BÀI tập môn THIẾT kế và TÍNH TOÁN ô tô trình bày cách xác định số răng của bộ hành tinh trước và sau

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI TẬP MƠN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN Ơ TƠ Sinh viên thực hiện: Lê Duy ĐỨC Mã sinh viên : 10619600 Lớp : 121192 Giảng viên hướng dẫn: ĐỒNG MINH TUẤN HƯNG YÊN-2021 Câu Trình bày cách xác định số hành tinh trước sau? I - ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện đai sử dụng nhiều lĩnh vực; loại truyền động có ưu điểm truyền động xích truyền động đai Tuy nhiên tài liệu trình bày loại đai tương đối Trong giáo trình trình bày chủ yếu đai dẹt đai thang Do báo cung cấp cho bạn đọc phương pháp tính tốn truyền động đai II - NỘI DUNG Xác định mođun chiều rộng đai a) Xác định môđun m Tuỳ theo công suất tốc độ quay trục mà chọn môđun theo giá trị tiêu chuẩn:2; 3; 4; 5; 7; 10 Cơng suất truyền lớn dĩ nhiên mơđun đai tăng lên để dây đai chịu đựng tải Với công suất truyền, tốc độ đai tăng lên để đảm bảo khả ăn khớp êm ta phải giảm môđun, điều có nghĩa mơđun tỉ lệ nghịch tốc đồ quay trục Thừa kế nghiên cứu trước đai răng, môđun xác định công thức: 1 35 n P m = [1] (1) Trong đó: P1 – cơng suất bánh đai chủ động n1 – tốc độ quay bánh đai chủ động Hoặc chọn theo theo mômen xoắn T1 bảng sau lớn dĩ nhiên mơđun đai tăng lên để dây đai chịu đựng tải Với công suất truyền, tốc độ đai tăng lên để đảm bảo khả ăn khớp êm ta phải giảm mơđun, điều có nghĩa môđun tỉ lệ nghịch tốc đồ quay trục Thừa kế nghiên cứu trước đai răng, môđun xác định công thức: 1 35 n P m = [1] (1) Trong đó: P1 – công suất bánh đai chủ động n1 – tốc độ quay bánh đai chủ động Hoặc chọn theo theo mômen xoắn T1 bảng sau: STT Thơng số Kích thước mơ đun m (mm) 10 Chiều cao h,mm 1,2 1,8 2,4 3,0 4,2 6,0 Đường kính dây chão d,mm 0,35 0,35 0,35;0,65 0,65 0,65 0,65 Khoảng cách từ đáy đến dây chão D,mm 0,6 0,6 0,6;1,5 1,3 1,3 1,3 Khối lượng 1m dây đai, kg/m, b=10mm 0,032 0,04 0,05;0,065 0,075 0,09 0,11 Sử dụng T1 (N.m) ≤0,2 10 15 ; 25 ≤ 40 ≤ 190 ≤ 1900 Tải trọng riêng u ≥ 1, z ≥ 6, [qo] N/m ≤ 2,4 ≤22 35 45 60 Vận tốc lớn 25 30 35 40 b) Xác định chiều rộng đai b Khả tải đai phụ thuộc nhiều vào chiều rộng đai b chiều rộng tăng, diện tích tiếp xúc dây đai bánh đai tăng, số sợi cốt đai tăng tuyến tính theo chiều rộng nên khả chịu lực vịng tăng lên Theo cơng thức (1), sau tính chọn môđun theo công suất tốc độ quay bánh chủ động, sức bền cắt chân sức bền kéo lõi đai ta xác định chiều rộng b đai Tuy nhiên để dễ dàng việc tính tốn thiết kế giảm bớt chủng loại đai thiết kế, cần phải tiêu chuẩn hố chiều rộng đai Cơng thức xác định chiều rộng đai dựa theo [1]: b = yđ.m (2) Chọn yđ dao động từ đến Theo công thức (1) trị số m số lẻ phải làm tròn Nếu m làm trịn lớn lên chọn yđ nhỏ ngược lại Với môđun công suất, chiều rộng đai phụ thuộc nhiều vào vật liệu làm đai vật liệu cốt, chiều rộng đai sơ chọn trước sau : Bảng 2: Chiều rộng đai b Môđun đai m (mm) Chiều rộng dây đai b (mm) 3; 4; 5; 8; 10; 12,5 1,5 3; 4; 5; 8; 10; 12,5; 16; 20 5; 8; 10; 12,5; 16; 20 16; 20; 25; 32; 40; 50 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100 40; 50; 63; 80; 100; 125 10 50; 63; 80; 100; 125;160 Xác định thông số truyền a) Số Z1 bánh đai nhỏ Để đảm bảo tuổi thọ cho đai số bánh đai nhỏ phải lớn giá trị tối thiểu cho phép Z1min hai lý do: thứ nhất, số bánh đai tức số dây đai ăn khớp với bánh đai làm cho tải mà đai phải gánh lớn; thứ hai, số bánh đai bé đường kính bánh đai bé, dây đai bị uốn nhiều nên chóng hỏng Số tối thiểu Z1 chọn dựa vào môđun tốc độ quay bánh đai nhỏ theo bảng [1 Bảng 3: Số răngcủa bánh đai nhỏ Z1 Môđun đai m (mm) Số vòng quay bánh đai nhỏ n(v/ph) Z1 không nhỏ Môđun đai m (mm) Số vịng quay bánh đai nhỏ n(v/ph) Z1 khơng nhỏ 500¸1000 1500¸2000 2500¸3500 4000¸5000 12 14 16 18 500 1000 1500 2000 20 22 24 26 ạp chí Khoa học – Cơng nghệ Thủy sản số 03-04/2006 Trường Đại học Nha Trang 55 500 1000 1500¸2000 2500¸3500 14 16 18 20 10 500 1000 1500 2000 20 22 24 26¸28 500 1000¸1500 2000¸3000 3500¸400 16 18 20 22 Ngoài việc đảm bảo số Z1 không nhỏ giá trị cho bảng b) Số Z2 bánh đai lớn Số bánh đai lớn Z2 xác định theo tỉ số truyền truyền sau chọn trước Z1 Z2 = u.Z1 Trong u = n1/n2 = Z2 /Z1 tỉ số truyền n1, n2 tốc độ vòng bánh đai chủ động bị động Đường kính báh đai : d1 = mz1 (mm) d2 = mz2 (mm) c) Khoảng cách trục A số dây đai đồng thời số ăn khớp bánh đai nhỏ không nhỏ Theo hình ta có: sin ( ) ( )( ) A b1 = L -p R2 + R1 - p -b1 R2 - R1 (3) A.cosb1 = R2 - R1 (4) Kết hợp (3) (4) ta được: ( ) Z Z tg N Z - - = - p b b (5) Phương trình (5) muốn giải phải sử dụng phương pháp số máy tính, giải ta b1, thay vào phương trình (3) tìm khoảng cách trục A A g b1 R2 R1 Hình 1: Sơ đồ tính tốn khoảng cách trục Tạp chí Khoa học – Công nghệ Thủy sản số 03-04/2006 Trường Đại học Nha Trang 56 Trong công thức trên: R1, R2 bán kính puly nhỏ puly lớn Z1, Z2 số puly nhỏ puly lớn (Z.t = 2pR) b1, b2 lần góc ơm puly nhỏ puly lớn p bước dây đai (t = m.p) L - chiều dài dây đai A - khoảng cách trục truyền Cơng thức (3) cơng thức xác khó sử dụng ta sử dụng cơng thức gần xuất phát từ cơng thức xác tính chiều dài dây đai: cos( / 2) ( ) ( ) L = A + R2 + R1 + R2 - R1 g p g (6) g thường < 350 nên khai triển ta lấy hai số hạng (cos (g/2) = g /8) xấp xỉ g = 2(R2 - R1)/A Do công chiều dài đai từ công thức (6) xấp xỉ: A R R L A R R 2 ( ) ( ) = + p + + (7) Số dây đai N : p L N = (8) Với L tính từ cơng thức (7) nói chung N tính theo công thức (8) số lẻ thập phân vây ta phải làm trịn phía nhỏ sau thời gian làm việc truyền đai bị mòn dây đai bánh đai dây đai bị dãn Chiều dài đai cuối xác định theo công thức: L = p.N (9) Từ cơng thức (7), khoảng cách trục A tính xác cơng thức: [ ] 2 2 ( ) ( ( ) 8( ) A = L-p R + R + L -p R + R - R + R (10) Từ (7) (10) ta thấy biết trước khoảng cách trục thông số khác truyền tìm chiều dài dây đai cần thiết ngược lại biết trước chiều dài dây đai thơng số cần thiết khác ta tính khoảng cách trục Góc ơm đai: a1 = 180o -2b = 180o – 2arcsin ((d2 – d1 )/2) (11) Số dây đai vào mối ăn khớp: Zo = z1.a1 / 360 (12) Điều kiện Z0 ≥ Lực vòng : Ft = 1000P/v (N) với v = p d1n1 /60000 (m/s) Tính tốn kiểm nghiệm đai theo lực vòng riêng Với loại đai cho trước chịu lực vịng nằm giới hạn cho phép: q = kđ Ft /b + qmv £ [q] (13) đó: Ft - lực vòng tác dụng lên truyền (N) qm - khối lượng mét đai có chiều rộng mm v - tốc độ vòng (m/s) kđ - hệ số tải trọng động, xác định theo bảng [1 Bảng 4: Hệ số tải trọng động: Đặc tính tải trọng Loại máy Kđ Tải trọng tĩnh Tải trọng mở máy đến 120% so vói tải trọng danh nghĩa Máy phát điện, quạt, máy nén bơm ly tâm; máy cắt gọt liên tục; băng tải 1,0 Tải trọng làm việc có dao động nhỏ tải trọng mở máy đến 150% so với tải trọng danh nghĩa Máy bơm máy nén khí kiểu pittơng có ba xi lanh trở lên; xích tải , máy phay, máy tiện rơ vôn ve 1,1 Tải trọng làm việc có dao động lớn Tải trọng mở máy đến 220% so với tải trọng danh nghĩa Thiết bị dẫn động quay hai chiều ; máy bơm máy nén khí kiểu hai pittơng ; máy bào máy xọc ; vít vận chuyển máng cào ; máy ép lệch tâm có vơ lăng lặng 1,25 Tải trọng va đập thay đổi nhiều, tải trọng mở máy đến 330% so với tải trọng danh nghĩa Máy cắt , búa máy, máy nghiền; thang máy ; máy xúc; máy ép kiểu vít máy lệch tâm có vơ lăng nhẹ 1,5÷1,6 Chú thích : Đối với động có mơ men mở máy lớn, đóng mở nhiều lần, trị số bảng tăng thêm 0,15 trị số bảng dùng cho chế độ làm việc ca; làm việc hai ca cần tăng thêm 0,15 làm việc ca tăng thêm 0,35 q, (N/mm) [q] = q0CrCuC0 (N/mm) Trong đó: Cr: Hệ số chế độ làm việc: (Khi làm việc ca giảm 0,1; ba ca giảm 0.2) Bảng 5: Hệ số Cr làm việc ca Tĩnh Dao động nhẹ Dao động mạnh Va đập ¸ 0,85 0,9 ¸ 0,80 0,8 ¸ 0,70 0,7 ¸ 0,60 Bảng 6: Hệ số Cu ảnh hưởng tỷ số truyền u 1,1 1,2 1,4 1,8 ≥ 2,6 Cu 1,04 1,07 1,10 1,12 1,14 Bảng 7: Hệ số Co Hệ số ảnh hưởng việc bố rtrí truyền Góc nghiêng o ¸ 60o 60o ¸ 80o 80o ¸ 90o C0 0,9 0,8 4.Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục a) Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục Đai làm việc theo nguyên tắc ăn khớp lực căng ban đầu khơng lớn đai thang Lực căng ban đầu cần đủ khử khe hở bánh đai dây đai phần chống lại văng lực ly tâm Lực căng ban đầu: F0 = (1,1¸1,3) FV = (1,1¸1,3) qmbv2 Trong đó: FV lực li tâm (N) qm - khối lượng mét dây đai có chiều rộng mm v - vận tốc vịng (m/s Câu Trình bày cách xác định kích thước truyền hành tinh? Bộ truyền bánh hành tinh phận hộp số tự động xe tô Bằng việc kết hợp nhiều truyền hành tinh với ta tạo hộp số tự động với nhiều cấp số Hiện nay, hộp số tự động sử dụng loại truyền bánh hành tinh: Bộ truyền hành tinh thường truyền hành tinh kiểu Ravigneaux Bộ truyền bành hành tinh thường a Nguyên lý cấu tạo Cấu tạo truyền bánh hành tinh thường Bộ truyền bánh hành tinh thường bao gồm phận: Bánh bao, bánh hành tinh, bánh mặt trời cần dẫn Trong đó, bánh bao ăn khớp với bánh hành tinh, bánh hành tinh ăn khớp với bánh mặt trời Bánh hành tinh có trục thân cố định với cần dẫn, tham gia đồng thời hai chuyển động quay quanh trục thân quay quanh bánh mặt trời b Nguyên lý truyền động Bằng cách thay đổi phần tử đầu vào, đầu cố định truyền bánh hành tinh tạo chế độ làm việc: giảm tốc, đảo chiều, truyền thẳng (nối trực tiếp), tăng tốc * Giảm tốc Tăng tốc gược lại với chế độ giảm tốc, chế độ tăng tốc phần tử đầu vào đầu đảo ngược lại Cụ thể đầu vào cần dẫn, đầu bánh bao Khi tốc độ đầu lớn tốc độ đầu vào Truyền thẳng (nối trực tiếp) Đây chế đọ truyền động có tốc độ đầu vào tốc độ đầu Khi đầu vào bánh mặt trời bánh bao, cịn đầu cần dẫn Có thể nói lúc tồn bộ truyền nối trực tiếp với rong chế độ làm việc giảm tốc, tăng tốc truyền thẳng chiều quay trục đầu trục đầu giống  Đảo chiều Trong chế độ đảo chiều phần tử đầu vào bánh mặt trời, phần tử đầu bánh bao phần tử cố định cần dẫn Lúc ày bánh mặt trời bánh hành tinh ăn khớp nên quay ngược chiều Bánh hành tinh bánh bao ăn khớp nên quay chiều Do đó, bánh mặt trời (trục đầu vào) bánh bao (trục đầu ra) quay ngược chiều Bộ truyền bánh hành tinh kiểu Ravigneaux a Nguyên lý cấu tạo Bộ truyền bánh hành tinh kiểu Ravigneaux Khác với truyền bánh hành tinh thường, truyền bánh hành tinh kiểu Ravigneaux bao gồm hai loại bánh mặt trời bánh hành tinh Trong đó, bánh mặt trời nhỏ ăn khớp với với bánh hành tinh nhỏ Bánh hành tinh ngắn ăn khớp với bánh hành tinh dài Bánh hành tinh dài đồng thời ăn khớp với bánh bao ăn ăn khớp với bánh mặt trời lớn Toàn trục thân bánh hành tinh gắn cố định cần dẫ b Nguyên lý truyền động * Chế độ giảm tốc Trong chế độ giảm tốc truyền hành tinh Ravigneaux có hai tỉ số truyền sau: - Tỉ số truyền 1: Đầu vào bánh mặt trời nhỏ, đầu bánh bao, phần tử cố định cần dẫn Tỉ số truyền giảm tốc truyền Ravigneaux - Tỉ số truyền 2: Đầu vào bánh mặt trời nhỏ, đầu bánh bao, phần tử cố định bánh mặt trời lớn Chế độ truyền thẳng truyền Ravigneaux * Chế độ nối trực tiếp Chế độ tăng tốc truyền Ravigneau Trong chế độ tồn bộ truyền khơng có chuyển động tương đối phần tử với Nói cách khác truyền khối để tốc độ trục đầu vào đầu * Chế độ đảo chiều Chế độ đảo chiều truyền Ravigneaux Một số ví dụ việc sử dụng truyền hành tinh hộp số tự động B0, B1, B2, B3 – Các phanh hãm C0, C1, C2, – Các li hợp F0, F1, F2, – Các khớp chiều Hộp số tự động A340 A343 xe Toyota Hilux 2008 Hộp số xe Toyota Hilux 2008 sử dụng truyền hành tinh thường với truyền hành tinh OD (over drive), truyền hành trước 01 truyền hành tinh sau Hộp số có cấp số tiến Đây hộp số sử dụng hệ truyền động cầu sau Trong hộp số U760E sử dụng xe Toyota Camry 2015 sử dụng truyền hành tinh: 01 truyền hành tinh thường 01 truyền hành tinh kiểu Ravigneaux Hộp số có cấp số tiến Như thấy truyền hành tinh kiểu Ravigneaux có thêm tỉ số truyền giảm tốc so với truyền hành tinh kiểu thường Việc kết hợp truyền hộp số giúp giảm kích thước theo chiều dài hộp số so với việc sử dụng truyền hành tinh thường Đồng thời tăng số cấp hộp số Điều đặc biệt phù hợp cho hộp số xe có hệ truyền động cầu trước, mà không gian theo chiều ngang xe bị hạn chế Câu Nêu yếu tố ảnh hưởng đến cách xác định số hành tinh trước OD? A Cấu tạo bánh hành tinh: Cấu tạo bánh hành tinh Các bánh truyền bánh hành tinh có thành phần: bánh bao, bánh hành tinh bánh mặt trời cần dẫn Cần dẫn nối với trục trung tâm bánh hành tinh làm cho bánh hành tinh xoay chung quanh Với bánh nối với kiểu bánh hành tinh giống hành tinh quay xung quanh mặt trời, chúng gọi bánh hành tinh B Nguyên lý làm việc bánh hành tinh: Dựa nguyên tắc dẫn động bánh răng, bánh ăn khớp với bánh quay ngược chiều với nhau, cịn ăn khớp quay chiều với Nguyên lý làm việc bánh hành tinh Bằng cách thay đổi vị trí đầu vào, đầu ra, phần phần tử cố định giảm tốc, đảo chiều, nối trực tiếp tăng tốc Điều dựa giá trị tỷ số truyền bánh hành tinh ... Câu Trình bày cách xác định kích thước truyền hành tinh? Bộ truyền bánh hành tinh phận hộp số tự động xe ô tô Bằng việc kết hợp nhiều truyền hành tinh với ta tạo hộp số tự động với nhiều cấp số. .. dụng truyền hành tinh thường với truyền hành tinh OD (over drive), truyền hành trước 01 truyền hành tinh sau Hộp số có cấp số tiến Đây hộp số sử dụng hệ truyền động cầu sau Trong hộp số U760E sử... cầu trước, mà không gian theo chiều ngang xe bị hạn chế Câu Nêu yếu tố ảnh hưởng đến cách xác định số hành tinh trước OD? A Cấu tạo bánh hành tinh: Cấu tạo bánh hành tinh Các bánh truyền bánh hành