Thiết kế băng thử công suất bánh xe chủ động (word + bản vẽ)

Nắm bắt được vai trò quan trọng của việc thí nghiệm ôtô nói chung và vai tròquan trọng trong việc tiến hành đo công suất phát ra trên bánh xe chủ động nên em đươc giao để tài “ thiết kế

MỤC LỤC:

LỜI NÓI ĐẦU……….

CHƯƠNG 1: Ý NGHĨA ĐO CÔNG SUẤT BÁNH XE 6

1 Ý nghĩa đo công suất bánh xe chủ động 6

1.1 Phương trình chuyển động của xe: 6

1.2 Công suất kéo N k 7

1.3 Ý nghĩa của công suất kéo N k 8

2 Chọn phương án đo công suất bánh xe 8

2.1 Đo công suất bánh xe chủ động trên đường 8

2.2 Phương án đo công suất bánh xe chủ động trên bệ thử 10

3 Nhiệm vụ, yêu cầu và nguyên lý hoạt động của băng thử con lăn 11

3.1 Nhiệm vụ và yêu cầu: 11

3.2 Lựa chọn phương án đo công suất bánh xe 11

3.3 Nguyên lý làm việc của bệ thử con lăn 12

3.3.1 Sơ đồ nguyên lý: 12

3.3.2 Nguyên lý làm việc của bệ thử con lăn: 12

4 Thiết lập công thức tính công suất bánh xe 13

4.1 Thiết lập công thức tính lực bám 13

4.2.1 Sơ đồ nguyên lý 16

4.2.2 Nguyên lý hoạt động 17

4.2.3 Xác định công thức tính công suất ở bánh xe trên băng thử……… 17

4.2.4 Công suất bánh xe 20

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CỤM CHI TIẾT CỦA BỆ THỬ 21

1 Các số liệu ban đầu đặt ra cho bệ thử 21

2 Tính bền cụm con lăn 24

2.1 Tính bền con lăn 24

2.2 Tính và chọn trục 26

2.4 Chọn ổ trục 33

3 Cơ cấu gây tải 35

3.1 Nhiệm vụ của cơ cấu gây tải: 35

3.2 Các phương án gây tải 35

3.3 Chọn thiết bị gây tải 36

3.3.1 Phân loại các thiết bị gây tải 36

3.3.2 Chọn thiết bị gây tải: 42

3.4 Đặc tính của bộ phận gây tải – PAU: 44

4 Tính bền khung bệ 45

4.1 Nhiệm vụ của khung bệ 45

4.2 Kết cấu 45

4.3 Tính bền khung bệ 45

5 Truyền dẫn khí nén 48

5.1 Nhiệm vụ, yêu cầu 48

5.2 Ưu và nhược điểm của hệ thống khí nén 48

5.2.1 Ưu điểm 48

5.2.2 Nhược điểm 48

5.3 Đường ống khí nén 49

5.4 Van điều khiển khí nén 49

5.4.1 Nhiệm vụ và yêu cầu 49

5.4.2 Chọn van điều khiển 49

5.5 Tính chọn thiết bị nâng hạ và khóa con lăn 52

5.5.1 Nhiệm vụ: 52

5.5.2 Quy trình làm việc 52

5.5.3 Tính xylanh lực 52 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

GIA CÔNG CHI TIẾT CƠ BẢN 55

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết cần gia công 55

2 Chuẩn định vị để gia công chi tiết 55

3 Lập tiến trình công nghệ 56

4 Xác định lượng dư gia công 57

5 Tính chế độ cắt (các nguyên công cơ bản) 58

- Nguyên công 1: Tiện khỏa mặt đầu và khoan lỗ tâm 58

- Nguyên công 2: đảo đầu và gia công phần còn lại 60

- Nguyên công 3: tiện thô và tinh các mặt trục và vát mép 60

- Nguyên công 4:Mài 68

- Nguyên công 4:Phay rãnh then 69

- Nguyên công 5: Kiểm tra trục: 71

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày này với sự phát triển vượt bậc của khoa học và kỹ thuật, ngành côngnghiệp ôtô cũng có những bước chuyển mình mạnh mẽ và dần khẳng định vị thế vôcùng quan trọng trong nền kinh tế của một quốc gia cũng như trên toàn thế giới Vớimột đất nước đang phát triển như chúng ta, vai trò của ngành công nghiệp ôtô là tốiquan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước và phát triển kinh tế, quốc phòng …góp phần vào việc khẳng định vị thế của Việt Nam trên trường quốc tế

Hòa với sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô trên thế giới, ngành côngnghiệp ôtô non trẻ của nước ta cũng đã có những bước chuyển mình mạnh mẽ, dầnkhẳng định vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, nền quốc phòng toàn dân

… điều đó càng khẳng định ví trí trọng yếu của ngành công nghiệp ôtô

Song hành với việc phát triển về quy mô, sản lượng ô tô cũng như việc ápdụng khoa học kỹ thuật vào chế tạo và sản xuất ôtô thì việc cải tiến và cải thiện các

hệ thống trong ôtô cũng đóng vai trò hết sức quan trọng đối với sự phát triển côngnghiệp ôtô Để thuận tiên trong việc chế tạo cũng như cải tiến các hệ thống trongôtô chúng ta cần tiến hành thử nghiệm , thí nghiệm ôtô để đánh giá, hoặc phát hiện

ra những ưu nhược điểm của các hệ thống trong ôtô nhằm cải tiến các cụm chi tiếttrong ôtô để hoàn thiện với mục đích nâng cao chất lượng và để đảm bảo sản xuất ranhững ôtô ngày càng có chất lượng cao

Nhờ có quá trình thí nghiệm ôtô mà chúng ta có thể đánh giá chất lượng củatừng chi tiết, của từng cụm và toàn bộ tổng thành xe một cách tổng thể và từ đó có

cơ sở để cải tiến và hoàn thiện chúng, nhằm đảm bảo sản xuất được những ô tô ngàycàng có chất lượng cao

Nắm bắt được vai trò quan trọng của việc thí nghiệm ôtô nói chung và vai tròquan trọng trong việc tiến hành đo công suất phát ra trên bánh xe chủ động nên em

đươc giao để tài “ thiết kế bệ thử công suất bánh xe cho dòng ôtô tải hai cầu

chủ động “hiện đang thịnh hành trên thị trường việt nam Ngoài ra bệ thử có thể

được dùng để đo công suất bánh xe con có thể được dùng để đo công suất trên bánh

xe chủ động đối với dòng xe tải, xe tải chuyên dùng và các ôtô chở người từ 10 chỗngồi trở lên …

Với nội dung và yêu cầu của đề tài được giao, em đã nghiện cứu các phương

án đo công suất phát ra trên bánh xe chủ động, các phương án sử dụng các cụm cơcấu trong bệ thử, từ đó chọn ra phương án tiến hành nghiên cứu, thiết kế và chế tạo

bệ thử công suất bánh xe

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em đã nỗ lực, cố gắng rất nhiều, nhưng

do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian còn hạn chế nên đề tài không tránh khỏinhững thiếu sót Kinh mong sự góp ý, hướng dẫn của các thầy, các nhà chuyên môn

… để để tài, cũng như sự hiểu biết của em được nâng cao hơn

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy PhạmHữu Nam và các thầy trong bộ môn Ôtô và xe chuyên dùng thuộc Viện Cơ KhíĐộng Lực trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho em hoàn thànhbản đồ án này

Sinh viên Nguyễn Minh Trinh

CHƯƠNG 1: Ý NGHĨA ĐO CÔNG SUẤT BÁNH XE

1 Ý nghĩa đo công suất bánh xe chủ động.

1.1 Phương trình chuyển động của xe:

Lực kéo tiếp tuyến là phản lực từ đất hoặc mặt đường tác dụng lên bánh xechủ động có chiều cùng chiều với chiều chuyển động của xe

Lực kéo tiếp tuyến P k được xác định như sau:

   ( I 10 1)

r

i M r

M P

b

t e k

k k

Lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động của ôtô được sử dụng để khắcphục các lực cản chuyển động: lực cản dốc, lực cản không khí, lực quán tính.Phương trình cân bằng lực kéo của ôtô:

Như vậy:

b

t t

e    cos sin 2   (IV – 10[1])

t t e f

1.2 Công suất kéo N k

Công suất của động cơ phát ra sau khi đã tiêu tốn đi một phần cho ma sáttrong hệ thống truyền lực, phần còn lại dùng để khắc phục lực cản lăn, lực cảnkhông khí, lực cản dốc, lực cản quán tính Phương trình cân bằng giữa công suấtphát ra của động cơ và các dạng công suất cản kể trên được gọi là phương trình cânbằng công suất của ôtô khi chúng chuyển động Phương trình cân bằng công suấttổng quát:

j i f

Trong phương trình trên, công suất tiêu hao cho ma sát trong hệ thốngtruyền lực N t và công suất tiêu hao cho lực cản lăn luôn có giá trị dương, còn khichuyển động lên dốc thì công suất tiêu hao cho lực cản dốc N i có giá trị âm Côngsuất tiêu hao do lực cản quán tính N j có giá trị dương khi ôtô chuyển động tăng tốc

và ngược lại Công suất tiêu hao cho lực cản không khí N có giá trị dương khi ôtôchuyển động không có gió và có gió ngược chiều hoặc cùng chiều với ôtô nhưng cóvận tốc nhỏ hơn vận tốc của ôtô

Phương trình (IV – 1[1]) cũng có thể biểu thị sự cân bằng công suất tạibánh xe chủ động của ôtô như sau:

j i f

t e

N       IV  2 1

1.3 Ý nghĩa của công suất kéo N k

Tận dụng khả năng kéo của xe

2 Chọn phương án đo công suất bánh xe.

2.1 Đo công suất bánh xe chủ động trên đường

- Phương pháp đo:

Hình 1: Phương pháp đo công suất bánh xe trên đường dốc với một góc dốcChọn một đoạn đường phẳng mặt đường bêtông hay asfan – bêtông, có gócdốc đều (khoảng 6  0 12 0(như hình vẽ) ) Cắm các cọc mốc tại điểm bắt đầu lên dốc

và điểm kết thúc quãng đường đo, cho ôtô chuyển động không tải

Trên đoạn đường thẳng S0, lái xe cho tăng tốc độ Tại điểm bắt đầu dốc tốc

độ đạt bằng khoảng 12 tốc độ vmax của xe

S

a

S0

1

Tại cọc mốc đầu tiên leo dốc, dùng đồng hồ bấm giây để xác định thời gianbắt đầu tính Trong đoạn S1 lái xe thử nghiệm tăng lượng cung cấp nhiên liệu, vàgiữ cho ô tô chuyển động với vận tốc v1 không đổi trong suốt cả đoạn đường S1 Thí nghiệm kết thúc khi bánh xe lăn hết đoạn đường đã vạch dấu sẵn Tại chỗkết thúc S1 , bấm đồng hồ xác định thời gian khắc phục hết đoạn đường S1 Thínghiệm được xác định sau tối thiểu 3 lần và lấy giá trị trung bình của các lần đo.Khi thử nghiệm không thay đổi vị trí gài số trong hộp số Thời gian đo đượctrên các đoạn đường với giá trị vận tốc ở đầu đoạn đương S1, giúp ta xây dựng đồthị đánh giá công suất động cơ.

Trong điều kiện có thể, dùng đoạn đường có nhiều chỗ dốc khác nhau

Hình 2: Phương pháp đo công suất bánh xe trên đường với các góc dốc khácnhau

Trên hình vẽ dùng ba đoạn đường có đọ dốc khác nhau và nhỏ dần (

3

2

1  

   ), có thể các giá trị vận tốc ở đầu mỗi đoạn đường khác nhau (v1 v2 v3

), đo được với thời gian khác nhau tương ứng với các tốc độ xác định khác nhau.Kết quả thu được sẽ nhanh hơn Sau đó xây dựng đồ thị đánh giá công suất bánh xechủ động

Trong đồ thị cần có các giá trị chuẩn của xe để đánh giá chất lượng:

+ Xe mới còn đảm bảo 100% công suất

+ Xe cũ đã hết thời hạn sử dụng (vẫn đảm bào 75% công suất)

Ưu – nhược điểm của phương án đo công suất bánh xe chủ động trên đường:

- Nhược điểm:

Kết quả đo không chính xác (sai số khá lớn) do:

+ Khó chọn đường

+ Đòi hỏi người lái phải có nhiều kinh nghiệm

+ Cần xe mới đảm bảo 100% công suất để so sánh

2.2 Phương án đo công suất bánh xe chủ động trên bệ thử.

- Bệ thử công suất bánh xe gồm có 2 loại là: Tấm trượt và con lăn

Loại tấm trượt hiện nay không dùng vì nó đòi hỏi diện tích lớn và phải cóquãng đường để ôtô chạy vào bệ thử

Bệ thử con lăn hiện nay được dùng nhiều, nó có ưu điểm:

Trước khi thực hiện cần hoàn chỉnh mọi điều kiện làm việc của xe

Kiểm tra các thiết bị đo và các cơ cấu điều khiển

Cho xe lên bệ thử, các bánh xe chủ động nằm trên con lăn, chèn và khóacứng thân xe đảm bào xe không bị rời khỏi bệ khi thử

Gài số và gia tốc động cơ đến trạng thái ung cấp nhiên liệu lớn nhất

Tăng dần phụ tải đến vị trí phụ tải lớn nhất

Xác định các giá trị lực kéo tiếp tuyến F và vận tốc tại bánh xe tương ứngvới vận tốc v

Ghi các giá trị này, chọn giá trị Fmaxvà tốc độ v tương ứng, xác định công

suất của bánh xe chủ động

Xây dựng đường đặc tính của công suất bánh xe chủ động

Nhận xét: phương pháp này cho kết quả chính xác hơn (có khả năng thuận lợitrong quá trình đo)

Dùng để đo công suất của bánh xe chủ động trên xe con và xe ô tô tải nhẹ vàvừa Nhưng đối với các ô tô tải lớn và rất lớn thì ít được dùng vì giá thánh thiết bịrất đắt.

3 Nhiệm vụ, yêu cầu và nguyên lý hoạt động của băng thử con lăn

3.1 Nhiệm vụ và yêu cầu:

a Nhiệm vụ:

Xác định công suất của bánh xe chủ động

b Yêu cầu:

Bệ thử có thể đo được công suất lớn nhất: 400kW

Bệ thử có thể dùng để đo công suất trên:

 Xe tải, xe tải chuyên dùng…

 Các xe đo trên bệ thử phải thỏa mãi:

Bán kính thiết kế: 310mmr645mm

Khoảng cách tâm giữa hai cầu chủ động là: 1170mm 1525 mm (đối với các

xe hai cầu chủ động)

3.2 Lựa chọn phương án đo công suất bánh xe

Để đo công suất bánh xe có hai phương án đo, đó là:

+ Đo trong phòng thí nghiệm

+ Đo trên đường

Bệ thử công suất bánh xe gồm có hai loại là: loại tấm trượt và loại con lăn.Loại tấm trượt hiện nay không dùng vì nó đòi hỏi diện tích lớn và phải cóquãng đường để ôtô chạy vào bệ thử

Bệ thử con lăn hiện nay được dùng nhiều, nó có ưu điểm:

+ Chiếm diện tích bé

+ Chế độ thử ổn định

+ Có thể tiến hành thử ở bất cứ thời điểm nào vì bệ thử được đặt trongphòng thí nghiệm.

3.3 Nguyên lý làm việc của bệ thử con lăn

Hình 3: sơ đồ nguyên lý cảu bệ thử công suất con lăn

3.3.2 Nguyên lý làm việc của bệ thử con lăn:

Bánh xe chủ động quay, do ma sát làm quay các con lăn

Đặt mômen hãm lên trục con lăn, tại trục con lăn sẽ sinh ra một mômenphản lực làm xuất hiện phản lực tại vị trí tiếp xúc giữa bánh xe chủ động và conlăn

Tại trạng thái cân bằng, nếu bỏ qua lực cản lăn giữa bánh xe chủ động vàcác con lăn thì phản lực đo được chính bằng lực kéo tiếp tuyến sinh ra giữa bánh

xe chủ động và các con lăn

Nếu tiếp tục tăng mômen hãm lên trục con lăn, phản lực tăng cho đến khiphản lực sinh ra có giá trị bằng với lực bám được sinh ra tại vị trí tiếp xúc giữacon lăn và bánh xe chủ động, lúc này sẽ xảy ra hiện tượng trượt, bánh xe chủđộng quay trơn trên các con lăn, con lăn bị hãm cứng

Nếu ta vẫn tiếp tục tăng mômen hãm, phản lực sinh ra vượt quá giá trị củalực bám, con lăn vẫn bị hãm cứng, lúc này có hai trường hợp xảy ra:

+ Nếu lực kéo tiếp tuyến nhỏ hơn lực bám của bánh xe thì bánh xe sẽdừng lại không chuyển động

+ Nếu lực kéo tiếp tuyến lớn hơn lực bám thì xảy ra hiện tượng trượt,bánh xe quay trơn trên các con lăn

4 Thiết lập công thức tính công suất bánh xe

H Phản lực pháp tuyến của con lăn chủ động và bị động tác dụng

lên bánh xe

:, 2

Điều kiện bám:

be

be H P

H P

2

1 max 1

Xét trường hợp xảy ra bám:

be

be H P

H P

2

1 max 1

Khi đó, thay ngược lại phương trình cân bằng động lực ta thu được cáckết quả sau:

(sin cos ) (1 ) sin( ) (sin cos ) (1 ) sin( )

Hình 4: sơ đồ tiếp xúc giữa bánh xe chủ động với chỉ con lăn chủ động

Bỏ qua lực cản lăn Khi đó: H3 G b2cos với 00 900 cos max 1

* Thiết lập công thức tính công suất ở bánh xe trên bệ thử:

Các thông số đo được trực tiếp trên bệ thử:

Số vòng quay của trục con lăn (chính là số vòng quay của con lăn))

/

(vg ph

Lực đặt trên trục con lăn của băng thử (F cl), coi mất mát năng lượng

cho sự lăn bánh xe giữa con lăn chủ động và con lăn bị động (bỏ qua lực cảnlăn)

Công suất bánh xe (N bx)được xác định thông qua vận tốc của bánh

xe (v bx) và lực kéo tiếp tuyến (F k) theo công thức sau:

N bxF kv bx

Vận tốc của bánh xe chủ động được xác định như sau:

5

2 1

bx bx bx

F lực kéo tiếp tuyến (N)

Từ đó ta dễ dàng xác định được công suất của bánh xe:

2 60 2 60

bx bx

k bx k bx

1: Bộ phận gây tải 2: Cảm biến lực

3: Mối ghép bánh răng 4: Con lăn

5: Đai 6: Ổ lăn

7: Khung gầm 8: Cảm biến tốc độ

9: Bánh xe chủ động

Hình 5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động cảu bệ thử thiết kế

Bộ phận gây tải tạo ra mômen cản để cản chuyển động của các con lănchủ động, và sinh ra các chế độ tải và chế độ tốc độ khác nhau trong khi thử Coimất mát năng lượng cho sự lăn bánh xe giữa các con lăn chủ động và bị động làkhông đáng kể thì lực kéo tiếp tuyến (Fk) sinh ra giữa bánh xe chủ động và các

con lăn chính bằng phản lực sinh ra khi bộ phận gây tải làm việc

Từ đó ta dễ dàng tính được công suất của bánh xe chủ động thông qua 2thông số đó được đó là: vận tốc bánh xe chủ động (v ) và lực kéo tiếp tuyến ( bx k

F ) thông qua công thức: N F kv bx

4.2.3 Xác định công thức tính công suất ở bánh xe trên băng thử

Hình 6: sơ đồ tính toán của bệ thử thiết kế

L lần lượt là khoảng cách giữa tâm của con lăn chủ động với con

lăn bị động và khoảng cách tâm giữa hai con lăn chủ động

0

2 0

1 0 cos

sin cos

sin cos

sin

0 1 3

2 4

2 6

1 5

1 2

0 2 1

3 2

3 1

3 3

2 2

1 1

l G h

P h

H h

P h

H O

m

l G

h P h

H O

m

P H

P H

P H

X

b b

h l h





sin cos

0 1 0 2

0 4 0 3

l h

R l

h l h





sin cos

0 6 0 5

Xét điều kiện xảy ra bám: 

H P

H P

H P



 3

m ax 3

2

m a x 2

1

m ax 1

Thay các giá trị vào phương trình trên ta thu được kết quả sau:

cos sin

cos 2

sin

cos sin

sin cos

2 0

0 1 2

2 0

0 1 1

0 0

0 2 3

b be

be be b

b be

be be b

b be

b

R l

l G H

R l

l G H

l R l

l G

be k

H P

P

H P

3 max

3

1 max

1 max

sin

cossin

0 2

0

0 1 1

l

l G H

P

be be

be be

G H

P

b be

be be be

3 3

với: P: lực đo được tại cảm biến lực

l : chiều dài cánh tay đòn của cảm biến lực (là khoảng cách từ tâm

bộ phận gây tải tới cảm biến lực)

Do đó:

ck cl cl

t

k r n

l P F

l P n N

2

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CỤM CHI TIẾT

CỦA BỆ THỬ

1 Các số liệu ban đầu đặt ra cho bệ thử

Các xe được thống kế theo các số liệu sau:

+ Công suất cực đại

+ Mômen xoắn lớn nhất

+ Chiều dài cơ sở

+ Ký hiệu lốp

+ Trọng lượng phân bố lên các cầu

Các số liệu cần thiết được rút ra:

, 355 4

,

+ Khối lượng đặt lên các cầu chủ động lớn nhất, vậy ta chọn thông số đầuvào là: 9075kg 10000kg

Bảng 1: Thống kê số liệu xe

Loại xe Mác xe Công suất cực đại

ứng với số vòng quay Hp(vg/ph)

Mômen xoắn lớn nhất ứng với số

2 Tính bền cụm con lăn

2.1 Tính bền con lăn

2.1.1 Chọn sơ bộ các thông số của con lăn

Nhiệm vụ của con lăn: tiếp nhận trực tiếp mômen xoắn từ bánh xe chủ

động tới và tiếp nhận chuyển động của xe để truyền tới bộ phận gây tải nhằmmục đích xác định công suất phát ra từ bánh xe chủ động

Để đảm bảo điều kiện bánh xe không bị trượt trên bệ thử con lăn thì tỷ sốgiữa bán kính con lăn và bánh xe phải thỏa mãn điều kiện:

D mm

mm R mm R

R

cl bx

bx

cl

399 570

330

35 ,0

Thông số ban đầu: trọng lượng cầu chủ động lớn nhất Gmax 100000N ,

tải trọng lớn nhất tác động lên con lăn là: F G bx P 50000N

Với kích thước đã chọn ta tiến hành tình bền cho con lăn: coi con lăn nhưmột trụ rỗng có bề dày  , từ đó ta xây dựng sơ đồ tính toán như sau:

44

Khi đó ứng suất tiếp lớn nhất:

Q F

32

D

d D

M W

M u u





Thay các giá trị vào công thức trên ta thu được kết quả:   30 , 85N /mm2

2 2

3 2

Thông số: mômen xoắn lớn nhất: T 1000Nm(1400vg ph/ )

2.2.1 Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 40X có: b 1000MPa

Ứng suất xoắn cho phép:     12 20 MPa

Hình 7: sơ đồ tính trục và biểu đồ mômen

Dựa vào biểu đồ mômen ta xác định đường kính d j đối với tiết diện thứ j(theo công thức 10.16 4 và 10.17 4 )

Nm M

Nm M

M td10 0 ; td111000 ; td12 1485 ; td131000

mm d

m d

mm d

d td10 0 ; td1152,3 ; td12 59,6 ; td1352,3

Xuất phát từ yêu cầu về độ bền, lắp ghép và công nghệ và thuận tiện choviệc chọn khớp nối nên ta chọn đường kính các đoạn trục như sau:

d td1055mm ;d td1155mm ;d td1260m ;d td1350mm

2.2.4 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi2.2.4.1 Với thép 45 có b 1000MPa thì 10,436b 436MPa

10,581 252,88MPa

Theo bảng (10.7 4 )   0,2; 0,1Đối với trục quay ứng suất uốn thay đồi theo chu kỳ đối xứng, do đó:

j

j j

3 3

j oj

j j

d W

oj

j j j

j

d t d t b d W

d t d t b d W

2 16

2 32

2 1 1

3

2 1 1

3





2.2.4.2 Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục

Dựa vào biểu đồ mômen, có thể thấy tiết diện lắp ổ lăn, tiết diện nối trục

và tiết diện trục lắp với moayơ để bắt với con lăn là các tiết diện cần kiểm tra về

độ bền mỏi

2.2.4.3 Chọn lắp ghép

Các ổ lăn lắp trên trục theo k6, nối trục theo p6 kết hợp với lắp then,moayơ theo f7 kết hợp với lắp then.

Kích thước then (bảng (9.1 4 )  ),trị số của mômen cản uốn và cản xoắn(bảng 10.6 4 ) ứng với các tiết diện trục như sau:

Trong đó: K x là hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt nguy hiểm

cần đạt Ka  25 63  m, phụ thuộc vào phương pháp gia công và độ nhẵn bềmặt, theo bảng (10.8 4 )   K x 1,25

bảng (10.10 4 )  tra hệ số kích thước  ,  ứng với đường kính tiết diện nguyhiểm: Bảng 3:

S S  : hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét

riêng ứng suất tiếp tại tiết diện thứ j:

1 aj

j

mj dj

j

mj dj

lắpcăng

rãnhthen

lắpcăng

Kết luận: các tiết diện nguy hiểm trên trục đều đảm bảo an toàn về mỏi.

2.2.4.6 Tính kiểm nghiệm thenThen dùng đề truyền mô men xoắn từ trục đến các chi tiết lắp trên trục (đai, conlăn, khớp nối) và ngược lại

Với các tiết diện trục dùng mối ghép then cần tiến hành kiểm nghiệm mốighép về độ bền dập và độ bền cắt theo các công thức sau:

 : ứng suất dập cho phép, d150MPa

 c : ứng suất cắt cho phép,  c 60 90MPa

:

l chiều dài then, chọn l  0 , 8  0 , 9 chiều dài mayơ Và được chọn như bảng sau

Kết quả tính toán:

Bảng 5: Kết quả tính bền thenTiết

Nhận thấy tại vị trí lắp moay ơ mối ghép then không đủ bền dập, khắcphục bằng cách sử dụng 2 then đặt cách nhau 180o , khi đó mỗi then có thể tiếpnhận 0,75T, lúc đó mỗi then chịu:

)(9,1382,18575,075

Băng thử công suất bánh xe làm việc ở vận tốc cao

Đo đó ta chọn khớp nối răng để nối giữa trục trên băng thử

2.3.2 Vật liệu chế tạo: ống trong và ống ngoài là thép 40 Để nâng cao khả năngchịu mòn, bề mặt răng được nhiệt luyện đạt 40HRC đối với răng ống trong và35HRC đối với răng ống ngoài Ngoài ra cần bôi trơn để giảm mài mòn bề mặtrăng

2.3.3 Khớp nối răng được chon theo đường kình trục, do đó ta chọn d 50mm

Các thông số của khớp nối răng được chọn:

Bảng 6: Các kích thước cơ bản của khớp nối

D2(mm)

B(mm)

L(mm)

A(mm)

b(mm) m Z T

2.3.4 Kiểm nghiệm khớp nối theo điều kiện

k1: hệ số an toàn phụ thuốc vào tính chất nguy hiểm của bộ phận khi

2.4 Chọn ổ trục

2.4.1 Các thông số ban đầu

Tải trọng lớn nhất tác dụng lên cầu chủ động: G0 10000kg100000N

2.4.3 Với đường kính ngõng trục d 55mm, chọn ổ lăn có ký hiệu: SY 55 J TF

có đường kính trong d 55mm, khả năng tải động C  43 , 6kN , khả năng tảitĩnh C0 29kN , n 3600vg/ ph

Các thông sổ của ổ lăn:

d 55mm;A60mm;L219;C 43,6kN;C0 29kN

2.4.4 Tính kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:

Theo công thức 11.3 4 , với    F a 0, tải trọng quy ước:

kN d

k F V X

2.4.5 Kiểm nghiệm tài tĩnh của ổ:

Theo 11.19 4 với    F a 0;QXF r F r 12,5kN C0

Vậy khả năng tài tĩnh của ổ được đảm bảo

3 Cơ cấu gây tải

3.1 Nhiệm vụ của cơ cấu gây tải:

Hấp thụ động năng chuyển động từ bánh xe chủ động qua các con lăn vàchuyển hóa năng lượng này thành nhiệt

Tạo ra các chế độ tải cho băng thử nhằm mô phỏng các trạng thái tải thựctrên đường tác động lên xe thử nghiệm

3.2 Các phương án gây tải

+ Không cố định thời gian thử

+ Xe chạy trên băng thử với vận tốc không đồi sẽ không chịu ảnh hưởngbởi độ mở bướm ga

Mô phỏng quá trình chuyển động của xe: Cho phép đặt tải lên xe thử

Mục đích: Cho phép mô phỏng trạng thái tải trong thưc tế khi xe đi trênđường

Để kiểm tra, chuẩn đoán xe với điều kiện tải trọng trên đường mà chỉ cầnchạy trên băng thử.

3.3 Chọn thiết bị gây tải

3.3.1 Phân loại các thiết bị gây tải

Về mặt kết cấu các băng thử công suất bánh xe khá giống nhau, phần khácnhau quan trọng nhất đó là bộ phận gây tải hay bộ phận hấp thụ công suất bánh

xe Trong sử dụng, chúng ta thường gặp các loại bộ phận gây tải sau:

Ưu – nhược điểm:

Ưu điểm của phanh điện từ là cho phép thay đổi chế độ tải nhanh chóngtheo chế độ định sẵn

Nhược điểm của phanh điện từ là khi hoạt động sinh ra nhiệt, do đó cầnphải có hệ thống làm mát bằng gió hoặc làm mát bằng nước

Hình 8: phanh điện từ