TÍNH TOÁN KẾT CẤU Ô TÔ TOYOTA HILUX 2.5E MT 4x2 2009

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 1

MÔN HỌC: TÍNH TOÁN KẾT CẤU Ô TÔ ( TOYOTA HILUX 2.5E MT 4x2 2009 )

GVHD: ThS Trần Anh Sơn Lớp: DHOT16C

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 2

２

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

số 13, 53) 9

-Câu 5: Tính công trượt của ly hợp trong trường hợp kiểm nghiệm bền - 12 - Câu 6: Xác định kích thước (R1, R2) của đĩa ma sát của ly hợp thỏa điều kiện bền theo áp suất cho phép - 13 - 7 Xác định đường kính trục các đăng (D,d) (theo số vòng quay nguy hiểm và ứng suất xoắn ) - 14 - Câu 8 Kiểm nghiệm bền trục các đăng theo ứng suất xoắn và góc xoắn - 15 - Câu 9 Thiết kế đường kính trục bán trục thỏa điều kiện bền (chọn hệ số dư bền 3)- 17 - 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:

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

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:

Trang 8

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)

3.1 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

Trang 10

- 8 - Chọn V=80 km/h=22,22 m/s

Trang 11

+ 𝑡1, 𝑡2 - thời gian trượt

+ 𝐽𝑏 - mômen quán tính của xe và romooc quy dẫn về trục ly hợp

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

Trang 14

Câu 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

Câu 6: Xác định kích thước (R1, R2) của đĩa ma sát của ly hợp thỏa điều kiện bền theo áp suất cho phép

- Theo công thức áp suất tác dụng lên mặt ma sát, ta có:

- Trong đó:

+ Do là động cơ xăng có số vòng quay cao nên chọn 𝑅1 = 0,75 𝑅2 + [q] – áp suất cho phép Chọn 180

+ 𝑃 – Lực ép lên các đĩa ly hợp (N)

- 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:

Trang 17

7.2 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

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:

Trang 20

Chọn 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

Trang 22

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

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:

Trường hợp 3 (Lực Z đạt giá trị cực đại Z=Zmax)

- Lúc này các nửầ trục chỉ chịu uốn: