Bài tập lớn Thiết kế ôtô Tính toán bền của bán trục giảm tải một nửa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI TẬP LỚN Môn học: THIẾT KẾ Ô TÔ GVHD : MSc.Đặng Qúy HVTH : Huỳnh Quang Thảo MSSV: 12145163 Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2015 Đề bài: Tính toán bền bán trục giảm tải Các thông số cho trước: Chiều rộng sở xe: B = 2185 mm = 2,185 m - Chiều cao trọng tâm xe: hg = 1478 mm = 1,478 m - Hệ số bám ngang φ1 = 0,98 - - Khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm bạc đạn b= mm = 5.10−3 m - Tải trọng tĩnh tác dụng lên cầu sau G2 = 108.10 N - Đường kính bán trục mặc cắt nguy hiểm D = 160 mm = 0,16 m - Bán kính bánh xe rb = 520 mm = 0.52 m - Momen xoắn cực đại động Memax = 1452 N.m - Hệ số tải trọng dộng kđ = - Tỉ số truyền tay số 1: ih1 = 6,814 - Tỉ số truyền truyền lực chính: io = 3,153 - Hệ số bám dọc φ = 0,8 PHẦN 1: XÁC ĐỊNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN BÁN TRỤC Trong đó: - 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 lực vòng truyền qua bánh xe chủ động lực X1, X2 thay đổi chiều phụ thuộc vào bánh xe chiệu lực kéo hay lực phanh ( XK hay XP) , lực X = Xmax xe - chạy thẳng m2.G2 : lực thẳng đứng tác dụng lên cầu sau m2 : hệ số thay đổi trọng lượng tác dụng lên cầu sau phụ thuộc vào điều kiện chuyển động • Trường hợp xe truyền lực kéo : m2 = m2k Ta tính co xe buýt nên chọn m2 = m2k = 1,2 • Trường hợp xe phanh : m2 = m2p=0.9 Ta tính cho xe buýt nên chọn m2 = m2p = 0,81 - Y : lực quán tính phát sinh xe chuyển động đường nghiêng quay vòng Lực nầy đặt độ cao trọng tâm xe PHẦN 2: TÍNH TOÁN BÁN TRỤC GIẢM TẢI MỘT NỮA Sơ đồ bán trục giảm tải hình  Trường hợp1 : X i = X imax ; Y = ; Z = Z Mômen uốn X1, X2 gây nên mặt phẳng nằm ngang: M ux1 = M ux1 = X b = X b Mômen xoắn X1, X2 gây nên: M x1 = M x1 = X rbx = X r bx Nếu đặt bên trục vỏ cầu mà ổ bi cạnh khoảng cách b lấy đến ổ bi Mômen uốn Z , Z gây nên mặt phẳng thẳng đứng: M uz1 = M uz1 = Z b = Z b Khi truyền lực kéo cực đại: Ứng suất uốn tiết diện ổ bi với tác dụng đồng • - thời lực X , Z trục bên trái X , Z trục bên phải: 2 M ux1 + M uz1 b X 12 + Z12 b X 22 + Z 22 σu = = = Wu 0,1d 0,1d Trong : d : Đường kính bán trục mặc cắt nguy hiểm X , X , Z ,Z tính [MN] Thay biểu thức X , X , Z ,Z tính truyền lực kéo cực đại trường hợp 1, ta có: σu = M e max ih io b ( m G ) + ( ) 2k 0, 2d rb 5.10 −3 1452.6,814.3,153 = (1 , 108.10 ) + ( ) = 871652, 43[N/ m ] 0, 2.0,16 0, 52 = 0.871652[MN / m2 ] - Ứng suất tổng hợp uốn xoắn là: M th σ th = = M ux1 + M uz2 + M x21 3 0,1d 0,1d = M e max ih io M e max ih io b ( m G ) + ( ) +( ) 2k 0, 2d rb b 5.10−3 1452.6,814.3,153 1452.6,814.3,153 = (1,2 108.10 ) + ( ) +( ) = 38090486.09[N/ m ] −3 0,2.0,16 0,52 5.10 = 38,090486[MN/ m ] Đối với trục bên phải tính tương tự trục bên trái • Khi truyền lực phanh cực đại: 2 M ux1 + M uz1 b X 12 + Z12 b X 22 + Z 22 σu = = = Wu 0,1d 0,1d Thay biểu thức X , X , Z ,Z tính truyền lực phanh cực đại trường hợp 1, ta có: σu = b.m2 p G2 0, 2d 1+ ϕ 5.10−3.0,9.108.103 = + 0,82 = 759745,69[N/ m ] 0, 2.0,16 = 0.759745[ MN / m ]  Trường hợp 2: X i = (X = X = 0), Y = Y max = m G ; Z1 ≠ Z2 ( xe bị trượt ngang, m2 = 1, φ1=0,98 ) Lúc trục bị uốn, kéo nén, nhiên ứng suất nén kéo tương đối nhỏ nên ta bỏ qua lúc tính toán Nữa trục bên phải chịu tổng số mô men uốn sinh Z Y sinh Nữa trục bên trái chịu hiệu số mô men uốn sinh Z Y M u1 = Y1.rb − Z1.b M u = Y2 rb + Z b Trong đó: - Mu1 : Mô men uốn trục bên trái vị trí bạc đạn - Mu2 : Mô men uốn trục bên phải vị trí bạc đạn Thay giá trị , Y1, Y2, Z1, Z2 từ biểu thức tính trường Sau laạp tỷ số M u2 hay M u1 < M u2 M u1 Mu2 để xem M u1 > Nếu M u1 > M u2 trục tính theo M u1 Ngược lại M u1 < M u2 trục tính theo M u2 M u1 B + 2hg ϕ1 ϕ1.rbx − b = M u B − 2hg ϕ1 ϕ1.rbx + b Trong thực tế b nhỏ nhiều so với r b h g cho nên: M u1 > => M u1 > M u M u2 Cho nên trường hợp nầy ta tính theo M u1: σu = M u1 Y1.rb − Z1b Z1 (ϕ1.rb − b) = = Wu1 0,1d 0,1d = 2hg ϕ1 G2 (1 + )(ϕ1.rb − b) 0, 2d B 108.103 2.1, 478.0,98 = (1 + )(0,98.0,52 − 5.103 ) = 154722695,3[ N / m ] 0, 2.0,16 2,185 =154,722695[MN/m  ] Trường hợp 3: X i = 0; Y = 0; Z i = Z imax=k đ Lúc trục uốn, mô men uốn: M u1 = M u = Z1max b = kd G2 b Ứng suất uốn tiết diện bạc đạn ngoài: G2 σu = M u1 G2 b = k d 0,1d 0, 2d 108.103.5.10−3 =2 = 1318359,375[N/ m ] 0, 2.0,16 =1,318359[MN/m ] [...]... Trong đó: - Mu1 : Mô men uốn của nữa trục bên trái tại vị trí bạc đạn ngoài - Mu2 : Mô men uốn của nữa trục bên phải tại vị trí bạc đạn ngoài Thay các giá trị , Y1, Y2, Z1, Z2 từ các biểu thức đã tính trong trường 2 ở trên Sau đó laạp tỷ số M u2 hay M u1 < M u2 M u1 Mu2 để xem M u1 > Nếu M u1 > M u2 thì nữa trục sẽ tính theo M u1 Ngược lại nếu M u1 < M u2 thì nữa trục sẽ tính theo M u2 M u1 B + 2hg... => M u1 > M u 2 M u2 Cho nên trong trường hợp nầy ta tính theo M u1: σu = M u1 Y1.rb − Z1b Z1 (ϕ1.rb − b) = = Wu1 0,1d 3 0,1d 3 = 2hg ϕ1 G2 (1 + )(ϕ1.rb − b) 0, 2d 3 B 108.103 2.1, 478.0,98 = (1 + )(0,98.0,52 − 5.103 ) = 154722695,3[ N / m 2 ] 3 0, 2.0,16 2,185 =154,722695[MN/m 2  ] Trường hợp 3: X i = 0; Y = 0; Z i = Z imax=k đ Lúc này các nữa trục chỉ uốn, mô men uốn: M u1 = M u 2 = Z1max b = kd ...BÀI TẬP LỚN Môn học: THIẾT KẾ Ô TÔ GVHD : MSc.Đặng Qúy HVTH : Huỳnh Quang Thảo MSSV: 12145163 Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2015 Đề bài: Tính toán bền bán trục giảm tải Các thông số... động đường nghiêng quay vòng Lực nầy đặt độ cao trọng tâm xe PHẦN 2: TÍNH TOÁN BÁN TRỤC GIẢM TẢI MỘT NỮA Sơ đồ bán trục giảm tải hình  Trường hợp1 : X i = X imax ; Y = ; Z = Z Mômen uốn X1, X2... Khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm bạc đạn b= mm = 5.10−3 m - Tải trọng tĩnh tác dụng lên cầu sau G2 = 108.10 N - Đường kính bán trục mặc cắt nguy hiểm D = 160 mm = 0,16 m - Bán kính bánh xe rb = 520