(Tiểu luận) đồ án thiết kế cầu chủ động ô tô

MỤC LỤC PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU CỦA CẦU CHỦ ĐỘNG 1.1 Cầu chủ động 1.2 Truyền lực 1.3 Vi sai 1.4 Bán trục CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CẦU CHỦ ĐỘNG 2.1 Phương án cho vi sai 2.2 Phương án cho truyền lực 2.3 Phương án cho bán trục TÍNH LỰC TÁC DỤNG LÊN TRUYỀN LỰC CHÍNH CẦU CHỦ ĐỘNG 3.1 Tính tốn truyền lực 3.2 Tính tốn vi sai 3.3 Tính tốn bán trục TÍNH BỀN CẦU CHỦ ĐỘNG 4.1 Tính tốn kiểm tra bền bánh truyền lực 4.2 Tính trục chọn ổ trục truyền lực 4.3 Tính tốn then đầu trục truyền lực 4.4 Tính bền vi sai 4.5 Tính bền bán trục 4.6 Tính bền dầm cầu THÁO LẮP, ĐIỀU CHỈNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA CẦU CHỦ ĐỘNG TÀI LIỆU THAM KHẢO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VÂN T I VIỆN CƠ KH CƠKH ƠTƠ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc -*** - - Nhiệm vụ đồ án: THIẾT KẾ CẦU CHỦ ĐỘNG Ô TÔ Số liệu ban đầu: - Loại xe, trọng lượng chở : Xe tải Trọng lượng xe đầy tải (kg):5500 Phân bố trọng lượng lên cầu chủ động đầy tải (kg): 3800 Động cơ: - Tỷ số truyền hộp số (số tiến/ số lùi): i1 i2 i3 5,016 2,672 1,585 - Tỷ số truyền cầu chủ động: i0 = 5,857 i4 i5 0,77 PH N T CH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU CỦA CẦU CHỦ ĐỘNG 1.1 Cầu chủ động 1.1.1 Công dụng Cầu chủ động phận cuối hệ thống truyền lực Phân phối mômen động đến hai bánh xe chủ động để xe chuyển động tiến lùi - Tăng tỷ số truyền để tăng mômen xoắn, tăng lực kéo bánh xe chủ động Cho phép bánh xe chủ động trái phải quay với vận tốc khác xe quay vòng Đỡ toàn trọng lượng phận đặt xe - 1.1.2 Yêu cầu Có tỷ số truyền cần thiết phù hợp với yêu cầu làm việc Đảm bảo độ cứng vững độ bền học cao - Phải có hiệu suất làm việc cao, làm việc khơng gây tiếng ồn, kích thước nhỏ gọn 1.1.3 Phân loại iR 4,783 - Theo kết cấu truyền lực chính: đơn, kép - Theo vị trí cầu chủ động xe: cầu trước chủ động, cầu sau chủ động Theo số lượng cầu bố trí xe: cầu chủ động, cầu chủ động, nhiều cầu chủ động Hình 1.1: Sơ đồ đặt vị trí cầu tơ a) b) Động đặt trước, cầu chủ động đặt sau, sử dụng nhiều ô tô tải cỡ nhỏ Động đặt sau, cầu sau chủ động, dùng cho ô tô con, ô tô khách cỡ trung c) Động đặt trước, cầu trước chủ động bố trí nhỏ gọn, dùng cho ô tô du lịch cỡ nhỏ d) Động đặt trước, hai cầu chủ động, dành cho ô tơ thể thao, tơ có độ thơng q cao, ô tô hoạt động điều kiện không đường xá e) Động đặt trước, hai cầu sau chủ động, dành cho tơ tải trung bình tô tải nặng f) Động đặt trước, tất cầu chủ động, dành cho ô tô quân sự, ô tô tải có độ thông qua cao, ô tô tải hoạt động điều kiện khơng có đường xá 1.2 Truyền lực 1.2.1 Cơng dụng - Tăng momen xoắn truyền momen xoắn qua cấu phân chia đến bán trục đặt góc (thường 900) 1.2.2 Yêu cầu Phải có tỉ số truyền phù hợp với đặc tính động lực học tơ Có tính kinh tế nhiên liệu hiệu suất truyền lực cao Đảm bảo độ cứng vững làm việc êm dịu Cho ô tô khoảng sáng làm việc cần thiết Làm việc êm dịu Vỏ, gối tựa trục truyền lực có độ cứng vững cao 1.2.3 Phân loại a) Truyền lực đơn: Hình 1.2: Sơ đồ truyền lực đơn a TLC b¸nh côn xon b TLC dạng hypoit c TLC d¹ng trơc vÝt b) Truyền lực kép: Truyền lực kép có tỷ số truyền tạo cặp bánh ăn khớp Gồm truyền lực trung tâm hay truyền lực bên (cạnh) Truyền lực kép sử dụng ô tô cần tỷ số truyền lớn truyền lực đơn khơng đáp ứng a) b) Hình 1.3: Sơ đồ truyền lực kép Truyền lực trung tâm Truyền lực bên 1.3 Vi sai 1.3.1 Công dụng Đảm bảo cho bánh xe chủ động quay với tốc độ góc khác tơ quay vịng di chuyển đường không phẳng 1.3.2 Yêu cầu Phân phối momen xoắn bánh xe hay trục theo tỷ lệ đảm bảo sử dụng trọng lượng bám tốt Kích thước vi sai phải nhỏ gọn Hiệu suất truyền động cao 1.3.3 Phân loại Theo đặt tính phân phối moment xoắn: a) b) Hình 1.4: Phân loại vi sai theo đặc tính phân phối moment Vi sai đối xứng Vi sai không đối xứng 1.4 Bán trục 1.4.1 Công dụng Dùng để truyền mômen xoắn từ vi sai đến bánh xe chủ động Trên loại bán trục khơng giảm tải hồn tồn cịn dung để chịu lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe chủ động 1.4.2 Yêu cầ u Phải chịu mô men lớn khoảng thời gian dài Bán trục phải cân tốt Với bán trục cầu dẫn hướng chủ động phải đảm bảo tính đồng tốc cho đoạn trục bán trục Đảm bảo độ xác hình dáng hình học kích thước 2.CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CẦU CHỦ ĐỘNG Đối với xe tải, ta chọn cầu chủ động đặt phía sau *Tuy xe có cầu chủ động đặt phía sau có vài nhược điểm như: Xe dễ lái đường trơn trượt, ổ gà, mắc kẹt xuống rãnh, Bộ truyền động phải qua trục cac-đăng dài, cồng kềnh, tăng trọng lượng xe *Nhưng nhược điểm chấp nhận so với xe tải Bù lại, xe tải có khả bám đường tốt chỡ hàng, xe tăng tốc tốt Hệ thống bánh trước giải thoát, làm tốt nhiệm vụ dẫn động 2.1 Phương án cho vi sai Trong đồ án ta chọn loại vi sai bánh côn đối xứng Lý do: - Kết cấu đơn giản - Được sử dụng rộng rại phổ biến loại xe tải Hình 2.1.1: Sơ đồ vi sai đối xứng đặt cầu chủ động – bánh bị động truyền lực – bánh chủ động truyền lực – bán trục – bánh bán trục – bánh hành tinh – vỏ vi sai *Cấu tạo truyền lực vi sai thể hình 2.1.2 Đây truyền lực cấp, bánh côn xoắn Truyền lực bao gồm bánh chủ động (còn gọi bánh dứa) bánh bị động (còn gọi bánh vành chậu) Bánh chủ động truyền lực chế tạo liền trục gối vỏ ổ đỡ Bánh bị động thường ghép với vỏ vi sai gối vỏ hai ổ đỡ Vỏ vi sai (được ghép với bánh bị động bulông) có lỗ để đặt trục bánh hành tinh Trục bánh hành tinh dạng đơn, dạng ba trạc chữ thập tuỳ theo số lượng bánh hành tinh vi sai hai, ba bốn Hai bánh mặt trời (bánh bán trục) lắp đặt để quay tương đối vỏ vi sai Hai bánh mặt trời ăn khớp thường xuyên với bánh hành tinh hai bánh mặt trời lỗ có then hoa để ăn khớp với then hoa hai bán trục Hình 2.1.2 - Sơ đồ cấu tạo truyền lực vi sai Nguyên lý làm việc: - Khi ôtô chuyển động thẳng (hình 2.1.2.a) Mômen từ trục đăng truyền tới trục chủ động sang bánh bị động truyền lực đến vỏ vi sai Khi ôtô chuyển động thẳng đường phẳng, sức cản hai bánh xe chủ động bán kính lăn hai bánh xe chủ động Khi bánh hành tinh không quay quanh trục mà đóng vai trò vấu truyền để truyền mômen từ vỏ vi sai đến hai bánh mặt trời hai phía với mômen số vòng quay đến hai bánh xe chủ động - Khi ôtô quay vòng (hình 2.1.2.b) Giả sử ôtô dang chuyển động quay vòng sang phải, lúc tốc độ góc hai bánh xe khác Bánh xe bên trái nằm xa tâm quay vòng nên có tốc độ góc lớn bánh xe bên phải nằm gần tâm quay vòng Thông qua bán trục làm hai bánh mặt trời phía trái phía phải có tốc độ góc khác Trong trường hợp cụ thể bánh mặt trời bên trái quay nhanh bánh mặt trời bên phải Lúc bánh vệ tinh vừa quay theo vỏ vi sai vừa quay quanh trục bảo đảm cho hai bánh mặt trời quay với tốc độ góc khác phù hợp với tốc độ quay khác bánh xe chủ động 2.2Truyền lực chính: chọn loại đơn dạng bánh hypoit Hình 2.7 Sơ đồ truyền lực bánh dạng hypoit 2.3 Phương án bán trục Bán trục ta chọn loại bán trục giảm tải hoàn toàn, loại bán trục chịu moment xoắn chịu lực khác tác dụng lên Lý do: xe tải có tải trọng lớn nên chọn kiểu kết cấu để bán trục có nhiệm vụ truyền moment xoắn tới bánh xe, giúp giảm tải lực tác dụng lên bán trục, nhằm tăng độ bền cho bán trục