Đồ án tốt nghiệp là một điều kiện cần để các sinh viên sau khi hoàn thành khóa học có thể tốt nghiệp. Vào học kỳ cuối, những sinh viên đủ điều kiện sẽ được làm đồ án tốt nghiệp. Việc thực hiện đề tài tốt nghiệp là cơ hội để sinh viên tổng hợp kiến thức, thể hiện khả năng, tìm hiểu thực tế và trau dồi thêm những ký năng cần thiết trước khí ra trường.
Công dụng, phân lại yêu cầu
Công dụng
- Hệ thống lái giữ vai trò điều khiển hướng chuyển dộng của ô tô (thay đổi hay duy trì) theo tác động của người lái Hệ thống lái tham gia cùng với hệ thống điều khác thực hiện điều khiển ô tô và đóng góp vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn giao thông khi ô tô chuyển động Việc điều khiển hướng chuyển động của xe được thực hiện nhờ vô lăng(vành lái), trục lái(truyền chuyển động quay từ vô lăng tới cơ cấu lái), cơ cấu lái (tăng lực quay của vô lăng để truyền mômen lớn hơn tới các thanh dẫn động lái), và các thanh dẫn động lái (truyền chuyển động lái tới các bánh xe dẫn hướng)
- Kết cấu lái phụ thuộc và cơ cấu chung của từng lại xe
- Để quay vòng thì người lái tác động vào vô lăng một lực, đông thời để quay vòng thì cần có một phản lực sinh ra từ mặt đường lên bánh xe
- Để quay vòng đúng thì các bánh xe dẫn hướng quay trên những đường tròn đồng tâm với nhau, đó là tâm quy tức thời khi quay vòng
- Nguyên lý điều khiển hướng chuyển động của ô tô thông dụng:
1.1 Nguyên lý cơ sở của sự quay vòng ô tô Trong đó:
P: Tâm quay vòng ủa ô tô
V: Chiều chuyển động của ô tô
O: Tâm trụ đứng bánh xe dẫn hướng
𝜔: Vận tốc quay thân xe
𝑉 1𝑛 ,𝑉 1𝑡 : Vận tốc dài các bánh xe trước
𝑉 2𝑛 ,𝑉 2𝑡 : Vận tốc dài các bánh xe sau
Bánh kính quay vòng nhỏ nhất: R = 𝐿
+ Ô tô thông dụng sữ dụng phương pháp quay các bánh xe cầu trước xung quanh trụ đứng O để quay vòng ô tô như trên hình 1.1 Tại một thời điểm nhất định, sự quay cơ bản cần được thực hiện sao cho véctơ vận tốc dài của các bánh xe lăn trên nền có cùng tâm quay P Tâm quay P nằm trên đường kéo dài của trục ngang cầu sau và các bánh xe cầu trước được điều khiển bởi vành lái quay với các góc khác nhau xung quanh tâm quay P
+ Trong thực tế, bánh xe được điều khiển từ vành lái và quay xung quanh tâm trụ đứng (quanh điểm O) nhằm thoả mãn sự hình thành tâm tâm quay tức thời P của ô tô Thực hiện điều kiện này giúp cho các bánh xe không bị trượt bên, điều khiển hướng chuyển động của ô tô theo ý muốn của người lái
Lưu ý: Các bánh xe dẫn hướng và không dẫn hướng đều tham gia vào quá trình điều khiển hướng chuyển động của ô tô Quá trình điều khiển chỉ có hiệu quả khi bánh xe lăn và tiếp xúc với mặt đường Khi bánh xe dẫn hướng bị nhấc khỏi mặt đường, ô tô có thể mất khả năng chuyển hướng.
Yêu cầu của hệ thống lái
- An toàn chuyển dộng trong giao thông vận tải bằng ô tô là chỉ tiêu hàng đầu trong việc đánh giá chất lượng thiết kế và sử dụng phương tiện hiện nay Một trong các hệ thống quyết định đến tính toàn và ổn định chuyển động của ô tô là hệ thống lái Để đảm bảo tính êm dịu chuyển động, hệ thống lái cần đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Giữ chuyển động thẳng ổn định Hành trình tự do của vô lăng tức là khe hở trong hệ thống lái khi vô lăngở vị trí trung gian tương ứng với chuyển động thẳng phải nhỏ (không lớn hơn 15° khi có trợ lực và không lớn hơn 5° khi không có trợ lực)
+ Quay vòng ngoặt trên diên tích bé, thời gian ngắn
+ Động lực học quay vòng phải đúng, để các bánh xe không bị trượt
+ Lực trên vành lái phù hợp với khả năng điều khiển của người sữ dụng
+ Độ rơ vành lái ko quá lớn
+ Giảm va đập từ mặt đường lên vô lăng
+ Hạn chế ảnh hưởng của hệ thống treo và hệ thống lái, nhằm đảm bảo khả năng điều khiển hướng của ô tô khi hoạt động trên đường xấu
+ Đảm bảo khả năng an toàn bị động của xe
+ Không đòi hỏi người lái xe một cường độ lao động quá lớn khi điều khiển xe ô tô.
Phân loại
- Phân loại theo số lượng cầu dẫn hướng:
+ Các bánh dẫn hướng ở cầu trước
+ Các bánh dẫn hướng ở cầu sau
+ Các bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu
- Phân loại hệ thống lái theo kiểu truyền lực:
+ Hệ thống lái cơ khí
+ Hệ thống lái có trợ lực( bằng thuỷ lực, bằng khhis nén,…)
- Phân loại theo kết cấu của cơ cấu lái:
+ Cơ cấu lái loại trục vít – bánh vít
+ Cơ cấu lái loại trục vít – cung răng
+ Cơ cấu lái loại trục vít – con lăn
+ Cơ cấu lái loại trục vít- chốt quay
+ Cơ cấu lái loại liện hợp ( trục vít, ê cu, cung răng)
+ Cơ cấu lái loại bánh răng – thanh răng
- Phân loại theo bố trí vành lái:
+ Bố trí vành lái bên trái ( theo luật đi đường lên phải)
+ Bố trí vành lái bên phải (theo luật đi đường bên trái).
Kết cấu hệ thống lái
Vành tay lái
- Vành tay lái có dạng vành tròn là cơ cấu điều khiển nằm trên buồng lái, có nhiệm vụ tiếp nhận lực tác động trực tiếp của người lái và truyền vào hệ thống lái.
Trục lái
- Trục lái thường có dạng óng và đảm nhận việc truyền mômen từ vô lăng tới cơ cấu lái Trục lái gồm có trục lái chính có thể chuyển động quay của vô lăng xuống cơ cấu lái và ống trục dể lái để cố định trục lái vào thân xe Trục lái kết hợp với một cơ cấu hấp thụ va đập Cơ cấu này hấp thụ lực dọc trục tác dụng lên người lái khi có va đập mạnh hoặc khi tai nạn xảy ra
- Trục lái thường có hai loại: Loại trục lái có thể thay đổi được góc nghiêng và trục lái không thể thay đổi được góc nghiêng
- Ngoài cơ cấu hấp thụ va đập ở trục lái chính còn có thêm một cơ cấu điều khiển như: Cơ cấu khoá lái để khoá cứng trục lái, cơ cấu nghiêng truc lái để có thể diều chỉnh vị tró vô lăng theo phương thẳng đứng phù hợp với người lái, hệ thống trượt trục lái để có thể điều chỉnh được chiều dài của trục lái và đạt được vị trí ngồi lái tốt nhất cho người lái.
Cơ cấu lái
- Cơ cấu lái là một bộ phận cơ bản của hệ thống lái, có nhiệm vụ biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động góc của đòn quay đứng, đảm bảo tỉ số truyền theo yêu cầu, giảm nhẹ lực trên vành lái và tăng tính tiện nghi trong sữ dụng Cơ cấu lái về bản chất là một hộp giảm tốc có nhiệm vụ tăng mômen từ vô lăng tới các bánh xe dẫn hướng (các thông số đặc trưng cho cơ cấu lái gồm tỷ số truyền, hiệu suất thuận, hiệu suất ngịch)
- Tỷ số truyền cơ cấu lái có thể không đổi hoặc thay đổi (tạo nên sự chênh lệch giữa góc quay vô lăng/góc quay trục đòn quay đứng)
Phân tích tỷ số truyền cơ cấu lái thay đổi:
+ Khi ô tô chuyển động trên đường thẳng với vận tốc cao, người lái đánh lái đánh lái gốc quay rất nhỏ, nên tỉ số truyền lớn giúp cho người lái điều khiển ô tô nhẹ nhàng và tỉ số truyền lớn còn giúp làm giảm va đập truyền ngược từ đường lên ô tô
+ Ở các góc đánh lái lớn thì tỷ số truyền nhỏ giúp cho việc điều khiển linh hoạt hơn, cho phép ô tô có thể quay vòng trong những chỗ hẹp , bán kính quay vòng nhỏ
- Hiệu suất cơ cấu lái thuận: Là hiệu suất tính theo lực truyền từ vô lăng tới bánh xe Hiệu suất càng lớn thì tổn hao năng lượng điều khiển càng nhỏ, lái càng nhẹ hơn
- Hiệu suất nghịch: Là hiệu lực tính theo lực truyền từ bánh xe lên vô lăng, hiêu suất nghịch nhỏ thì lực va đập từ mặt đường truyền lên vô lăng giảm đi đáng kể Tuy nhiên, nếu chọn hiệu suất nghịch quá bé thì vô lăng sẽ mất đi khả năng tự quay về vị trí trung gian nhở các mômen ổn định Bởi vậy khi thiết kế nên chọn hiệu suất nghịch ở mức độ hợp lý b Các yêu cầu của cơ cấu lái
- Phần lớn các yêu cầu của hệ thống lái đều do cơ cấu lái đảm bảo, chính vì vậy cơ cấu lái cần dảm bảo những yêu cầu sau:
+ Có thể quay được cả hai chiều để đảm bảo chuyển động cần thiết của xe
+ Có hiệu suất cao để lái nhẹ, trong đó cần hiệu suất thuận lớn hơn hiệu suất nghịch để giãm nhẹ lực lên vành lái
+ Đảm bảo thay đổi trị số của tỷ số truyền khi cần thiết
+ Đơn giản trong việc điều chỉnh khoảng hở ăn khớp của cơ cấu lái
+ Độ rơ của cơ cấu lái là nhỏ nhất trong giới hạn cho phép
+ Đảm bảo kết cấu đơn giản, giá thành thấp, tuổi thọ cao, chím ít không gian và dễ giàng tháo lắp
+ Hạn chế va đập ngược từ bánh xe dẫn hướng lên vành lái
Lực dùng để quay vô lằng được gọi là lực lái, giá trị của lực này đạt gía trị max khi xe đứng yên tại chỗ, giảm dần khi tốc độ của xe tăng lên và đạt nhỏ nhất khi tốc độ của xe lớn nhất
Sự đàn hồi của cơ cấu lái có ảnh hưởng tới sự truyền các va đập từ mặt đường lên vô lăng Độ đàng hồi càng lớn thì sự va đập truyền lên vô lăng càng ít, nhưng nếu độ đàn hồi lớn quá sẽ ảnh hưởng tới khả năng truyền động của xe Độ đàn hồi của hệ thống lái được xác định bằng tỷ số truyền góc quay đàn hồi tính trên vành lái vô lăng và mômen đặt đặt trên vành lái Độ đàn hồi của hệ thống lái phụ thuộc vào độ đàn hồi của các cơ cấu lái, các đòn dẫn động c Những loại cơ cấu lái phổ biến hiện nay
1.3 Cơ cấu lái bánh răng – Thanh răng
Cơ cấu lái thanh răng – bánh răng xuất hiện hiện rất nhanh và được sữ dụng phổ biến trên các xe ô tô du lịch và xe tải nhỏ Xe SUV Nó là một cơ cấu khí khá đơn giản Một bánh răng được nối với một ống kim loại, một thanh răng được gắn trên một thanh kim loại Một thanh nối (tie rod) nối với hai đầu mút của thanh răng
Bánh răng tròn được nối với trục tay lái Khi xoay vành tay lái, bánh răng quay làm chuyển động thanh răng Thanh nối ở hai dầu thanh răng được gắn với một cánh tay đòn trên một trục xuay hình (1.3)
Cặp bánh răng – thanh răng làm hai nhiệm vụ:
+ Chuyển dổi chuyển động xoay của vành tay lái thành chuyển động thẳng cần thiết để làm đổi hướng bánh xe
+ Nó cung cấp một sự giảm tốc, tăng lực để làm đổi hướng các bánh xe dễ dàng và chính xác hơn
Cơ cấu gồm hai bộ phận chính là trục răng và thanh răng Thanh răng là một thanh trụ tròn trên đó có bố trí các mặt răng trên mặt trụ, thanh răng có vai trò như đòn lái ngang Trong quá trình hoạt động thanh răng sẽ chuyển động tính tiến trong vỏ thanh răng và chuyền chuyển động tịnh tiến đến đòn ngang bên
Có hai cách bố trí đòn nang bên:
+ Đòn ngang bên liên kết với thăng răng qua ổ bắt bulong
+ Đòn ngang bên liên kết với thanh răng ở hai dầu thanh răng
Trục răng được nối với trục lái thông qua khớp then hoa và có các răng ăn khớp với các răng với các răng trên thanh răng… Trục răng thường được bố trí sao cho trục răng nghiêng ngược chiều nghiêng của răng trên trên thanh răng nhờ vậy hệ số trùng khớp của bộ truyền lớn làm việc êm Hệ số trùng khớp nói trên là: tỉ số giữa hai cung trên đường lăn (hoặc vòng lăn) ứng với đoạn ăn khớp thực và bước ăn khớp được gọi là hệ số trùng khớp của cơ cấu
Dẫn hướng thanh răng là một chi tiết được bố trí có tâm trùng với đường tấm của thanh răng Bộ phận này có nhiệm vụ đảm bảo khe hở ăn khớp của trục răng và thanh răng và cũng là bạc trượt của thanh răng chuyển động tịnh tiến Trong quá trình trục răng và thanh răng hoạt động thì các răng sẽ bị mòn chính vì thế để tự động điều chỉnh khe hở này người ta thường bố trí lò xo ép dẫn thanh răng vào trục răng và được giữ cố định nhờ một ecu và ecu này được gọi là ecu diều chỉnh, việc xết chặc hay nới lỏng ecu này sẽ làm tăng hoặc giảm lực ép lò xo lên dẫn hướng thanh răng Để chanh trường hợp ecu tự nói lỏng thì bên ngoài ecu có một ốc khoá chặt, sau khi đã xác định lực xiết ecu phù hợp cho lực ép lò xo người ta xiết chặc đai ốc khoá
Nguyên lý làm việc: Khi người lái quy vòng vành lái để chuyển hướng, thông qua trục lái mômen quay vòng được truyền xuống khớp then hoa của trục răng làm quay trục răng Thông qua sự ăn khớp của trục răng và thanh răng sẽ biến chuyển động quay của trục răng thành chuyển động tịnh tiến của thanh răng qua trai hay qua phải tuỳ theo chiều quay của trục răng Chuyển động tịnh tiến này làm đòn bên tịnh tiến theo, kéo cam quay quay trên các góc nhất định làm bánh xe dẫn hướng quay và xe được chuyển hướng Kết cấu loại này dơn giản, gọn nhẹ vì cơ cấu lái nhỏ và thanh răng kết hợp với đòn ngang lái.Việc lắp ráp và sửa chữa cũng dễ dàng
Trục răng và thanh răng ăn khớp trực tiếp nên có độ nhạy cạo, đồng thời trong quá trình ăn khớp ma sát lớn nên khả năng truyền lực tốt nên khả năng điều khiển xe dễ dàng hơn
Cơ cấu lại này được bao kín nên đảm bảo được ke hở ăn khớp
Nhờ có ecu điều chỉnh khe hở ăn khớp, nên khe hở ăn khớp được đảm bảo
Tỉ số truyền của bộ truyền luôn đảm bảo không thay đổi
Với cơ cấu loại này thì hiệu suất thuận bằng hiệu suất nghịch
Tuy nhiên cơ cấu trục răng - thanh răng hiện nay chỉ sữ dụng chủ yếu trên các xe ô tô du lịch và ô tô con là chủ yếu Còn trên cá xe tải thì thường không sữ dụng hoặc nếu có thì thường có bộ trợ lực điện
- Trục vít glôbôit – Con lăn
1.4 Cơ cấu lái trục vít glôbôit – Con lăn
1 Đòn quay đứng 5 Trục vít glôbôit 9 Trục đò quay đứng 13 Đệp tỳ
2 Nắp dưới 6 Ổ bi côn 10 Miếng hãm đai óc 14 Cao su bao kín
3 Đệm điều chỉnh 7 Trục các đăng 11 Đai óc giữ trục
4 Vỏ CCL 8 Con lăn 12 Đệm điều chỉnh
Dẫn động lái
- Dẫn động lái có nhiệm vụ truyền dẫn lực của người lái từ cơ cấu lái tới bánh xe dẫn hướng, thực hiện việc quay vòng đúng của ôp tô
- Cấu taọ của dẫn động lái phụ thuộc vào kết cấu của cơ cấu lái, không gian cho phép bố trí các đòn và khâu khớp, do vậy dẫn động lái rất đa dạng Tuy nhiên việc bố trí các đòn và khâu khớp, do vậy dẫn động lái rất đa dạng Tuy nhiên việc bố trí dẫn động lái bao gồm các đòn được được liên kết với bằng các khớp: Dòn quay đứng, đòn kéo dọc, đòn quay ngang, trụ đứng, hình thang lái và ngõng trục bánh xe b Yêu cầu
- Bao gồm các tất cả các chi tiết truyền lực từ cơ cấu lại đến trụ đứng của bánh xe Vì vậy cơ cấu lái cần phải đảm bảo các chực năng sau:
+ Nhận truyền động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng
+ Đảm bảo quay vòng giữa các bánh xe dẫn hướng sao cho không sảy ra hiện tượng trượt ở tất cả các bánh xe dẫn hướng, đồng thời tạo nên liên kết giữa các bánh xe dẫn hướng
+ Phần cơ bản của dẫn động lái là hình thang lái được tạo bởi cầu trước, đòn ngang và đòn dọc Nhờ hình thang lái nên khi vô lăng quay một góc, các bánh xe dẫn động cũng quay đi một góc nhất định Hình thang lái có thể bố trí trước hoặc sau cầu dẫn hướng, tuỳ theo bố trí chung của từng xe.
Các góc dặt bánh xe
Góc Camber
- Góc Camber là góc đặt nghiêng bánh xe đo trên mặt phẳng ngang giữa mặt phẳng lăn bánh xe so với mặt phẳng đối xứng dọc của xe Nhìn từ phí trước lại góc nghiêng được thể hiện như trên hình
- Đa số ô tô hiện nay bố trí góc nghiêng ra ngoài (góc nghiêng ngang dương), cong trên các ô tô đua thì bố trí góc nghiêng vào trong (góc nghiêng ngang âm) như trên hình
1.6 Dịnh nghĩa góc nghiêng ngang của bánh xe dẫn hướng
- Tác dụng cho việc bố trí góc nghiêng dương: Khi bánh xe chịu tải có thể khắc phục các khe hở trong kết cấu, góc nghiêng ngang giảm nhỏ, dảm bảo đa số thời gian bánh xe lăn phẳng giúp bánh xe có khả năng tiếp nhận phản lực tốt hơn và tạo nên sự mài mòn đều bề mặt lốp
+ Phản lực từ mặt đường tác dụng lên banh xe có xu hướng đẩy bánh xe vào trong, khắc phục độ rơ ổ bi moay ơ bánh xe
+ Giảm cánh tay đòn “c”, tức là, giãm mômen cản qua vòng, đồng thời giảm lực trên vành lái
- Bố trí bánh xe dẫn hướng với góc nghiêng ngang âm giảm khả năng trượt ngang của bánh xe ngoài dưới tác dụng của lưc ly tâm khi chuyển động với vận tốc cao.
Góc doãng (độ chụm - toe in, độ mỡ - toe out)
- Góc nghiêng của bánh xe dẫn hướng là góc đặt nghiêng bánh xe do trên mặt phẳng song song với nền đường mặt phẳng lăn bánh xe với mặt phẳng đối xứng dọc của xe Nhìn từ phía trên xuống, góc nghiêng này được thể hiện như trên hình Góc nghiêng dọc được xác định khi không tải trên nền phẳng thông qua độ chum (V = b-a) với ô tô con thì V = (2÷4) Định nghĩa đô chụm của bánh xe dẫn hướng
- Trên các cầu xe dẫn hướng thường bố trí dộ chụm dương Trong trường hợp đó, dưới tác dụng của lực cản mặt đường bánh xe( hướng ngược với chiều chuyển động) có xu hướng ép các bánh xe dẫn hướng xung quanh trụ đứng với cánh tay đòn “c” tạo nên mômen quay bánh xe Mômen này làm quay bánh xe về vị trí có độ chum bằng không (tức là tạo khả năng lăn phẳng bánh xe)
- Trên một số cầu chủ động, bánh xe dãn hướng thường xuyên chịu lực kéo (hướng cùng với chiệu chuyển động) Mô men quay bánh xe có xu hướng làm quay bánh xe về vị trí bánh xe lăn phẳng Như vậy, bánh xe dẫn hướng được bố trí với độ chụm âm
- Nếu độ chụm trước quá lớn hoặc quá nhỏ so với bản thiết kế ban đầu, có thể gây ra hiện tượng mòn lóp không đều trên bề mặt lăn, lực vành lái lớn.
Góc Kingpin
1.7 Định nghĩa và kết cấu góc nghiêng ngang trụu đứng trên ô tô
- Góc ngang trụ đứng là góc kết cấu đặt nghiêng trụ đứng, được đo trên mặt phẳng ngang giữa đường tâm trụ đứng với mặt phẳng đối xứng dọc của xe Góc nghiêng ngang trụ đứng thường nghiêng phía trên vào trong
- Khi quay vòng, bánh xe dẫn hướng quay xung quanh trụ đứng Tại mặt đường, các phần dọc của bánh xe đặt cách đường tâm kéo dài của trụ đứng với cánh tay đòn “c” gây nên mô men quay với trụ đứng Mô men này được gọi là “mô men ổn định bánh xe dẫn hướng” Mô men này xuất hiện khi bánh xe rời khỏi vị trí trung gian
- Khi người lái quay vành lái, bánh xe dẫn hướng quay quanh trục trụ đứng và rời khỏi vị trí trung gian Nếu nền đường biến dạng, bánh xe phải đào sâu xuống phía dưới mặt đường và tạo nên phản lực đẩy bánh xe quay trở về vị trí đi thẳng Nếu mặt đường cứng tuyệt đối, thân xe bị nâng lên, thế năng của thân xe tăng, bánh xe bị đẩy về vị trí trung gian do hệ thống có xu thế trở về vị trí có thế năng thấp nhất Điều đó còn có thể lý giải thông qua việc xuất hiện thành phần phản lực tạo nên mô men đẩy bánh xe về vị trí trung gian với cánh tay đòn “c” Với cấu trúc như vậy, người lai muốn quay vòng ô tô thì phải thắng được mô men ổn định này Do vậy cánh tay đòn “c” kết hợp với giá trị
17 góc nghiêng ngang trụ đứng đượcbố tí hợp lý nhằm mục đích đảm bảo ổn định chuyển động của bánh xe dẫn hướng và toạ nên mô men cản quay vòng tối ưu.
Góc Caster
1.8 Góc nghiêng dọc trụ đứng
- Góc nghiêng dọc trụ đứng là góc đặt nghiêng trụ đứng đo trên mặt phẳng dọc giữa đường tâm trụ đứng với mặt phẳng cắt ngang của xe Góc nghiêng dọc trụ đứng thường đặt nghiêng phía trên về sau và được gọi là dương, ngược lại là âm
- Nếu kéo dài đường trục của trụ xoay đứng thì nó sẽ gặp mặt đường tại một điểm K nằm phía trước cảu điểm A ( điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường)
- Giải sử khi quay vòng trái, mặt đường sẽ tác dụng vào bánh xe tại điểm tiếp xúc A một lực F Lực F được chia làm phần 𝐹 𝑥 hướng dọc theo bánh xe, 𝐹 𝑦 vuông góc với bề mặt bánh xe Điểm đặt của 𝐹 𝑦 cách điểm A một khoảng “n” và tạo ra mô men làm cho bánh xe quay trở lại trạn thái bánh xe đi thẳng
- Điều này có thể giải thích đơn giản như trong kết cấu của bánh xe đẩy Bánh xe dẫn hướng của bánh xe đẩy có khả năng tự quay về vị trí thẳng
- Tương tụ tác dụng của góc nghiêng ngang, mô men ổn định do bố trí góc nghiêng dọc trụ đứng tạo khả năng cho bánh xe quay về vị trí chuyển động thẳng và được gọi là
“mô men ổn định của bánh xe dẫn hướng”
- Nhờ sự tồn tại các giá trị mômen ổn định kể trên, có thể tồn tại các kết cấu c = 0 (hoặc n=0) Tất nhiên độ lớn của mô men ổn định được thực hiện nghiêm và sát định bởi các nhà thiết kế và sản xuất ô tô Trong sữ dụng cần thiết phải tiến hành đo kiểm và điều chỉnh để đưa các giá trị góc kết cấu xe dẫn hướng về trạng thái thiết kế.
Trợ lực lái
- Giảm nhẹ sức lao động của người lái trong việc điều khiển hướng chuyển động của xe ô tô
- Trợ lực lái còn có yế nghĩa nâng cao tính an toàn chuyển động khi có sự cố xảy ra ở các bánh xe (nổ lốp, áp xuất lốp quá thấp…) và giảm tải trọng va đập truyền lên vành lái tăng tính tiện nghi và êm diệu trong điều khiển nên đượxc sữ dụng nhiều trên các xe du lịch Hệ thống lái trợ lực có các loại: Thuỷ lực, khí nén, điện, cơ khí Trợ lực lái thuỷ lực có kết cấu nhỏ gọn nên được sữ dụng phổ biến
- Lực lái có thể được giảm bằng nhiều cách khác nhau, có thể tăng tỷ số truyền của cơ cấu lái Tuy nhiên việc làm này dẫn đến số vòng quay trên vành lái nhiều lớn, người lái phải quay vành lái nhiều lần dẫn đến phản ứng điều kiện khó theo ý muốn với những đoạn đường vòng phứt tạp Vì vậy để thực hiện điều khiển vành lái nhẹ nhàng, nhanh nhậy mà chỉ sữ dụng lực lái nhỏ thì sữ dụng trợ lực lái b, Phân loại:
+ Trợ lực lái thuỷ lực với áp suất trợ lực (5 – 12,5Mpa)
+ Trợ lực lái khí nén với áp suất trợ lực (0,5 - 0,75Mpa)
+ Trợ lực lái điện c, Yêu cầu
- Các yêu cầu trên nhằm đảm bảo cho hệ thống trợ lực lái làm việc theo nguyên tắc tuỳ động, có ngĩa là: Đánh tay lái ít thì bánh xe dẫn hướng quay ít, đánh nhiều thì quay nhiều, giữ nguyên vành lái thì bánh xe dẫn hướng không quay Các yêu cầu như sau:
+ Khi hỏng trợ lực hệ thống lái vẫn có thể làm việc
+ Khi có trợ lực, lực trên vành lái đủ để gây cảm nhận sự biến đổi lực điều khiển với các bán kính quay khác nhau (cũng có nghĩa lực trên vành tay lái vẫn duy trì ở giá trị nhất định đủ đảm bảo cho người lái cảm nhận được sức cản của mặt đường và trạng thái của mặt đường)
+ Đảm bảo tỷ lệ giữa góc quay của vành lái và bánh xe dẫn hướng
+ Không xảy ra hiện tượng tự trợ lực
+ Hệ thống trợ lực cần có độ nhạy cao, làm việc ổn định
+ Khi có trợ lực, độ rơ vành lái phải nằm trong giới hạn cho phép
+ Kết cấu đơn giản, hợp lý, giá thành phù hợp d, Dầu dùng cho trợ lực lái
- Dầu trợ lực lái đóng vai trò làm dầu thuỷ lực và tạo ra áp suất thuỷ lực, cũng như bôi trơn cho xylanh trợ lực lái và bơm trợ lực lái Có thể dùng dầu hộp số tự động ATF loại DEXRONR® III hoặc DEXRONR® II cho trợ lái,… Do đó, trước khi thay dầu trợ lực lái, chắc chắn rằng hãy tham khảo ký hiệu dầu trên que thăm hay nắp bình chứa dầu, và căn cứ vào sách hướng dẫn sửa chữa của loại xe sử dụng trợ lưc lái
SƠ ĐỒ KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI THIẾT KẾ
Giới thiệu về xe Toyota Innova
Innova là sản phẩm của dòng xe đa dụng hiện đại mang tính toàn cầu Ở Việt Nam, sản phẩm của Toyota có nhiều loại: Innova G, Innova J, Innova V, Innova E sử dụng số tự động hoặc số tay, động vơ 4 xylanh thẳng hàng, VVT-i, phun xăng điện tử Dòng xe Toyota Innova G có ba màu: Trắng, xanh nhạt, đỏ Với động cơ thế hệ mới 2.0 có trang bị hệ thống phân phối khí thông minh nên hoạt động của Innova mạnh mẽ hơn, tiết kiện nhiên liệu hơn, thân thiện với môi trường đạt tiêu chuẩn khí thải Euro 2 Về thiết kế và hình dáng, Innova lịch lãm sang trọng cùng trang thiết bị hiện đại của dòng xe sedan nhưng vẫn giữ lại phong cách thể thao năng động và tính tiện dụng giúp Innova trở nên cuốn hút hơn Xe có không gian linh hoạt rộng rãi với 8 chỗ ngồi đáp ứng nhu cầu về một chiếc xe gia đình nhưng không kém phần sang trọng công viêc Dòng xe Innova được trang bị gần như đầy đủ các tính năng an toàn chủ động và tan toàn bị động với công nghệ tiên tiến nhằm bảo về toàn diện và tính an toàn tối đa cho người sữ dụng, ân toàn chủ động bao gồm: (hệ thống chống bó cứng phanh ABS, cảm biến lùi, Chìa khoá điều khiển từ xa phanh đĩa), an toàn bị động bao gồm: (Hệ thống túi khí dây đai an toàn, cột lái tự đổ)
Bảng thông số kỹ thuật xe INNOVA G
Kiểu động cơ 4 xylanh thẳng hàng, 16 van, cam kép với VVT_i
Chiều dài cơ sở 2750mm
Chiều rông cơ sở trước/sau 11510/1510mm
Trọng lượng không tải 1530kg
Trọng lượng khi toàn tải 2170kg
Dung tích bình nhiên liệu 55L
Khoãng cách giữ hai trụ đứng 1370mm
Lựa chọn phương án thiết kế
2.3 Sơ đồ bố trí chung hệ thống lái
5 Đường dầu tự bơm đến
6 Đường đầu hồi về bình chứa
12 Đai ốc định vị trục điều khiển
15 Đường dầu nối giữa khoang phải xylanh với van xoay 16.Đường dầu nối giữa khoang trái xylanh với van xoay
- Dựa trên những kiến thức mà em đã thu thập được thì phương án thiết kế là:
+ Cơ cấu lái (thanh răng – bánh răng)
Do ăn khớp trực tiếp nên có độ nhạy cao
Sự truyền momen tốt do sức cản trong cơ cấu nhỏ nên tay lái lẹ
Hiệu suất thuận bằng hiệu suất nghịch (0,8-0,9) Độ rơ của cơ cấu lái nhỏ và có khả năng tự động điều chỉnh
Cấu trúc đơn giản, gọn nhẹ Các cơ cấu lái được bọc kính nên ít phải bảo dưỡng và sữa chữa
2.4 Sơ đồ cơ cơ cấu lái thanh răng – bánh răng
1 Trục lái 5 Vỏ cơ cấu lái 9 Lò xo
2 Chụp nhựa 6 Dẫn hướng thanh răng 10 Thanh răng
3 Đai ốc điều chỉnh 7 Đai ốc 11 Trục răng
4 ổ bi trên 8 Đai ốc điều chỉnh 12 Ổ bi dưới
+ Dẫn động lái (hình thang lái ĐANTÔ)
2.5 Sơ đồ dẫn động và sơ đồ động học hình thang lái Đantô khi xe quay vòng Đặc điểm:Có quan hệ với hình học Ackerman phụ thuộc vào kích thước kết cấu ô tô, do vậy các kích thước chiều dài và góc bố trí các khâu của hình thang lái khác nhau Mức độ sai lệch gần đúng so với lý thuyết có thể chấp nhận được với các ô tô hiện nay
24 trong khoản 1° ÷ 0°30′ khi bánh xe dẫn hướng quay vòng lớn Sự quay ô tô rất phức tạp, dể đảm bảo mối quan hệ động của bánh xe phía trong và phía ngoài khi quay vòng là điều rất khó thực hiện Hiện nay xe thiết kế chỉ áp dụng gần đúng mối quan hệ đó bằng hệ thống khâu khớp và các đòn kéo tạo nên hình thang lái Ưu điểm: Kết cấu dơn giản, đáp ứng đúng quan điểm lý thuyết
+ Trợ lực thuỷ lực kiểu van xoay
2.6 Cấu của trợ lực lai trên ô tô
• Ưu điểm: Đơn gản, nhỏ gọn, giá thành thấp
Hệ thống làm việc theo 2 thống số là mômen và góc quay trục lái do người điều khiển tác dụngnê chỉ đap ứng về mặt trợ lực mà chưa đáp ứng được tỉ số truyền lực thay đổi theo tốc độ của xe
Hệ thống lái trợ lực thuỷ lực áp suất và lưu lương của bơm phụ thuộc vào tốc độ động cơ Trong trường hợp xe chuyển động tốc độ thấp, quay vong ngoặt, lúc này cần trợ lực lớn, tuy nhiên do tốc độ động cơ thấp áp suất trong hệ thống thuỷ lực nhỏ ảnh hưởng tới chất lượng trợ lực Khi xe oto chuyển động tốc độ cao , lưu lượng và áp suất của bơm trợ lực lớn, trong khi điều khiển ở tình trang này lại chỉ yêu cầu trợ lực nhỏ Khi hệ thống trợ lực bị hỏng, lực điều khiển năng hơn hệ thống không trợ lực, vì lúc này còn phải thắng lực cản do dầu chuyển động trong hệ thống gây ra
Hệ thống trợ lực thuỷ lực cần độ kính khít cao ở trên đường ống, nên thường phải kiểm tra rò rò tỉ dầu trong hệ thống lái
+ Dầu trợ lực thải ra còn là nguồn chất gây ô nhiểm môi trường Đặc điểm van soay : VPP dạng xoay thực hiện việc đóng mở dường dầu thông qua thanh xoắn, dưới các ống sẽ có vấu ngàm liên kết và các ngàm kiên kết lỏng còn có nhiệm vụ truyền mô men khi trợ lực bị hỏng Góc xoay giới hạn cho phép mở thông đường dầu lớn nhất tướng ứng với trợ lực khi cao nhất
Khi xoay vòng sang trái (hình 2.7b) vành lái quay làm cho ống giữa 4 quay tương đối so với óng trong 3, thanh xoắn 2 bị xoắn một góc xác định, mở cửa van dầu tự bởm lên khoan A đẩy piston dịch chuyển về phía phải, thông qua các đòn dẫn động xe sẽ quay sang trái Đòng thời piston sẽ dẩy dầu từ khoan B qua lõi van, về thùng chứa Và khi quay vòng sang phải thì ngược lại
TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT HỆ THỐN LÁI
Tính toán và phân phối tỷ số truyền
- Góc quay lớn nhất của các bánh xe dẫn hướng quanh trụ đứng:
+ 𝑅 𝑞𝑚𝑖𝑛 : Bán kính quay vòng nhỏ nhất của bánh xe ngoài phía trước
+ a: Khoảng cách từ tâm trụ đứng đến tâm lốp của một bánh xe trước ( a = 50mm) + L: Chiều dài cơ sở của ô tô (L = 2750mm)
+ B Khoãng cách giữa hai tâm trụ đứng (B = 1370mm)
- Góc quay lớn nhất mà bánh xe dẫn hướng có thể quay quanh trụ đứng:
- Xác định tỷ số truyền của hệ thống lái (𝑖 𝑐 ):
- Tỷ so truyền dẫn động lái phu thuộc và kịch thước và quan hệ của các cánh tay đòn
Lực tác dụng lên vành tay lái
- Xác định mômen cản quay bánh xe dẫn hướng quanh trụ đứng khi ô tô quay vòng trên đường nhựa khô và đủ dài:
𝐺 1 : Tải trọng cầu trước (1193,5kg) a : Cánh tay đòn bánh xe dẫn hướng (0,03-0,06) chọn a = 0,05m
X= (1,07-1,15) chọn X = 1,11 f : là hệ số cản lăn(0,015)
𝑅 𝑏 : Bán kính làm việc trung bình (0,24m)
- Xác định lực lớn nhất tác dụng lên vô lăng 𝑃 𝑚𝑎𝑥 :
R: Bán kinh vô lăng R = 0,19m ή thl : Hiệu suất thuận hệ thống lái (0,8-0,9) chọn ή 𝑡ℎ𝑙 = 0,8
- Với thông số tính toàn được thì người lái phải tác dụng lên vành tay lái một lực rất lớn, dẫn đến sự mệt mỏi cho người lái Vì vậy, để khắc phục nhược điểm trên cần thiết phải cải cách hệ thống lái cơ khí thành hệ thống lái có cường hoá Nhằm mục đích giảm sức lao động nặng nhọc cho người lái xe, đông thời tăng sức cơ động của ô tô nhằm đảm bảo an toàn khi chuyền động
- Xác định mômen cản quay vòng dẫn tới vành tay lái:
𝑴 𝒄𝒗𝒍 : Mômen cản lớn nhất quy về vành lái
𝒊 𝒄 : Tỉ số truyền cơ cấu lái (20)
𝒊 𝒅 : Tỉ số truyền cảu dẫn động lái, Chọn 𝒊 𝒅 = 0,95
28 ή 𝒕 : Hiệu suất thuận của cơ cấu lái ή 𝒕 = 0,8
Thiết kế hình thang lái
3.3.1 Các thông số cơ bản của hình thang lái
- Nhiệm vụ của tính toán động học dẫn đông lái là xác định những thông số tối ưu của hình thang lái để đảm bảo động học quay vòng của các bánh xe dẫn hướng một cách chính xác nhất và động học của đòn quay đứng, khi có biến dạng của bộ phận đàn hồi hệ thống treo và chọn các thông số cần thiết của hệ thống truyền dãn động lái
- Hình thang lái là một bộ phận quan trọng của truyền động lái đảm bảo cho các bánh dẫn hướng của ô tô chuyển động theo những cung với bán kính khác nhau trong khi quay vòng không xin hiện tượng trượt để không gây hao mòn lốp
- Khi quay vòng muốn cho các bánh ô tô không bị trượt cần phải quay các bánh dãn hướng ở bên phải và bên trái những góc α, β khác nhau và các góc này được ràn buộc với nhau theo công thức:
L: là chiều dài cơ sở của xe
B: Khoảng cách dữa hai tâm trụ đứng α: Góc quay của bánh xe dẫn hướng bên trong β: góc quay của bánh xe dẫn hướng bên ngoài
- Để đảm bảo điều kiện quay vòng đúng và kết cấu đơn giản thì trên xe sữ dụng hình thang lái 4 khâu gọi là hình thang lái Đanto Lưu ý chỉ áp dụng đúng điều kiện trên (được dùng rất phổ biến)
- Giả thiết ô tô là một khối thống nhất, tại từng thời điểm các điểm của nó quay quanh một tâm tứt thời Vì để tránh các bánh xe bị cưỡng bức thì các đường tâm quay của các bánh xe phải cắt nhau tại một điểm O
3.1 Sơ đồ động học quay vòng xe với 2 bánh xe dẫn hướng phía trước
- Để kiểm tra động học hình thang lái ta dùng phương pháp đồ thị và được chia thành hai trường hợp đó là khi xe đi thẳng và khi xe quay vòng
* Trường hợp xe đi thẳng
3.2 Sơ đồ động học hình thang lái khi xe đi thẳng
- Mối quan hệ giữa các thống số được thể hiện bởi biểu thức sau: n = B – 2.m.cosθ
- Sai lệch trong quan hệ hình học cơ cấu lái 4 khâu chỉ nằm ở góc quay bánh xe dẫn hướng lớn Giá trị sai lệch so với lý thuyết nhỏ hơn 1° khi bánh xư dẫn hướng ở vùng quay gấp
* Trường hợp xe quay vòng:
3.3 Sơ đồ động học hình thang lái khi xe quay vòng
- Khi bánh xe bên trái quay đi một góc 𝛼, bên phải quay đi một góc β thì lúc này đòn bên phải của bánh xe hợp với phương ngang một góc (θ – β) và bánh xe bên trái là (θ – α)
- Hình thang lái Đanto là cơ cấu đảm bảo gần đúng qua hệ của công thực trên Khi choc trước các kích thước B, L, m, n thì quan hệ giữa α, β được ràng buộc nhờ công thức: β= θ + arctg 𝒎.𝐜𝐨𝐬 (𝜽+𝜶)
3.3.2 Xác định đường đặc tính lý thuyết
- Ứng với các giá trị của α từ 0 đến 40° lần lượt ta có giá trị tương ứng của β =f(θ,α)
Bảng quan hệ giữa α và β theo lý thuyết α ° β °
3.3.3 Xây dựng đường cong thực tế
- Xây dựng đường cong đặc tính hình thang lái thực tế thì ta phải xây dựng đường cong biểu thị hàm số α = f(θ,β) Công thức tính: β= θ + arctg 𝒎.𝐜𝐨𝐬 (𝜽+𝜶)
√𝒎 𝟐 𝐜𝐨𝐬 (𝜶+𝜽) 𝟐 + [𝑩−𝒎.𝐬𝐢𝐧 (𝜶+ 𝜽)] 𝟐 Trong đó: Θ: Góc tạo bởi đòn bên hình thang lái và phương ngang m: Chiều dài đòn bên hình thang lái, m thường lấy theo sách hướng dẫn m = (0,14-0,16).B
Chọn m = 0,15.B = 0,15.1370 = 205,5 mm α: Góc quay trục bánh xe dẫn hướng bên trong β: Góc quay trục bánh xe dẫn hướng bên ngoài
B: Khoảng cách giữa hai tâm trụ đứng của cầu dẫn hướng (1370)
- Cho θ các giá trị xung quanh giá trị sơ bộ (θ = 20°) kết hợp cùng công thức trên để tim ra qua hệ giữa α, β 1 Chọn θ = 18,19, 20, 21°
Theo bảng giá trị trên ta chọn góc θ sao cho sai lệch với đường lý thuyết nhỏ nhất và nhỏ hơn 1°, ta chọn được góc θ = 18° , 𝛼 𝑚𝑎𝑥 = 30°, 𝛽 𝑚𝑎𝑥 = 24,68°
Thông số cầu dẫn hướng là : θ = 18° Độ dài đòn bên: m = 205,5 mm Độ dài thanh kéo ngang là: n = B – 2.m.cosθ = 1370 – 2.205,5.cos18 = 979,1 mm
3.3.4 Xác định góc quay lớn nhất của vô lăng
𝛼 𝑚𝑎𝑥 : Góc quay vành lái lớn nhất tính từ vị trí đi thẳng
𝛼 𝑙𝑚𝑎𝑥 : Góc quay lớn nhất của bánh xe dẫn hướng cầu trước (30°)
𝑖 𝑐 : Tỷ số truyền của cầu trước 𝑖 𝑐
Thay những thống số trên vào công thức ta tìm được góc quay vô lăng lớn nhất:
Kiểm tra các thông số hình học của cơ cấu lái
Sau khi vô lăng đánh lái hết xàn một bên thì thanh răng dịch chuyển một khoãng X,85(mm) Vì thanh răng quay về cả hai bên nên chiều dài làm việc của thanh răng L>2.X7,7mm Để tránh khi xe quay vòng hết thì thanh răng vẫn không bị chạm nên ta chọn chiều dài làm việc của thanh răng là L = 190(mm)
3.4.1 Xác định bán kính vòng lăn của bánh răng
- Số vòng quay của vành tay lái của cơ cấu lái lại bánh răng – thanh răng thì cũng chính chính là số vòng quay của bánh răng
- Số vòng quay ứng với bánh xe khi quay vong lớn nhất là n = 1,67 vòng Thì ta có được:
3.4.2 Xác định thông số của bánh răng và thanh răng
+ 𝑫 𝒄 : Đường kính vòng chia 𝑫 𝒄 = 2.R = 2.8,95 = 18mm
+ 𝒎 𝒏 : Mô đun pháp tuyến của bánh răng, chọn theo tiêu chuẩn 𝒎 𝒏 = 2,5
+ β: Góc nghiêng ngang của bánh răng, chọn sơ bộ β = 12°
+ Tính số răng theo lý thuyết:
+ Môdun ngang của bánh răng:
𝒄𝒐𝒔𝟏𝟐° = 2,56 + Số răng tối thiểu 𝒁 𝒎𝒊𝒏 = 13>7 sẽ sảy ra hiện tượng cắt chân răng nên phải dịch chỉnh
+ Góc ăn khớp danh nghĩa α = 20°
+ Khe hở chân rang: c = 0,2.𝒎 𝒔 = 0,2.2,5 = 0,5mm
+ Hệ số dịch chỉnh: x 1 = +0,462 (mm) x 2 = -0,462 (mm)
+ Chiều cao đầu răng: h e = m s +x.m s h e1 = 2,5- 0,462.2,5 = 1,4(mm) h e2 = 2,5+0,462.2,5 = 3,6(mm)
Bảng thông số bánh răng
Stt Tên thống sô Ký hiệu Kết quả bánh răng
5 Môdun ngang của bánh răng m t 2,56
6 Góc nghiêng ngang banh răng 𝛽 12°
7 Góc ăn khớp dáng nghĩa α 20°
10 Đường kính vòng chia 𝐷 𝑐 (mm) 18
11 Đường kính vòng đỉnh D d (mm) 25,31
12 Đường kính chân răng D f (mm) 15,31
15 Chiều cao đầu răng he 1,4
+ Chiều dài làm việc của thanh răng: L = 190mm
+ Đường kính vòng đỉnh thanh răng: D = 𝐃 𝐝 = 25,31mm
Bảng thông số thanh răng
Stt Tên thống sô Ký hiệu Kết quả thanh răng
3 Hướng xoắn thanh răng Phải
5 Môdun ngang của bánh răng m t 2,56
6 Góc nghiêng ngang banh răng 𝛽 12°
7 Góc ăn khớp dáng nghĩa α 20°
9 Chiều dài làm viêc thanh răng L(mm) 190
10 Đường kính vòng chia 𝐷 𝑐 (mm) 18
11 Đường kính vòng đỉnh D d (mm) 25,31
12 Đường kính chân răng D f (mm) 15,31
15 Chiều cao đầu răng he(mm) 3,6
3.4.3 Tính bền cơ cấu lái thanh răng bánh răng
+ Lựe tác dụng lên bánh răng
𝑃 𝑣 =𝑃 𝑙𝑚𝑎𝑥 𝑖 𝑐 414(N) + Lực hướng tâm tác dụng lên bánh răng:
𝑐𝑜𝑠12 = 898,3(N) + Lực dọc tác dụng lên bánh răng:
+ Trong quá trình làm việc thanh răng và bánh răng chiệu ứng suất uốn, ứng suất tiếp xúc và tải trọng từ mặt đường, vì vậy thường gây ra hiện tượng rạng nứt chân răng Do đó ảnh hưởng tới độ bền, đọ tin cậy của cơ cấu lái Để đảm bảo những yêu cầu làm việc của cơ cấu lái thì vật liệu chế tạo thanh răng – bánh răng thường là thép 45Cr tôi cải thiên.([𝜎 𝑐ℎ ]p0Mpa, [𝜎 𝑏 ]00Mpa, HB=(260÷290)
+ Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh răng:
𝜎 𝐻𝐿𝑖𝑚 : Giới hạn bền mỏi tiếp xúc của bánh răng
𝑍 𝑟 : Hệ số xét ảnh hường của độ nhám (0,95)
𝑍 𝑣 : Hệ số xét ảnh hưởng của vận tốc vòng(1,1)
𝐹 𝐾 : Hệ số xét ảnh hưởng của tốc độ bôi trơn(1)
𝐾 𝑋𝐻 : Hệ số xét ảnh hưởng của kích thước trục răng(1)
Thay số vào công thức trên ta được ta được:
𝟏,𝟏 𝟎, 𝟗𝟓 𝟏, 𝟏 𝟏 𝟏 = 579,5Mpa + Ứng suất uốn cho phép:
𝑺 𝑭 𝐘 𝐑 𝐘 𝐒 𝐊 𝐗𝐅 Trong đó: σ FLim : Giới hạn bền mỏi uốn của bánh răng với 𝐾 𝐾𝐿 = 1 và 𝐾 𝐾𝐶 = 0,7 ta tính được
Y R : Hệ số ảnh hưởng của dộ nhám(1)
K XF : Hệ số xét ảnh hưởng của kích thước trục răng(1)
Y S : Hệ số ảnh hưởng của môdun(m=2,5) ta chọn được Y S =1.03
Thay số vào công thức trên ta được:
𝟏,𝟕 𝟏 𝟏, 𝟎𝟑.18,1Mpa +Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
𝑍 𝑀 : Độ cứng vật liệu (vật liệu chế tạo trục răng làm bằng thép nên 𝑍 𝑀 5Mpa)
𝑍 𝐻 : Hệ số ăn khớp dang răng:
𝑑 𝜔 : Đường kính bánh răng (25,31mm)
𝑏 𝜔 : đường kính làm việc của thanh răng b ω = φ.d ω = 0,6.25,31 = 15,2mm
𝐾 𝐻𝛼 : Hệ số ảnh hưởng kích thước trục răng theo 𝛼 (1)
𝐾 𝐻𝛽 : Hệ số ảnh hưởng kích thước trục răng theo 𝛽 (1)
𝐾 𝐻𝛾 : Hệ số ảnh hưởng kích thước trục răng theo 𝛾 (1,02)
Thay số vào công thức trên ta được: σ H = 175.1,75.0,9
=> Thoả mãn điều kiện tiếp xúc
+ Kiểm nghiêm răng về độ bề uốn:
Trong đó:Y F2 , Y F1 la hệ số dang rang
𝐾 𝐹𝛽 =1,32 (tra bang đồ thị tai liệu chi tiết may)
140 = 0,93 Thay số vào công thức trên ta được:
=> 𝜎 𝐹1
