MỤC LỤC CHƯƠNG I TÌM HIỂU CHUNG VỀ TRỤC CÁC ĐĂNG KHÁC TỐC TRÊN XE CON 3 1 Giới thiệu chung 3 1 Nhiệm vụ 3 1 2 Sơ đồ vị trí và sơ đồ kết cấu của trục các đăng trong truyền lực ô tô 4 a Sơ đồ vị trí 4 b[.]
MỤC LỤC CHƯƠNG I : TÌM HIỂU CHUNG VỀ TRỤC CÁC ĐĂNG KHÁC TỐC TRÊN XE CON……………… ……………………… …………………….………… Giới thiệu chung…………………………………….…………………… Nhiệm vụ……………………………………………………………….… 1.2 Sơ đồ vị trí sơ đồ kết cấu trục đăng truyền lực ô tô.…… ……4 a Sơ đồ vị trí……………………………………………………………… b Sơ đồ kết cấu trục đăng 1.3 Phân loại……………………………………………………….….………… .7 1.4 Yêu cầu……….………………………………………………….…….…… .8 Cấu tạo nguyên lý hoạt động khớp đăng khác tốc….…….………… 2.1 Cấu tạo………………………………………………….….………… … …… 2.2 Nguyên lý quan hệ động học 2.3 Bố trí trục truyền với đăng khác tốc ô tô……………………………… 12 a) Trục truyền sở với hai khớp đăng…………………….……….………… 13 b) Trục truyền ba khớp có ụ đỡ mềm, trục truyền khớp với khớp nối mềm 14 CHƯƠNG II : PHÂN TÍCH KẾT CẤU TRỤC CÁC ĐĂNG ĐƯỢC GIAO……….…… 17 1.Sơ đồ kết cấu…………………………………………………………… …………… Một số đặc điểm cấu tạo công dụng…………………………………………….18 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM………………………………….………… 20 KẾT LUẬN…………………………………………………………………… ………… 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 LỜI NĨI ĐẦU Trước u cầu phải đẩy nhanh q trình cơng nghiệp hóa đại hóa nhà nước ngành Cơ khí nói chung, ngành Cơng nghệ kỹ thuật tơ nói riêng Chúng ta phải đẩy mạnh nghiên cứu, tìm hiểu đưa phương án thiết kế, chế tạo sản phẩm cung cấp cho thị trường Có cơng nghiệp nước ta thực phát triển Hệ thống đăng khí có nhiều ứng dụng quan trọng, đặc biệt ngành Ơ Tơ Nghiên cứu phát triển chế tạo bước lớn Cơ khí Vì vậy, sau thời gian học tập trường Đại Học Kinh Doanh & Công Nghệ Hà Nội, giúp đỡ hướng dẫn thầy Phạm Hữu Nam, thầy Đỗ Ngọc Nguyên, thầy Lưu Tuấn Hải thầy Lê Hoàng Long, em chọn giao làm đề tài đồ án:“ Nghiên cứu thiết kế, tính tốn trục đăng khác tốc ô tô con” Được giúp đỡ thầy cô giáo môn Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô trường Đại Học Kinh Doanh & Công Nghệ Hà Nội, đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy Phạm Hữu Nam, giúp em hoàn thành đồ án môn học Do hạn chế tài liệu, thời gian nghiên cứu kinh nghiệm thực tế nên đồ án em khó tránh khỏi sai sót khiếm khuyết Em mong nhận dẫn tận tình thầy góp ý chân thành bạn Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG I : TÌM HIỂU CHUNG VỀ TRỤC CÁC ĐĂNG KHÁC TỐC TRÊN XE CON Giới thiệu chung 1.1 Nhiệm vụ Hình 1.1 Trục đăng - Trục các-đăng chi tiết hệ thống truyền lực có nhiệm vụ truyền mơ-men cụm chi tiết đặt cách xa làm thay đổi vị trí khơng gian q trình tơ chuyển động - Ngồi trục đăng cịn có nhiệm vụ cụ thể như: + Nối mặt bích hộp số với cầu chủ động + Nối hộp số phụ đến cầu xe, sử dụng xe tơ có động đặt phía trước dẫn động cầu sau 1.2 Sơ đồ vị trí sơ đồ kết cấu trục đăng truyền lực ô tơ a Sơ đồ vị trí Hình 1.2 Sơ đồ vị trí trục đăng hệ thống truyền lực tơ - Trên hình 1.2 trục đăng nối hộp số (màu đỏ) cầu chủ động (màu vàng) nhằm truyền momen xoắn từ động phía trước xuống hai bánh xe phía sau - Nhờ có truyền động các-đăng, khó khăn nói giải triệt để Đồng thời việc bố trí, lắp đặt cụm ơtơ thuận tiện, dễ dàng Có thể ví truyền động các-đăng giống đường ống dẫn khí, dẫn thủy lực đường dây điện khắp nơi cần thiết ôtô Với truyền động cácđăng truyền lực mà cịn truyền mơ-men b Sơ đồ kết cấu trục đăng Hình 1.3 Kết cấu cụm trục đăng - Trục đăng ống thép bon đủ bền, để chịu lực xoắn uốn Hai đầu ống hàn nạng khớp đăng Thông thường trục đăng đoạn ống có hai khớp đăng hai đầu Thỉnh thoảng người ta dùng loại đăng đoạn, đoạn nối với vòng bi đỡ trục đăng, thiết kế để giảm rung động tiếng ồn - Các nạng đăng chế tạo liền với mặt bích dùng để nối truyền động đăng với phận khác (hộp số cầu chủ động) - Mối ghép then hoa dạng trượt chế tạo từ thép hợp kim 20, 15, 12 thấm ni tơ với độ sâu tới 1.2mm, thép bon 55 bề mặt dòng điện cao tần Độ cứng bề mặt sau gia cơng xong phải đạt 61÷64 HRC vị trí lắp ổ bi - Trục chữ thập Hình 1.4 Đầu trục chữ thập - Tên phận: Khớp chữ thập Vòng bi Vòng đệm Cốc chứa bi Vòng hãm Vòng đệm - Tại đầu trục chữ thập có lắp cốc với viên bi kim 2, viên bi chặn vòng hãm Ổ bi làm kín nhờ vịng đệm Ổ bi khớp chữ thập bôi trơn cách bơm mỡ qua vú mỡ khớp theo lỗ khoan trục chữ thập - Thân trục đăng có dạng ống với nạng hàn vào đầu trục đầu có nạng đầu then hoa Các ống trục đăng chế tạo từ thép cách uốn tròn thành ống hàn mép sử dụng dạng thép hình ống chuyên dụng Vật liệu chế tạo trục thép bon thấp (thép 20) Đường kính trục đăng thường tiêu chuẩn hóa Các then hoa chế tạo từ thép hợp kim 40X cao tần để đạt độ cứng bề mặt từ 44,5÷46,5 HRC - Trục đăng cần cân động để giảm tối đa rung động làm việc Nếu truyền động đăng có trục việc cân động phải thực đồng thời cho trục Trong trình cân động, để tạo đối trọng người ta thường hàn thêm kim loại lên thân trục đăng vị trí cân 1.3 Phân loại - Theo công dụng: + Trục đăng nối hộp số phân phối với cầu xe + Trục đăng nối cầu xe với bánh xe + Trục đăng dẫn động cấu phụ - Theo tính chất động học: + Khớp đăng khác tốc: tốc độ quay trục bị động chủ động khác truyền qua khớp nối + Khớp đăng đồng tốc: tốc độ quay trục bị động chủ động truyền qua khớp nối - Theo số khớp đăng: + Loại đơn: có nghĩa truyền động đăng có khớp đăng sử dụng cho loại khớp đăng đồng tốc + Loại kép: có tác dụng truyền mô men xoắn hai cụm, cấu có khoảng cách lớn sử dụng cho loại khớp đăng khác tốc kết hợp khớp đăng khác tốc đồng tốc - Theo kết cấu: + Loại có khớp dạng trục chữ thập + Loại khớp dạng bi + Loại khớp đàn hồi cho phép làm việc góc truyền giới hạn 1.4 Yêu cầu - Đảm bảo độ đồng tốc độ trục vào trục - Độ rung độ ồn trình làm việc tối thiểu - Tuổi thọ cao - Ở số vịng quay nào, trục đăng không bị võng va đập, cần phải giảm tải trọng momen quán tính sinh đến trị số đảm bảo an toàn - Các trục đăng phải đảm bảo quay không sinh tải trọng động - Đối với đăng đồng tốc phải đảm bảo xác động học trình làm việc trục chủ động bị động lệch với góc để đảm bảo hai trục quay tốc độ - Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, có độ bền vững cao, hiệu suất truyền động cao Cấu tạo nguyên lý hoạt động khớp đăng khác tốc 2.1 Cấu tạo Hình 2.1 Cấu tạo khớp đăng khác tốc kiểu Hooke - Tên phận: Trục chủ động Trục bị động Đầu nạng trục Trục chữ thập Cốc chứa bi Ổ lăn Vòng đỡ phớt Phớt Vòng chặn 2.2 Nguyên lý quan hệ động học - Cấu tạo khớp đăng khác tốc kiểu Hooke trình bảy hình 2.1 Khớp bố trí truyền mơ men với góc nghiêng truyền lực β thay đổi Cấu tạo khớp bao gồm trục chủ động trục bị động Trục chữ thập lồng vào lỗ hai nạng trục 3, thông qua cốc ổ lăn Các vòng chặn giúp định vị cốc bị trục chữ thập nạng trục Hình 2.2 Sơ đồ khớp không gian - Sơ đồ khớp khơng gian mơ tả hình 2.2 Khi trục chủ động quay với góc α1 đó, trục chữ thập chuyển động quay theo làm trục bị động quay với góc α2 - Nếu góc nghiêng đường tâm trục β = 0, vận tốc tức thời ω = ω2, hai trục có tốc độ Nếu tồn góc nghiêng đường tâm trục β ≠ 0, quan hệ hai góc quay trục là: - Sai lệch góc quay : - Phụ thuộc vào góc quay α1 với chu kì 180⁰ góc nghiêng β Khi β lớn sai lệch α2 - α1 lớn Vận tốc góc xác lập nhờ đạo hàm góc quay α2, α1 theo thời gian: 10 Hình 2.6 Trục đăng khác tốc kiểu Hooke K: Các khớp đăng Mặt bích chủ động Cốc chứa bi Mặt bích bị động Ổ lăn Thân trục 10 Phớt chắn mỡ Then hoa trục 11 Phớt che bụi Trục truyền 12 Trục chữ thập Cầu 13 Lỗ chứa mỡ Cầu sau b) Trục truyền ba khớp có ụ đỡ mềm, trục truyền khớp với khớp nối mềm Để nối truyền động với khoảng cách dài, trục truyền bố trí thành nhiều đoạn nối với khớp có giá mềm đỡ trục Trên hình 2.7 trình bày dạng bố trí trục truyền cho ô tô vận tải thân dài sử dụng khớp đăng ụ đỡ mềm Trục gồm đoạn thân trục nối với thơng qua mặt bích trục Đoạn trục thứ bố trí song song với trục dọc xe đặt ụ đỡ mềm Um Khớp K1 đóng vai trị bù góc biến 14 dạng khung xe ụ đở mềm Đoạn trục thứ hai có cấu tạo trục truyền sở hai khớp đăng K2, K3 thực chức đảm bảo vận tốc trục cầu xe (trục bị động) vận tốc trục hộp số (trục chủ động) Hình 2.7 Trục truyền ba khớp có ụ đỡ mềm K: Các khớp đăng Um: Ụ đỡ mềm Hộp số Ổ bi Cầu Giá đỡ ổ bi Đoạn trục thứ Ụ cao su Đoạn trục thứ hai Mặt bích nối Giá treo ụ Trên hình 2.8 trình bày dạng bố trí trục truyền cho tơ có cầu sau chủ động với góc nghiêng truyền lực (β) nhỏ Trục gồm đoạn thân trục nối với thông qua khớp đăng K1 Đoạn trục bắt với hộp số nhờ khớp đàn hồi Km Đoạn trục nối khớp K1 với cầu xe mặt bích Cầu xe bố trí liên 15 kết với khung vỏ, nên biến dạng giá đỡ mềm Um nhỏ Toàn trục truyền coi bố trí liên kết với khung vỏ Khớp đăng K1 giúp cho trục truyền chịu ảnh hưởng biến dạng Kết cấu trục truyền sử dụng cho liên kết bánh xe với khung vỏ nhờ hệ thống treo độc lập Hình 2.8 Trục truyền khớp đăng với khớp nối mềm K: Các khớp đăng Hộp số Um: Ụ đỡ mềm Cầu Km: Khớp nối đàn hồi Đoạn trục Đoạn trục Mặt bích nối 16 CHƯƠNG II : PHÂN TÍCH KẾT CẤU TRỤC CÁC ĐĂNG ĐƯỢC GIAO Sơ đồ kết cấu Vỏ mặt bích Bu lơng Khớp chữ thập Nạng đăng Vú bơm mỡ Mối ghép hàn Tấm định vị Lẩy cố định Nắp chụp 10 Nắp chặn kín 11 Nắp chụp 12 Đệm 13 Thân đăng 17 14 Then hoa 15 Đệm điều chỉnh Một số đặc điểm cấu tạo nhiệm vụ : - Trục chữ thập : + có khớp, khớp gắn với đầu để gắn vào mặt bích hộp số, khớp gắn với đuôi để gắn vào vi sai + Trên trục chữ thập (3) có lỗ nhỏ để bơm mỡ, mục đích bơi trơn ổ bi nắp vòng bi + Trên hai đầu trục chữ thập gắn nạng chữ U (4) Khi đầu nạng quay đầu nạng quay theo - Nạng đăng chế tạo liền với mặt bích dùng để nối truyền động đăng với phận khác (hộp số cầu chủ động) - Thân đăng : chế tạo rỗng, sản xuất có dung sai chỗ dày chỗ mỏng Khi quay trục bị đảo nên trọng tâm thân đăng không nằm mà bị lệch khơng gian Trong sản xuất người ta có máy đo để kiểm tra chỗ bị thiếu hụt Qua dán định vị (7) thép để cân động trục quay tròn - Khớp trượt : + bên ngồi mặt bóng dạng ống + bên có rãnh then hoa(14) Các rãnh then hoa có cơng dụng ăn khớp với rãnh then hoa trục thứ cấp hộp số Khi trục thứ cấp quay làm cho khớp trượt quay theo Khi hoạt động khớp trượt chịu lực (một quay tròn hau thụt vào thụt ra) - Mối ghép then hoa (14) dạng trượt chế tạo từ thép hợp kim 20, 15, 12 thấm ni tơ với độ sâu tới 1.2mm, thép bon 55 tơi bề mặt 18 dịng điện cao tần Độ cứng bề mặt sau gia công xong phải đạt 61÷64 HRC vị trí lắp ổ bi 19 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM Bài tập: Cho biết số liệu xe du lịch: mô men Memax=160 Nm, tỷ số truyền ih1=3,6 Các kích thước chạc chữ thập truyền đăng: H=57,2mm, l=11,7mm; d=14,7 mm; r=(H-l)/2 Các kích thước nạng: đường kính lỗ d=15mm; khoảng cách từ đường tâm cổ trục lắp ổ bi tới mặt đầu nạng H=33 mm; kích thước tiết diện nguy hiểm: rộng b=17 mm, chiều dài l=50 mm, cánh tay đòn c = 30 mm, cánh tay địn a = 15 mm Khi tính, lấy bán kính trung bình đặt lực ngang R= H-d/2 (hình vẽ 2) Yêu cầu: - Tính kiểm tra bền chạc chữ thập - Tính kiểm tra bền nạng đăng Bài làm Tính bền trục chữ thập Trục chữ thập làm thép hợp kim: 20X Điều kiện bền uốn σu ≤ [ σu] = 250÷300 Mpa Điều kiện bền cắt τc ≤ 80÷120Mpa Các ngõng trục chữ thập tính kiểm tra bền uốn cắt dạng tác 20 ... Hải thầy Lê Hoàng Long, em chọn giao làm đề tài đồ án: “ Nghiên cứu thiết kế, tính tốn trục đăng khác tốc ô tô con? ?? Được giúp đỡ thầy cô giáo môn Công Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ trường Đại Học Kinh Doanh... trí trục truyền với đăng khác tốc ô tô - Cấu tạo trục truyền sử dụng khớp đăng khác tốc (Hooke, hình 2.1) nối cụm ô tô phụ thuộc vào chiều dài góc nghiêng truyền lực nối cụm, với nhiều dạng sơ đồ. .. + Trục đăng nối hộp số phân phối với cầu xe + Trục đăng nối cầu xe với bánh xe + Trục đăng dẫn động cấu phụ - Theo tính chất động học: + Khớp đăng khác tốc: tốc độ quay trục bị động chủ động khác