đề tài lập trình phần mềm thiết kế hộp số bằng ngôn ngữ c và cấu trúc dữ liệu xml

Do đó, một số vấn đề lớn đặt ra trong giai đoạn này là tìm hiểu và nắm vữngkết cấu của từng cụm hệ thống trên các xe hiện đại, phục vụ quá trình khai thác sửdụng đạt hiệu quả cao nhất, t

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢIKHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN CƠ KHÍ Ô TÔ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài: Lập trình phần mềm thiết kế hộp số bằng ngôn ngữC++ và cấu trúc dữ liệu XML

Sinh viên: Nguyễn Văn Đức

Chuyên ngành: Cơ khí ô tô Msv: 191304446

Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Đức Trung

Hà Nội – 2023

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành công nghiệp ô tô hiện nay đóng vai trò quan trọng trong sự phát triểncủa đất nước Nó ra đời nhằm mục đích phục vụ nhu cầu vận chuyển hàng hóa vàhành khách, phát triển kinh tế xã hội đất nước.

Đất nước ta hiện nay đang trong quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa, cácngành công nghiệp nặng luôn từng bước phát triển Trong đó ngành công nghiệp ô tôluôn được chú trọng, trở thành một mũi nhọn của nền kinh tế và đã từng bước đạtđược thành công nhất định khi hiện nay ta đã có cho mình thương hiệu đầu tiên ô tôcủa người Việt là VINFAST đang dần chiếm được niềm tin và có chỗ đứng nhất địnhvới mọi đối tượng tiêu dùng, ngoài ra tỷ lệ nội địa hóa cũng ngày càng cao Tuynhiên công nghiệp ô tô Việt Nam vẫn đang trong những bước đầu hình thành và pháttriển Do đó, một số vấn đề lớn đặt ra trong giai đoạn này là tìm hiểu và nắm vữngkết cấu của từng cụm hệ thống trên các xe hiện đại, phục vụ quá trình khai thác sửdụng đạt hiệu quả cao nhất, từ đó có thể từng bước làm chủ công nghệ.

Hệ thống hộp số là bộ phận quan trọng trong ô tô, quản lý truyền động từ độngcơ đến bánh xe, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển Xuất phát từnhững yêu cầu và đặc điểm đó em đã thực hiện nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp với đề tài:“Lập trình phần mềm thiết kế hệ thống hộp số ô tô bằng ngôn ngữ C++ và thiết kếcấu trúc dữ liệu bằng XML” Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo ThS NguyễnĐức Trung - Bộ môn Cơ khí ô tô - Khoa cơ khí - Trường Đại học Giao thông vận tải.Trong quá trình thực hiện đồ án không tránh khỏi những sai sót Kính mong sự đónggóp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn !

Ngày … tháng … năm 2023Sinh viên thực hiện

Đức

Nguyễn Văn Đức

Trang 3

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ 13

2.1 CÁCBƯỚCTÍNHTOÁNTHIẾTKẾHỘPSỐ 13

2.2 CÁCCÔNGTHỨCTÍNHTOÁN,THÔNGSỐHÌNHHỌCHỘPSỐ 13

2.2.1 Chế độ tải trọng khi thiết kế 13

2.2.2 Khoảng cách trục 14

2.2.3 Mô đun bánh răng 14

2.2.4 Xác đinh số răng của bánh răng 15

2.4.4 Môi trường phát triển của phần mềm C++ 31

2.4.5 Các thành phần cơ bản của chương trình C++: 40

2.5 CẤUTRÚCDỮLIỆUXML 45

2.5.1 Khái niệm 45

2.5.2 Định dạng 45

2.5.3 Môi trường phát triển 46

2.5.4 Các kiểu dữ liệu trong XML 48

2.5.5 Ứng dụng của XML 49

2.5.6 Mối quan hệ XML và C++ 49

Trang 4

CHƯƠNG 3: LẬP TRÌNH PHẦN MỀM THIẾT KẾ HỘP SỐ 51

3.1 SƠĐỒCHỨCNĂNGCỦACHƯƠNGTRÌNH 51

3.2 SƠĐỒTHUẬTTOÁNTÍNHTOÁNHỘPSỐ 51

3.2.1 Sơ đồ thuật toán nhập dữ liệu 51

3.2.2 Sơ đồ thuật toán tính toán thiết kế hộp số 52

3.2.3 Sơ đồ thuật toán lưu dữ liệu 53

3.3 GIỚITHIỆUPHẦNMỀMTÍNHTOÁNHỘPSỐ 53

Trang 5

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Thông số của cặp bánh răng trụ răng nghiêng số 1 15

Bảng 2.6 Thông số của cặp bánh răng trụ răng nghiêng số lùi 18

Bảng 2.7 Momen tác dụng lên trục sơ cấp 19

Bảng 2.8 Momen tác dụng lên trục thứ cấp 20

Bảng 2.9 Lực tác dụng lên các bánh răng 20

Bảng 2.10 Hệ số biên dạng răng của các bánh răng 22

Trang 6

Hình 2.1 Sơ đồ các bước tính toán thiết kế hộp số 13

Hình 2.2 Đồ thị để chọn mô đun pháp tuyến của bánh răng hộp số 14

Hình 2.3 Sơ đồ đặt lực lên trục sơ cấp 24

Hình 2.4 Biểu đồ nội lực trên trục sơ cấp 25

Hình 2.5 Sơ đồ đặt lực lên trục thứ cấp 26

Hình 2.6 Biểu đồ nội lực trên trục thứ cấp 27

Hình 2.7 Ứng dụng của C++ trong lập trình game 30

Hình 2.8 Ứng dụng của C++ trong trình duyệt web 31

Hình 2.9 Logo của phần mềm visual studio 31

Hình 2.10 Biên tập mã trong visual studio 32

Hình 2.11 Trình gỡ lỗi trong visual studio 33

Hình 2.12 Thiết kế giao diện trong visual studio 33

Hình 2.13 Tạo dự án trong visual studio 34

Hình 2.14 Chọn dự án CLR Empty project trong C++ .35

Hình 2.15 Thiết lập dự án trong C++ 35

Hình 2.16 Biên dịch dự án trong C++ 35

Hình 2.17 Hiển thị lỗi và cảnh báo của dự án 37

Hình 2.18 Cửa sổ debugger trong visual studio 37

Hình 2.19 Thêm Project Installer vào dự án 38

Hình 2.20 Cấu hình setup project 38

Hình 2.21 Cấu hình thuộc tính của setup project 39

Hình 2.22 Xây dựng setup project 40

Hình 2.23 Một số class thông dụng 41

Hình 2.24 Một số thuộc tính của label 43

Trang 7

Hình 2.25 Một số thuộc tính của textbox 44

Hình 2.26 Một số thuộc tính của button 45

Hình 2.27 Logo của visual studio code 46

Hình 2.28 Mở file trong vs code 47

Hình 2.29 Gỡ lỗi trong vs code 47

Hình 2.30 Lưu file xml trong vs code 48

Hình 2.31 Mối quan hệ của xml và C++ 50

Sơ dồ 3.1 Chức năng của chương trình 51

Sơ đồ 3.2 Thuật toán nhập dữ liệu 51

Sơ đồ 3.3 Thuật toán tính toán thiết kế hộp số 52

Sơ đồ 3.4 Thuật toán lưu dữ liệu 53

Hình 3.1 Giao diện đầu vào của chương trình 54

Hình 3.2 Giao diện đọc thông số đầu vào từ file XML……….…… 54

Hình 3.3 Xác nhận thông số 55

Hình 3.4 Kết quả của chương trình 55

Hình 3.5 Quản trị dữ liệu của chương trình 56

Trang 8

1.1.2 Phân loại

- Hộp số ô tô được phân loại theo các đặc điểm kết cấu sau:

+ Theo đặc điểm thay đổi tỷ số truyền: hộp số vô cấp và hộp số có cấp.

các trục cố định (hộp số thông thường), kết hợp các bánh răng ăn khớp trong và ănkhớp ngoài có trục di động(hộp số hành tinh) Trong hộp số thường gặp các bộtruyền ăn khớp ngoài và bộ truyền hành tinh.

+ Theo phương pháp điều khiển chuyển số của hộp số: điều khiển bằng tay, điều

khiển tự động và điều khiển bán tự động Trong thời gian gần đây đã xuất hiện cáchộp số cho phép làm việc theo phương pháp điều khiển bằng tay và điều khiển tựđộng tùy chọn bằng các nút chọn trên bảng điều khiển (hộp số hai li hợp trên một sốô tô con).

1.1.3 Yêu cầu

- Hộp số cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản:

+ Có dãy tỉ số truyền hợp lý, phân bố các khoảng thay đổi tỉ số truyền tối ưu, phùhợp với tính năng động lực học yêu cầu và tính kinh tế vận tải.

+ Phải có hiệu suất truyền lực cao.

+ Khi làm việc không gây tiếng ồn, chuyển số nhẹ nhàng, không phát sinh các tải trọng động khi làm việc.

Trang 9

+ Đối với các hộp số sử dụng các bộ truyền có cấp (các tỉ số truyền cố định), khichuyển số, thường xảy ra thay đổi giá trị tốc độ và mô men và gây nên tải trọng động.Hạn chế các xung lực và mô men biển động cần có các bộ phận ma sát (đồng tốc,khớp ma sát, bộ truyền thủy lực ) cho phép làm đều tốc độ của các phần tử truyền vànâng cao độ bền, độ tin cậy trong làm việc của hộp số.

+ Đảm bảo tại một thời điểm làm việc chỉ gài vào một số truyền nhất định một cách chắc chắn (cơ cấu định vị, khóa hãm, bảo vệ ).

+ Kết cấu phải nhỏ, gọn, dễ điều khiển, bảo dưỡng và sửa chữa

+ Có khả năng bố trí cụm trích công suất để dẫn động các thiết bị phụ khác.

1.1.4 Phân tích kết cấu của hệ thống hộp số

- Để làm cơ sở tính toán hệ thống hộp số, đề tài lựa chọn hệ thống hộp số trên cơ sở xe Hyundai Creta.

- Nguyên lý làm việc của hộp số 2 trục 5 cấp:

Hình 1.1 Sơ đồ hộp số 2 trục 5 cấp

1-bánh răng gài số 5; 2-bánh răng gài số 4;3-bánh răng số 3;4- bánh răng gài số 2;5-bánh răng gài số lùi;6-bánh răng gài số 1;7-trục sơ cấp;8-trục thứ cấp

Trang 10

Hình 1.2 Sơ đồ động học của hộp số cơ khí 2 trục 5 cấp.

2-bánh răng gài số 4; 3- bánh răng gài số 2; 4-trục sơ cấp;5- bánh răng số lùi;6,12-bộ đồng tốc; 7-bánh răng gài số 1; 8-bánh răng gài số3; 9-bánh răng gài số 5; 10- trục thứ cấp; 11-trục số lùi

- Nguyên lý làm việc của hộp số như sau:

+ Khi ống gài ở vị trí trung gian mặc dù các bánh răng trên trục sơ cấp và thứ cấpluôn ăn khớp với nhau nhưng các bánh răng trên trục thứ cấp quay trơn với trục nênhộp số chưa truyền mômen (số 0) Các số truyền của hộp số được thực hiện như sau:+ Số 1: để gài số 1, người ta điều khiển ống gài 6 dịch chuyển sang phải cho vấu gàiăn khớp với bánh răng Z'1 khi đó dòng truyền mômen từ trục 1  Z1  Z'1  ốnggài 6  trục 2.

+ Số 2: để gài số 2, người ta điều khiển ống gài 6 dịch chuyển sang trái cho vấu gàiăn khớp với bánh răng Z'2 khi đó dòng truyền mômen từ trục 1  Z2  Z'2  ốnggài 6  trục 2.

+ Số 3: để gài số 3, người ta điều khiển ống gài 12 dịch chuyển sang phải cho vấugài ăn khớp với bánh răng Z'3 khi đó dòng truyền mômen từ trục 1  Z3  Z'3 trục 2.

+ Số 4: để gài số 4, người ta điều khiển ống gài 12 dịch chuyển sang trái cho vấugài ăn khớp với bánh răng Z'4 khi đó dòng truyền mômen từ trục 1  Z4  Z'4 trục 2.

Trang 11

+ Về cơ bản cấu tạo chung của hộp số hai trục cũng bao gồm các chi tiết như đãtrình bày ở trên Vì hộp số có 5 cấp nên trên trục sơ cấp và thứ cấp có 5 cặp bánhrăng luôn ăn khớp với nhau Trong đó bánh răng chủ động số 1, số 2 cố định trên trụcsơ cấp Bánh răng chủ động số 3, số 4, số 5 quay trơn trên trục sơ cấp Bánh răng bịđộng số 1, số 2 quay trơn trên trục thứ cấp Bánh răng bị động số 3, số 4, số 5 cố địnhtrên trục thứ cấp (thường bánh răng quay trơn được bố trí cạnh đồng tốc gài số) Vìcó 5 số nên hộp số có 3 ống gài đồng tốc Ngoài ra để đảo chiều quay của trục thứcấp khi lùi xe hộp số còn có thêm 1 bánh răng số lùi có thể di trượt trên trục số lùi đểăn khớp với một bánh răng chủ động số lùi trên trục sơ cấp và vành răng trên ống gàicủa bộ đồng tốc số 1 và số 2 ở vị trí trung gian Vì hộp số hai trục thường bố trí ở xedu lịch cầu trước chủ động nên ngoài các bộ phận nêu trên thì cặp bánh răng truyềnlực cuối cùng và bộ vi sai cũng được bố trí luôn trong cụm hộp số.

1.1.5 Các bộ phận cơ bản của hộp số 2 trục 5 cấpa) Các trục của hộp số:

- Trục sơ cấp: Trên trục sơ cấp có một bánh răng liền trục và răng nhỏ ăn khớp với ống trượt của bộ đồng tốc Phần trước có rãnh then hoa ráp vào moayơ đĩa ly hợp Truyền chuyển động quay từ đĩa ma sát của ly hợp đến trục trung gian Trục sơ cấp hay còn được gọi là trục ly hợp dùng để truyền chuyển động quay từ đĩa ly hợp tới bánh răng của trục trung gian.

Hình 1.3 Trục sơ cấp

- Trục thứ cấp: Trục thứ cấp có nhiệm vụ đỡ các bánh răng và đồng tốc, các bánh răng quay tự do chỉ có bộ đồng tốc bị khóa vào trục, dẫn động trục truyền chính và làm qua bánh xe.

Trang 12

Hình 1.4 Trục thứ cấp

- Trục số lùi: Trục số lùi là một trục ngắn, được lắp bên dưới và bên cạnh trục trung gian Trên trục số lùi gồm có một hoặc hai bánh răng, quay trơn với trục và có thể di chuyển trên trục để gài số lùi.

Hình 1.5 Trục số lùi

b) Bánh răng:

- Việc sử dụng các loại bánh răng để đáp ứng về nhu cấu tốc độ và momen xoắn Cácbánh răng của hộp số thường dùng bánh răng trụ răng nghiêng.Bánh răng của hộp số được làm từ thép chất lượng cao, chúng được tôi cẩn thận để tạo độ nhẵn, bề mặt các răng cứng, nhưng bên trong rất dẻo Chúng được gia công nhiệt bề mặt Các răng, cácvùng nguy hiểm được gia công trên máy chính xác.

Trang 13

Hình 1.6 Bánh răng

c) Bộ đồng tốc:

- Hai bánh răng đang quay, muốn gài vào nhau được êm dịu, không va đập, hư hỏng thì phải làm cho chúng quay cùng tốc độ (đồng tốc) trước khi gài vào khớp Hộp số ôtô hiện đại được trang bị cơ cấu đồng tốc các bánh răng trước khi gài răng, gọi là bộđồng tốc.

- Nhiệm vụ này được thực hiện bởi một cơ cấu gọi là bộ đồng tốc được làm cùng với khớp gài số trên hộp số của ô tô Hầu hết các ô tô hiện đại đều được trang bị hộp số kiểu đồng tốc Được gọi là đồng tốc vì khi chuyển số hai bánh răng làm việc tiến lại gần nhau để làm đồng bộ tốc độ quay của chúng nhờ ma sát.Bộ đồng tốc dùng ở những tay số cao: số 2, 3, 4, 5 (có tỷ số truyền nhỏ) và những tay số có tốc độ góc của các cặp bánh răng chênh lệch nhau lớn.

- Cấu tạo của bộ đồng tốc có nhiều loại nhưng cơ bản gồm: moayơ (ruột đồng tốc) lắp then hoa với trục thứ cấp, vòng ngoài ăn khớp răng trong của ống trượt (vỏ đồng tốc).

Hình 1.7 Cấu tạo bộ đồng tốc

Trang 14

+ Trên ống trượt có rãnh lắp càng gài số và ống trượt di chuyển theo chiều dọc để gàisố Moayơ có ba rãnh rộng lắp ba miếng khoá, trên các miếng khoá có gờ được lò xo đẩy ra tiếp xúc với ống trượt, giữ ống trượt ở vị trí trung gian.

+ Hai vòng đồng tốc (vòng ma sát) làm bằng thau, bên trong vòng đồng tốc có mặt côn tiếp xúc với mặt côn trên bánh răng, bên ngoài có răng ăn khớp với răng trong của ống trượt, trên vòng đồng tốc có ba rãnh, ăn khớp với ba miếng khoá.

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP SỐ

2.1 Các bước tính toán thiết kế hộp số

Hình 2.1 Sơ đồ các bước tính toán thiết kế hộp số

2.2 Các công thức tính toán, thông số hình học hộp số2.2.1 Chế độ tải trọng khi thiết kế

a) Tải trọng tính từ động đến chi tiết đang tính của hộp số : (theo mô men của động cơ)

Trang 15

∑ Z−¿Tổng phản lực của mặt đường hay mặt đất tác dụng lên các bánh xe chủ động

2.2.3 Mô đun bánh răng.

- Chọn mô đun theo đồ thị:

+ Đối với ô tô, mô đun pháp tuyến mn của bánh răng trụ được chọn theo đồ thị ởdưới phụ thuộc vào mô men quay cực đại trên trục thứ cấp của hộp số

Mt = Memax.ih1 (KN.m) (2-4)

Trang 16

Hình 2.2 Đồ thị để chọn mô đun pháp tuyến của bánh răng hộp số

+ Dựa vào đồ thị hình ta chọn mô đun cho các bánh răng Bánh răng là các bánh răng trụ răng nghiêng nên chọn mô đun gần với đường cong phía dưới đồ thị.+ Đối với hộp số ô tô hiện nay thường dùng các giá trị mô đun sau đây : 1,75 ; 2,25 ; 2,5 ; 2,75 ; 3,5 ; 3,75 ; 4,0 ; 4,25 ; 4,5 ; 5,0 ; 5,5 ; 6,0 ; 6,5 ; 7,0 ; 9,0 ; 10 ; 11,0 ; 12,0.

2.2.4 Xác đinh số răng của bánh răng.

- Xác định số răng các bánh:

Zi

2 A cosBi

mn.(1+ihi) (2-5)

Zi'

Zi ihi (2-6)

Trong đó :

mn : Mô đun pháp tuyến của răng.i :Góc nghiêng của răng ở số thứ iihi : Tỷ số truyền ở số thứ i

- Tính lại tỷ số truyền :

'

Zi

Trang 17

2.2.5 Thông số hình học các bánh răng

Bảng 2.1 Thông số của cặp bánh răng trụ răng nghiêng số 1

STT Tên gọi Kí hiệu Bánh răng chủ động (Z)| Bánh răngchủ động (Z’)

8 Đường kính vòng chia dd1=ms*Z1¿mm)

d1,= ms∗Z1,¿mm)9 Đường kính vòng đỉnh răng

D

dDd 1= d

n(mm)

STT Tên gọi Kí hiệu Bánh răng chủ động (Z)| Bánh răngchủ động (Z’)

Trang 18

11 Chiều cao răng hh= 2,25*mn(mm)

Chọn b=8.

m

n(mm)

STT Tên gọi Kí hiệu Bánh răng chủ động (Z)| Bánh răngchủ động (Z’)

Trang 20

Bảng 2.6 Thông số của cặp bánh răng trụ răng nghiêng số lùi

DcL, =d,L

−2,5∗mn(mm)

Trang 21

Trục sơ cấp: Ms=Memax (2-9)

Trục thứ cấp: Mtc=Memax.ihi (2-10)

Mô men theo điều kiện bám từ bánh xe truyền đến :

Mφmaxmax

φmaxmax Gφmax rbx

i0 ihi (2-11)

Trong đó : φmaxmax:Hệ số bám cực đại; G:Trọng lượng bám; rbx: bán kính bánh xe

Bảng 2.7 Momen tác dụng lên trục sơ cấp

Thứ tự

Ms=Me max

hiG rM

Trang 22

.bx

G rM

cosβ (2-13) + Lực dọc trục: Qi=P tgαβ (2-14)

Ta tìm được bảng số liệu sau:

Công thức:

σu

kd.kms kc kTp kgαc.P

b π mntb y kB

(2-15)

Trang 23

Điều kiện:

 

uu

[

σu

]

{

b: Chiều rộng làm việc của bánh răng, b = 8.mn (mm)

y: Hệ số dạng răng chân răng kđ: Hệ số tải trọng độngkms :Hệ số tính đến ma sát.

kc :Hệ số tính đến độ cứng vững của trục và phương pháp lắp bánh răng trên trục

Ktp: Hệ số tính đến tải trọng động phụ do sai số các bước răng khi gia công gây nên.

k: Hệ số tính đến ảnh hưởng của độ trùng khớp hướng chiếu trục đối với độ bền của răng

Kgc : Hệ số tính đến ứng xuất tập trung ở các góc lượn của răng do các phương pháp gia công gây nên Ta có:

CO S3β (2-16)Tra bảng ta có hệ số dạng răng của các bánh răng như sau :

Trang 24

Bảng 2.10 Hệ số biên dạng răng của các bánh răng

So sánh:σu2≤[σ ]u → Thỏa mãn điều kiện

Bánh 2’:σu 2'(kG /cm2)

So sánh:σu2 '≤[σ ]u → Thỏa mãn điều kiện

- Cặp bánh răng cài số 3 :Bánh 3 :σu3( kG/cm2)

So sánh:σu3≤[σ ]u → Thỏa mãn điều kiện

Bánh 3’: σu3 '( kG/cm2)

So sánh:σu3 '≤[σ ]u → Thỏa mãn điều kiện

- Cặp bánh răng cài số 4:Bánh 4:σu 4( kG/cm2)

So sánh:σu 4≤ [σ ]u → Thỏa mãn điều kiện

Bánh 4’:σu 4 '( kG/cm2)

So sánh:σu 4 '≤[σ ]u → Thỏa mãn điều kiện

- Cặp bánh răng cài số 5:Bánh 5σu5( kG/cm2) Bánh 5’:σu5 '( kG/cm2)

So sánh Thỏa mãn điêu kiện bền :σu5 ≤[σ]u và :σu,5 ≤[σ]u

b, Tính sức bền tiếp xúc

Áp dụng công thức :

Trang 25

σtx=0,418.cosβ

√

b, sinα cosαP E.(

r2) (2-17)Trong đó :

- Cặp bánh răng cài số 2: σtx 2−2,(kG/cm2) So sánh : Thoả mãn điều kiện : σtx 2−2,≤[σ]tx

- Cặp bánh răng cài số 3:σtx 3−3,(kG/cm2) So sánh : Thoả mãn điều kiện :σtx 3−3,≤[σ]tx

- Cặp bánh răng cài số 4:σtx 4− 4,

(

kG /cm

)

σtx 4− 4,≤

σ

tx

- Cặp bánh răng cài số 5:σtx 5−5,

(

kG /cm

)

σtx 5−5,≤

σ

tx

2.3.3 Tính toán trục hộp số

a,Thông số hình học các trục hộp số.

- Kích thước các trục hộp số được chọn sơ bộ: + Đường kính trục sơ cấp:

Trang 26

dtc=0,45 A(mm) (2-20)+ Chiều dài trục thứ cấp:

+ Các kích thước trong sơ đồ ta chọn sơ bộ như sau: a(mm); b(mm).+ Bán kính vòng chia của bánh răng chủ động ở số 1: r1(mm).Giá trị các lực trên bánh răng chủ động: P1 (N); R1 (N); Q1 (N).

Hình 2.3 Sơ đồ đặt lực lên trục sơ cấp

- Tính phản lực tại các gối đỡ:

+ Xét momen tại điểm B trong mặt phẳng yOz:

∑

MB

R

b−RA.( a+b)−Q

r

→ RA=R1 b−Q1 r1a+b (N)

+ Xét trong mặt phẳng yOz chiếu các lực lên trục y ta có: RA−R1+RB=0(N) (2-23)

Trang 27

→ RB=¿ R1−RA (N)

+ Xét momen tại điểm B trong mặt phẳng xOz:

∑

MB

P

b+PA.( a+b)+Q

r

→ PA=P1 b−Q1.r1a+b (N)

+ Xét trong mặt phẳng xOz chiếu các lực lên trục x ta có :

PA−P1+PB=0(N) (2-25) →PA=P1−PB(N)

Sau khi xác định được phản lực tại các ổ đỡ ta vẽ được biểu đồ nội lực của trục.

Hình 2.4 Biểu đồ nội lực trên trục sơ cấp

- Kiểm tra độ bền uốn:

+ Tại tiết diện nguy hiểm, ứng suất uốn được xác định bằng công thức sau:

Trang 28

 

u

(2-26) Trong đó:

Wu: Mô men chống uốn, vì trục đặc nên ta có Wu = 0,1×dtc3 (2-27)

Mu: Mômen uốn tổng hợp tại tiết diện nguy hiểm của trục, Mu được xác định theo công thức:

(2-28) Với: Mn: Mô men uốn trong mặt phẳng ngang (yoz),

Md: Mô men uốn trong mặt phẳng thẳng đứng (zox),Thay số ta có: Mu(N.m).

Wu

(

N /mm

So sánh: σu≤[σ¿ ¿u ]¿=> đảm bảo đk uốn

- Kiểm tra bền xoắn:

Công thức tính ứng suất xoắn của trục:

][ X

(2-29) Trong đó:

Mx: Mô men xoắn trục, Mx = P1.r1 (N.m) (2-30)Wx: Mô men chống xoắn, trục đặc ta có

Trang 29

+ Bán kính vòng chia của bánh răng chủ động ở số 1: r1’(mm).

Hình 2.5 Sơ đồ đặt lực lên trục thứ cấp

+ Tính phản lực tại các gối đỡ:

+ Xét momen tại điểm A trong mặt phẳng yOz:

∑

MA

R

a−

RB.( a+b)−Q

r

→ RB

R

a−Q

r

Trang 30

Hình 2.6 Biểu đồ nội lực trên trục thứ cấp

- Kiểm tra độ bền uốn:

Tại tiết diện nguy hiểm, ứng suất uốn được xác định bằng công thức sau:

 

u

(2-34) Trong đó:

Wu: Mô men chống uốn, vì trục đặc nên ta có Wu = 0,1×dtc3

Mu: Mômen uốn tổng hợp tại tiết diện nguy hiểm của trục, Mu được xác định theocông thức:

(2-35) Với: