(Tiểu luận) tính toán kết cấu ôtô

Untitled BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BI T P L N   TÍNH TOÁN KẾT CẤU ÔTÔ GVHD ThS Tr n Anh S  ơn Nhóm thực hiện Nhóm Ngày thực hiện 18 11/ /2022 Danh s ch th n[.]

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

B I T P L N  

TÍNH TOÁN KẾT CẤU ÔTÔ

GVHD: ThS Tr n Anh S ơn Nhóm thực hiện: Nhóm … Ngày thực hiện: 18 11/ /2022

Danh s ch th nh viên

1

2

3

M  C L C L  C C

1 Tính và lựa chọn tỷ số truyền h p s d c 5 c p có mộ ố ọ  ột số OD 6 1.1 T số truyề ực chnh: 6n l 1.2 T số truyền tay s 1 6ố 1.3 Tỷ s ố truyền c c tay s  ố trung gian 7

2 Tính số răng của cặp bnh răng số (số 1, 2, 3, 4, 5) th a t sỏ ỷ ố truyền hộp

số 7

2.1 Khong c ch gi a cc tr c 7 2.2 Chọn mô – đun php tuyn và góc nghiêng của bnh răng 7 2.3 Xc đnh s ố răng của c c b nh răng 8

3 Xc đnh moment xung lượng sinh ra trên trc thứ cp khi gài số (khi xe

di chuy n tay s 5 v i tể ố ớ ốc độ 80 km/h, không đạp ly h p khi gài s 3, bợ ố ộ đồng tốc số 3-4 b h ng) 9ỏ

4 Tnh công trượt của ly hợp trong trường hợp đóng ly hợp êm di nht (bit xe di chuy n tay s 2 v i tể ố ớ ốc độ 40 km/h trên đường nh a tự ốt, đạp ly hợp gài s 3) 10ố

5 Tnh công trượt của ly hợp trong trường hợp kiểm nghi m bệ ền 11

6 Xc đnh kch thước (R1 , R2) của đĩa ma st của ly hợp thỏa điều kiện bền theo áp su t cho phép 12

7 Xc đnh đường kính trc cc đăng (D, d) (theo số vòng quay nguy hiểm

và ng suứ t xoắn 13 7.1 Theo số v ng quay nguy hi m 13 ể 7.2 Theo ứng su t xo n 14 ắ

8 Kiểm nghi m bệ ền trc cc đăng theo ứng su t xo n và góc xo n 14 ắ ắ 8.1 Theo ứng su t xo n 15 ắ 8.2 Theo góc xo n 15ắ

9 Thit k đường kính tr c bán tr c thỏa điều ki n b n (ch n h sệ ề ọ ệ ố dư bền 2) 16

9.1 Chọn v t li u 16 ệ

9.2 Tnh ton đường knh b n tr c 17 

10 Kiểm nghi m bệ ền bán tr c 18

10.1 Trường hợp 1 (Lực X đạt gi tr cực đại) 18

10.1.1 Khi truyền lực ko cực đại 18

10.1.2 Khi truyền lực phanh cực đại 18

10.2 Trường hợp 2 (Lực Y đặt gi tr cực đại 𝑌 = 𝑌𝑚𝑎𝑥) 19

10.3 Trường hợp 3 (Lực Z đặt gi tr cực đại 𝑍 = 𝑍𝑚𝑎𝑥) 19

DANH M C H NH   NH

Hnh 1: Sơ đồ hộp số 5 cp OD 9 Hnh 2: Sơ đồ v tr trc cc đăng 14 Hnh 3:Sơ đồ lực tc d ng lên b n tr c 16    Hnh 4: Sơ đồ tc dng lên bn trc kiểm nghiệm bền gim t i b n trc 1/2 17

Thông s  k thut ca xe ô tô du lch HIACE SUPPER WAGON 2.7

2010

B ng 1 Thông s k thu t c a xe ô tô du l ch HIACE 2.7 2010     

HIACE SUPPER WAGON

Dung tch công t c  2.7(l)

Số vng quay ng vứ ới

Số vng quay ng vứ ới

Kch thư c tng th ớ ể

(Dài x Rộng x Cao)

L x B

x H 4840 x 1880 x 2105 mm

1.1 Tính và lựa ch ọn tỷ  s truy n hề ộp s ọ d c 5 c p có mấ ột s OD

1.2 T s truyền lực chính:

𝒊𝟎 =𝟐𝝅.𝒏𝒆𝒎𝒂𝒙 𝒓 𝒃𝒙

𝟔𝟎.𝒊𝒉𝒏.𝒗𝒎𝒂𝒙

Bn knh b nh xe l m vi à ệc:

𝑟𝑏𝑥 =2𝑑+ 𝐻 = 15.25,42 + 195 70% 327 = 𝑚𝑚 = 0,327𝑚

Do động cơ xăng ta chọn 𝛾 = 1,2 ta có :

𝑛𝑒𝑚𝑎𝑥 = 𝛾 𝑛𝑁 = (1,2.4800) =5760𝑣𝑜𝑛𝑔𝑝ℎ 𝑡

Hộp s dố ọc 5 cp c 1 s OD ta ch n ó ố ọ 𝑖 = 0,ℎ𝑛 85

Tốc đ tối đa ộ 𝑣𝑚𝑎𝑥 = 165𝑘𝑚ℎ = 45 83, 𝑚/𝑠

Với 𝑖ℎ𝑛 l t sà ỷ ố truyền tay s ố cao nh à ốt l s OD ta ch n ọ 𝑖 = 0,ℎ𝑛 85

T đó ta tnh được 𝑖0 =2𝜋.𝑛𝑒𝑚𝑎𝑥 𝑟𝑏𝑥

60.𝑖 𝑣ℎ𝑛 𝑚𝑎𝑥 = 5,06

1.3 T s truyền tay s 1

Chọn độ dốc lớn nht tiêu chun là 36% ta có arctg 0,( 36) =20° => 𝛼 = 20° v h s cà ệ ố  lăn f= 0,02

Ta có 𝜓𝑚𝑎𝑥 = 𝑓 cos 𝛼 + sin𝛼 = 0, 𝑐𝑜𝑠 + 𝑠𝑖𝑛 = 0,02 20 20 36

Theo điều kiện ko ta c : ó

𝑖ℎ1 ≥𝑀𝐺 𝜓𝑚𝑎𝑥 𝑟𝑏𝑥

𝑒𝑚𝑎𝑥 ℎ0 𝑖 𝜂𝑡 =2750 10 36 327246 06 .0, 0,.5, 0,93 = 2,80 (1)

Vì xe du l ch t i n ng nên tr  ặ ọng lượng c u ch ủ động thường b ng 60% tr ng ằ ọ lượng xe nên 𝐺𝑐𝑑 =(2750.10010) 60. = 16500 , ch n h s phân b tọ ệ ố ố i: 𝑚𝑐𝑑 = 1,2 Chọn h s bệ ố m φ = 0,75

Theo điều kiện bm ta c : ó

𝑖ℎ1 ≤ 𝐺𝜑.φ 𝑟𝑏𝑥

𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 ℎ0 𝑖 𝜂𝑡 = 𝐺𝑀𝑐𝑑𝑒𝑚𝑎𝑥 ℎ0 𝑚 φ 𝑟𝑐𝑑 𝑖 𝜂𝑏𝑥𝑡 =16500246 06.1,2.0, 0,.5, 0,9375 327

= 4,19 (2 ) T (1) và (2) ta được: 2, ≤ 𝑖 ≤ 4,80 ℎ1 19 Do đó ta chọ 𝑖 = 3,n ℎ1 78

1.4 Tỷ s truyền cc tay s trung gian

Do l xe ô tô du là ch thường làm việc ở các số truyền cao nên các s trung gian ố được xác lp theo cp số điều hòa nhằm sử d ng tốt nht công sut động cơ  khi sang s : ố

Hằng số điều ha: 𝑎 = (𝑖1

ℎ𝑛 −𝑖ℎ11) 𝑛−11 = (0,851 − 3,781 ) 5−11 = 0,23

Tỷ s ố truyền của cc tay số: 𝑖ℎ𝑚 = 𝑖ℎ1

1+ 𝑚−1 𝑎.𝑖 ( ) ℎ1

- Tay số 2: 𝑖ℎ2 =1+ 2−1 0, 3,( 3,78) 23 78= 2,02

- Tay số 3: 𝑖ℎ3 =1+ 3−1 0, 3,( 3,78) 23 78= 1,38

- Tay số 4: 𝑖ℎ4 =1+ 4−1 0, 3,( 3,78) 23 78= 1

- Tay số 5 (tay s OD) = ố 𝑖 = 0,ℎ𝑛 85

- Tay số l i:  𝑖 = 1, 𝑖 = 1, 3, = 4,𝑙 25 ℎ1 25 78 725

Vy t s truy n cỷ ố ề ủa hộp s d c 5 c p c số ọ  ó ố OD là:

𝑖 = 3, ; 𝑖 = 2, ; 𝑖 = 1, ; 𝑖 = 1; 𝑖 = 0, ; 𝑖 = 4,7ℎ1 78 ℎ2 02 ℎ3 38 ℎ4 ℎ5 85 𝑙

2 Tính s  răng c a c ặp bnh răng s (s 1, 2, 3, 4, 5) th a t s truyỏ ỷ  ền hộp s

2.1 Khong cch gi a c c trữ  c

Xe ô tô du lch ta ch n h s kinh nghi m C = 13 ọ ệ ố ệ

A = C 𝑀√3 𝑒𝑚𝑎𝑥 = 13 246 √3 = 81,5 𝑚𝑚

2.2 Chọn mô – đun ph p tuyn v gc nghiêng ca bnh răng

Mô – đun php tuyn xe du lch: m = 2, ÷ 325

Góc nghiêng bnh răng: 𝛽 = 22 34÷

Ta chọn mô – đun php tuy n v g c nghiêng cho c c tay s  à ó  ố

- Tay số 1: 𝑚1 = 3; 𝛽1 = 22°

- Tay số 2: 𝑚2 = 2,8; 𝛽2 = 24°

- Tay số 3: 𝑚3 = 2,6; 𝛽3 = 26°

- Tay số 4: 𝑚4 = 2,4; 𝛽4 = 28°

- Tay số 5: 𝑚5 = 2,25; 𝛽5 = 32°

2.3 Xc đ nh s răng ca cc bnh răng

Theo kinh nghiệm, s ố răng chủ động của cặp bnh răng gài số ở ố s truy n th p ề  được chọn: 𝑍1 = 16 𝑟ă𝑛𝑔 và chọn sơ bộ 𝑍𝑎 = 13 𝑟ă𝑛𝑔

Tỷ số truyền c a c p bủ ặ nh răng gà ối s 1: 𝑖𝑔1 =2𝐴.cos 𝛽1

𝑚 𝑍1 1 − 1 =2 ,5.cos813.1622 −

1 = 2,14

Số răng 𝑍′ c

1 ủa bnh răng b động 𝑍′

1 = 𝑖𝑔1.𝑍1 =16 14.2 =34,24

=> 𝑍′1 = 35 𝑛𝑔 𝑟ă

Ta có t sỷ ố truyền c a c p bủ ặ nh răng luôn ăn khớp: 𝑖𝑎 =𝑖ℎ1

𝑖𝑔1 =3,782,14= 1,77 Ban đu ta chọn sơ bộ𝑍𝑎 = 13 𝑟ă𝑛𝑔 ; 𝑍′𝑎 = 𝑖𝑎.𝑍𝑎 = 13 77 23.1, = 𝑟ă𝑛𝑔

Tỷ s ố truyền của cặp bnh răng của cc số trung gian: 𝑖𝑔𝑖 =𝑖ℎ𝑖

𝑖𝑎

- Tay số 2:𝑖𝑔2 =𝑖ℎ2

𝑖𝑎 = 1,14

- Tay số 3:𝑖𝑔3 =𝑖ℎ3

𝑖𝑎 = 0,78

- Tay số 4:𝑖𝑔4 =𝑖ℎ4

𝑖𝑎 = 0,56

- Tay số 5:𝑖𝑔5 =𝑖ℎ5

𝑖𝑎 = 0,48

Số răng của c p bặ nh răng cc số trung gian: 𝑍𝑖 = 2𝐴.𝑐𝑜𝑠𝛽𝑖

𝑚 (1+𝑖𝑖 𝑔𝑖); 𝑍′𝑖 = 𝑍𝑖.𝑖𝑔𝑖

Qua đó ta tnh được s răng c a cặp bố ủ nh răng cc số trung gian:

Tay số 2:𝑍2 = 2𝐴.𝑐𝑜𝑠𝛽2

𝑚 (1+𝑖2 𝑔2)= 25 𝑟ă ; 𝑍′𝑛𝑔 2 = 𝑍2 𝑖𝑔2 = 29 𝑟ă𝑛𝑔 Tay số 3:𝑍3 = 2𝐴.𝑐𝑜𝑠𝛽3

𝑚 (1+𝑖3 𝑔3)= 32 𝑟ă ; 𝑍𝑛𝑔 ′

3= 𝑍3 𝑖𝑔3 = 24 𝑟ă𝑛𝑔 Tay số 4:𝑍4 = 2𝐴.𝑐𝑜𝑠𝛽4

𝑚 (1+𝑖4 𝑔4)= 𝑟ă ; 𝑍39 𝑛𝑔 ′

4 = 𝑍4.𝑖𝑔4 = 22 𝑟ă𝑛𝑔 Tay số 5:𝑍5 = 2𝐴.𝑐𝑜𝑠𝛽5

𝑚 (1+𝑖5 𝑔5)= 42 𝑟ă ; 𝑍′𝑛𝑔 5 = 𝑍5 𝑖𝑔5 = 20 𝑟ă𝑛𝑔

H nh 1: Sơ đ h p s 5 c  p OD

3 Xc đnh moment xung lượng sinh ra trên trc thứ cấp khi gài s (khi

xe di chuy n tay s 5 v i tể  ớ c độ 80 km/h, không đạ p ly h p khi gài s 3, ợ 

bộ đồng tc s 3-4 b h ng) ỏ

V = 80km/h = 22,22 m/s

Chọn 𝐽𝑚 = 1,5𝑘𝑔𝑚2 ; 𝐽𝑙 = 0,022𝑘𝑔𝑚2

Phương trnh xung lượng khi gài số không tách ly hợp khi gài số 3:

𝑃4 𝑟4 𝑡 =𝐽𝑎(𝐽𝑚(𝐽+ 𝐽𝑚𝑙+ 𝐽).𝑖 (𝜔 − 𝜔ℎ3 𝑙) 𝑖ℎ32 𝑏+ 𝐽𝑎 𝑎𝑖ℎ3) Moment qun t nh c a tr ủ c thứ  c p:𝐽𝑎 =𝐺𝑔.𝑟𝑏𝑥2

𝑖02 = 2750.0,3275,0622 = 11 48, 𝑘𝑔𝑚2

Tốc đ g c cộ ó ủa trc th c p: ứ  𝜔𝑎 =𝑟𝑣

𝑏𝑥 𝑖0 =22,220,327 5,06 343 87= , 𝑟𝑎𝑑𝑠

Tốc đ g c tr c ly h p: ộ ó  ợ 𝜔𝑏 =𝑟𝑣

𝑏𝑥 𝑖0 𝑖ℎ5 =22,220,327 5, 0,06 85 292= ,26𝑟𝑎𝑑𝑠

𝑃4 𝑟4 𝑡 =𝐽𝑎(𝐽𝑚+ 𝐽𝑙).𝑖 (𝜔 − 𝜔ℎ3 𝑏 𝑎𝑖ℎ3)

(𝐽𝑚+ 𝐽𝑙) 𝑖ℎ32 + 𝐽𝑎

=11,48 (1,5 + 0,022) 1,38 292 26 343 87 38(1,5 + 0,022 1,38) ( 2, −+ 11,48 , 1, ) = −305,67 𝑁𝑚𝑠

4 Tính công trượ t ca ly hợp trong trường hợp đng ly hợp êm di nhất (bit xe di chuy n tay s 2 v i tể  ớ c độ 40 km/h trên đườ ng nh a t ự t, đạp

ly hợp gài s 3) 

Ta có công thức tnh công trượt của ly h p êm d u: ợ 

𝐿 = 𝐿1+ 𝐿2 = 𝑀𝑏(𝜔𝑚− 𝜔𝑏) (𝑡2 +1 2𝑡2

3 ) +12 𝐽𝑏(𝜔𝑚− 𝜔𝑏)2

Chọn 𝐾 = 0,25𝑁𝑠𝑚42 𝑣𝑎 𝐹 = 2,5 𝑚2; Đường bằng 𝛼 = 0 ; 𝜓 = 𝑓𝑐𝑜𝑠𝛼 + 𝑠𝑖𝑛𝛼 = 𝑓 = 0,02; 𝑣 = 40𝑘𝑚ℎ = 11,1 𝑚/𝑠

Moment cn chuyển động quy d n v  ề trc ly h p: ợ

𝑀𝑏=(𝐺0+ 𝐺𝑚)𝜓 + 𝐾𝐹𝑣2)𝑟𝑏𝑥

𝑖 𝑖 𝜂 𝑖ℎ3 𝑝 𝑡 0 =(27500.0, + 0, 2,5 ,102 25 11 2)0,327

1, 1.0, 5,38 93 06

= 31 57, 𝑁𝑚 Moment qun t nh c a xe:  ủ

𝐽𝑏=(𝐺0+ 𝐺𝑚).𝑟𝑏𝑥

2

𝑔 𝑖 𝑖 𝑖( ℎ3 𝑝 0)2 =

2750.0,3272

(1,38.5,06)2 = 6,03 𝑘𝑔 𝑚2

Vn tốc gốc của trc khu u: ỷ

𝜔𝑚= 𝑟𝑣

𝑏𝑥 𝑖 𝑖0 ℎ2 =0,32711,1 5, 2,06 02 346 96= , 𝑟𝑎𝑑/𝑠

Vn tốc gốc của trc ly hợp:

𝜔𝑏 = 𝑟𝑣

𝑏𝑥 𝑖 𝑖0 ℎ3 =0,32711,1 5, 1,06 38 237= ,03 𝑟𝑎𝑑/𝑠

Chọn 𝑡0 = 2,5𝑠 = > 𝑡1+ 𝑡2 = 2,5𝑠 <=>𝑀𝑏

𝑘 + √𝑘𝐴 = 2,5𝑠 Với 𝐴 = 2𝐽√ 𝑏(𝜔𝑚− 𝜔𝑏) = 36,41

Hệ s t l k: ố ỷ ệ 43,21𝑘 +36,41√𝑘 = 2,5𝑠 => 𝑘 =236 69 ,

𝑡1 =𝑀𝑘 = 0,13𝑠 => 𝑡𝑏 2 = 2,37𝑠 Vy công trượt trường hợp này là:

𝐿 = 𝐿1+ 𝐿2 = 𝑀𝑏(𝜔𝑚− 𝜔𝑏) (𝑡2 +1 2𝑡3 ) +2 12 𝐽𝑏(𝜔𝑚− 𝜔𝑏)2

= 31 57 346 96 237 03, ( , − , ) (0,132 +2.2,373 ) +12 6,03 346 ( ,96 237− ,03)2

= 44386 91, 𝐽

5. Tính công trượt ca ly hợp trong trường hợp kiểm nghiệm bền

Công trượt của ly hợp trong trường hợp kiểm nghiệm bền là khi trạng thi xe

đứng yên lc đó công trượ  là l n nht s ớ t Do đó ta có 𝜔𝑚 = 𝜔𝑀 (tốc độ gốc tại moment xo n cắ ực đại) và 𝜔𝑏 = 0 ; 𝛼 = 0

Ta có 𝜔𝑚 =2𝜋.𝑛𝑀

60 =2𝜋.380060 = 397 94, 𝑟𝑎𝑑/𝑠

Do xe đang đứng yên nên v = 0 m/s và 𝛼 = 0

=> 𝑀𝑏 = 𝐺 𝜓 𝑟𝑏𝑥

𝑖 𝑖 𝜂ℎ1 𝑜 𝑡 =27500.0, 0.3, 5, 0,78 06 93 = 10, 𝑁 𝑚02 327 11 Moment qun t nh c a xe: ủ 𝐽𝑏 =(𝐺0 +𝐺𝑚).𝑟𝑏𝑥2

𝑔.(𝑖 𝑖 𝑖ℎ1 𝑝 0)2= 2750 ((0,327)3, 5,78 062)2 = 0,8𝑘𝑔𝑚2

Chọn 𝑡0 = 2,5𝑠 = > 𝑡1+ 𝑡2 = 2,5𝑠 <=>𝑀𝑏

𝑘 + √𝑘𝐴 = 2,5𝑠 Với 𝐴 = 2𝐽√ 𝑏(𝜔𝑚− 𝜔𝑏) = 25,23

Hệ s t l k: ố ỷ ệ 10,11𝑘 +25,23√𝑘 = 2,5𝑠 => 𝑘 =109 79 ,

𝑡1 =𝑀𝑘 = 0,09𝑠 => 𝑡𝑏 2 = 2,41𝑠 Vy công trượt trường hợp này là:

𝐿 = 𝐿1+ 𝐿2 = 𝑀𝑏(𝜔𝑚) (𝑡2 +1 2𝑡3 ) +2 12 𝐽𝑏(𝜔𝑚)2

= 10,11 397( ,94) (0,092 +2.2,413 ) +12 0,8(397,94)2 = 69987 44, 𝐽

6. Xc đnh kích thước (R1 , R2) ca đa ma st ca ly hợp thỏa điều kiện bền theo áp su t cho phép ấ

Moment ma st của ly h p: ợ 𝑀𝑙 = 𝛽 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 𝐶ℎ𝑜󰈨𝑛 ℎê󰈨 𝑠ô󰆷 𝑑ư󰈨 𝑡𝑟ư 𝛽 = 1,56

𝑀𝑙 = 𝛽 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 = 1, 56 246 383= ,76 𝑁𝑚

Ngoài ra moment ma st cn được tnh theo công thức:

𝑀𝑙 = 𝛽 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 = 𝜇 𝑃 𝑅𝑡𝑏 𝑧𝑚𝑠

 𝑃 = 𝑀𝑙

𝜇.𝑅 𝑧 𝑡𝑏 𝑚𝑠 với 𝑅𝑡𝑏 =2 (𝑅2 3−𝑅1 3)

3(𝑅2 2−𝑅1 2 ) (3) Chọn ℎê󰈨 𝑠ô󰆷 𝑚𝑎 𝑠𝑎 𝑡 𝜇 = 0,25, số đôi bề ặ m t ma st 𝑧 = 2𝑚𝑠

p sut cho ph p t c dng lên b mặt ta chọn   ề 𝑞 = 200 103𝑁

𝑚 2 được xc đnh theo công thức: 𝑞 =𝑃

𝑆 => 𝑃 = 𝑞 𝑆 = 𝑞 𝜋 𝑅( 22 − 𝑅1 2) (4) T (3) và (4) => 𝑀𝑙

𝜇 2 (𝑅2 3−𝑅1 3 ) 3(𝑅2 2−𝑅1 2).𝑧𝑚𝑠

= 𝑞 𝜋(𝑅2 2 − 𝑅1 2)

Ta chọn sơ bộ 𝑅1 = 0,7𝑅 nên ta có 2 𝑀𝑙 3(𝑅22 −(0,7𝑅 2 ) 2 )

𝜇.2 (𝑅2 3 −(0,7𝑅 2 ) 3 ) 𝑧 𝑚𝑠 = 𝑞 𝜋(𝑅2 2 − (0,7𝑅2 )2)

0,25.2 (𝑅383 76, 3(𝑅2 2−(0,7𝑅2 )2)

2 3−(0,7𝑅2 ) 3 ) 2= 200000 𝜋 𝑅( 2 2 − (0,7𝑅2 )2) => 𝑅2 = 0,14 𝑚

𝑅1 = 0,7𝑅 = 0,10 𝑚 2

7 Xc đnh đườ ng kính trc cc đăng (D, d) (theo s vòng quay nguy

hi ểm và ứng suấ t xo ắ n.

7.1 Theo s v ng quay nguy hi m  ể

Số v ng quay nguy hi ểm của tr c  𝑛𝑡 = (1,2 ÷ 2)𝑛𝑚𝑎𝑥

Ta chọn 𝑛𝑡 = 1,5𝑛𝑚𝑎𝑥 = 1,5.𝑛𝑒𝑚𝑎𝑥

𝑖 𝑖ℎ5 𝑝 =1,5.57600,85 = 10165𝑝ℎ 𝑡𝑣𝑜𝑛𝑔

Chọn th nh tr c r ng à   𝛿 = 𝐷−𝑑2 = 2,5.10−3𝑚 => 𝐷 = 5.10−3+ 𝑑 và chiều dài trc cc đăng l = 1,4m

Theo bng t nh công th ức số  v ng quay nguy hiểm ta có

𝑛𝑡 = 15 10,3 4.√𝐷2𝑙+𝑑2 2 <=>10165 15= ,3.104. √(5.10 −3 +𝑑) 2 +𝑑 2

1,4 2 => 𝑑 =

0,08 𝑚 => 𝐷 = 5.10−3 + 0 = 0,08 085 𝑚

7.2 Theo ng suứ ất xoắ n

H nh 2: Sơ đ v  tr  tr c c c đăng

Tnh theo ng suứ t xoắn ta ch n h s dọ ệ ố ư bề àn l 4 với ứng su t xo n cho ph ắ p vt liệu là: [𝜏] = 100 300÷ 𝑀𝑁/𝑚2 𝑡𝑎 𝑐ℎ𝑜󰈨𝑛 [𝜏] = 200𝑀𝑁/𝑚2

Ta được ứng su t tr c c  c đăng c óthể chu xo n ắ 𝜏 =[ ]4𝜏 = 50𝑀𝑁𝑚2

𝜏 =𝑀𝑊2𝑚𝑎𝑥

𝑥 =𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 ℎ1 𝑝1𝑊 𝑖 𝑖

𝑥 𝑐𝑜𝑠𝛼 =246.3,78𝑊𝑥 𝑐𝑜𝑠6 = 50 10. 6=> 𝑊𝑥 = 1, 87 10−5 𝑚3 Chọn th nh trà c rng 𝛿 =𝐷−𝑑2 = 2,5.10−3𝑚 => 𝐷 = 5.10−3+ 𝑑

𝑊𝑥 =𝜋 (𝐷16𝐷4− 𝑑4) =𝜋 ((5.1016 10(5.−3+ 𝑑)−3+ 𝑑)4− 𝑑4) = 1,87 10 −5 => 𝑑 = 0, 8𝑚06

= 68𝑚𝑚

𝐷 = 5.10−3+ 𝑑 = 0,0 𝑚 =73 73𝑚𝑚 Vy đường k nh trong d = 68mm v  à đường k nh ngo i 68,5mm  à

8 Kiểm nghi m b n trệ ề c cc đăng theo ứng su ất xoắn và góc xo ắn.

Để đm bo điều kiện bền của trc cho c 2 trường h p theo ứng sut xoắn và ợ đp ứng số vng quay nguy hiểm của trc cc đăng th ta chọn k ch thức 

𝛼

đường k nh trc trong là d=80mm và  đường k nh ngoài D = 85  đ đượ c t nh theo số v ng quay nguy hi ểm trc cc đăng để ể ki m nghiệm bền

8.1 Theo ng suứ ất xoắ n

Khi làm vi c tr c 2 sệ   chu xo n, u n, kéo (hoắ ố ặc nn) Trong đó ứng su t xo n  ắ

là r t l ớn so v i các ng suớ ứ t còn lại Chọ sơ bộ óc xoắn g n = góc lệch = 6 ° Moment chống xo n cắ ủa tr c c c đăng

𝑊𝑥=𝜋 (𝐷16𝐷4− 𝑑4)=𝜋 (0,08516.0,0854− 0,084) = 2,60 10 −5𝑚3

ng sut xoắn cực đ i củạ a tr c cc đăng là: 

𝜏 =𝑀𝑊2𝑚𝑎𝑥

𝑥 =𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 ℎ1 𝑝1𝑊 𝑖 𝑖

𝑥 𝑐𝑜𝑠𝛼 =2,60 10246.3,78 −5 𝑐𝑜𝑠6= 35961616,88 𝑁/𝑚2

= 35,96 𝑀𝑁/𝑚2

𝜏 <[𝜏](100 300÷ )𝑀𝑁/𝑚2

Theo điều ứng sut xoắn th trc cc đăng thỏa mn điều kiện

8.2 Theo g c xo n  ắ

Gi tr g c xo n c a tró ắ ủ c cc đăng l : à 𝜃 =180𝜋 .𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 𝑖ℎ1.𝑖 𝑙 𝑝1

𝐺.𝐽𝑥.𝑐𝑜𝑠𝛼

Với 𝐽𝑥 moment qun t nh c ủa tit diện khi xo n:ắ 𝐽𝑥 =𝜋.(𝐷 −𝑑 )324 4 = 1, 10 10−6

G – mô đun đàn h i khi xo n ồ ắ 8.1010 𝑁/𝑚2

𝜃 = 180𝜋 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 ℎ1 𝑝1𝐺 𝐽 𝑖 𝑖 𝑙

𝑥.𝑐𝑜𝑠𝛼 =180𝜋 8.1010246.3,78.1,4 1, 10 10−6 𝑐𝑜𝑠6= 0,85°

Ta th ấy θ = 0,85 ° mà [θ] = 3 ° ÷ 9 ° nên coi như thỏa mn điều kiện cho phép.

9 Thit k  đườ ng kính tr c bán trc thỏa điều ki n b n (chệ ề ọn h s ệ  dư bền 2)

H nh 3:S ơ đ l c t c d ng lên b n     tr c

9.1 Ch ọn vt li u ệ

Gọi h s b n l s Ta c s = 2 Ta ch n v t li u s dệ ố ề à ó ọ  ệ ử ng để ch t o b n tr c l ạ   à thp 40X độ cứng bo đm HB 350 ÷ 420

ng sut tng hợp khi b n trc chu c uốn và xo n là  ắ

[𝜎𝑡ℎ] = 600 750÷ 𝑀𝑁/𝑚2

Với h s b n l 2 thệ ố ề à  ứng su t t ng h p cho ph p ch  ợ  u được c a b n tr c ta ủ   chọn là 𝜎𝑡ℎ = 300𝑀𝑁/𝑚2

Khi bn trc ch chu xo n thắ  ứng sut xoắn cho ph p l  à

[𝜏] = 500 650÷ 𝑀𝑁/𝑚2

Với h s b n l 2 thệ ố ề à  ứng su t xo n cho ph p ch ắ  u được c a b n tr c ta chủ   ọn

𝜏 =250 𝑀𝑁/𝑚2

Khi xe chuyển động, c c b n tr c, d m c u, v v c u c     à ỏ  ó thể ặ g p 1 trong 3 ch 

độ ti trọng đặc biệt

• Trưng h p 1 (L c X đt gi  tr c đi): bao g m khi truy n l c ồ ề ực ko cực đại và khi truy n lể ực phanh cực đại

• Trưng h p 2 (L c Y đt gi tr c đi c 𝑌 = 𝑌𝑚𝑎𝑥)

• Trưng h p 3 (L c Z đt gi tr c đi c 𝑍 = 𝑍𝑚𝑎𝑥)

H nh 4: Sơ đ t c d ng lên b n tr c ki m nghi     m b n gi m t i b n tr c 1/2    

Tuy nhiên, ở trường h p truy n l c k o cợ ề ự  ực đại ứng su t sinh ra ta c ó thể xem

là lớn nh t b ởi v trường hợp n y b n tr c ch u cà     ứng xu t u n do X1,X2 gây  ố nên trong m t ph ng ngang v Z1, Z2 gây lên trong m t ph ng thặ  à ặ  ng đứng v à ứng sut xoắn do X1, X2 gây nên V vy, để thi t k ta c n dựa trên ứng su t     tng hợp lớn nht để m ra được đườ t ng knh b n tr c Ngo  ài ra để t ứ x ng sut có thể  x y ra khi xe v n h nh th à  xe đang chạy c l c k o l n nh t tay ó ự  ớ  ở

số c tó ỷ số truyền lớn nh t l tay s 1  à ố Để xe có thể v n h ành đm b o trong 

mọi trư ng hợp ta c n thiờ  t k đường knh trc đm bo độ ề b n với hệ s b n 2 ố ề trong trường h p cho bn tr c gim tợ  i ½

9.2 Tính ton đường kính bn trc

Khi truyền lực ko cực đại

ng sut tng hợp c uốn và xo n l :  ắ à

𝜎𝑡ℎ =0,2𝑑𝑏 3√(𝑚2𝑘 𝐺2)2+ (𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥𝑟 𝑖ℎ 𝑖𝑜

𝑏𝑥 )2+ (𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 𝑖ℎ.𝑖𝑜

2

Chọn 𝑚2𝑘 = 1,2 à v