thiết kế cầu chủ động cho ôtô buýt

Trường đại học Bách khoa Hà Nội bộ môn ôtô ======  ====== THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TÍNH TOÁN ÔTÔ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẦU CHỦ ĐỘNG CHO ÔTÔ BUÝT Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Khắc Trai Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Hải Líp : 05 BG - 01 Cơ Tin Hà Nội - 2007 Lời nói đầu Ngày nay, ôtô ngày càng được sử dụng rộng rãi như một phương tiện giao thông thông dụng. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật chung, ngành công nghiệp chế tạo ôtô nói riêng đã có những bước phát triển nhanh chóng, vượt bậc với nhiều loại ôtô hiện đại ra đời. Với xu hướng phát triển của ngành ôtô, thì ở Việt Nam đã bắt đầu có những bước tiến. Việc lắp ráp ôtô ở trong nước và quan trọng hơn là việc chế tạo được linh kiện đang ngày càng quan tâm hơn. Trong quá trình học tập, em được giao nhiệm vụ thiết kế cầu chủ động cho xe buýt, sau khi đã được trang bị khá đầy đủ kiến thức cơ bản về ôtô khi thực hiện tính toán, sinh viên sẽ hiểu sâu hơn lý thuyết môn tính toán thiết kế cũng như cấu tạo nguyên lý hoạt động của các cụm chi tiết đó. Được sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Khắc Trai và các thầy trong bộ môn em đã hoàn thành nội dung đồ án môn học. Mặc dù đã dành thời gian thích đáng, công phu nhưng trong đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong các thầy và các bạn góp ý chỉ bảo để đồ án môn học và kiến thức chuyên ngành được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! I. Giới thiệu chung về xe cần thiết kế Trong đồ án tính toán thiết kế ôtô ta tính toán cầu chủ động cho xe ôtô buýt với trọng tải toàn bộ là: 13000kg. Loại xe thiết kế là loại xe có khả năng đi tốt trên đường bằng, đặc biệt đi trong các thành phố. Có khả năng chở được nhiều người, sàn xe thấp, khoảng sáng gầm xe vừa phải, xe không cần tính cơ động cao. Xe có động cơ công suất lớn độ bền và độ tin cậy cao cho người sử dụng. Do đó xe thiết kế có khả năng đáp ứng được nhu cầu, đồng thời có thiết kế hình dáng bên ngoài và nội thất bên trong có tính thẩm mĩ cao Các thông số của xe được thể hiện dưới bảng sau: Thông số động cơ Công suất động cơ N e /n e (kW/Vg/min) Mô men động cơ µ e /n e (Nm/Vg/min) 142/2800 680/1700 Kích thước và khối lượng Chiều dài cơ sở (m) Chiều rộng cơ sở (m) Khối lượng đầy đủ (kg) Chiều cao trọng tâm đầy tải (m) 4,600 1,800 13000 1,080 Khả năng sử dông Tốc độ V max (km/h) 95 II. Giới thiệu chung về hệ thống truyền lực (HTTL) Hệ thống truyền lực của ôtô là hệ thống tất cả các cơ cấu nổi từ động cơ tới bánh xe chủ động, bao gồm cơ cấu truyền, cắt đổi chiều quay, biến đổi giá trị mô men truyền. Vậy kết cấu của hệ thống truyền lực là: Ly hợp → Hộp sè → Hộp phân phối → Các đăng → Các cầu chủ động → bán trục → bánh xe. Trong loại dầm cầu cứng thì vỏ cầu đóng vai trò là dầm cầu. 1. Phân loại hệ thống truyền lực * Phân chia theo hình thức truyền năng lượng: có 5 loại - HTTL cơ khí gồm có bộ truyền ma sát - HTTL cơ khí thủy lực gồm các bộ truyền cơ khí và các bộ truyền thủy lực. - HTTL điện từ - HTTL thủy lực - HTTL liên hợp * Phân chia theo đặc điểm biến đổi tỷ số truyền: có 2 loại - Truyền lực có cấp - Truyền lực vô cấp * Phân chia theo phương pháp điều khiển trong thay đổi tốc độ: có 3 loại: - Điều khiển bằng cầu số - Điều khiển bán tự động - Điều khiển tự động 2. Sơ đồ bố trí chung điều khiển truyền lực 1. Động cơ 2. Ly hợp 3. Hộp số 4. Hộp phân phối 5. Cầu chủ động 6. Các đăng 7. Bán trục 8. Bánh xe 1 2 3 4 6 8 7 5 III. Tính toán cầu chủ động - Từ kích thước líp 10.000 - 20 ta tính bán kính của xe. - Bán kính thiết kế r bx = λ. r 0 = 0,90 . 508 = 457,2 (mm) Với λ : hệ số biến dạng của lốp A. Tính toán chế độ tải trọng 1. Trường hợp 1: Mô men tính từ động cơ truyền xuống M tt = M emax . i h1 . η = 680. 6,914. 0,9123 ⇒ M tt = 4289 (Nm)(1) (1) Với 2. Trường hợp 2: Mô men tính theo bán kính M tt = M ϕ max . Với: M ϕ max = G i . ϕ max . V bx ⇒ M tt = G i . ϕ max . V bx . Trong đó: • G i = 7200.10 = 72000 (N) Trọng lượng tính toán cho cầu thứ i đang xét • ϕ max = 0,7 Hệ số bán max theo tính toán • r bx = 457,2 (mm) = 0,4572 (m) • i 0 = 5,83 tỷ số truyền lực chính ⇒ M tt = 7200.0,7.0,4572. = 3952 (Nm) (2) (2) Từ (1) và (2) cho ta giá trị tính toán cần thiết là: 3952 (Nm) Đây là giá trị tính toán khi đầy tải, nhưng trong quá trình sử dụng không phải lúc nào xe cũng đầy tải. Nên ta có chế độ tính toán tải trọng cho bền lâu = 0,6 M tt = 0,6. 3952 = 2371,2 (Nm) B. Tính toán cầu xe 1. Tính toán truyền lực chính 1.1. Tính chọn kích thước truyền lực chính - Chọn số răng theo i 0 . Với xe buýt: chọn Z 1 = 6 ⇒ Z 2 = Z 1 . i 0 = 6. 5,83 = 34,98 ⇒ Chọn Z 2 = 35 răng - Chọn chiều nghiêng răng và chiều quay cho bánh răng côn xoắn để tránh hiện tượng kẹt răng + Với xe buýt chọn: β = 350 - Chọn sơ bộ L dùa theo M tt ⇒ L = 200 - Tính mô đun pháp tuyến bánh răng m n = - Ta quy chuẩn mô đun pháp tuyến và dãy tiêu chuẩn để tiện cho việc tính toán ⇒ Chọn m n = 8 - Tính mô đun mặt đầu m s = - Chiều rộng bánh răng: b = 0,3. L = 0,3. 200 = 60 (mm) - Nửa góc côn chia δ 1 = artg ⇒ δ 2 = 90 0 - 9,72 0 = 80,28 0 - Góc ăn khớp danh nghĩa: α 0 = 20 0 - Hệ số dịch chỉnh: ξ = 0 - Đường kính vòng chia đáy lớn: D c = m s . Z D c1 = m s . Z 1 = 9,766. 6 = 58,59 (mm) D c2 = m s . Z 2 = 9,766. 35 = 341,81 (mm) - Bán kính vòng chia đáy lớn: r = r c1 = = 29,295 (mm) r c2 = = 170,905 (mm) - Bước răng đáy lớn: t s = π.m n ⇒ t s1 = t s2 = π. 8 = 25,12 (mm) - Chiều cao răng đáy lớn: h = 2,25. m s ⇒ h 1 = h 2 = 2,25. 9,766 = 21,97 (mm) - Đường kính vòng chia đáy lớn D e = D c + 2h i . cos δ 1 ⇒ D e1 = D c1 + 2h 1 . cos δ 1 = 58,59.2.21,97 . cos 9,72 0 = 101,8 (mm) D e2 = D c2 + 2h 2 . cos δ 2 = 341,81.2.21,97.cos 80,28 0 = 349,22 (mm) = 349,22 (mm) - Kiểm tra khoảng sáng gầm xe ⇒ H = 257,59 (mm) H = 257,59 (mm) - Khe hở chân răng đáy lớn: C = 0,2. m s ⇒ C 1 = C 2 = 0,2. 9,766 = 1,9532 (mm) - Chiều cao đầu răng đáy lớn h c1 = h c2 = m s = 9,766 (mm) - Chiều cao răng đáy lớn trên vòng chia ⇒ S S 1 = S 2 = - Bán kính vòng chia trung bình r x = r i - 0,5. b. sinh δ i ⇒ r x1 = r 1 - 0,5. 60. sin 9,72 0 = 29,295 - 0,5. 60 . sin 9,72 0 = 24,22 (mm) ⇒ r x2 = r 2 - 0,5. 60. sin 80,28 0 = 141,33 (mm) 1.2. Tính toán lực tác dụng lên cặp bánh răng truyền lực chính - Lực vòng tác dụng trên các bánh răng chủ động và bị động P 1 = P 2 = = 133875 (N) - Lực chiều trục Q Q = P. ⇒ ⇒ Q 1 = 102437 (N) - Lực hướng kính R = 428803 (N) 1.3. Tính bền - Ta chỉ tính ứng suất uốn cho bánh răng chủ động, được tính theo công thức: - Bánh răng côn xoắn truyền lực chính được chế tạo từ thép cac bon trung bình 15HM tôi trong dầu và ram đạt độ cứng. HRC 56 ÷ 65 và độ bền là [σ u ] = 700 ÷ 900 (MN/m 2 ) + K d : Hệ số tải trọng động K d = 1 ÷ 1,5 ⇒ K d = 1,1 + P: lực vòng bán kính tính theo M H + h: chiều dài răng theo đường sinh h = + t s : bước răng trên mặt bên tính ở đáy lớn hình côn chia + δ: nửa góc côn chia + β: góc xoắn răng σ u = = 903331559 (N/m 2 ) = 903 (MN/m 2 ) - Kiểm tra áp lực trên bề mặt răng K 1 = với ⇒ K 1 = 1827 (KN/m) 1.4. Tính bền răng theo ứng suất tiếp xúc Với vật liệu là 15HM thì [σ tx ] = 1500 ÷ 2500 (MN/m 2 ) + P: công suất tính theo chế độ tải trọng trung bình Lực vòng tính theo chế độ tải trọng trung bình - E : mô men đàn hồi của vật liệu E = 22.10 10 (N/m 2 ) - r td1 , r td2 : bán kính tương đương của bánh răng chủ động, bị động r td1 = r td2 = [...]... Nng - Biờn son Trn Th San - Dng 3.Giỏo trỡnh cu to ụtụ Giáo trình cấu tạo ôtô NXB Giao thụng vn ti 4.Cu to h thng truyn lc ụtụ Cấu tạo hệ thống truyền lực ôtô Biờn son: Nguyn Khc Trỏi 5 Thit k v tớnh toỏn ụtụ Thiết kế và tính toán ôtô Biờn son: Nguyn Khc Trai 6.K thut sa cha ụtụ v ng c n hin i tp 4 Kỹ thuật sửa chữa ôtô và động cơ nổ hiện đại tập 4 NXB ng Nai - Biờn son Nguyn Oanh MC LC Li núi u... ng c nh hỡnh v di õy: 2 1 1 2 3 6 4 6 6 3 5 4 a Động cơ đặt dọc a Động cơ đặt ngang b Vi sai - Bộ vi sai nm trong lũng bỏnh rng b ng ca truyn lc chớnh v gm: + Vỏ vi sai ng thi l thõn bỏnh rng b ng, hai bỏnh rng mt tri (bỏnh rng bỏn trc) hai hoc bn bỏnh rng hnh tinh (bỏnh rng vi sai) trc vi sai, cỏc bỏn trc dn ra bỏnh xe phi, trỏi, cỏc m ta lng cho cỏc bỏnh rng Bỏnh rng vi sai quay trờn tõm trc vi... giỏ tr Mp tỏc dng cho c cỏc bỏnh rng bỏn trc hai bờn Nh vy Mt = Mp Nu np = 2n0 thỡ nt = 0 vỡ khi ú bỏnh rng phi quay gp ụi Cũn bỏnh xe tri khụng quay Mt khỏc bỏnh xe bờn phi cú lc cn rt nh coi nh = 0 (Mt = 0) Thỡ Mt = Mp = 0 Do vy xe khụng cũn kh nng khc phc lc cn ca ng ú chớnh l hin tng patinờ Quan h tng quỏt ca vi sai l: nt + np = 2n0 nt np Mt = Mp Vic s dng vi sai i xng nh trờn cho phộp cỏc bỏnh... so sỏnh vi tiờu chun v iu chnh cho ỳng - Thụng thng vt tip xỳc phi t ti 2/3 chiu di rng - Nu khụng iu chnh vt tip xỳc gia hai bỏnh rng t yờu cu thỡ cn thay th hay cú cỏc bin phỏp k thut khc phc Ti liu tham kho 1 Chun oỏn v bo dng k thut Chuẩn đoán và bảo dỡng kỹ thuật NXB Giao thụng vn ti - TS H Hc Hựng 2.Thc hnh sa cha v bo trỡ ng c xng Thực hành sửa chữa và bảo trì động cơ xăng NXB Nng - Biờn son... ngang sn xe hay lin khi vi hp s chớnh ng c a Truyn lc chớnh - Gm bỏnh rng ch ng v bỏnh rng b ng, yờu cu cng vng cao Truyn lc chớnh cú chc nng: + m nhn t s truyn ln, tng mụ men quay cho bỏnh xe, to nờn s vũng quay ti u cho chuyn ng ca ụtụ trong khong tc ca xe yờu cu + To nờn chiu quay thớch hp gia bỏnh xe v h thng truyn lc b Vi sai: - Gm bỏnh rng bỏn trc, hai hay bn bỏnh rng hnh tinh - Thc hin s sai... quay bỏnh xe theo chiu ngc li n lỳc cm thy nng thỡ dng li v ly du Khong dch chuyn ny l d tng cng so sỏnh vi tiờu chun: + Xe mi khong (18 ữ 25) (mm) + Xe c khong (25 ữ 45) (mm) Nu d tng cng lờn hn mc cho phộp ta phi kim tra, iu chnh cỏc b phn trong cu ch ng * Kim tra, iu chnh d dc trc ca bi, trc ch ng, bỏnh rng truyn lc chớnh - Trc khi kim tra thỏo cỏc bu lụng lp ghộp gia cỏc bớch khp vi cỏc ng,... rng Bỏnh rng vi sai quay trờn tõm trc vi sai v quay cựng v vi sai - Cú hai trng hp lm vic + Khi chuyn ng thng trờn ng bng phng quóng ng ln ca hai bỏnh xe bng nhau, nu lc cn trờn hai bỏnh xe nh nhau S lm cho bỏnh rng bỏn trc quay cựng tc , nh vy bỏnh rng hnh tinh khụng quay quanh trc ca nú, m mụ men truyn xung t v vi sai cn bng vi mụ men cỏn ln ti vt tip xỳc ca bỏnh xe tc l: nt = np = n0 v Mt = Mp = 0,5... ra ngc li v phi m bo c yờu cu: + Cỏc bi khụng c xut hin d dc + m bo n khp bỏnh rng ch ng, b ng b Nhng h hỏng thng gp v nguyờn nhõn - Cu ch ng bao gm phn v cu v cỏc cp bỏnh rng chuyn ng lp bờn trong Cho nờn quỏ trỡnh lm vic thng xy ra cỏc h hỏng: + Phn v cu b rũ r du, b rn nt, st m gõy ra ting n, ting gừ khỏc thng + Sự n khp ca cỏc bỏnh rng truyn lc chớnh khụng ỳng, khe h n khp quỏ ln cng gõy ting . Giới thiệu chung về xe cần thiết kế Trong đồ án tính toán thiết kế ôtô ta tính toán cầu chủ động cho xe ôtô buýt với trọng tải toàn bộ là: 13000kg. Loại xe thiết kế là loại xe có khả năng đi. Trường đại học Bách khoa Hà Nội bộ môn ôtô ======  ====== THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TÍNH TOÁN ÔTÔ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẦU CHỦ ĐỘNG CHO ÔTÔ BUÝT Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Khắc Trai Sinh. nhiệm vụ thiết kế cầu chủ động cho xe buýt, sau khi đã được trang bị khá đầy đủ kiến thức cơ bản về ôtô khi thực hiện tính toán, sinh viên sẽ hiểu sâu hơn lý thuyết môn tính toán thiết kế cũng