969 8chuong 3 bf26g 20130111024451

CHƯƠNG TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM CÁC CHI TIẾT 3.1.Các thông số ban đầu - Tỷ số truyền hộp số tay số: Số I 3,818 Số II 2,21 Số III 1,423 Số IV 1,029 Số V 0,858 Số lùi 3,583 - Trọng lượng xe G = 1210KG - Số vòng quay ổn định tối thiểu động nemin = 2500 v/ph - Công suất cực đại động Nemax = 52kw đạt vòng quay neN = 6000 v/ph - Mô men xoắn cực đại 6000 v/ph : 1400N.m Và số thơng số khác kết cấu kích thước hộp số chi tiết trình bày cụ thể q trình tính tốn 3.1.1 Kiểm nghiệm bánh bị động số I độ bền uốn - Bánh bị động số I bánh trụ thẳng nên ứng suất uốn tính theo cơng thức:  F1  2.M t k F Y Y YF  F2  bW d w1 m  F   F YF   F  y F1 Trong đó: Mt- Mơ men tính tốn M t=Mđmax.i i  i =1400x1,5x0,98=2058N.m Mđmax- Mô men xoắn lớn động M đmax = 1400N.m 26 i - Hiệu suất truyền lực từ động đến BZ cần tính  i =0,98 i i -Tỷ số truyền từ động đến BZ cần tính : i i =3,8/3,5=1,085 m=9 :b w = 36 :d w1 =m.z=12x9 =108 Y  -Hệ số kể đến trùng khớp răng, Y  =1/ a :  a =1,88-3,2(1/z +1/z )=1,54 vây Y  =1/ a =1/1,54=0,65 Y  - Hệ số kể đến độ nghiêng ,với thăng Y  =1 Y F , Y F - Hệ số dạng bánh số1,bánh số Y F =3,46 : Y F =3,42 K F - Hệ số tải trọng; K F = K Fv KF k F KF - Hệ số kể đến tập trung tải trọng theo chiều rộng vành răng, KF =1.05 K Fv -Hệ số tải trọng động K Fv =1 k F -Hệ số kể đến phân bố tải trọng không cho đôi k F =1 Như ta có: K F = 1,05x1x1=1,05 Vậy:  F =198[N/mmN/mm ]  F  :  F =196 [N/mmN/mm ]  F  3.1.2 Kiểm nghiệm bánh bị động số I độ bền tiếp xúc Áp dụng công thức V-22 trang 158 tài liệu [N/mm2] tập II phần II ứng suất tiếp xác định theo công thức sau:  H  z m z H z M t K H  i  1 bw d w1 i 27   H  Trong i tỷ số truyền cặp bánh số I ta có: i  Z 42  3,5 Z1 12 Z M -Hệ số kể đến tính vật liệu làm bánh răng: =6,5 Z H -Hệ số kể đến hình dạng tiếp xúc:=1,56 Z  -Hệ số kể đến trùng khớp răng, với thăng  a Z= = 0,9 K H : Hệ số tải trọng tính tiếp xúc, với : K H =K Hv K H K H với K H =1 : K H -hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành tính tiếp xúc: K H =1,05 : K Hv =1  H =105 [N/mmN/mm ]  H   Kiểm nghiệm tải: Khi làm việc bánh bị tải nhiều nguyên nhân: nhả li hợp đột ngột, ga đột ngột, xe sa xuống hố Với hệ số tải trọng M max động K td = M = (là hệ số dư trữ mômen li hợp)  =2 2,5 chon  t =2 Vì cần kiểm nghiệm tải dựa vào ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn lớn Để tránh biến dạng dư mòn lơp bề mặt răng, ứng suất tiếp xúc cực đại  H max = H K qt  [N/mm H ] max =105 =148,5 [N/mmN/mm ] 28 Đồng thời đề phòng biến dạng dư phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng, ứng suất uốn cực đại  F max mặt lượn không vượt giá trị cho phép  F max = F k qt  [N/mm F ] max =198x2=396 [N/mmN/mm ] 3.2 Tính tốn kiểm bền trục hộp số Tính tốn kiểm nghiệm trục hộp số nhằm mục đích xem trục có thoả mãn với điều kiện làm việc hay khơng Tính tốn trục làm sở cho việc khai thác sử dụng hộp số tính tốn thiết kế sau Trục hộp số tính tốn theo độ bền xoắn, uốn, ứng suất chèn dập hệ số an toàn độ cững vững trục Ta tiến hành kiểm nghiệm bền trục hộp số bánh số I ăn khớp 3.2.1 Tải tác dụng lên trục + Xác định lực vòng tác dụng lên trục Áp dụng công thức VII-24 tài liệu [N/mm2] tập II phần II trang 162 lực vòng: P Ta có: P  2M t m.Z 5145000 27222[N/mm N ] 42 + Xác định lực hướng kính tác dụng lên trục Pr = P.tg - Là góc ăn khớp;  = 200 Vậy Pr = 27222.tg200 = 9908 [N/mmN] 29  Xác định phản lực gối đỡ Phương trình đàn hồi khơng có ổ đỡ giữa: y Trong đó:  Pr a.x L2  a  x EJ  J - mơ men qn tính tiết diện ngang trục E - mô đun đàn hồi vật liệu chế tạo trục x,y - toạ độ tiết diện xác định độ võng Giả thiết trục chịu tác dụng phản lực C = P r đặt ổ đỡ giữa, xác định độ võng trục tiết diện đặt lực C Khi x = L 1, a = L2; ta có: Pr L12 L22 yc  3EJL Trong đó: Pr- lực hướng kính tác dụng lên trục (N) L1- khoảng cách gối tựa A- C (mm) L2- khoảng cách gối tựa B - C (mm) L - tổng chiều dài trục (mm) Trong thực tế ổ đỡ (C) có độ võng khơng, y P = yC Phản lực ổ đỡ lực P r gây là: RCY    Pr a L2  L12  a =10280 N 2.L1 L22 Phản lực ổ đỡ lại: R AY  Pr a  RCY L2 =1370 N L R BY  Pr  L  a   RCY L1 =998 N L Bằng cách tương tự ta xác định phản lực ổ đỡ theo phương lực vòng P sau: 30 RCX   R A· X  R BX   P.a L2  L12  a =28244 N 2.L1 L22 P.a  RCX L2 =3626 N L P  L  a   RCX L1 =2741 N L + Phản lực sinh gối đỡ Ta có: Mx = RAx L = 3626 x 215 = 779590 [N/mmN.mm] My = RAy L = 1370 x 215 = 294550 [N/mmN.mm] M u  M x2  M y2 =833 [N/mmNm] tđ =   3.   =  M max 833000 = = 0,1.d 0.180 16,2[N/mmN/mm ] Mt 5145000 =50,24[N/mmN/mm ] = 0,2.d 0.2 80 tđ = 16.2  50.24 52,78   dn = 80 [N/mmmm] đường kính ngồi trục  40 0,5 tỷ số đường kính đường kính ngồi 80 trục So sánh u = 79,6 < [N/mmu] = 169,7 Vậy trục đủ bền 3.2.2 Kiểm tra độ cứng trục 31 Độ cứng vững trục ảnh hưởng lớn tới chất lượng làm việc cặp bánh Khi độ cứng vững cao cho độ bền bánh cao giảm tiếng ồn làm việc Như vầy cần thấy phải kiểm tra độ cứng trục thông số độ vững góc xoay trục tiết diện đặt bánh Tại tiết diện r trục có độ cứng lớn xác định theo công thức trang 175 tài liệu [N/mm2] tập II phần II Y Pr A K C B P X a L2 L1 L Hình 2-12 Sơ đồ xác định độ võng trục K L-Chiều dài trục; L 1, L2Khoảng cách gối đỡ; a-Khoảng cách từ ổ A đến vị trí lắp bánh  Xác định độ võng trục Độ võng trục tiết diện K xác định theo công thức: yK  Pr a b  [N/mmyK] 3EJ L2 Trong đó: E - mô đun đàn hồi vật liệu làm trục, E = 2,15.10 (N/mm2) 32 J - mô men quán tính tiết diện trục [N/mmy]  0,15 (mm) – Là độ võng cho phép trục  Tính góc xoay trục tiết diện K Góc xoay trục xác định theo công thức:  Pr a.b b  a   [N/mm] 3EJ L2 [N/mm]  0,002 (rad) - Là góc xoay cho phép J-Mơ men qn tính tiết diện trục   D4  d Với trục rỗng ta có: J  64 ta có J     3,14 80  40 1884000 mm 64   9908 285 65 220 Vậy y r  2,15.10 1884000 350 yr = 0,95.10-4 [N/mmmm] Độ võng cho phép [N/mmy]  0,15 [N/mmmm] Ta có yr < [N/mmyr] Vậy tiết diện r trục có độ võng nhỏ độ võng cho phép *Tính góc xoay trục chỗ lắp ổ chặn:  Mo  C     C  Ta có:   EJ       9908 2152 565     215   2,15.105 1884000  565   = 0,0015 rad Vậy  < [N/mm] = 0,002 rad 33 Vậy góc xoay cho phép so với đường tâm trục bảo đảm theo u cầu 3.2.3 Tính tốn kiểm nghiệm hệ số an tồn trục Do tiết diện r gây mơ men uốn xoắn, hệ số an toàn xác định theo công thức VII-39 tài liệu [N/mm2] tập II phần II n n  n  n 2  n 2  n  1,5 2,5 n- Hệ số an toàn xét đến ứng suất pháp n-Hệ số an toàn xét đến ứng suất tiếp n   1 K  a     m ;   n   1 .  m  K   a    -1; -1: Giới hạn mỏi vật liệu uốn xoắn theo chu kỳ đối xứng ; : Hệ số đặc trưng quan hệ giới hạn mỏi uốn xoắn tuần hoàn đối xứng mạch động m; m: Giá trị trung bình ứng suất pháp uốn ứng suất tiếp xoắn a; a: Biên độ ứng suất pháp ứng suất tiếp K; K: Hệ số tập trung ứng suất pháp ứng suất tiếp ; :Hệ số kích thước ứng suất pháp ứng suất tiếp Với hệ số tra bảng từ (7 -4) đến (7 -7) thiết kế chi tiết.i hệ số tra bảng từ (7 -4) đến (7 -7) thiết kế chi tiết số tra bảng từ (7 -4) đến (7 -7) thiết kế chi tiết tra bảng từ (7 -4) đến (7 -7) thiết kế chi tiết.ng từ (7 -4) đến (7 -7) thiết kế chi tiết (7 -4) đến (7 -7) thiết kế chi tiết.n (7 -7) thiến (7 -7) thiết kế chi tiết.t kến (7 -7) thiết kế chi tiết chi tiến (7 -7) thiết kế chi tiết.t      K K b -1 0,15 0,1 0,25 2,1 0,6 0,6 34 N/mm2 1150 N/mm2 460 -1 N/mm2 230 Trong đó: -1 = (0,4  0,45) b chọn -1 = 0,4 b -1 = 0,4b = 0,4 x 1150 = 460[N/mmN/mm 2] -1 = (0,2  0,25) b chọn -1 = 0,2 b -1 = 0,2 x 1150 = 230 [N/mmN/mm 2] Do trục quay chiều làm việc không liên tục nên: - ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng nên m = 0; m = max = u = 79,6 [N/mmN/mm2] - ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ đối xứng nên a = 0; m = = tx/2= 5,42/2 = 2,71 [N/mmN/mm 2] Do ta có: n  1 460  13,8 K  a 0,25 ; 79,6    m 0,6   n  Vậy n  230 2,1 2,71 0,1 2,71  0,6 n  n  n 2  n 2  13,8 23,5 13,8   23,5 11,9 So sánh n = 11,9 > [N/mmn] = 1,5  2,5 Vậy độ cứng trục bảo đảm 3.2.4 Kiểm nghiệm góc xoắn trục 35 Theo cơng thức:  M x  GJ p Trong đó: Mx: Mơ men xoắn tác dụng lên trục  : Chiều dài chịu xoắn trục Jp: Mơ men qn tính độc cực tiết diện J= 0,1 d4 G: Mô đun đàn hồi loại vật liệu G = 8,5.105 [N/mmKG/cm2] Vậy ta có:  5145 0,565 0,08 8,5.10 0,1 0,08 Để đánh giá xoắn trục người ta thường dùng thơng số góc xoắn đơn vị chiều dài trục Ta có:  0,08  0,14  m  0,565   Với [N/mm] = 20 mét chiều dài trục Vậy [N/mm] = 20 >  Sau q trình tính tốn kiểm bền trục hộp số xe chạy số I chế độ mô men xoắn cực đại ta thấy trục hộp số đảm bảo điều kiện bền ứng suất, hệ số an toàn, độ cứng (độ võng góc xoay) đảm bảo điều kiện góc xoắn cho phép 36 37