Câu 1: Tính và lựa chọn tỷ số truyền hộp số dọc 5 cấp có một số OD Bán kính làm việc của bánh xe chủ động được xác định theo công thức sau: Trong đó: + Do thông số kỹ thuật của lốp xe: + B: chiều rộng của lốp (m), B = 215 mm + d: đường kính vành (m), d = 16 (inch) Tỉ số truyền lực chính được xác định theo công thức sau: Trong đó: + ihn – Tỷ số truyền của hộp số ở số cao nhất. Đối với hộp số có số OD: ihn=0,65 ÷0,85. Chọn ihn=0,65 (vì có số dọc OD) + ne max – Số vòng quay lớn nhất của động cơ. + rbx – Bán kính làm việc của bánh xe (m). + nN – Số vòng quay của động cơ tương ứng với công suất lớn nhất. Đối với động cơ phun dầu: λ=0,8 ÷0,9. Chọn λ=0,9 (do động cơ Diesel) Theo điều kiện kéo, tỷ số truyền ih1được xác định theo công thức sau: Trong đó: + G – Trong lượng toàn bộ của xe (N) � �
Trang 11
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Minh Triết 20058561
Lê Phước Minh Trí 20052211 Nguyễn Quốc Thịnh 20060081 Tiêu Nhật Trí 20061101 Nguyễn Thiên Phú 21010201
TP HCM, Ngày 17 tháng 03 năm 2024
Trang 22
MỤC LỤC
THÔNG SỐ KỸ THUẬT - 1 - Câu 1: Tính và lựa chọn tỷ số truyền hộp số dọc 5 cấp có một số OD - 2 - Câu 2: Tính số răng của cặp bánh răng số (số 1, 2, 3, 4, 5) thỏa tỷ số truyền hộp số.- 4 - Câu 3 Xác định moment xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số (khi sang số 1-
2, 2-3, 3-5, 5-4, 4-3, 3-1, ly hợp KHÔNG LY khi gài số, bộ đồng tốc số bị hỏng) - 6 -
Câu 4 Tính công trượt của ly hợp trong trường hợp đóng lý hợp êm dịu nhất (khi sang
10 Kiểm nghiệm bền bán trục - 20 -
Trang 3- 1 -
THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Số vòng quay ứng với công
Số vòng quay ứng với
Trang 4- 2 -
Câu 1: Tính và lựa chọn tỷ số truyền hộp số dọc 5 cấp có một số OD
* Bán kính làm việc của bánh xe chủ động được xác định theo công thức sau:
+ ihn – Tỷ số truyền của hộp số ở số cao nhất
Đối với hộp số có số OD: ihn = 0,65 ÷ 0,85 Chọn ihn = 0,65 (vì có số dọc OD) + ne max – Số vòng quay lớn nhất của động cơ
+ rbx – Bán kính làm việc của bánh xe (m)
+ nN – Số vòng quay của động cơ tương ứng với công suất lớn nhất
Đối với động cơ phun dầu: λ = 0,8 ÷ 0,9 Chọn λ = 0,9 (do động cơ Diesel)
* Theo điều kiện kéo, tỷ số truyền ih1được xác định theo công thức sau:
= 3,88
𝑖ℎ1 ≥ 𝐺 Ψ𝑚𝑎𝑥 𝑟𝑏𝑥
𝑀𝑒 𝑚𝑎𝑥 𝑖𝑜 𝑖𝑝 𝜂𝑡 =
2570.10 0,35.0,32204.3,88.0,93 = 3,91
Trang 5- 3 -
+ Ψmax- Hệ số cản chuyển động lớn nhất
Ψmax = 0,35 ÷ 0,50 Chọn Ψmax = 0,35 ( do xe du lịch cỡ nhỏ)
+ rbx – Bán kính làm việc của bánh xe (m)
+ i0 – Tỷ số truyền của truyền lực chính
+ ηt - Hiệu suất của hệ thống truyền lực
+ Me max- Momen cực đại của động cơ (N.m)
- Đối với trọng lượng bám Gφ được xác định theo công thức sau:
- Trong đó:
+ Gcd – Trọng lượng phân bố lên các cầu chủ động (N) ( do xe có trọng tâm nằm ở giữa nên Gcd = 0,5 G
+ mcd – Hệ số phân bố lại tải lên cầu chủ động, mcd = 1,2 ÷ 1,35 Chọn mcd = 1,2
- Theo điều kiện bám và vận tốc nhỏ nhất, tỷ số truyền ih1được xác định theo công thức sau:
Trang 7- 5 -
+ Giá trị góc nghiêng: nên ta chọn
+ Số răng chủ động của cặp bánh răng gài số ở tỷ số truyền thấp:
==>
- Tỷ số truyền của các cặp bánh răng luôn ăn khớp:
- Tỷ số truyền của các cặp bánh răng gài số:
+ Số 2:
+ Số 3:
+ Số 4:
+ Số 5:
- Số răng của các bánh răng trên trục trung gian và thứ cấp được xác định:
+ Qua đó ta tính được số răng của cặp bánh răng trung gian:
𝑖𝑔2 =𝑖ℎ2
𝑖𝑎 =
1,741,45= 1,2
𝑖𝑔4=𝑖ℎ4
𝑖𝑎 =
0,821,45= 0,57
Trang 83.1 Trường Hợp Khi Sang Số 1-2
Chọn V=80 km/h=22,22 m/s
Chọn moment quán tính của phần chủ động: Jm=1,5 (𝑁𝑚𝑠2)
Chọn moment quán tính của phần bị động: Jl=0,022 (𝑁𝑚𝑠2)
Trang 9- 7 -
Vận tốc góc trục sơ cấp: 𝜔𝑏 =𝑣.𝑖0𝑖ℎ1
𝑟𝑏𝑥 =22,22.3,88.3,93
0,32 = 1058,81 (rad/s) Phương trình moment xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số 2:
P2 r2 t = 𝐽𝑎.(𝐽𝑚+𝐽𝑙).𝑖ℎ2.(𝜔𝑏−𝜔𝑎.𝑖ℎ2)
(𝐽 𝑚 +𝐽 𝑙) 𝑖ℎ22 +𝐽 𝑎 =17,48.(1,5+0,022).1,74.(1058,81−296,41.1,74)
(1,5+0,022).(1,74)2+17,48 =1138,13 Nms
3.2 Trường Hợp Khi Sang Số 2-3
Chọn V=80 km/h=22,22 m/s
Chọn moment quán tính của phần chủ động: Jm=1,5 (𝑁𝑚𝑠2)
Chọn moment quán tính của phần bị động: Jl=0,022 (𝑁𝑚𝑠2)
𝑟𝑏𝑥 =22,22.3,88
0,32 = 296,41 rad/s Vận tốc góc trục sơ cấp: 𝜔𝑏 =𝑣.𝑖0 𝑖 ℎ2
𝑟𝑏𝑥 =22,22.3,88.1,74
0,32 = 468,79 (rad/s) Phương trình moment xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số 3:
Chọn moment quán tính của phần chủ động: Jm=1,5 (𝑁𝑚𝑠2)
Chọn moment quán tính của phần bị động: Jl=0,022 (𝑁𝑚𝑠2)
𝑟 𝑏𝑥 =22,22.3,88.1,12
0,32 = 301,75(rad/s) Phương trình moment xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số 5:
Trang 10- 8 -
Chọn V=80 km/h=22,22 m/s
Chọn moment quán tính của phần chủ động: Jm=1,5 (𝑁𝑚𝑠2)
Chọn moment quán tính của phần bị động: Jl=0,022 (𝑁𝑚𝑠2)
𝑟𝑏𝑥 =22,22.3,88.0,65
0,32 = 175,12 (rad/s) Phương trình moment xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số 4:
Chọn moment quán tính của phần chủ động: Jm=1,5 (𝑁𝑚𝑠2)
Chọn moment quán tính của phần bị động: Jl=0,022 (𝑁𝑚𝑠2)
𝑟 𝑏𝑥 =22,22.3,88
0,32 = 296,41 rad/s Vận tốc góc trục sơ cấp: 𝜔𝑏 =𝑣.𝑖0 𝑖ℎ4
𝑟 𝑏𝑥 =22,22.3,88.0,82
0,32 = 220,92 (rad/s) Phương trình moment xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số 3:
P3 r3 t = 𝐽𝑎.(𝐽𝑚+𝐽𝑙).𝑖ℎ3.(𝜔𝑏−𝜔𝑎.𝑖ℎ3)
(𝐽 𝑚 +𝐽𝑙).𝑖ℎ32 +𝐽 𝑎 =17,48.(1,5+0,022).1,12.(220,92−296,41.1,12)
(1,5+0,022).(1,12)2+17,48 = -170,61 Nms
3.6 Trường Hợp Khi Sang Số 3-1
Chọn V=80 km/h=22,22 m/s
Chọn moment quán tính của phần chủ động: Jm=1,5 (𝑁𝑚𝑠2)
Chọn moment quán tính của phần bị động: Jl=0,022 (𝑁𝑚𝑠2)
Trang 11- 9 -
Vận tốc góc trục thứ cấp: 𝜔𝑎 =𝑣.𝑖0
𝑟𝑏𝑥 =22,22.3,88
0,32 = 296,41 rad/s Vận tốc góc trục sơ cấp: 𝜔𝑏 =𝑣.𝑖0𝑖ℎ3
𝑟𝑏𝑥 =22,22.3,88.1,12
0,32 = 301,75 (rad/s) Phương trình moment xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số 1:
P1 r1 t =𝐽𝑎.(𝐽𝑚+𝐽𝑙).𝑖ℎ1.(𝜔𝑏−𝜔𝑎.𝑖ℎ1)
(𝐽𝑚+𝐽𝑙).𝑖ℎ12 +𝐽𝑎 =17,48.(1,5+0,022).3,93.(301,75−296,41.3,93)
(1,5+0,022).(3,93) 2 +17,48 = -2201,825 Nms
Câu 4 Tính công trượt của ly hợp trong trường hợp đóng lý hợp êm dịu
+ 𝑀𝑏 - momen cản chuyển động quy dẫn về trục ly hợp
+ 𝜔𝑚, 𝜔𝑏 - vận tốc góc của trục khuỷu và trục ly hợp
+ 𝑡1, 𝑡2 - thời gian trượt
+ 𝐽𝑏 - mômen quán tính của xe và romooc quy dẫn về trục ly hợp
𝜔𝑏 =𝑣 𝑖0𝑖ℎ3
𝑟𝑏𝑥 =
11,1.3,88.1,120,32 = 150,74 𝑟𝑎𝑑/𝑠
Trang 12+ 𝐺0 - Trọng lượng toàn bộ của xe (N)
+ Gm – Trọng lượng toàn bộ của rơmoóc (N)
+ 𝑖ℎ3𝑖𝑝𝑖𝑜− Tỷ số truyền của hộp số, hộp số phụ và truyền lực chính
+ K - hệ số cản của không khí (xe du lịch vỏ kín chọn K= 0,25 (N𝑠2
𝑚 4) + F - diện tích mặt chính diện của xe ( xe du lịch vỏ kín chọn F=2 𝑚2)
Trang 13𝜔𝑏 =𝑣 𝑖0𝑖ℎ3
𝑟𝑏𝑥 =
11,1.3,88.1,120,32 = 150,74 𝑟𝑎𝑑/𝑠
Moment cản chuyển động quy dẫn về trục ly hợp:
Trang 14Câu 5: Tính công trượt của ly hợp trong trường hợp kiểm nghiệm bền
- Công trượt của ly hợp trong trường hợp kiểm nghiệm bền khi trạng thái xe đứng yên lúc đó công trượt sẽ lớn nhất (tốc độ góc tại moment xoắn cực đại) ➔ sự trượt lớn nhất
- Ô tô đứng yên nên 𝜔𝑏 = 0; 𝛼 = 0
- Ô tô trên đường bằng nên 𝑃𝑖 = 0, 𝑃𝜔 = 0, 𝑃𝑗 = 0
- Ta khảo xát xe trên đường nhựa tốt nên chọn f = 0,015
Do xe đang đứng yên nên v =0 m/s
- Momen cản chuyển động quy dẫn về trục ly hợp:
Trang 15- Theo công thức Momen ma sát của li hợp:
+ 𝛽- Hằng số dự trữ của ly hợp Đối với xe du lịch: 𝛽 = 1,3 ÷ 1,75.Nên chọn 𝛽 = 1,5
𝜋.(𝑅2−𝑅1) ≤ [𝑞] <=> 𝑃
3,14.0,4375.𝑅2 ≤ 180 (kN/m2) (1)
𝑀𝑙 = 𝛽 𝑀𝑒 𝑚𝑎𝑥 = 𝜇 𝑃 𝑅𝑡𝑏 𝑝 (2)
Trang 16- Thay 𝑅𝑡𝑏 ≈ 0,881𝑅2 vào công thức (2), ta được:
-Thay (3) vào công thức (1), ta được:
Vậy chọn R2 = 13 (cm) và R1 = 0,75.R2 = 0,75.13 = 9,75 (cm)
7 Xác định đường kính trục các đăng (D,d) (theo số vòng quay nguy hiểm
và ứng suất xoắn )
7.1 Theo số vòng quay nguy hiểm:
Ta chọn : 𝑛𝑡 = 1,8 𝑛𝑚𝑎𝑥 = 1,8𝑛𝑒𝑚𝑎𝑥
𝑖 ℎ5 𝑖 𝑝 =1,8.3240
0.798.1 = 7308,27 (𝑣
𝑝) Chọn thành trục rỗng 𝛿= 𝐷−𝑑
2 = 2 10−3𝑚 => 𝐷 = 4 10−3+ 𝑑 và chiều dài trục các đăng l=1,4m Đối với xe du lịch thiết kế trục các đăng có điểm tựa đặt tự do trong các điểm tựa
- Theo bảng tính công thức số vòng quay nguy hiểm ta có:
Trang 177.2 Theo ứng suất xoắn:
Khi làm việc trục 2 sẽ chịu xoắn, uốn, kéo hoặc nén Trong đó ứng suất xoắn là rất lớn so với các ứng suất còn lại Chọn sơ bộ góc xoắn bằng góc lệch (𝛼=6°)
- Moment chống xoắn của trục các đăng
Chọn D=0,075m, d=0,071m để thiết kế, kiểm nghiệm bền
Câu 8 Kiểm nghiệm bền trục các đăng theo ứng suất xoắn và góc xoắn.
8.1 Theo ứng suất xoắn
Trang 18- 16 -
Khi làm việc trục 2 sẽ chịu xoắn, uốn, kéo (hoặc nén) Trong đó ứng suất xoắn
là rất lớn so với các ứng suất còn lại Chọn sơ bộ góc xoắn = góc lệch = 6°
- Moment chống xoắn của trục các đăng
= 49,4 106(𝑀𝑁
𝑚2) < [𝜏] = (100 ÷ 300)(𝑀𝑁
𝑚2) Theo điều kiện ứng suất xoắn thì trục các đăng thỏa mãn điều kiện bền
Trang 19- 17 -
Câu 9 Thiết kế đường kính trục bán trục thỏa điều kiện bền (chọn hệ số dư bền 3)
Hì nh 9.1: Cầ u trướ c chu độ ng -Trộng đó: Z1, Z2 – Phản lực thẳng đứng tác dụng lên bánh xe trái và phải
-Y1, Y2 – Phản lực ngầng tác dụng lên bánh xe trái và phải
Trường hợp 1 (Lực X đạt giá trí cực đại Xi = Xmax)
+Khi truyền lực kéộ cực đại:
𝑋1 = 𝑋2 = 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 𝑋1 = 𝑋2= 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥.𝑖ℎ1.𝑖0
2𝑟𝑏𝑥
Y1=Y2=Y0
Z1=Z2=𝑚2𝑘.𝐺2
2
Trang 20Chọn φ = 0,75 ih – Tỉ số truyền hộp số (khi lực kéộ cực đại thì tính ở tầy số 1)
Trường hợp 2 (Lực Y đạt giá trị cực đại Y= Ymax)
Ứng suất chộ phépcủầ các bán trục như sầu:
- Khi nửầ trục chịu uốn và xộắn, thì ứng suất tổng hợp chộ phép sẽ là:
[th] = 600 750 MN/m2 Chọn [th] = 600 MN/m2
- Với hệ số dư bền là 3 => th= 200 MN/m2 để tính d chộ 3 trường hợp
Đối với dòng xe du lịch tính toán, thiết kế bán trục giảm tải 1/2
Trang 21- 19 -
Chọn b = 40 (mm) – khộảng cách từ tâm bánh xe đến tâm bạc đạn (ổ đỡ)
Trường hợp 1 (Lực X đạt giá trị cực đại Xi=Ximax)
Khi truyền lực kéo cực đại
Ứng suất uốn tại tiết diện bạc đạn với tác dụng đồng thời các lực X1 và Z2
-Khi truyền lực phầnh cực đại
Ứng xuất uốn được xác định theộ phướng trình
𝜎𝑢 =𝑏.𝑚2𝑝.𝐺2
0,2.𝑑 3 √1 + 𝜑2 =0.04.0,825.
25700 2
0,2.𝑑 3 √1 + 0,752 = 200 106 (N/m2 )
=> d = 0,023 m
Trường hợp 2 (Lực Y đạt giá trị cực đại Y=Ymax)
Trang 220,2.(𝑑) 3 (1 +2.0,88.1
1,76 ) (1.0,32 − 0,04) = 200 106 (N/m2 )
=> d = 0,056 m
Trường hợp 3 (Lực Z đạt giá trị cục đại Z = 𝒁𝒎𝒂𝒙)
- Lu c nầ y cầ c nư ầ tru c chì chi u uộ n:
Trường hợp 1: (Lực X đạt giá trị cực đại Xi=Xmax)
- Moment uốn do X1, X2 gây nên trong mặt phẳng ngang: 𝑀𝑢𝑥 1 = 𝑀𝑢𝑥 2 = 𝑋1𝑏 = 𝑋2𝑏
- Moment xoắn do X1, X2 gây nên: 𝑀𝑢𝑥 1 = 𝑀𝑢𝑥 2 = 𝑋1𝑟𝑏𝑥 = 𝑋2𝑟𝑏𝑥
- Mộment uốn dộ Z1, Z2 gây nên trộng mặt phẳng đứng
Khi truyền lực kéo cực đại 𝑀𝑢𝑥 1 = 𝑀𝑢𝑥 2 = 𝑍1𝑏 = 𝑍2𝑏
Ứng suất uốn tại tiết diện bạc đạnvới tác dụng đồng thời các lực X1 và Z2
Trang 23-Khi truyền lực phầnh cực đại
Ứng xuất uốn được xác định theộ phướng trình
𝜎𝑢 =𝑏 𝑚2𝑝 𝐺2
0,2 𝑑3 √1 + 𝜑2 =0.04.0,825.
2570020,2 0,0563 √1 + 0,752 = 15,09 (MN/𝑚2 )
Trường hợp 2 (Lực Y đạt giá trị cực đại Y=Ymax)
Ứng suầ t uộ n tầ i tie t die n đầ t bầ c đầ n ngộầ i:
𝜎𝑢 =𝑀𝑢1
𝑊𝑢 =
𝑌1 𝑟𝑏𝑥 − 𝑍1 𝑏0,1 𝑑3 =𝑍1 (𝜑1 𝑟𝑏𝑥− 𝑏)
0,1 𝑑3
= 𝐺20,2 𝑑3 (1 +2 ℎ𝑔 𝜑1
𝐵 ) (𝜑1 𝑟𝑏𝑥− 𝑏)
=
2570020,2 (0,056)3 (1 +2.0.88.1
1,76 ) (1.0,32 − 0,04)
= 200 (MN/𝑚2 )
Trường hợp 3 (Lực Z đạt giá trị cực đại Z=Zmax)
- Lúc này các nửầ trục chỉ chịu uốn: