Tính toán kiểm tra nhíp đặt dọc, dạng nhíp công xôn theo 3 chế độ tải trọng đặc biệt | Tiểu luận môn thiết kế ô tô Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
TIỂU LUẬN MÔN THIẾT KẾ Ô TÔ Tên đề tài
TÍNH TOÁN KIỂM TRA NHÍP ĐẶT DỌC, DẠNG NHÍP
CÔNG XÔN THEO 3 CHẾ ĐỘ TẢI TRỌNG ĐẶC BIỆT SVTH: Nguyễn Đăng Quang MSSV: 20145201 Lớp: Thứ 4, tiết 11-12 GVHD: MSc. Đặng Quý
TP. HCM, ngày 27 tháng 11 năm 2023
ĐỀ BÀI (ĐỀ SỐ 3)
Hãy tính toán kiểm tra nhíp đặt dọc, dạng nhíp công xôn ở cầu sau 1 xe tải 2 cầu. Cầu
sau chủ động có tải trọng tĩnh tác dụng lên nó là G . Hình vẽ nhíp ở trang 151, giáo trình Ô 2
TÔ 2, Hình 7.20-b, hoặc ở trang 237, giáo trình Thiết kế ô tô, tác giả: MSc. Đặng Quý, Hình
9.19-b, cần vẽ thêm bánh xe để đặt lực Z . Hãy tính toán ứng suất xuất hiện ở nhíp theo 3 b
chế độ tải trọng đặc biệt sau đây:
1) Trường hợp 1: X = 0, Y = 0 (Y = 0), Z = Z = Z i i i imax b
2) Trường hợp 2: X = X , Y = 0, Z = Z i imax i b
3) Trường hợp 3: X = 0, Y = Y = m G φ , Z = Z i max 2 2 y i b MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN NHÍP ĐẶT DỌC KIỂU CÔNG XÔN STT Lực Định nghĩa Đơn vị 1 X
Phản lực tiếp tuyến tại bánh xe N i 2 Y
Phản lực ngang tại bánh xe N i 3 Z
Phản lực pháp tuyến tại bánh xe N i 4 Z
Phản lực từ mặt đường tác dụng lên nhíp N n 5 g
Trọng lượng phần không được treo N c 6 Z
Phản lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe N b 7 N , N
Phản lực tổng hợp tác dụng lên nhíp N A B
Các lực thành phần của N theo phương ngang và A 8 X , Z N A A thẳng đứng
Các lực thành phần của N theo phương ngang và B 9 X , Z N B B thẳng đứng 10 α Góc nghiêng của tai nhíp độ 11 l
Khoảng cách giữa các quang nhíp m 0
Hình chiếu của chiều dài nửa nhíp bên trái và bên 12 l , l m 1 2 phải lên phương ngang
Hình chiếu của chiều dài toàn bộ của quang nhíp lên 13 l m phương ngang 14 b Chiều rộng lá nhíp m 15 h
Chiều dày của lá nhíp thứ i m i 16 σ Ứng suất uốn N/ 2 u m 17 W
Moment chống uốn của mặt cắt ngang N.m ui 18 m .G
Trọng lượng tác dụng lên cầu sau xe MN 2 2 19 Y
Phản lực tổng hợp của lực ngang tác dụng lên xe kN 20 φ Hệ số bám ngang y 21 m
Hệ số tính đến sự thay đổi trọng lượng tác dụng lên i cầu 22 X Lực kéo N k 23 X Lực phanh N p
Phản lực của lực kéo hoặc lực phanh trong trường 24 X N
hợp kéo hoặc phanh tương ứng
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN NHÍP ĐẶT DỌC KIỂU CÔNG XÔN 2.1. Trường hợp 1
X = 0, Y = 0 (Y = 0), Z = Z = Z i i i imax b g
Z = Z - c n b 2  X = Z
A = X B = Z A .tgα ; Z n B −¿ Z A
 Phương trình cân bằng momen tại A:
X .d + Z .l −¿ Z .l = 0 B 0 B 1 n  Z .l .
A .tgα .d 0 + Z B 1 −¿ Z n l = 0
Z . l−Z . tgα . d n A 0 Z = B  (1) l1
 Phương trình cân bằng momen tại B:
X .d + Z .l . A 0 A
1 −¿ Z n l2 = 0  Z .l −¿ Z .
A .tgα .d 0 + Z A 1 n l2 = 0 Z .l 2 Z = n  (2) A tgα . d +l 0 1 Thay (2) vào (1) ta được: Z .l2 Z .l – n . tgα .d n tgα . d +l 0 ¿ 0 1 l1 ZB Z . l . tgα . d ¿ l n 2 0 Z . − n l
l (tgα . d +l ) 1 1 0 1
l . (l +tgα . d )−l . l ¿ 2 1 0 1 2 Z .[ l − ] n l
l (tgα . d +l ) 1 1 0 1 l l ¿ 2 2 Z .( l − + ) n l l tgα . d + l 1 1 0 1 l ¿ 2 Z .(1+ ) n tgα .d +l 0 1
Trong thực tế: góc α <10 ° tg 
α ≈ 0 suy ra ta được: Z . l l 2 2 l Z = n
; Z =Z . (1+ )=Z . A l B n l n l 1 1 1
 Momen uốn tại D: M =Z . l uD n 2 M
 Ứng suất uốn: σ = uD u n ∑ W
- Mặt cắt vuông góc của mỗi lá nhíp là hình chữ nhật có chiều rộng là b và chiều cao là h :i
- Mặt cắt xiên theo phương của Z qua mỗi lá nhíp là hình chữ nhật có chiều rộng là b B
và chiều cao là h :j
Do trong thực tế, góc nghiêng của nhíp nhỏ hơn 10 ° nên có thể xem h ≈ h và tính toán j i theo h , khi đó: i 1 W = 2 b h ui 6 i M 6. Z . l Suy ra, ứng suất uốn: 2 σ = uD = n ≤[ σ ] u n n u ∑ 2 W b . ∑ h ui i X Z .tgα
Lá nhíp chính còn chịu kéo: σ = B = A ≤ [ σ ] k b . h b . h k c c
với b và h lần lượt là chiều rộng và chiều cao của lá nhíp chính. c
Tuy nhiên, trong thực tế góc nghiêng của nhíp nhỏ hơn 10 ° do đó σ rất nhỏ nên có thể k bỏ qua. 2.2. Trường hợp 2 X = X , Y = 0, Z = Z i imax i b
2.2.1. Khi truyền lực kéo cực đại
X ≠ 0 ; X =X =0 (do tai nhíp ở vị trí thẳng đứng k A B α =0 ° )  X =X = Z −Z k ; Z n B A
 Phương trình cân bằng momen tại B: Z .l − . l + X . d=0 1 Z A n 2 k Z . l X . d 2 Z = n − k
↓< Z ở trường hợp 1  A l l A 1 1
 Phương trình cân bằng momen tại A: Z .l −Z
+X . d + X . d =0 1 .l B n k 2 1 Z . l X . d + X . d  2 1 Z = n − k
↓<Z ở trường hợp 1 B l l B 1 1 Z .l X . d + . d 2 X ¿ n − k k 1 l l 1 1 Z .l X . d ¿ n − k l l 1 1
 Z và Z gây ra momen uốn ' và '' : A n M M uD uD
M ' =Z .l =Z .l − X .d < M '' =Z . l uD A 1 n 2 k uD n 2
 Gây ra ứng suất uốn chính: M' M ' ' σ ' = uD ; σ'' uD = uc n uc n ∑ W ∑W ui ui 1 W = b h2 Do ui nên: 6 i
(Z ¿¿ n .l −X 6. Z σ ' = 2 6. k . d); σ' = n . l2 ¿ uc n uc n b .∑ h2 b .∑ h2 i i
 Momen uốn phụ do X gây ra : M =X .d k up k M 6. X . d up k  Ứng suất uốn phụ: σ = = up n n ∑ 2 W b . ∑ h ui i
 Ứng suất uốn toàn toàn bộ: σ =σ +σ u uc up
+ Ứng suất uốn bên trái:
(Z ¿¿n . l − X .d ) 6. X . d 6. Z .l 2 k k n 2 σ ' = ' + = 6. + = ¿ u σ σ uc up n n n 2 2 2 b .∑ h b . ∑ h b .∑ h i i i
+ Ứng suất uốn bên phải: 6. Z . l 6. X . d
(Z ¿¿ n . l + X . d ) n 2 k 2 k σ ''= '' + = + =6. ¿ u σ σ uc up n n n 2 2 2
b .∑ h b .∑ h b .∑ h i i i
2.2.2. Khi phanh với lực phanh cực đại
X ≠ 0 ; X =X =0 (do tai nhíp ở vị trí thẳng đứng p A B α =0 ° )  X =X = Z −Z p ; Z n B A
 Phương trình cân bằng momen tại B: Z .l − . l −X =0 2 . d 1 Z A n p Z . l X .d 2 Z = n + p
↑> Z ở trường hợp1  A l l A 1 1
 Phương trình cân bằng momen tại A: Z .l −Z − X − X . d =0 1 .l .d B n p 2 1 Z . l X . d + X .d  2 1 Z = n + p
↑> Z ở trường hợp 1 B l l B 1 1  Z . l X . d + .d 2 X Z = n + p p 1 B l l 1 1 Z .l X . d ¿ n + p l l 1 1
 Z và Z gây ra momen uốn ' và '' : A n M M uD uD
M ' =Z .l =Z .l + X . d > M '' =Z . l uD A 1 n 2 p uD n 2
 Gây ra ứng suất uốn chính: M' M ' ' σ ' = uD ; σ'' uD = uc n uc n ∑ W ∑W ui ui 1 W = b h2 Do ui nên: 6 i
(Z ¿¿ n .l + X 6. Z σ ' = 2 6. p . d) ; σ' = n . l2 ¿ uc n uc n b . ∑ h 2 b . ∑ h2 i i
 Momen uốn phụ do X gây ra : M =X .d k up p M 6. X .d up p
 Ứng suất uốn phụ:: σ = = up n n ∑ 2 W b . ∑ h ui i
 Ứng suất uốn toàn toàn bộ: σ =σ +σ u uc up
+ Ứng suất uốn bên trái:
(Z ¿¿ n . l + X . d ) 6. X . d
(Z ¿¿n . l +2. X . d) 2 p p 2 p σ ' = ' + = 6. + =6. ¿¿ u σ σ uc up n n n b .∑ 2 2 2 h b .∑ h b . ∑ h i i i
+ Ứng suất uốn bên phải: 6. Z . l 6.
(Z ¿¿n . l + X . d ) n 2 X . d p 2 p σ ''= '' + = + =6. ¿ u σ σ uc up n n n 2 2 2
b .∑ h b .∑ h b .∑ h i i i 2.3. Trường hợp 3
X = 0, Y = Y = m G φ , Z = Z i max 2 2 y i b
 Phương trình cân bằng momen tại A: B1 Y . a+m . −Z . B =0 2 . G2 2 n 2 1 m .G 2 2 Z = + Y . a  n2 2 B1
 Phương trình cân bằng momen tại C: B1 Y . a−m .G . +Z . B =0 2 2 2 n 1 1  m .G 2 2 Z = − Y . a n1 2 B1 
Z < Z  Tính toán theo Z n1 n 2 n2 Z =Z khi Y =Y =m φ 2 G n2 n 2 max max 2 y 2.  m .G φ . a 2 2 Z = (1+ y ) n2 2 B1 Khi Y =Y
Xe bắt đầu trượt ngang   m =1 max 2 G 2. φ . a  2 Z = (1+ y ) n1 2 B1
 Tính cho nhíp bên phải.
 Tính toán tương tự trường hợp 1, thay Z =Z ta được: n n 2 Z .l l 2 2 l Z = n2
; Z =Z (1+ )=Z . A l B n 2 l n 2 l 1 1 1
 Momen uốn tại D: M =Z .l uD n 2 2  Ứng suất uốn: M 6. Z .l 3. G . l 2. φ . a 2 2 2 σ = uD = n 2 =
(1+ y )≤[σ ] u n n n u ∑ B 2 2 1 W b . ∑ h b .∑ h ui i i