trÝ xum quanh tang phanh, mét ®Çu quay trªn chèt, ®Çu cßn l¹i tú vµo cam phanh d­íi t¸c ®éng cña lß xo kÐo. Nguyªn lÝ lµm viÖc cña nã lµ khi ®¹p bµn ®¹p phanh, qua hÖ thèng ®ßn dÉn ®éng sÏ lµm xoay cam phanh Ðp s¸t vµo tang phanh. Do ®ã gi÷a tang phanh vµ guèc phanh xuÊt hiÖn lùc ma s¸t, t¹o ra m« men c¶n trë sù quay cña b¸nh xe vµ v× vËy gi÷a b¸nh xe vµ mÆt ®­êng xuÊt hiÖn lùc phanh Pp. Sù Ðp cña guèc phanh vµo tang phanh cµng lín th× m« men phanh do c¬ cÊu phanh(hoÆc lùc phanh Pp) cµng lín. Khi th«i t¸c dông lªn bµn ®¹p phanh th× qóa tr×nh phanh sÏ kÕt thóc. 4. C¸c c¨n cø chän lo¹i c¬ cÊu phanh Khi thiÕt kÕ c¬ cÊu phanh cÇn ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu sau: - HiÖu qu¶ ho¹t ®éng - §é æn ®Þnh lµm viÖc - §é tin cËy lµm viÖc Ngoµi ra c¬ cÊu phanh cÇn cã kh¶ n¨ng hÊp thô vµ khuyÕc t¸n n¨ng l­îng nhiÖt ®Ó kh«ng lµm gi¶m hiÖu qu¶ cña c¬ cÊu phanh khi phanh liªn tôc. CÇn ®¶m b¶o ®é cøng cña kÕt cÊu, kh¶ n¨ng lµm viÖc ªm vµ mÊt m¸t n¨ng l­îng nhá khi phanh. Do vËy khi chän d¹ng c¬ cÊu phanh cÇn ph¶i c¨n cø vµo c¸c chuÈn sau: - C¨n cø vµo kÕt cÊu cô thÓ cña « t« vµ b¸nh xe t­¬ng øng. - C¨n cø vµo m« men phanh cÇn thiÕt ë c¸c cÇu. - C¨n cø vµo ­u nh­îc ®iÓm cña tõng c¬ cÊu phanh. ViÖc ®¸nh gi¸ c¸c ­u khuyÕt ®iÓm cña tõng lo¹i c¬ cÊu phanh lµ mét c¬ së quan träng cho viÖc chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ bëi nã cho phÐp ng­êi sö dông cã c¬ së ®Ó chän lo¹i c¬ cÊu phanh mét c¸ch tèi ­u vµ phï hîp nhÊt víi nh÷ng yÕu cÇu kÜ thuËt, ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt, ph­¬ng ¸n chÕ t¹o, còng nh­ gi¸ thµnh s¶n phÈm. 4.1 Lo¹i phanh guèc cã chèt tùa cïng phÝa vµ lùc ®Èy lªn guèc b»ng nhau H×nh 1. S¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o c¬ cÊu phanh cã chèt tùa cïng phÝa, lùc ®Èy lªn c¸c guèc b»ng nhau. §Æc ®iÓm cña cña c¬ cÊu nµy lµ cã lùc t¸c dông lªn guèc phanh b»ng nhau P1 = P2 do ®­êng kÝnh piston xilanh c«ng t¸c nh­ nhau. Nh­ng m«men ma s¸t cña guèc phanh tr­íc lín h¬n guèc phanh sau. Do m«men ma s¸t ë trªn guèc phanh tr­íc (do ph¶n lùc tiÕp tuyÕn Y1 g©y ra) cã xu h­íng c­êng ho¸ cho lùc dÉn ®éng, cßn m«men ma s¸t ë guèc phanh sau (do ph¶n lùc tiÕp tuyÕn Y2 g©y ra) cã xu h­íng chèng l¹i lùc dÉn ®éng. ¦u ®iÓm cña lo¹i c¬ cÊu phanh nµy lµ hiÖu qu¶ phanh cña c¬ cÊu phanh t¹o ra sÏ lµ nh­ nhau khi xe tiÕn vµ xe lïi. Nh­îc ®iÓm cña nã lµ c¬ cÊu phanh kh«ng c©n b»ng v× c¸c ph¶n lùc X1, X2 vµ Y1, Y2 lµ kh«ng b»ng nhau. Do guèc phanh tr­íc cã kh¶ n¨ng c­êng ho¸ nªn guèc tr­íc sÏ mßn nhanh h¬n guèc sau nÕu nh­ c¸c guèc cã chiÒu dµi cung lµ nh­ nhau. §Ó kh¾c phôc hiÖn t­îng mßn kh«ng ®Òu nµy ta sÏ lµm chiÒu dµi guèc tr­íc lín h¬n guèc sau. Víi kÕt cÊu nh­ vËy nã th­êng ®­îc sö dông cho c¸c xe con hoÆc c¸c xe t¶i h¹ng nhÑ nh­ GAZ 66 ch¼ng h¹n: H×nh 2. C¬ cÊu phanh xe GAZ-66. 1. Xilanh phanh b¸nh xe 2. M©m phanh 3. Lß xo kÐo 4. Guèc phanh 5. TÊm ma s¸t 6.§Öm tú dÉn h­íng 7. Bul«ng lÖch t©m 8. Lß xo bul«ng lÖch t©m 9. Chèt lÖch t©m 10. §Öm lÖch t©m 11. Chèt tùa M©m phanh 2 ®­îc g¾n trªn mÆt bÝch cña dÇm cÇu. C¸c guèc phanh 4 ®­îc ®Æt trªn c¸c chèt lÖch t©m 9. D­íi t¸c dông cña c¸c lß xo kÐo 6 c¸c guèc phanh 4 ®­îc Ðp chÆt vµo c¸c cam lÖch t©m 9 vµ Ðp c¸c ®Çu tùa vµo piston trong xilanh c«ng t¸c 1 lµm cho c¸c piston trong xilanh s¸t gÇn nhau. Xilanh phanh b¸nh xe 1 ®­îc g¾n chÆt trªn m©m phanh 2. Gi÷a c¸c piston cña xilanh phanh b¸nh xe 1 cã lß xo ®Ó c¸c piston lu«n lu«n Ðp s¸t vµo guèc phanh. Trªn bÒ mÆt c¸c guèc phanh cã g¾n c¸c m¸ phanh. Sù bè trÝ cña c¬ cÊu phanh nh­ h×nh vÏ cã ®Æc ®iÓm lµ hiÖu qu¶ phanh khi tiÕn lín h¬n khi lïi, do ®ã m¸ phanh tr­íc sÏ mßn nhiÒu h¬n m¸ phanh sau. V× vËy ®Ó cho c¸c m¸ phanh mßn ®Òu h¬n nªn c¸c m¸ phanh tr­íc ®­îc lµm dµi h¬n so víi m¸ phanh sau. §Ó gi÷ cho c¸c guèc phanh cã h­íng chuyÓn dÞch æn ®Þnh trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng th× trªn m©m phanh 2 cã g¾n c¸c ®Öm tú dÉn h­íng 6. 4.2. C¬ cÊu phanh cã chèt tùa kh¸c phÝa vµ lùc t¸c dông lªn guèc b»ng nhau. H×nh 3. S¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o c¬ cÊu phanh cã chèt tùa kh¸c phÝa, lùc ®Èy lªn c¸c guèc b»ng nhau. §Æc ®iÓm cña c¬ cÊu nµy lµ cã hai xilanh phanh b¸nh xe ®Æt riªng rÏ cho tõng guèc vµ chèt tùa riªng rÏ ®­îc bè trÝ kh¸c phÝa. C¸c ph¶n lùc ph¸p tuyÕn tiÕp tuyÕn vµ m«men ma s¸t ë c¸c guèc phanh lµ b»ng nhau. X1 = X2 Y1 = Y2 Mms_1 = Mms_2 ¦u ®iÓm cña lo¹i nµy lµ nã thuéc lo¹i c©n b»ng, c­êng ®é hao mßn cña c¸c tÊm ma s¸t lµ nh­ nhau, do ®ã chÕ ®é lµm viÖc cña hai guèc phanh lµ nh­ nhau. Ngoµi ra hiÖu qu¶ phanh theo chiÒu tiÕn ®¹t chÊt l­îng cao do c¶ 2 guèc ®Òu lµm viÖc nh­ guèc tr­íc. Nh­îc ®iÓm cña nã hiÖu qu¶ phanh sÏ gi¶m m¹nh khi xe chuyÓn ®éng lïi vµ kÕt cÊu cña c¬ cÊu phanh phøc t¹p do ph¶i bè trÝ hai xilanh c«ng t¸c. C¬ cÊu phanh d¹ng nµy ®­îc ¸p dông trªn xe vËn t¶i cã t¶i träng trung b×nh vµ cÇu tr­íc « t« con. H×nh d­íi ®©y lµ kÕt cÊu c¬ cÊu phanh xe bäc thÐp trinh s¸t BRDM. H×nh 4. C¬ cÊu phanh cña xe BRDM. 1. Guèc phanh 2. Xilanh phanh b¸nh xe 3. Chèt tùa 4. Gi¸ ®ì dÉn h­íng 5. Kh©u nèi 6. §­êng èng dÉn dÇu 7. TÊm ma s¸t 8. Lß xo kÐo 9. Vßng ®µn håi 10. Piston xilanh c«ng t¸c δ.Khe hë Mçi mét guèc phanh 1 cã mét xilanh 2 ®Ó dÉn ®éng më vµ chèt tùa 3. Chèt tùa ®­îc liªn kÕt víi kh©u nèi 5 (kiÓu b¬i) cho phÐp t¹o lùc Ðp ®Òu h¬n lªn tang phanh. DÇu ®­îc cung cÊp ®Õn c¸c xilanh vµ gi÷a c¸c xilanh cã ®­êng èng nèi 6. C¬ cÊu phanh lo¹i nµy cã bè trÝ kÕt cÊu ®iÒu chØnh tù ®éng khe hë gi÷a m¸ phanh vµ tang phanh vµ cã sù lµm kÝn ®Ó lo¹i trõ kh¶ n¨ng v¨ng dÇu, n­íc, bôi bÈn lªn bÒ mÆt lµm viÖc cña guèc phanh vµ tang phanh b¶o ®¶m t¨ng ®­îc ®é tin cËy lµm viÖc, t¨ng tuæi thä vµ gi÷ ®­îc chÊt l­îng phanh æn ®Þnh trong qu¸ tr×nh sö dông. C¬ cÊu phanh cã hai èng xilanh bè trÝ riªng rÏ ë hai guèc phanh. Mçi guèc phanh ®­îc quay quanh chèt lÖch t©m 3, bè trÝ ®èi xøng víi ®­êng trôc cña c¬ cÊu phanh. Nhê viÖc bè trÝ c¸c xilanh lµm viÖc vµ chèt lÖch t©m ®èi xøng cho nªn hiÖu qu¶ phanh cña hai m¸ phanh sÏ b»ng nhau khi trèng phanh quay bÊt kú chiÒu nµo. HiÖu qu¶ phanh khi xe chuyÓn ®éng tiÕn cao h¬n so víi khi xe chuyÓn ®éng lïi do c¶ hai guèc lµm viÖc nh­ guèc tr­íc (lùc ma s¸t cïng chiÒu víi lùc ®Èy lªn guèc phanh). 4.3. C¬ cÊu phanh cã chèt tùa mét phÝa vµ chuyÓn dÞch cña c¸c guèc b»ng nhau. H×nh 5. S¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o c¬ cÊu phanh cã chèt tùa cïng phÝa vµ chuyÓn dÞch c¸c guèc b»ng nhau. §Æc ®iÓm cña c¬ cÊu phanh theo s¬ ®å nµy lµ thuêng ¸p dông cho hÖ thèng phanh khÝ nÐn víi c¬ cÊu do·ng m¸ phanh sö dông cam phanh ®èi xøng. Khi cam quay th× chuyÓn dÞch cña hai guèc vÒ hai phÝa lµ nh­ nhau, do vËy mµ ®¶m b¶o gi¸ trÞ cña ph¶n lùc tiÕp tuyÕn vµ lùc ma s¸t nh­ nhau ®èi víi c¶ guèc tr­íc vµ guèc sau, v× thÕ c¬ cÊu phanh ®­îc c©n b»ng. Lùc ®Èy tõ cam phanh t¸c dông lªn guèc ®­îc nhËn lµ kh¸c nhau: P1>P2 ¦u ®iÓm cña nã lµ c¬ cÊu phanh c©n b»ng, hiÖu qu¶ phanh theo hai chiÒu lµ nh­ nhau. Sù c©n b»ng cña c¬ cÊu phanh vµ m« men phanh do guèc tr­íc vµ guèc sau t¹o ra b»ng nhau lµ c¬ së gi÷ æn ®Þnh chÊt l­îng phanh v× vËy nã ®­îc ¸p dông trªn c¸c xe «t« lo¹i lín. Tuy nhiªn nã cã nh­îc ®iÓm lµ x¶y ra qu¸ tr×nh mßn kh«ng ®Òu gi÷a hai guèc phanh tr­íc vµ sau do ®iÓm ®Æt lùc kh«ng æn ®Þnh. C¬ cÊu phanh d¹ng nµy ®­îc ¸p dông ë cÇu tr­íc xe ZIL–131, 130, MAZ-500. H×nh vÏ d­íi ®©y lµ kÕt cÊu c¬ cÊu phanh xe Zil-131 H×nh 6. C¬ cÊu phanh cña xe ZIL-131. 1. Guèc phanh 2. Lß xo kÐo guèc phanh 3. D©y h·m 4. Cam phanh 5. Trôc cña trôc vÝt ®ßn ®iÒu chØnh 6. §ßn ®iÒu chØnh 7. Gi¸ bÇu phanh 8. Bçu phanh 9. §Öm trôc quay cña guèc 10. Trôc quay cña guèc 11. Tang phanh Khi cam quay th× chuyÓn dÞch cña hai guèc vÒ hai phÝa lµ nh­ nhau, do vËy mµ ®¶m b¶o gi¸ trÞ cña ph¶n lùc tiÕp tuyÕn vµ lùc ma s¸t nh­ nhau ®èi víi c¶ guèc tr­íc vµ guèc sau, v× thÕ c¬ cÊu phanh ®­îc c©n b»ng. 4.4. C¬ cÊu phanh cã c­êng ho¸ vµ cã chèt tùa chung cho c¶ hai guèc phanh. H×nh 7. S¬ ®å nguyªn lý vµ cÊu t¹o c¬ cÊu phanh cã chèt tùa chung vµ cã c­êng ho¸. C¬ cÊu phanh lo¹i nµy cßn gäi lµ c¬ cÊu phanh kiÓu b¬i, ë c¬ cÊu phanh kiÓu b¬i ng­êi ta sö dông lùc ma s¸t xuÊt hiÖn gi÷a tang phanh vµ guèc phanh tr­íc (khi xe tiÕn) hoÆc gi÷a guèc phanh sau vµ tang phanh (khi xe lïi) ®Ó t¸c dông lªn guèc sau hoÆc guèc tr­íc. Lóc ®ã hiÖu qu¶ phanh sÏ t¨ng lªn do guèc tr­íc cã thªm lùc ®Èy R. HiÖu qu¶ phanh theo c¶ hai chiÒu xe tiÕn vµ lïi lµ nh­ nhau. Nh­îc ®iÓm cña c¬ cÊu phanh lo¹i nµy lµ lùc phanh t¨ng m¹nh khi phanh ®iÒu nµy cã thÓ dÉn ®Õn tr­ît lÕt c¸c b¸nh xe, gi¶m chÊt l­îng phanh khi phanh liªn tôc do gi¶m hÖ sè ma s¸t khi bÞ ®èt nãng, mßn kh«ng ®Òu c¸c tÊm ma s¸t. Do vËy c¬ cÊu nµy th­êng ®­îc sö dông trªn « t« vËn t¶i lín. C¸c d¹ng s¬ ®å bè trÝ c¬ cÊu phanh cã c­êng hãa. * D¹ng 1. H×nh 8. D¹ng 1 cña c¬ cÊu phanh kiÓu b¬i Nguyªn lÝ lµm viªc: Khi trèng phanh quay ng­îc chiÒu kim ®ång hå (xe chuyÓn ®éng tiÕn), guèc phanh bªn tr¸i d­íi t¸c dông lùc cña piston ë xilanh lµm viÖc sÏ ®­îc Ðp s¸t tr­íc vµo trèng phanh lµ v× lß xo 1 yÕu h¬n lß xo 2. Khi ®ã guèc phanh nµy ®­îc trèng phanh cuèn theo vµ Ðp lªn guèc phanh sau qua thanh nèi 4, guèc phanh sau còng quay theo chiÒu trèng phanh ®Õn t× vµo chèt cè ®Þnh 3. Khi « t« chuyÓn ®éng lïi, trèng phanh sÏ cuèn guèc phanh bªn ph¶i, qua thanh nèi 4 t¸c dông vµo guèc phanh bªn tr¸i ®Ó Ðp s¸t vµo chèt cè ®Þnh 3. C¬ cÊu phanh nµy tù c­êng ho¸ ë c¶ hai chiÒu quay cña trèng phanh. C¬ cÊu phanh d¹ng nµy cã hiÖu qu¶ phanh cao vµ nh­ nhau c¶ khi tiÕn vµ khi lïi. KÕt cÊu c¬ cÊu phanh ®¬n gi¶n. Tuy nhiªn lùc phanh t¨ng m¹nh khi phanh, ®iÒu nµy cã thÓ dÉn tíi tr­ît lÕt c¸c b¸nh xe. Gi¶m chÊt l­îng phanh khi phanh xe liªn tôc do gi¶m hÖ sè ma s¸t khi bÞ ®èt nãng vµ c¸c tÊm ma s¸t bÞ mßn kh«ng ®Òu. * D¹ng 2. H×nh 9. D¹ng 2 cña c¬ cÊu phanh kiÓu b¬i Nguyªn lý lµm viÖc: Khi « t« chuyÓn ®éng tiÕn ta thùc hiÖn qu¸ tr×nh phanh, guèc phanh tr­íc 1 ®­îc Ðp s¸t vµo trèng phanh, th«ng qua thanh nèi 2 guèc phanh sau 3 sÏ t× s¸t vµo trèng phanh. Mét ®Çu guèc phanh 3 sÏ t× nªn ®iÓm tùa cè ®Þnh 4. Trong qu¸ tr×nh phanh c¶ hai guèc phanh ®Òu bÞ cuèn theo chiÒu quay cña trèng phanh lµm t¨ng hiÖu qu¶ phanh. C¬ cÊu phanh d¹ng nµy kÕt cÊu ®¬n gi¶n, hiÖu qu¶ phanh t¨ng vµ nh­ nhau c¶ khi tiÕn, lïi. Nh­îc ®iÓm cña nã còng gièng nh­ d¹ng 1 lµ lùc phanh t¨ng m¹nh g©y ra hiÖn t­îng tr­ît lÕt c¶ b¸nh xe, gi¶m chÊt l­îng phanh vµ c¸c tÊm ma s¸t bÞ mµi mßn kh«ng ®Òu. * D¹ng 3 H×nh 10. D¹ng 3 c¬ cÊu phanh kiÓu b¬i §Æc ®iÓm cña c¬ cÊu phanh lµ c¸c piston cã ®­êng kÝnh kh¸c nhau. Mét piston t¸c dông trùc tiÕp lªn guèc phanh tr­íc, cßn piston cã ®­êng kÝnh nhá t¸c dông trùc tiÕp lªn guèc phanh sau qua ®ßn 1, ®Çu d­íi cña ®ßn 1 ®­îc nèi víi guèc phanh tr­íc th«ng qua thanh 2. Nhê cã tØ sè truyÒn cña ®ßn 1 mµ lùc cña piston nhá t¸c dông lªn guèc phanh sau ®­îc t¨ng lªn. Nguyªn lý lµm viÖc: Khi « t« tiÕn ng­êi l¸i thùc hiÖn qu¸ tr×nh phanh, dÇu víi ¸p suÊt cao dån vµo trong xilanh c«ng t¸c. Piston víi ®­êng kÝnh lín Ðp m¸ phanh tr­íc s¸t vµo trèng phanh. Lùc cña piston nhá cïng víi lùc ®Èy cña guèc phanh tr­íc bÞ cuèn theo chiÒu quay cña trèng phanh th«ng qua thanh nèi 2 Ðp m¸ phanh sau vµo trèng phanh. C¶ hai guèc phanh bÞ cuèn theo chiÒu quay cña trèng phanh. Guèc phanh tr­íc tùa vµo ®iÓm tùa 3, cßn guèc phanh sau tùa vµo ®iÓm tùa 4. Khi « t« chuyÓn ®éng lïi, guèc phanh tr­íc bÞ cuèn theo chiÒu quay tang trèng rêi ®iÓm tùa 3 vµ t× s¸t vµo ®iÓm tùa 5. Nã cã ­u ®iÓm lµ hiÖu qu¶ phanh cao nh­ng kÕt cÊu phøc t¹p vµ hiÖu qu¶ phanh « t« khi tiÕn lín h¬n khi lïi. Nh­ vËy ph¶i c¨n cø vµo c¸c gi¸ trÞ tÝnh to¸n ®­îc nh­ : M« men phanh cÇn thiÕt c¬ cÊu phanh ph¶i sinh ra, lùc phanh cÇn thiÕt, lo¹i xe vµ c¸c yªu cÇu vµ kh¶ n¨ng cña tõng lo¹i mµ ng­êi thiÕt kÕ cÇn cã sù chän lùa mét c¸ch hîp lÝ. Bªn c¹nh ®ã kh¶ n¨ng l¾p lÉn gi÷a c¸c chi tiÕt, kÕt cÊu ®¬n gi¶n, gi¸ c¶ thÊp còng lµ c¸c c¨n cø ®Ó chän c¸c th«ng sè c¬ cÊu phanh. Ch­¬ng II TÝnh to¸n, thiÕt kÕ c¬ cÊu phanh 1. Môc ®Ých vµ nhiÖm vô tÝnh to¸n. 1.1 Môc ®Ých Môc ®Ých cña tÝnh to¸n thiÕt kÕ c¬ cÊu phanh lµ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè kÝch th­íc vµ th«ng sè c¬ b¶n cña c¬ cÊu phanh nh»m tho¶ m·n c¸c yªu cÇu vÒ hiÖu qu¶ phanh «t«. 1.2 NhiÖm vô tÝnh to¸n thiÕt kÕ. - X¸c ®Þnh m«men phanh cÇn sinh ra ë c¸c c¬ cÊu phanh - Chän d¹ng c¬ cÊu phanh vµ c¸c kÝch th­íc c¬ b¶n cña c¬ cÊu phanh gåm: + B¸n kÝnh tang phanh ( Rt ). + Kho¶ng c¸ch tõ t©m c¬ cÊu phanh ®Õn xilanh ( a ). + Kho¶ng c¸ch tõ t©m c¬ cÊu phanh tíi chèt tùa hoÆc thanh nèi ( c ). + HÖ sè ma s¸t ( μ ). + ChiÒu réng tÊm ma s¸t ( b ) … - X¸c ®Þnh lùc ®Èy cÇn thiÕt t¸c dông lªn c¸c guèc phanh ( P, P’). + TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm kh¶ n¨ng lµm viÖc cña c¬ cÊu phanh. 2. Th«ng sè ban ®Çu dïng tÝnh to¸n thiÕt kÕ c¬ cÊu phanh. - Träng l­îng toµn bé «t« : G = 7400 [KG] - Träng l­îng ph©n bè lªn c¸c cÇu: + CÇu tr­íc: G1 = 1810 [KG] + CÇu sau: G2 = 5590 [KG] - ChiÒu cao träng t©m xe: hg = 1170 [mm] - ChiÒu dµi c¬ së «t«: L = 3700 [mm] - HÖ sè b¸m gi÷a b¸nh xe vµ ®­êng : j = 0,75 - Gia tèc phanh yªu cÇu: Jpmax= 6 [m/s2 ] - KÝch th­íc lèp xe: 8,25 – 20 [inch] 3. X¸c ®Þnh m«men phanh cÇn sinh ra ë c¬ cÊu phanh. H×nh 8. C¸c lùc t¸c dông lªn « t« khi phanh M«men phanh sinh ra ë c¸c c¬ cÊu phanh cña «t« ph¶i ®¶m b¶o gi¶m tèc ®é hoÆc dõng «t« hoµn toµn víi gia tèc chËm dÇn trong giíi h¹n cho phÐp Ta cã hÖ sè ph©n bè t¶i träng lªn cÇu tr­íc vµ cÇu sau t­¬ng øng lµ: m1=1+ ( 2.1 ) m2= 1- ( 2.2 ) Trong ®ã: hg - ChiÒu cao träng t©m xe [m] g - Gia tèc träng tr­êng [m/s] Jpmax - Gia tèc phanh cùc ®¹i [m/s] m1, m2 - HÖ sè ph©n bè t¶i träng lªn cÇu tr­íc vµ cÇu sau khi phanh. Tõ h×nh vÏ trªn ta cã a = [ m ] b = [ m] Thay sè vµo ta ®­îc a = = 2795 [ m] b = = 905 [ m] Thay sè vµo c¸c c«ng thøc (2.1) vµ (2.2) ta ®­îc m1 = 1 + = 1,791 m2 = 1 - = 0,744 - Lùc phanh cùc ®¹i cã thÓ t¸c dông lªn mét b¸nh xe ë c¸c cÇu lµ: §èi víi cÇu tr­íc: Pp1= j [N] §èi víi cÇu sau: Pp2= j [N] Trong ®ã: G - Träng l­îng «t« khi ®Çy t¶i. G1, G2 - T¶i träng t­¬ng øng t¸c dông lªn c¸c b¸nh xe ë cÇu tr­íc vµ sau ë tr¹ng tÜnh trªn mÆt ®­îng n»m ngang. a, b - Kho¶ng c¸ch t­¬ng øng tõ träng t©m «t« ®Õn c¸c cÇu. L - ChiÒu dµi c¬ së cña «t«. j - HÖ sè b¸m cña b¸nh xe víi mÆt ®­êng. Thay sè vµo ta ®­îc: Pp1 = .1,791.0,75 = 11925,45 [N] Pp2 = .0,744.0,75 = 15299,77 [N] - B¸n kÝnh tÝnh to¸n cña b¸nh xe : rk=ll.r ( m ) Trong ®ã: + r lµ b¸n kÝnh tÝnh to¸n cña b¸nh xe + ll lµ hÖ sè biÕn d¹ng lèp Do b¸nh xe sö dông lèp ¸p suÊt thÊp nªn ta cã: ll = 0,93 … 0,935 Ta chän : ll = 0,932 Tõ kÝ hiÖu lèp: 8,25 – 20 ta cã: + §­êng kÝnh trong lèp: d = 508 [mm] + ChiÒu réng lèp: B = 209,55 [mm] Ta cã b¸n kÝnh b¸nh xe thiÕt kÕ: r = .d + B [mm] VËy b¸n kÝnh tÝnh to¸n cña b¸nh xe lµ: rk = ll.( .d + B ) [mm] Thay sè vµo ta ®­îc: rk = 0,932.( .508 + 209,55 ). = 0,432 [m] Do «t« cã c¬ cÊu phanh cña hÖ thèng phanh c«ng t¸c ®Æt trùc tiÕp ë tÊt c¶ c¸c b¸nh xe nªn m«men phanh cÇn sinh ra ë mçi c¬ cÊu phanh cña mét b¸nh xe ë c¸c cÇu lµ: - §èi víi b¸nh xe cÇu tr­íc. Mp1= Pp1.rk [Nm] - §èi víi b¸nh xe cÇu sau. Mp2= Pp2.rk [Nm] Thay sè vµo ta ®­îc: Mp1 = 11925,447.0,432 = 5151,79 [Nm] Mp2 = 15299,774.0,432 = 6609,5 [Nm] 4. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña c¬ cÊu phanh. 4.1 C¬ cÊu phanh cÇu tr­íc. 4.1.1.Chän th«ng sè h×nh häc cña c¬ cÊu phanh. H×nh 11. S¬ ®å th«ng sè h×nh häc cña c¬ cÊu phanh cÇu tr­íc. * Chän c¸c th«ng sè cña c¬ cÊu phanh: - D¹ng cña c¬ cÊu phanh: C¬ cÊu phanh cã chèt tùa kh¸c phÝa vµ lùc ®Èy lªn chèt b»ng nhau. - B¸n kÝnh tang phanh : Rt = 190 [mm]. - ChiÒu réng m¸ phanh : b = 90 [mm]. - Kho¶ng c¸ch tõ t©m c¬ cÊu phanh ®Õn xilanh phanh: a= 150 [mm] - Kho¶ng c¸ch tõ t©m c¬ cÊu phanh ®Õn chèt tùa: c = a = 150 [mm] - Kho¶ng c¸ch tõ chèt tùa ®Õn tang phanh: e = 160 [mm] - Kho¶ng c¸ch tõ t©m c¬ cÊu phanh ®Õn chèt tùa chung: d = Rt – e Thay sè vµo ta cã: d = 190 – 160 = 30 [mm] - HÖ sè ma s¸t gi÷a m¸ phanh vµ tang phanh: m = 0,35 * Guèc tr­íc - Gãc tõ trôc ®øng ®Õn ®iÓm ®Çu tÊm ma s¸t b1=45 0 - Gãc tõ trôc ®øng ®Õn ®iÓm cuèi tÊm ma s¸t b2=145 0 * Guèc sau - Gãc tõ trôc ®øng ®Õn ®iÓm ®Çu tÊm ma s¸t b’1= 40 0 - Gãc tõ trôc ®øng ®Õn ®iÓm cuèi tÊm ma s¸t b’2=145 0 4.1.2. X¸c ®Þnh m«men phanh do mçi guèc phanh sinh ra. a. Tr­êng hîp ¸p suÊt ph©n bè ®Òu lªn m¸ phanh p = const Gãc «m cña m¸ phanh: D = b0 Trong ®ã: b0 = ( b2 - b1). [rad] Thay sè vµo ta ®­îc: b0= ( 145 – 45 ). = 1,745 [rad] A = cosb1- cosb2 Thay sè vµo ta ®­îc A = cos(45) – cos(145) = 1,526 [rad] B =sinb2 - sinb1 Thay sè vµo ta ®­îc B = sin(145) - sin(45) = - 0.1322 [rad] Do c¬ cÊu phanh cã chèt tùa kh¸c phÝa vµ lùc ®Èy lªn c¸c guèc b»ng nhau nªn lùc ®Èy lªn c¸c guèc phanh cña mét c¬ cÊu phanh cÇu tr­íc ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: P1 = P1’ = ( 2.3 ) Trong ®ã: Mτ - Lµ m«men phanh do c¬ cÊu phanh cÇn thiÕt ph¶i sinh ra [Nm] Cosφ - Lµ hÖ sè vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau. Cosφ = Thay sè vµo ta ®­îc: Cosφ = = 0,987 kT lµ hÖ sè vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau ®©y: kT = Thay A, B, D, Rt, c vµ μ vµo ta ®­îc: kT = = 1,3126 Thay Mτ, kT, a, c vµ cosφ vµo c«ng thøc ( 2.3 ) ta ®­îc P1 = P1’ = = 13130 [N] M«men phanh do guèc tr­íc cña c¬ cÊu phanh b¸nh tr­íc(guèc bªn tr¸i) sinh ra: MP1 = [Nm] Thay sè vµo ta ®­îc MP1 = = 3800 [Nm] M«men phanh do guèc sau cña c¬ cÊu phanh tr­íc (guèc bªn ph¶i) sinh ra lµ: MP1’ = [Nm] Thay sè vµo ta ®­îc MP1’ = MP1= 3800 [Nm]. b. Tr­êng hîp ¸p suÊt ph©n bè lªn m¸ phanh theo quy luËt ®­êng sin ( p = pmax.sinβ). Gãc «m cña m¸ phanh D D =cosβ1 – cosβ2 [rad] Thay sè: D = cos45 – cos145 = 1,5258 [rad] A = . β0 - .( sin2. β2 – sin2. β1) Thay sè: A = .120. - .( sin2.145 – sin2.45) = 1,3578 B = .( sin2β2 – sin2β1) Thay sè: B = .( sin245 – sin2145) = - 0,0576 T­¬ng tù nh­ trªn ta cã kT = Thay A, B, D, Rt, c vµ μ vµo ta ®­îc: kT = = 1,31 Thay Mτ, kT, a, c, vµ cosφ vµo c«ng thøc ( 2.1 ) ta ®­îc: P1 = P1’ = = 14390,48 [N] M«men phanh do guèc tr­íc cña c¬ cÊu phanh b¸nh tr­íc(guèc bªn tr¸i) sinh ra lµ: MP1 = [Nm] Thay sè vµo ta ®­îc: MP1 = = 3820,24 [Nm] M«men phanh do guèc sau cña c¬ cÊu phanh tr­íc(guèc bªn ph¶i) sinh ra lµ: MP1’ = MP1 = =3820,24 [Nm] 4.2. C¬ cÊu phanh cÇu sau. 4.2.1.Th«ng sè h×nh häc cña c¬ cÊu. H×nh 2.3. S¬ ®å th«ng sè h×nh häc cña c¬ cÊu phanh cÇu sau. * Chän c¸c th«ng sè cña c¬ cÊu phanh: - D¹ng c¬ cÊu phanh: C¬ cÊu phanh chèt tùa cïng phÝa vµ lùc ®Èy lªn guèc b»ng nhau. - B¸n kÝnh tang phanh: Rs = 190 [mm] - ChiÒu réng m¸ phanh : b = 90 [mm] - Kho¶ng c¸ch tõ t©m c¬ cÊu phanh ®Õn xilanh phanh: a = 150 [mm] - Kho¶ng c¸ch tõ t©m c¬ cÊu phanh ®Õn chèt tùa: c = a = 150 [mm] - Kho¶ng c¸ch tõ chèt tùa ®Õn tang phanh: e = 160 [mm] - Kho¶ng c¸ch tõ t©m c¬ cÊu phanh ®Õn chèt tùa chung: d = Rs – e Thay sè vµo ta cã: d = 190 – 150 = 40 [mm] - HÖ sè ma s¸t gi÷a m¸ phanh vµ tang phanh: m = 0,35 * Guèc tr­íc: - Gãc tõ trôc ®øng ®Õn ®iÓm ®Çu tÊm ma s¸t: b1 = 35 0 - Gãc tõ trôc ®øng ®Õn ®iÓm cuèi tÊm ma s¸t: b2 = 145 0 * Guèc sau: - Gãc tõ trôc ®øng ®Õn ®iÓm ®Çu tÊm ma s¸t: b’1 = 55 0 - Gãc tõ trôc ®øng ®Õn ®iÓm cuèi tÊm ma s¸t: b’2 = 1450 4.2.2. X¸c ®Þnh m«men phanh do mçi guèc phanh sinh ra. a.Tr­êng hîp ¸p suÊt ph©n bè ®Òu lªn bÒ mÆt m¸ phanh (p = const ) - Gãc «m cña m¸ phanh D = b0 Trong ®ã b0 = ( b2 - b1). [rad] Thay sè vµo ta ®­îc: b0= ( 145 – 35 ). = 1,919 [rad] A = cosb1- cosb2 Thay sè vµo ta ®­îc: A = cos(35) – cos(145) = 1,6377 [rad] B =sinb2 - sinb1 Thay sè vµo ta ®­îc: B = sin(145) - sin(35) = - 0,244 [rad] Ta cã: Cosφ = Thay sè vµo ta ®­îc: Cosφ = = 0,987 HÖ sè kT ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: kT = Thay A, B, D, Rt, c vµ μ vµo ta ®­îc: kT = = 1,4245 Thay sè vµo c«ng thøc (2.3) ta ®­îc: P1 = P1’ = = 15370,37 [N] M«men phanh do guèc tr­íc cña c¬ cÊu phanh sau (guèc bªn tr¸i) sinh ra lµ: MP1 = [Nm] Thay sè vµo ta ®­îc: MP1 = = 3910,82 [Nm] M«men phanh do guèc sau cña c¬ cÊu phanh sau( guèc bªn ph¶i) sinh ra lµ: MP1’ = [Nm] Thay sè vµo ta ®­îc: MP1’ = = 1240 [Nm] b. Tr­êng hîp ¸p suÊt ph©n bè lªn m¸ phanh theo quy luËt ®­êng sin ( p = pmax.sinβ). - Gãc «m cña m¸ phanh D D =cos(β1) – cos(β2) [rad] Thay sè vµo ta ®­îc: D = cos(35) – cos(145) = 1,637 [rad] A = . β0 - .( sin2. β2 – sin2. β1) Thay sè: A = .110. - .( sin2.145 – sin2.35) = 1,429 B = .( sin2β2 – sin2β1) Thay sè: B = .( sin2145 – sin235) = 0 T­¬ng tù nh­ trªn ta cã kT = Thay A, B, D, Rt, c vµ μ vµo ta ®­îc: kT = = 1,368 Thay sè vµo c«ng thøc ( 2.3 ) ta ®­îc: P1 = P1’ = = 16306,07 [N] M«men phanh do guèc tr­íc (guèc bªn tr¸i ) sinh ra lµ: MP1 = [Nm] Thay sè vµo ®­îc: MP1 = = 3880 [Nm] M«men phanh do guèc sau cña c¬ cÊu phanh sau (guèc bªn ph¶i) sinh ra lµ: MP1’ = [Nm] Thay sè vµo ta ®­îc: MP1’ = = 125,11 [Nm] 5. KiÓm nghiÖm kh¶ n¨ng lµm viÖc cña c¬ cÊu phanh. 5.1.TÝnh to¸n x¸c ®Þnh c«ng ma s¸t riªng. C«ng ma s¸t riªng ®­îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së c¸c m¸ phanh thu toµn bé ®éng n¨ng cña «t« khi phanh «t« ë vËn tèc ban ®Çu nµo ®ã : lms= [KNm/m2] ( 2.4 ) Trong ®ã : G - Lµ träng l­îng toµn bé «t« khi ®ñ t¶i [KG] V0 - Lµ vËn tèc cña « t« khi b¾t ®Çu phanh Gi¶ sö V0 = 60 km/h = 16,667 [m/s] g - Lµ gia tèc träng tr­êng (g=9,81 m/s2) FΣ - Lµ tæng diÖn tÝch toµn bé c¸c m¸ phanh cña c¸c c¬ cÊu phanh [m2] FΣ = Fccp tr­íc + Fccp sau Trong ®ã: Fccp tr­íc - Lµ tæng diÖn tÝch c¸c m¸ phanh cÇu tr­íc. Fccp sau - Lµ tæng diÖn tÝch c¸c m¸ phanh cÇu sau. * DiÖn tÝch c¬ cÊu phanh cÇu tr­íc. Fccp tr­íc = 2.b.R_t..( β’0 + β0) Thay Rt, β’0, β0 vµ b vµo ta ®­îc: Fccp tr­íc = 2.0,09.0,19. .( 100 + 105 ) = 0,1223 [m2] * DiÖn tÝch c¬ cÊu phanh cÇu sau. Fccp sau = 2.b.R_s..( β’0 + β0) Thay Rs, β’0, β0 vµ b vµo ta ®­îc: Fccp sau = 2.0,09.0,19. .( 110 + 90 ) = 0,11932 [m2] VËy ta cã tæng diÖn tÝch m¸ phanh ë c¸c c¬ cÊu phanh lµ: FΣ = 0,1223 + 0,1193 = 0,2416 [m2] Thay sè vµo c«ng thøc (2.4) ta ®­îc: lms = = 4166,23 [KNm/m2 ] TrÞ sè c«ng ma s¸t riªng cho phÐp ®èi víi c¬ cÊu phanh cña xe t¶i lµ: [lms] =3000 … 7000 [ KNm/m2 ] Thêi gian phôc vô cña m¸ phanh phô thuéc vµo c«ng ma s¸t riªng, c«ng nµy cµng lín th× nhiÖt ®é ph¸t ra khi phanh cµng cao, tang phanh cµng bÞ nãng nhiÒu vµ m¸ phanh chãng bÞ háng. Ta thÊy trÞ sè c«ng ma s¸t riªng n»m trong ph¹m vi cho phÐp. VËy c¬ cÊu phanh tho¶ m·n vÒ ®iÒu kiÖn tho¸t nhiÖt trong qu¸ tr×nh phanh. 5.2. TÝnh to¸n x¸c ®Þnh ¸p suÊt trªn bÒ mÆt m¸ phanh. Gi¶ thiÕt ¸p suÊt trªn bÒ mÆt m¸ phanh ph©n bè ®Òu, ta x¸c ®Þnh gi¸ trÞ ¸p suÊt trªn bÒ mÆt ma s¸t theo c«ng thøc sau ®©y : p = [MN/m2] ( 2.5 ) Trong ®ã: Mτ - M« men sinh ra ë mét c¬ cÊu phanh. μ - HÖ sè ma s¸t. β0 - Lµ gãc cña «m m¸ phanh. b - ChiÒu réng m¸ phanh. Rt - Lµ b¸n kÝnh tang phanh. * §èi víi cÇu tr­íc. Thay Mτt, Rt, bt, μ vµ β0_t vµo c«ng thøc (2.5) ta ®­îc: p1 = = 1,9248 [MN/m2 ] * §èi víi cÇu sau. Thay Mτs, Rs, bs, μ vµ β0_s vµo c«ng thøc (2.5) ta ®­îc p2 = = 1,833 [MN/m2 ] ¸p suÊt bÒ mÆt m¸ phanh phô thuéc vµo nguyªn liÖu chÕ t¹o m¸ phanh vµ tang phanh. §èi víi c¸c m¸ phanh hiÖn nay gi¸ trÞ ¸p suÊt cho phÐp trªn bÒ mÆt m¸ phanh n»m trong kho¶ng: [ p ] = 1,5 … 2,0 [MN/m2 ] Ta nhËn thÊy p1, p2 < [ p ] cho nªn m¸ phanh ®¶m b¶o ®é bÒn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. 5.3 TÝnh to¸n x¸c ®Þnh tû sè khèi l­îng toµn bé «t« trªn tæng diÖn tÝch ma s¸t m¸ phanh . Thêi gian phôc vô cña m¸ phanh cßn ®­îc ®­îc ®¸nh gi¸ b»ng tû sè q: q = Trong ®ã: M - Lµ khèi l­îng toµn bé cña «t« M =7400 [KG] FΣ - Lµ tæng diÖn tÝch cña bÒ mÆt m¸ phanh cña c¸c m¸ phanh ë tÊt c¶ c¸c c¬ cÊu phanh . Thay sè vµo ta ®­îc: q = = 3.02.104 [KG/m2] Theo quy ®Þnh ®èi víi xe t¶i th×: q = 2,5 … 3,5.104 [KG/m2] So s¸nh víi tiªu chuÈn cho phÐp ta ®¸nh gi¸ tû sè khèi l­îng toµn bé «t« trªn tæng diÖn tÝch ma s¸t cña m¸ phanh xe n»m trong kho¶ng cho phÐp, do ®ã ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ ®é bÒn c¸c chi tiÕt vµ tuæi thä cña c¬ cÊu phanh. Trªn c¬ së nµy kÕt luËn m¸ phanh cña xe ®¶m b¶o ®é bÒn ®Ó lµm viÖc l©u dµi. 5.4. TÝnh to¸n nhiÖt ph¸t ra trong qu¸ tr×nh phanh. Trong qu¸ tr×nh phanh, ®éng n¨ng cña « t« sÏ chuyÓn thµnh nhiÖt n¨ng ë trong tang phanh vµ c¸c chi tiÕt kh¸c, mét phÇn nhiÖt tho¸t ra m«i tr­êng kh«ng khÝ. Ph­¬ng tr×nh nhiÖt c©n b»ng nhiÖt khi phanh do lùc phanh PP g©y lªn sau qu·ng ®­êng phanh dS vµ thêi gian dt = Z.Gt.c.dT + Ft.K0.V.T.dt ( 2.6 ) Trong ®ã: - Gt: Khèi l­îng tang phanh vµ c¸c chi tiÕt cña tang phanh cã liªn quan tíi tang phanh. [Kg] - c : NhiÖt dung riªng cña vËt liÖu lµm tang phanh c = 0,125 [Kcal/ Kg.®é] - dT : §é t¨ng nhiÖt ®é cña tang phanh sau thêi gian dt. [ 0C ] - T : HiÖu nhiÖt ®é gi÷a tang phanh vµ kh«ng khÝ. [0C ] - Ft : DiÖn tÝch bÒ mÆt lµm m¸t cña tang phanh. [m2] - K0 : HÖ sè truyÒn nhiÖt gi÷a tang phanh vµ kh«ng khÝ. [W/m2.10K ] - Z : Sè b¸nh xe cã c¬ cÊu phanh. - V : VËn tèc vßng cña tang phanh. [m/s] Khi phanh víi c­êng ®é phanh lín nhÊt, nhiÖt truyÒn ra kh«ng khÝ kh«ng ®¸ng kÓ, cho nªn cã thÓ bá qua thµnh phÇn thø hai trong ph­¬ng tr×nh (2.6) Ta cã: PPmax . = Z.Gt.c.dT TÝch ph©n ph­¬ng tr×nh ta ®­îc: T2 = T1 + ( 2.7 ) Trong ®ã: T2 - NhiÖt ®é cña tang phanh. T1 - NhiÖt ®é cña m«i tr­êng kh«ng khÝ. Sö dông c¸c kÕt qu¶ ë c¸c tµi liÖu kh¸c ta x¸c ®Þnh ®­îc: Gt = 17 ( kg ) Gi¶ sö ta phanh xe ë ®iÒu kiÖn: + NhiÖt ®é m«i tr­êng T1 = 250c + Víi vËn tèc phanh V0 = 60 (Km/h) = 16,67 (m/s) Thay sè vµo c«ng thøc (2.7) ta ®­îc T2 = 25 + = 27,51 ( 0c ) Theo kÕt qu¶ thùc nghiÖm th× khi phanh xe ë ®iÒu kiÖn nh­ trªn th× ®é t¨ng nhiÖt ®é cña tang phanh kh«ng v­ît qu¸ 150c. Nh­ vËy theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn th× c¬ cÊu phanh ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn lµm viÖc khi phanh. 5.5 KiÓm tra hiÖn t­îng tù xiÕt cña c¬ cÊu phanh. HiÖn t­îng tù xiÕt (tù phanh) x¶y ra khi m¸ phanh Ðp s¸t vµo tang phanh chØ b»ng lùc ma s¸t mµ kh«ng cÇn t¸c ®éng lùc P cña xilanh c«ng t¸c lªn guèc phanh. Trong tr­êng hîp nh­ vËy th× m« men phanh Mt vÒ ph­¬ng diÖn lý thuyÕt mµ nãi sÏ tiÕn ®Õn v« cïng. Guèc phanh tr­íc sÏ x¶y ra hiÖn t­îng tù xiÕt khi tho¶ m·n ®iÒu kiÖn. c.( cosδ + μ.sinδ ) – μ.ρ = 0 μTT = ( 2.8 ) 5.5.1. §èi víi c¬ cÊu phanh cÇu tr­íc. a. Tr­êng hîp p = const. Ta cã: δ = 90 - Thay sè vµo ta cã: δ = 90 - = 0 ρ = Thay sè vµo ta cã: ρ = = 0,216 Thay sè vµo (2.8) ta ®­îc: μTT = = 0,65 Ta nhËn thÊy: μTT > μC = 0,35 VËy c¬ cÊu phanh tr­íc kh«ng cã hiÖn t­îng tù xiÕt x¶y ra khi phanh b. Tr­êng hîp p = pmax.sinβ. Theo [1], trang 102,103 s¸ch h­íng dÉn ®å ¸n phÇn Phanh ta cã: tgδ = Thay sè vµo ta cã: tgδ = = 0 ρ = Thay sè vµo ta cã: ρ = = 0,213 Thay sè vµo (2.8) ta ®­îc: μTT = = 0,7 Ta nhËn thÊy: μTT > μC = 0,35 VËy c¬ cÊu phanh tr­íc kh«ng cã hiÖn t­îng tù xiÕt x¶y ra khi phanh. 5.5.2. C¬ cÊu phanh cÇu sau a. Tr­êng hîp p = const. T­¬ng tù nh­ trªn ta cã: δ = 90 - Thay sè vµo ta cã: δ = 90 - = 0 ρ = Thay sè vµo ta cã: ρ = = 0,227 Thay sè vµo ta ®­îc: μTT = = 0,671 Ta nhËn thÊy: μTT > μC = 0,35 VËy c¬ cÊu phanh sau kh«ng cã hiÖn t­îng tù xiÕt x¶y ra khi phanh. b. Tr­êng hîp p = pmax.sinβ. Ta cã: tgδ = Thay sè vµo ta cã: tgδ = = 0,0488 VËy: δ = 2,7938 ρ = Thay sè vµo ta cã: ρ = = 0,2176 Thay sè vµo (2.8) ta cã: μTT = = 0,69 > 0,35 Ta nhËn thÊy: μTT > μC = 0,35 VËy c¬ cÊu phanh sau kh«ng cã hiÖn t­îng tù xiÕt x¶y ra khi phanh. KÕt luËn. Th«ng qua qu¸ tr×nh tÝnh to¸n, x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña c¬ cÊu phanh,vµ qua qu¸ tr×nh tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña c¬ cÊu phanh, ta nhËn thÊy c¸c th«ng sè cÇn kiÓm nghiÖm ®Òu n»m trong giíi h¹n cho phÐp ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu vÒ ®é bÒn, tuæi thä, ®é tin cËy … Do ®ã c¬ cÊu phanh ®· thiÕt kÕ ë trªn hoµn toµn cã kh¶ n¨ng lµm viÖc tèt trong mäi ®iÒu kiÖn vµ ®¶m b¶o tèt c¸c yªu cÇu ®¨ ®Ò ra. Tµi liÖu tham kh¶o 1. CÊu t¹o « t« qu©n sù T1vµ T2 T¸c gi¶ Ph¹m §×nh Vi, Vò §øc LËp. Nhµ xuÊt b¶n HVKTQS - 1995. 2. ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n « t« m¸y kÐo T¸c gi¶ - NguyÔn H÷u CÈn, Ph¹n §×nh Kiªn. NXB ®¹i häc vµ trung häc chuyªn nghiªp -1971. 3. H­íng dÉn thiÕt kÕ m«n häc ”KÕt cÊu tÝnh to¸n « t« qu©n sù ” T¸c gi¶ - Vò §øc LËp. Nhµ xuÊt b¶n HVKTQS - 1998. 4. C¬ së kÕt cÊu « t« qu©n sù vµ bäc thÐp b¸nh h¬i T¸c gi¶ - Vò §øc LËp. Nhµ xuÊt b¶n HVKTQS - 1999. 5. Sæ tay vÏ kÜ thuËt c¬ khÝ Nhµ xuÊt b¶n qu©n ®éi nh©n d©n - 2001. 6. TËp b¶n vÏ chi tiÕt m¸y Nhµ xuÊt b¶n HVKQS - 2001. KÕt luËn Sau mét thêi gian nghiªn cøu thu thËp tµi liÖu, vËn dông nh÷ng kiÕn thøc ®· häc vµ tÝnh to¸n néi dung cña ®å ¸n, ®ång thêi ®­îc sù h­íng dÉn kiÓm tra tËn t×nh, chu ®¸o, tØ mØ cña thÇy gi¸o, kü s­ Vâ Quèc §¹i víi sù gióp ®ì cña c¸c thÇy trong Bé M«n Xe qu©n sù vµ c¸c ®ång chÝ trong líp cïng víi sù nç lùc cña b¶n th©n, ®å ¸n cña t«i ®· hoµn thµnh. MÆc dï ®· cè g¾ng hÕt søc nh­ng do tr×nh ®é b¶n th©n cßn nhiÒu h¹n chÕ, kinh nghiÖm thùc tÕ cßn Ýt. Cho nªn trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ vµ thùc hiÖn c¸c b¶n vÏ kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt, kÝnh mong ®­îc sù gióp ®ì cña c¸c thÇy gi¸o vµ c¸c ®ång chÝ ®Ó t«i cã thÓ rót kinh nghiÖm cho nh÷ng lÇn sau. Mét lÇn n÷a xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Hµ néi, ngµy 14 th¸ng 07 n¨m 2006 häc viªn thùc hiÖn NguyÔn Kim Long

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThuyet minh do an.doc
  • docBia do an.doc
  • dxfIN A2Co cau phanh sau.dxf
  • dxfSo do he thong phanh_ A3.dxf