bài giảng công nghệ sửa chửa ô tô, chương 11 potx

Chương 11: TRUYỀN ĐỘNG ĐẾN BÁNH XE CHỦ ĐỘNG VI.Công dụng, phân loại yêu cầu nửa trục 1,Công dụng : Dùng để truyền mômen xoắn từ truyền lực đến bánh xe chủ động Nếu cầu chủ động loại cầu liền (đi kèm với hệ thống treo phụ thuộc) truyền động đến bánh xe nhờ nửa trục Nếu cầu chủ động cầu rời (đi kèm với hệ thống treo độc lập) truyền mômen đến bánh dẩn hướng bánh xe chủ động có thêm khớp đăng đồng tốc 2,u cầu: Với loại hệ thống treo nào, truyền động đến bánh xe chủ động phải đảm bảo truyền kết mômen xoắn Khi truyền mômen xoắn, vận tốc góc bánh xe chủ động bánh xe dẩn hướng vừa chủ động không thay đổi 3,Phân loại: a,Theo kết cấu cầu chia làm loại: + Cầu liền + Cầu rời b,Theo mức độ chịu lực hướng kính lực chiều trục chia làm loại: + Loại nửa trục khơng giảm tải(hình 1-a) Ở loại bạc đạn đặt trực tiếp lên nửa trục Lúc nửa trục chịu tồn lực, lực từ phía đường lực vòng bánh vành chậu Loại nửa trục không giảm tải xe đại thông dụng + Loại nửa trục giảm tải nửa(hình 1-b) Ở loại bạc đạn đặt vỏ vi sai Cịn bạc đạn ngồi đặt trục +Loại nửa trục giảm tải ba phần tư (hình 1-c) Ở loại bạc đạn đặt lên vỏ vi sai cịn bạc đạn ngồi đặt vỏ cầu lồng vào moay bánh xe +Loại nửa trục giảm tải hồn tồn (hình 1-d) Ở loại bạc đạn đặt lên vỏ vi sai cịn bên ngồi gồm có hai bạc đạn đặt gần (có thể bạc đạn cơn, bạc đạn cầu) Chúng đặt lên dầm cầu lơng vào moay bánh xe Hình 1.1: Sơ đồ loại nửa trục lực tác dụng a) Nữa trục không giảm tải b)Nữa trục giảm tải Hình 1.1: Sơ đồ loại nửa trục lực tác dụng c) Nửa trục giảm tải ba phần tư d)Nửa trục giảm tải hoàn toàn II.Tính tốn nửa trục theo độ bền 1.Xác định lực tác dụng lên nửa trục: Để tính tốn nửa trục, trước hết phải xác định độ lớn lực tác dụng lên nửa trục Tuỳ theo trường hợp,các nửa trục chịu tồn hay phần lực tác dụng lên bánh xe cầu chủ động Sơ đồ lực tác dụng lên cần sau chủ động hình Ý nghĩa ký hiệu hình vẽ sau: Z1 , Z2 -Phản lực thẳng đứng tác dụng lên bánh xe trái phải Y1 ,Y2 -Phản lực ngang tác dụng lên bánh xe trái phải X1 ,X2 -Phản lực cửa lực vòng truyền qua bánh xe chủ động Lực X1,X2 thay đổi chiều phụ thuộc vào bánh xe chịu lực kéo hay lực phanh (Xk hay Xp) Lực X = Xmax ứng với luc sxe chạy thẳng m2.G2 -Lực thẳng đứng tác dụng lên cầu sau Hình 1.2: Sơ đồ lực tác dụng lên sau cầu chủ động G2 -Phần trọng lượng xe tác dụng lên cầu sau xe đứng yên mặt phẳng nằm ngang m2 -Hệ số thay đổi trọng lượng tác dụng lên cầu sau phụ thuộc vào điều kiện chuyển động + Trường hợp truyền lực kéo:m2 = m2k lấy theo giá trị trung bình sau: - Cho xe du lịch: m2k =1,2÷1,4 - Cho xe tải: m2k =1,1÷1,2 + Trường hợp xe phanh: m2= m2p lấy theo giá trị trung bình sau: - Cho xe du lịch: m2p =0,8 ÷ 0,85 - Cho xe tải: m2p =0,9 ÷ 0,95 Y - Lực quán tính phát sinh xe chuyển động đường nghiêng quay vòng Lực đặt độ cao trọng tâm xe trạng thái cân có: Y = Y1 + Y2 Ngồi lực kể trên, nửa trục chịu lực uốn lực sinh má phanh ép lên trống phanh Khi lực ép trống phanh bên trái bên phải không sẻ sinh lực phụ tăng thêm (hoăc giảm)mơmen uốn phụ lên nửa trục Khi tính tốn ta bỏ qua lực giá trị nhỏ B- chiều rộng sở xe(m) gbx -trọng lượng xe(N) hg -chiều cao trọng tâm xe(m) rbx –bán kính bánh xe có tính độ biến dạng(m) Khi xe chuyển động đường thẳng, mặt đường khơng nghiêng với giả thiết hàng hố xe chất bên trái phải, ta có: X = X2 = m G 2 Khi xe chuyển động đường cong mặt đường nghiêng, xuất lực Y lúc Z1 ≠ Z2 Theo hình 1.2, viết phương trình cân mơmen F E ta có: Z1 = hg m2 G2 Y B Z2 = hg m2 G2 Y B Nửa trục bên trái E’ chịu lực:Z1t = Z1 - gbx Nửa trục bên phải F’ chịu lực:Z2t = Z2 - gbx Trong đó: B – chiều rộng sở xe Nếu bánh xe bánh đơi bên B khoảng cách hai bánh xe Để tăng dự trữ bền tính gần :Z1t = Z1; Z2t = Z2 (1.3) Z1 đạt giá trị cực đại Y đạt giá trị Ymax, tức xe bị trượt ngang: Ymax = m2G2φ1 (1.4) Trong đó: φ1 - hệ số bám ngang lốp đường, lấy φ1= tính tốn Thay (1.4) vào (1.2) ta có: Z1 = h g 1 m2 G2 (1  ) B Z2 = h g 1 m2 G2 (1  ) B (1.5) Khi xuất lực Y, đặc biệt Y=Ymax(xe trượt ngang) bánh xe khơng thể truyền lực vòng X lớn.Sự phân bố trọng lượng xe lên cầu theo hệ số m2≠1 xảy bánh xe có lực vịng lớn Cho nên Y Ymax thừa nhận m2=1 để tính Z1 Z2: Z1= G2 (1  2h g  B ) (1.6) Z2= G2 (1 2 h g 1 B ) Các lực Y1 Y2 tỉ lệ thuận với Z1 , Z2 phụ thuộc vào hệ số bám ngang φ1: Y1 = Z1 φ1= h g 1 G 21 (1  ) B (1.7) Y2 =Z2 φ1= 2h g  G 21 (1  ) B Các lực vòng X1 ,X2 đạt giá trị cực đại Y=0 Các lực vòng X1,X2 đạt giá trị X1max,X2max cầu truyền lực kéo phanh Khi truyền lực kéo ta có : X1kmax=X2kmax= Me.i h i0 2rbx (1.8) Khi truyền lực phanh: X p max  X p max m2 pG2 (1.9) Các giá trị Ximax (1.8) (1.9) tính trường hợp xe chuyển động thẳng trọng lượng phân bố hai bánh xe Ứng suất cực đại nưar trục cầu chủ động sinh lực vòng bánh xe truyền lực kéo lực phanh Khi phanh xe phản lực X1p X2p lớn, phanh đột ngột bánh xe bị siết cứng trượt lết đường( Lúc hệ số bám dọc coi gần 1) Khi truyền lực kéo  truyền số truyền thấp hộp số phụ lực X1k X2k nhỏ X1p X2p Khi tính nửa trục phanh tính với X1, X2, Z1, Z2 Sau ứng suất nửa trục tăng lên xe qua ổ gà mặt đường lồi, lõm khơng phẳng Khi Z1, Z2 đạt giá trị Z1max, Z2max Như vậy, xe chuyển động, nửa trục, đầm cầu vỏ cầu gặp chế độ tải trọng đặc biệt sau Đó sở để tính tốn nửa trục, dầm cầu vỏ cầu: a/ Trường hợp 1: X i  X i max ; Y  0, Z1  Z Khi truyền lực kéo cực đại: X1  X  M e max ihi0 2rbx Y1  Y2  Z1  Z  (1.10) m2 k G2 Khi phanh với lực phanh cực đại: X1  X  m2 p G2  Y1  Y2  Z1  Z  m2 pG2 Ở đây: - hệ số bám dọc:   0,7  0,8 (1.11) ih - tỉ số truyền hộp số Nếu xe có hộp số thì: ih = ih1 Nếu xe vừa có hộp số vừa có hộp số phụ thì: ih = ih1 ip1 b/ Trường hợp : X i  0, Y  Ymax  m2G21; Z1  Z (Xe bị trượt ngang) X1  X  Z1  G2  2hg1  1    B    Z2  G2  2hg1  1    B    Y1  G21  2hg1  1    B    Y2  G21  2hg1  1    B    (1.12) (1.13) Ở đây: 1 - hệ số bám ngang, lấy 1  m2=1 xe trượt ngang c/ Trường hợp 3: X i  0, Y  0, Z i  Z i max X1  X  Y1  Y2  Z1 max  Z max  kd G2 (1.14) Trong đó: Kd - hệ số động xe chuyển động đường lồi lõm xe bị xóc mạnh - Với xe du lịch xe buýt: - Với xe tải: kd  kd   Tất lực nêu gây ứng suất uốn, xoắn, nén, cắt nửa trục Nhưng ứng suất nén cắt nhỏ nên chúng bỏ qua tính tốn Tính tốn nửa trục giảm tải nửa: Sơ đồ nửa trục giảm tải nửa hình 1.1- b a/ Trường hợp 1: X i  X i max ; Y  0; Z  Z Mômen uốn X1, X2 gây lên mặt phẳng ngang: Mux 1= Mux = X1b = X2b Mômen xoắn X1, X2 gây nên: Mx = Mx = X1rbx = X2rbx Nếu đặt bên nửa trục vỏ cầu mà bạc đạn cạnh khoảng cách b lấy đến ổ bi ngồi Mơmen uốn Z1, Z2 gây lên mặt phẳng thẳng đứng: Muz = Muz = Z1b = Z2b  Khi truyền lực kéo cực đại: + Ứng suất uốn tiết diện đặt bạc đạn với tác dụng đồng thời lực X1 Z2 (tương tự cho nửa trục bên phải) 2 2 M 2ux  M 2uz b X  Z b X  Z   Wu 0,1d 0,1d u  (1.15) Trong đó: d- đường kính nửa trục tiết diện tính [m] X1, X2, Z1, Z2 tính MN Thay giá trị X1, X2, Z1, Z2 từ (1.10) vào biểu thức ta có: b u  0,2d m2k G2  M i i    e max h o    rbx   [MN/m2] (1.16) + Ứng suất tổng hợp uốn xoắn là:  th   M th 2 M ux  M uz  M k   3 0,1d 0,1d b 0,2d  M e max ihio   M e max ihio        b   rbx   m2k G2 2    [MN/m2] (1.17) Đối với nửa trục bên phải tính tương tự nửa trục bên trái  Khi truyền lực phanh cực đại: Ứng suất uốn xác định theo phương trình (1.15) Thay giá trị từ (1.11) vào (1.15) ta có: u  bm2 pG2 0,2d b/ Trường hợp 2: 12 [MN/m2] (1.18) X i  0; Y  Ymax  m2G21 (Xe bị trượt ngang; m2 =1 ; 1  ) Lúc nửa trục chịu uốn, nén kéo Nhưng ứng suất nén, kéo tương đối nhỏ, nên tính tốn ta bỏ qua Nửa trục bên phải chịu tổng hai mômen uốn sinh lực Z2, Y2 Nửa trục bên trái chịu hiệu số hai mômen uốn sinh Z1 Y1 M u  Y1rbx  Z1b (1.19) M u  Y1rbx  Z 2b (1.20) Trong đó: Mu1 - Mơmen uốn nửa trục bên trái vị trí đặt bạc đạn ngồi Mu2 – Mơmen uốn nửa trục bên phải vị trí đặt bạc đạn Thay giá trị Y1, Y2, Z1, Z2 từ biểu thức (1.12) (1.13) vào (1.19) (1.20) Sau lập tỉ số Nếu M u1  M u M u1  M u M u1 M u2 để tìm xem M u1  M u nửa trục tính tốn theo nửa trục tính theo Mu2 M u1 B  2hg1 1rbx  b   M u B  2hg1 1rbx  b Vì hay 1  nên: M u1 B  2hg rbx  b   M u B  2hg rbx  b M u1  M u M u1 Ngược lại Trong thực tế b nhỏ so với rbx hg Bởi dễ dàng thấy rằng: M u1   M u1  M u M u2 Cho nên trường hợp ta tính theo Mu1: u   M u1 Y1 rbx  Z1 b Z1 1rbx  b    Wu 0,1d 0,1d G2  2hg1  1  1rbx  b  0,2d  B    (MN/m2) (1.21) c/ Trường hợp 3: X i  0; Y  0; Z i  Z i max  kd G2 Lúc nửa trục chịu uốn: M u1  M u  Z1 max  b  kd G2 b (1.22) Ứng suất uốn tiết diện đặt bạc đạn ngoài: u  (1.23) M u1 Gb  kd 3 0,1d 0,2d [MN/m2] ...tồn lực, lực từ phía đường lực vòng bánh vành chậu Loại nửa trục không giảm tải xe đại thông dụng + Loại nửa trục giảm tải nửa(hình 1-b) Ở loại bạc đạn đặt vỏ vi sai Cịn bạc... (có thể bạc đạn cơn, bạc đạn cầu) Chúng đặt lên dầm cầu lông vào moay bánh xe Hình 1.1: Sơ đồ loại nửa trục lực tác dụng a) Nữa trục không giảm tải b)Nữa trục giảm tải Hình 1.1: Sơ đồ loại nửa... nửa hình 1.1- b a/ Trường hợp 1: X i  X i max ; Y  0; Z  Z Mômen uốn X1, X2 gây lên mặt phẳng ngang: Mux 1= Mux = X1b = X2b Mômen xoắn X1, X2 gây nên: Mx = Mx = X1rbx = X2rbx Nếu đặt bên ngồi