báo cáo bài tập nhóm môn tính toán kết cấu ô tô

87.Xác định đường kính trục các đăng D,d theo số vòng quay nguy hiểm và ứng suất xoắn.. 107.1.Xác định đường kính trục các đăng theo số vòng quay nguy hiểm.. 118.Kiểm nghiệm trục các đ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ ĐỘNG LỰC

BÁO CÁO BÀI TẬP NHÓM MÔN: TÍNH TOÁN KẾT CẤU Ô TÔ

Giảng viên hướng dẫn: THS Trần Anh Sơn

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Duy Tâm 19441101

Thành phố Hồ Chí Minh Ngày 18 tháng 11 năm 2022

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC

Nguyễn Duy Tâm Câu 9, tổng hợp, kiểm tra, sửa lỗi

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE TOYOTA HILLUX

Thông số lốp ( trước và sau) 205/70 R16

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i

BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC ii

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE TOYOTA HILLUX iii

1 Tính và chọn tỷ số truyền của hộp số 2

1.1 Tỷ số truyền của số 1 : 2

1.2 Tỷ số truyền các tay số trung gian: 3

2 Tính toán kiểm tra bền một số chi tiết hộp số 4

2.1 Bánh răng của hợp số : 4

2.2 Số răng của các bánh răng : 5

3 Xác định momen xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số 6

4 Tính công trượt của ly hợp 6

5 Tính công trượt của ly hợp trong điều kiện kiểm nghiệm bền 7

6 Xác định kích thước (R1 , R2) của đĩa ma sát của ly hợp thỏa điều kiện bền theo áp suất cho phép 8

7 Xác định đường kính trục các đăng ( D,d ) theo số vòng quay nguy hiểm và ứng suất xoắn 10

7.1 Xác định đường kính trục các đăng theo số vòng quay nguy hiểm 10

7.2 Xác định đường kính trục theo ứng suất xoắn 11

8 Kiểm nghiệm trục các đăng theo ứng suất xoắn và góc xoắn 11

9 Thiết kế đường kính bán trục thỏa điều kiện bền ( chọn hệ số dư bền là 2) 12

10 Kiểm nghiệm bền bán trục 13

10.1 Trường hợp 1: 13

10.2 Trường hợp 2: 13

10.3 Trường hợp 3 14

Bài Tập Nhóm: Tính Toán Kết Cấu Ô Tô GVHD: THS Trần Anh Sơn

1 Tính và chọn tỷ số truyền của hộp số

1.1 Tỷ số truyền của số 1 :

❖ Theo điều kiện kéo: 1

0

b max h

emax tl

G r i

M i







● G là trọng lượng toàn bộ xe: G = 26800 ( N )

● Hệ số cản lớn nhất của đường: ψmax

ψmax = f cosα + sinα Chọn độ dốc tiêu chuẩn lớn nhất 20% (α = 11°), hê số cản lăn lớn nhất f=0,2

ψmax = f cosα + sinα = 0,2 cos11° + sin11° = 0,39

Bán kính làm việc của bánh xe chủ động: ( 205/70 R16 )

16

2

bx

Momen xoắn cực đại của động cơ: Memax = 325 (N.m)

ηt : Hiệu suất hệ thống truyền lực

Do xe thiết kế là xe du lịch vi sai một cấp nên chọn ηtl = 0.93

Do xe sử dụng lốp áp suất thấp λ=0,93

Tỉ số truyền lực chính: i0

max 0

max

30.i

b e hn

r n i

v



Trong đó:

nemax = λ nN

Với: nN = 3600 v/ph, λ=1 ( động cơ diesel)

=> nemax = 3600v/ph

ihn: tỉ số truyền tính từ chi tiết quay thứ n nào đó của hệ thống truyền lực tới bánh xe chủ động Vì có số dọc có 1 số OD nên ta chọn ihn = 0,85

chọn vmax=140km/h=38,89m/s

0

i = .0, 322.3600

30.0,85.38,89



= 3,67

Bài Tập Nhóm: Tính Toán Kết Cấu Ô Tô GVHD: THS Trần Anh Sơn

❖ Theo điều kiện bám:

1

0

h

i







Hệ số bám: φ = 0,7 ÷ 0,8., chọn φ = 0,8

Vì xe du lịch tải nặng nên trọng lượng cầu chủ động thường bằng 60% trọng lượng xe, chọn hệ số phân bố tải: mc = 1,2

 Gb = Gcd mc = 26800.0,6.1,2 = 19296 (N)

Xe không có hộp số phụ nên ip = 1

1

0

.

h

emax p tl

i





325.3, 67.1.0, 93= 4,481 Kết hợp cả hai điều kiện kéo và bám ta có:

3,03 ≤ ih1 ≤ 4,481

Nên ta chọn ih1 = 4,313

1.2 Tỷ số truyền các tay số trung gian:

− Vì hộp số dọc 5 cấp có OD với số 4 là số truyền thẳng thì: ih4 = 1,

− Xe du lịch xác định tỉ số truyền trung gian cấp số điều hòa

ihm = 1

1

1 ( 1)

h h

i

m a i

với hằng số điều hòa a=

1

1

hn h

−

0,85 4,313 5 1

− Ta tính được tỷ số truyền các tay số còn lại như sau:

Số 2: ih2= 4, 313

1 (2 1).0, 236.4, 313 + − =2,137

Số 3: ih3= 4, 313

1 (3 1).0, 236.4, 313 + − =1,42

Số 4: ih4= 4, 313

1 (4 1).0, 236.4, 313 + − =1,064

Bài Tập Nhóm: Tính Toán Kết Cấu Ô Tô GVHD: THS Trần Anh Sơn

Số 5: ih5= 4, 313

1 (5 1).0, 236.4, 313 + − =0,85

Xác định số lùi: iR = (0,83 − 1,3)ih1 = 0,98.4,313 = 4,226

2 Tính toán kiểm tra bền một số chi tiết hộp số

2.1 Bánh răng của hợp số :

❖ Chọn khoảng cách giữa các trục

Khoảng cách giữa các trục được chọn theo công thức kinh nghiệm sau:

A = C 3

max

e

M (mm) Với: Memax là momen xoắn cực đại của động cơ (N.m)

C là hệ số kinh nghiệm

− Đối với xe du lịch:C=13-16, ta chọn C=14

Ta được : 3

14 325

❖ Chọn môđuyn pháp tuyến của các bánh răng

Vì xe du lịch m=2,25-3 nên ta chọn m=3

❖ Xác định số răng của các bánh răng

− Với bánh răng nghiêng theo 34o ≥ β ≥ 22o chọn β = 30o

Ta có ih1 = 4,313 theo công thức ta chọn Z1 = (16 ÷12) lấy Z1 = 15

1

1

2 cos 2.96, 25.cos 30

g

A i

m Z



− Z1′ = Z1 ig1= 15.2,704 = 40,56 ( răng ), chọn 41 răng

− Tỉ số truyền của các cặp bánh răng luôn ăn khớp:

1

1

4,313

1,595

2, 704

h

a

g

i

i

i

− Tỷ số truyền của các cặp bánh răng gài số

Bài Tập Nhóm: Tính Toán Kết Cấu Ô Tô GVHD: THS Trần Anh Sơn

1

1

4,313

2, 704 1,595

h

g

a

i

i

i

ig2 = 1,339

ig3 = 0,89

ig4 = 0,627

ig5 = 0,533

2.2 Số răng của các bánh răng :

1

n

Z

Vậy cặp bánh răng của số 1 là: Z1 = 15 và Z′1 = 41

2

n

Z

Z′2 = Z2 ig2 = 23,758.1,339 = 31,811 chọn 32 răng

Vậy cặp bánh răng của số 2 là: Z2 = 24 và Z′2 = 32

3

n

Z

Z′3 = Z3 ig3 = 29,4.0,89 = 26.166 chọn 26 răng

Vậy cặp bánh răng của số 3 là: Z3 = 29 và Z′3 = 26

Bài Tập Nhóm: Tính Toán Kết Cấu Ô Tô GVHD: THS Trần Anh Sơn

4

n

Z

Z′4 = Z4 ig4 = 34,155.0,627 = 21,415 chọn 21 răng

Vậy cặp bánh răng của số 4 là: Z4 = 34 và Z′4 = 21

5

n

Z

Z′5 = Z5 ig5 = 36,249.0,533 = 19,32 chọn 19 răng

Vậy cặp bánh răng của số 5 là: Z5 = 36 và Z′5 = 19

3 Xác định momen xung lượng sinh ra trên trục thứ cấp khi gài số

Biết xe di chuyển tay số 5 với tốc độ 80 km/h, không đạp ly hợp khi gài số 3, bộ đồng tốc số 3-4 bị hỏng:

− Chọn moment quán tính của phần chủ động 𝐽𝑚=1,5 Nms2

− Chọn moment quán tính của phần bị động 𝐽𝑙=0,022 Nms2

− Quán tính quy dẫn về trục thứ cấp là

𝐽𝑎 =𝑚𝑡𝑜à𝑛 𝑡ả𝑖 𝑟𝑏𝑥2

𝑖𝑜 =2680 0,3222

3,67 2 = 20,631 Nms2

− Vận tốc gốc trục sơ cấp là:

𝑤𝑏 =𝑣𝑥𝑒.𝑖0.𝑖ℎ5

𝑟𝑏𝑥 =

80 3,6 3,67.0,85 0,322 = 215,286 rad/s

− Vận tốc gốc trục thứ cấp là:

𝑤𝑎 =𝑣𝑥𝑒.𝑖0

𝑟𝑏𝑥 =

80 3,6 3,67 0,322= 253,29 rad/s

− Phương trình xung lượng trục thứ cấp khi gài số 3 không đạp ly hợp là:

− 𝑃5𝑟5𝑡 = 𝑗𝑎 (𝑗𝑚+𝑗𝑙).𝑖ℎ3.(𝑤𝑏−𝑤𝑎.𝑖ℎ3)

(𝑗𝑚+𝑗 𝑙 ).𝑖ℎ32 .𝑗 𝑎

= 20,631.(1,5+0,022).1,42.(215,286−253,29.1,42)

(1,5+0,022).1,42 2 +20,631

= 271,644(Nms)

4 Tính công trượt của ly hợp

Công trượt trong trường hợp đóng ly hợp êm dịu nhất (biết xe di chuyển tay số 2 với tốc độ 40 km/h trên đường nhựa tốt, đạp ly hợp gài số 3)

− Vì xe du lịch nên chọn + K=0,3 N𝑠2/𝑚4

+ F=2,3 𝑚/𝑠2

− Bán kính bánh xe 𝑟0= 0,322m

− Vận tốc góc của động cơ là :

Bài Tập Nhóm: Tính Toán Kết Cấu Ô Tô GVHD: THS Trần Anh Sơn

𝑤𝑚 =𝑣𝑥𝑒 𝑖0.𝑖ℎ2

𝑟 𝑏𝑥 =

40 3,6 3,67.2,137 0,322 = 270,63 (rad/s)

− Vận tốc góc của trục sơ cấp là:

𝑤𝑏 =𝑣𝑥𝑒.𝑖0.𝑖ℎ3

𝑟𝑏𝑥 =

40 3,6 3,67.1,42 0,322 = 179,83 (rad/s)

− Lực cản lăn là:

𝑃𝑓 = 𝐺 𝑓 = 2680.10.0,02=536 (N)

[ Chọn hệ số cản lăn 𝑓 = 0,02 ]

− Lực cản không khí là:

𝑃𝑤 = 𝐾 𝐹 𝑣2 = 0,3.2,3 (40

3,6)2=85,18 (N)

− Moment cản quy dẫn về trục sơ cấp là:

𝑀𝑏 =(𝑃𝑓+𝑃𝑤).𝑟𝑏𝑥

𝑖0.𝑖ℎ3.𝜂𝑡 = (536+85,18).0,322

3,67.1,42.0,93 = 41,27 Nms2

− Moment quán tính của xe quy dẫn về trục ly hợp

Jb = 𝑚𝑡𝑡 𝑟𝑏𝑥2

𝑖0𝑖ℎ32 =2680 0,3222

3,672.1,422 = 10,23 Nms2

− Để đóng ly hợp êm dịu: 𝑡1+ 𝑡2= 2,5s

⟺𝑀𝑏

𝐾 + √

2 𝐽𝑏 (𝜔𝑚− 𝜔𝑏)

 41,27

𝐾 + √2.10,23.(270,63−179,83)

 𝐾 = 329,43

Ta có:

𝑡1 =𝑀𝑏

𝐾 = 41,27 329,43 =0,13 (s)

𝑡2 = 2,5 − 𝑡1=2,5 – 0,13 = 2,37 (s)

− Thế các thông số trên vào công thức vào công thức tính công trượt ta được:

𝐿 = 𝐿1+ 𝐿2 = 𝑀𝑏 (𝜔𝑚 − 𝜔𝑏) (𝑡1

2 +

2 𝑡2

3 ) + 0,5 𝐽𝑏 (𝜔𝑚− 𝜔𝑏)

2

= 41,27.(270,63 – 179,83).(0,13

2 +2.2,37

3 ) + 0,5.10,23 (270,63 − 179,83)2

= 48335,67 (J) = 48,33567 (KJ)

5 Tính công trượt của ly hợp trong điều kiện kiểm nghiệm bền

Theo công trượt:

− Điều kiện: xe đang đứng yên 𝜔𝑏 = 0, 𝑃𝜔 = 0,

𝑃𝑓 = 𝐺 𝑓 = 2680.10.0,02=536 (N)

Bài Tập Nhóm: Tính Toán Kết Cấu Ô Tô GVHD: THS Trần Anh Sơn

(Với f = 0,02: đường nhựa tốt)

Tính ở tay số 1: 𝑖ℎ1 = 4,313, 𝜔𝑚 = 𝑛𝑀 = 2000 (vòng/phút)

− Quán tính qui dẫn về trực sơ cấp:

𝐽𝑏 = 𝑚 𝑟𝑏𝑥2

(𝑖 0 𝑖ℎ1) 2 = 2680 ∗ 0,3222

(3,67.4,313) 2 =1,11 (Nm2)

− Momen cản qui dẫn về trục sơ cấp:

𝑀𝑏 = 𝑃𝑓.𝑟𝑏𝑥

𝑖0.𝑖ℎ1.𝜂𝑡 = 536 0,322

3,67.4,313.0,93 = 11,72 (Nm)

− Thời gian trượt tổng cộng của ly hợp: 𝑡1+ 𝑡2 = 2,5

⟺𝑀𝑏

𝐾 + √2.𝐽𝑏 (𝜔𝑚−𝜔𝑏)

𝐾 = 2,5

 11.72

𝐾 + √2.1,11.(2000−0)

 𝐾 = 719,75

Ta có

𝑡1 =𝑀𝑏

𝐾 = 11,72

719,75 =0,016 (s)

𝑡2 = 2,5 − 𝑡1=2,5 – 0,016 = 2,484 (s)

𝐿 = 𝐿1+ 𝐿2 = 𝑀𝑏 (𝜔𝑚− 𝜔𝑏) (𝑡1

2 +

2 𝑡2

3 ) + 0,5 𝐽𝑏 (𝜔𝑚− 𝜔𝑏)

2

=11,72.(2000 – 0).(0,016

2 +2.2,484

3 ) + 0,5.1,11 (2000 − 0)2

=2259004,16 (J)

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

Xét trong trường hợp :

+ Khi xe đứng yên vận tốc v = 0 m/s

+ Mặt đường là tốt nhất Hệ số ma sát f = 0,02

+ Momen động cơ là lớn nhất và tính ở tay số 1

− Momen ma sát của ly hợp phải bằng momen xoắn lớn nhất cần truyền qua ly hợp :

𝑀𝑙 = 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 ∗ β

Bài Tập Nhóm: Tính Toán Kết Cấu Ô Tô GVHD: THS Trần Anh Sơn Trong đó : β là hệ số dự trữ của ly hợp,đối với xe du lịch β = 1,3 ÷ 1,75

Chọn β = 1,5

𝑀𝑒 𝑚𝑎𝑥 là momen tối đa của động cơ 𝑀𝑒 𝑚𝑎𝑥= 325 Nm

⇒ 𝑀𝑙= 325.1,5 = 487,5 Nm

− Lực ép cần thiết tác dụng lên các đĩa để truyền được momen 𝑀𝑒 𝑚𝑎𝑥 là :

P = 𝑀𝑙

𝜇.𝑅𝑡𝑏.𝑝= 487,5

0,3.𝑅𝑡𝑏.2 (1) Trong đó : 𝑅𝑡𝑏 là bán kính ma sát trung bình

μ là hệ số ma sát của ly hợp đối vứi ly hợp làm bằng thép với pherado

μ = 0,25 ÷ 0,35 Chọn μ = 0,3

p là số lượng đôi bề mặt ma sát p = 2

− Kiểm tra áp suất lên bề mặt ma sát theo công thức :

q = 𝑝

𝜋.(𝑅22 − 𝑅1)

Đối với tấm ma sát làm bằng vật liệu thép với pherado

[ q ] = 100 ÷ 250 KN/m2

Chọn [q] = 200 KN/m2

 200.103 = 𝑝

𝜋.(𝑅2− 𝑅1) (2) Đối với động cơ có vòng tua thấp: R1 = 0,53 R2

Đối với động cơ có vòng tua cao: R1 = 0,75 R2

Ta chọn: R1 = 0,7 R2

Mà Rtb = 2

3∗ 𝑅2 − 𝑅1

𝑅2− 𝑅1

Ta có Rtb = 2

3∗ 𝑅2 − 𝑅1

𝑅2− 𝑅1 = 2

3∗ 𝑅2 −(0,7𝑅 2 )2

𝑅2−(0,7𝑅2) 2 = 73

85 R2 (*) Thay (*) vào (1) ta được:

P = 487,5

0,3∗7385∗𝑅 2 ∗2 = 946,1

𝑅 2

Thay P = 946,1

𝑅 2 vào (2)

Ta được: 946,1

3,14 ∗ 𝑅 2 [𝑅2−(0,7𝑅 2 )2] ≤ 200 103

 946,1 ≤ 320280 𝑅23

 R2 ≥ 0.143 (m)

Chọn R2 = 0,143 (m)

Vì R1 = 0,7 R2

 R1 = 0,1001 (m)

7 Xác định đường kính trục các đăng ( D,d ) theo số vòng quay nguy hiểm và ứng suất xoắn

7.1 Xác định đường kính trục các đăng theo số vòng quay nguy hiểm

− Khi chọn kích thước trục các đăng cần tính đến hệ số dự trữ theo số vòng quay nguy hiểm

Hệ số dự trữ càng thấp thì trục càng nhỏ

𝑛𝑡

𝑛𝑚𝑎𝑥 = 1,2 ÷ 2

− Trong đó 𝑛𝑚𝑎𝑥 là số vòng quay cực đại của trục các đăng ứng với vận tốc lớn nhất của

xe

𝑛𝑚𝑎𝑥 =𝑛𝑒 𝑚𝑎𝑥

𝑖ℎ𝑂𝐷.𝑖𝑝 = λ.𝑛𝑁

𝑖ℎ𝑂𝐷.𝑖𝑝 =1.3600

0,85.1 = 4235 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡 Đối với động cơ Diesel chọn λ = 1

𝑛𝑁 là số vòng quay ứng với công suất cực đại 𝑛𝑁 = 3600 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡

Số vòng quay nguy hiểm trục các đăng

𝑛𝑡 = (1,2 ÷ 2) 𝑛𝑚𝑎𝑥 = 1,5.4235 = 6352,5 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡

Tính đường kính trục các đăng chọn chiều dài l= 1,3 m

Ta chọn trục các đăng đặt tự do và là loại trục rỗng

Ta có:

𝑛𝑡 = 15,3 104.√𝐷

2+ 𝑑2

𝑙2

Chọn thông số bề dày trục 𝛿 = 1,85 ÷ 2,5 𝑚𝑚 𝑡𝑎 𝑐ℎọ𝑛 𝛿 = 2𝑚𝑚

Mà d=D – 2𝛿= D – 4.10−3

Suy ra :

6352,5 = 15,3.104√𝐷

2+ (𝐷 − 4 10−3)2 1,32

Đường kính d = 0,048 – 2.2 10−3 = 0,044 𝑚 = 4,4 𝑐𝑚

7.2 Xác định đường kính trục theo ứng suất xoắn

Truyền động các đăng từ trục chủ động 1 sang trục bị động 2 với góc lệch α > 0 Nếu coi công suất mất mát ở khớp các đăng K là không đáng kể thì công suất của trục chủ động 1 là N1 sẻ bằng công suất của trục bị động 2 là N2

Nếu K là khớp các đăng khác tốc thì trục bị động 2 sẽ chịu moment xoắn lớn hơn trường hợp K là khớp các đăng đồng tốc cho nên ta sẽ tính toán trục bị động 2 ứng với trường hợp K là khớp các đăng khác tốc

Khi làm việc trục các đăng sẽ chịu xoắn , uốn, kéo ( hoặc nén ) trong đó ứng suất xoắn là rất lớn so với các ứng suất còn lại , cho nên chúng ta chỉ cần tập trung vào tính theo giá trị M2max Chọn góc xoắn bằng góc lệch α = 6°

Ứng suất xoắn tới hạn: 𝜏 = 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 𝑖 ℎ1 𝑖 𝑝

𝑊𝑥.𝑐𝑜𝑠𝛼 = 270 (𝑀𝑁

𝑚 2) an toàn (100-300) Moment chống xoắn nhỏ nhất của trục các đăng, với hệ số dư bền 2, ta lấy 1 2⁄ ứng suất xoắn tới hạn để tính

𝑊𝑥 =𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 𝑖ℎ1 𝑖𝑝

𝜏 𝑐𝑜𝑠𝛼 =

325.4,313.1 1

2 270 106 𝑐𝑜𝑠6°

= 1,044 10−5

Trục rỗng bề dày 𝛿 = 2 (𝑚𝑚) = 2 10−3(𝑚)

=>> 𝑊𝑥 = 𝜋

16 ( 𝐷4− 𝑑4 ) mà d = D – 2 𝛿

 𝜋

16.𝐷 ( 𝐷4− (D – 2 𝛿) 4 ) = 1,044 10−5

=>> D = 0,0606 ( m ) = 6.06 ( cm ),

=>> d = 0.0606 - 2.2 10−3= 0,0566 ( m ) = 5,66 ( cm )

8 Kiểm nghiệm trục các đăng theo ứng suất xoắn và góc xoắn

Giá trị góc xoắn 𝜃 của trục các đăng

𝜃 = 180

𝜋

𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 𝑖ℎ1 𝑖𝑝 𝑙

G Jx 𝑐𝑜𝑠𝛼 Trong đó: Jx là momen quán tính của tiết diện khi xoắn

Đối với trục các đăng rỗng

Jx = 𝜋

32 ( 𝐷4− 𝑑4 ) = 𝜋

32 ( 0,06064− 0,05664 ) = 3.165 10−7 Gọi G là modun đàn hồi khi xoắn G = 8.1010 N/𝑚2

Suy ra góc xoắn 𝜃

𝜃 = 180

𝜋

325.4,313.1,3 8.1010 3,165 10−7𝑐𝑜𝑠6°= 4.15°

Ta thấy 𝜃 = 4.15° mà [ 𝜃] = 3° ÷ 9° nên thỏa điều kiện cho phép

9 Thiết kế đường kính bán trục thỏa điều kiện bền ( chọn hệ số dư bền là 2)

Thiết kế bán trục ½ trong trường hợp xe chịu cả momen uốn và momen xoắn

Lúc này:

- Phản lực của lực vòng truyền qua các bánh xe chủ động 𝑿𝟏, 𝑿𝟐 gây ra momen uốn

trong mặt phẳng ngang tại ổ bi

𝑀𝑢𝑥1 = 𝑀𝑢𝑥2 = 𝑋1∗ 𝑏= 𝑋2∗ 𝑏

- Đồng thời 𝑿𝟏, 𝑿𝟐 gây ra momen xoắn

𝑀𝑥1 = 𝑀𝑥2 = 𝑋1∗ 𝑟𝑏𝑥= 𝑋2∗ 𝑟𝑏𝑥

- Phản lực thẳng đứng tác dụng lên bánh xe trái và phải 𝒁𝟏, 𝒁𝟐 gây ra momen uốn

- 𝑀𝑢𝑧1 = 𝑀𝑢𝑧2 = 𝑍1∗ 𝑏= 𝑍2∗ 𝑏

* Khi truyền lực kéo cực đại:

Ứng suất tổng hợp cả uốn và xoắn là:

𝜎𝑡ℎ = 𝑏

0.2∗𝑑3√(𝑚2𝑘𝐺2)2+ (𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 𝑖ℎ1𝑖𝑜

𝑟 𝑏𝑥 )2+(𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 𝑖ℎ1𝑖𝑜

𝑏 )2 ≤ [𝜎𝑡ℎ]

➔ 𝑑 ≥ √ 𝑏

[𝜎 𝑡ℎ ]∗0.2∗ √(𝑚2𝑘𝐺2)2+ (𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 𝑖ℎ1𝑖𝑜

𝑟 𝑏𝑥 )2+(𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 𝑖ℎ1𝑖𝑜

𝑏 )2

3

Với:

+ d: Đường kính bán trục ( m)

+ Khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm bạc đạn b = 5 (cm) = 0.05 (m)

+ Ứng suất tổng hợp cho phép [𝜎𝑡ℎ] (Do nửa trục chịu uốn và chịu xoắn: 600MN/m2

÷ 750MN/m2 ), vì chọn hệ số dư bền bằng 2 nên ta chọn [𝜎𝑡ℎ] = 350 MN/m2

+ Hệ số phân bố tải trọng khi xe đang truyền lực kéo 𝑚2𝑘 = 1,3 ( xe du lịch: 𝑚2𝑘 = 1,2

÷1,4)

+ Khối lượng cầu sau 𝐺2 = 16000 (N)

+ Momen xoắn cực đại của xe 𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥 = 325 (Nm)

+ Bán kính bánh xe có tính cả độ biến dạng 𝑟𝑏𝑥 = 0,322 (m)

+ Tỉ số truyền lực chính 𝑖𝑜 = 3,67

Thế các dữ liệu vào công thức, ta được:

𝑑 ≥ √ 0.05

350 ∗ 106 ∗ 0.2∗ √(1,3 ∗ 16000)2 + (

325 ∗ 4,313 ∗ 3.67 0.322 )2+(

325 ∗ 4,313 ∗ 3,67

0.05 )2

3

➔ d ≥ 0.042 (m)

➔ Chọn d = 4.2 cm

10 Kiểm nghiệm bền bán trục

10.1 Trường hợp 1:

Lực X đạt giá trị cực đại

* Khi truyền lực kéo cực đại

Ứng suất tổng hợp cả uốn và xoắn là:

𝜎𝑡ℎ = 𝑏

0.2 ∗ 𝑑3√(𝑚2𝑘𝐺2)2+ (𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥𝑖ℎ1𝑖𝑜

𝑟𝑏𝑥 )

2+(𝑀𝑒𝑚𝑎𝑥𝑖ℎ1𝑖𝑜

2

≈ 𝜎𝑡ℎ = 0.05

0.2∗0.042 3√(1.3 ∗ 16000)2+ (325∗4,313∗3.67

0.322 )2+(325∗4,313∗3.67

0.05 )2

≈ 𝜎𝑡ℎ = 356279678 ( 𝑁

𝑚2) = 358,28 (𝑀𝑁

𝑚2)

* Khi truyền lực phanh cực đại:

𝜎𝑢 =𝑏 ∗ 𝑚2𝑝∗ 𝐺2

0,2 ∗ 𝑑3 √1 + 𝜑2 = 0.05 ∗ 0.8 ∗ 16000

0,2 ∗ 0.0423 √1 + 0.72 = 52722408 ( 𝑁

𝑚2)

= 52,72 (𝑀𝑁

𝑚2)

Với:

+ Hệ số phân bố tải trọng khi xe phanh 𝑚2𝑝 = 0.8 (xe du lịch 0.8÷0.85)

+ Hệ số bám dọc 𝜑 (0.7÷0.8)

10.2 Trường hợp 2:

Lực Y đạt giá trị cực đại

Lúc này bán trục chịu uốn, nén và kéo, nhưng vì ứng suất nén và kéo tương đối nhỏ

nên chỉ tính ứng suất uốn ở 2 bán trục do lực Z và Y sinh ra

− Momen uốn bán trục bên trái: 𝑀𝑢1 = 𝑌1∗ 𝑟𝑏𝑥 − 𝑍1∗ 𝑏