Mơn: Tính Tốn Thiết Kế tơ GVHD: Trần Anh Sơn CÁC THƠNG SỐ CẦN THIẾT Các thơng số cần thiết (Tài liệu captiva việt nam) Loại xe Đặc điểm xe Kí hiệu Captiva FR Loại động Mơ mem xoắn cực đại Giá trị Đơn vị Xe du lich chỗ 4x2 Xăng Memax 220 Nm Số vòng quay ứng với momen cực đại nm 2200 v/ph Trọng lượng toàn xe G 16513 N Nemax 136 HP nN 5000 v/ph Vmax 184 Km/h Công suất cực đại Số vòng quay ứng với cơng suất cực đại Tốc độ cực đại Trang Mơn: Tính Tốn Thiết Kế tô GVHD: Trần Anh Sơn Chiều rộng sở B 1560 mm Chiều dài sở L 2705 mm Chiều cao tồn thể H 1720 mm TÍNH TỐN TRỤC CÁC ĐĂNG Trong trình chuyển động Cardan chịu xoắn chủ yếu Theo lý thuyết bền ta có: τmax = Trong đó: Mz: mơmen xoắn (KNm) Wp: mơmen chống xoắn mặt cắt ngang - Đối với tiết diện tròn đặc ta có: Wp = - Đối với tiết diện tròn rỗng: Wp = 4) η = với d đường kính D đường kính ngồi Do bề dày thành trục rỗng có giá trị không đáng kể nên khối lượng vật liệu trục rỗng có mơmen chống xoắn cao nhiều so với trục đặc Ta chọn cardan trục rỗng tính tốn thiết kế Trang Giả thuyết bắt đầu chuyển động, nạng chủ động nằm mặt phẳng thẳng đứng ta có: tan φ1 = tan φ3.cos α1 [14] Giả thiết hệ thống quay với góc ta có tan (ϕ3 + = tan (ϕ2 + tan ϕ2 = tan ϕ3 Cos tan ϕ1 =tan ϕ2 Từ iểu thức ta thấy: α1 = α2 ϕ1 = ϕ2 tức ω1 = ω2 trường hợp gọi cấu cacdan Kép đồng tốc Do cấu cardan dọc nên tính tốn kiểm nghiệm bền ta tính theo phương án cardan khác tốc, nghĩa là: Khi K khớp cardan khác tốc trục bị động chịu mơmen xoắn lớn Cho nên trục hai đủ bền trục đảm bảo điều kiện bền, cần tính tốn trục hai ứng với trường hợp K khớp cardan khác tốc 1.Xác định kích thước trục theo số vòng quay nguy hiểm nt: Ta xác định số vòng quay cực đại nmax trục đăng ứng với tốc độ lớn xe: nmax = (v/ph) Ở : nemax = λnN = 1,1 5000 = 5500 (v/ph) số vòng quay cực đại động (do động diesel nên λ=1,1) ih = iOD= 0,77 tỉ số truyền nhanh hộp số ip =1 tỉ số truyền số cao cảu hộp số phụ Thay số ta được: nmax = = 7142,85 (v/ph) Tiếp theo xác định số vòng quay nguy hiểm nt trục đăng: nt = (1,2 - 2).nmax = 1,6913.7142,85 = 12080,7[v/ph] 2 Đường kính cardan: Đối với trục cardan thứ hai: Ta khảo sát dạng trục rỗng đặt tự điểm tựa nt = 12.104 [15] Thay d1 = D2 – vào công thức ta nhận phương trình bậc D2 2D22 - 4δ.D2 + (4.δ2 Giả thiết bề dày thành trục rỗng δ = 1,85 ÷ mm Ta xác định giá trị đường kính D: Chọn δ = 2mm = 0,002m nt = 12080,7 (vg/ph) d = D – 2.δ d = D – 0,004 (m) D2 + (D – 0,004)2 D2 + D2 – 0,008D + 1,6.105-0,022 =0 2D2 – 0,008D – 0,022 = D= 10 (cm) Đường kính trục cacdan D=10 cm d = 10-0,4= 9,6 (cm) Kiểm tra trục cardan Khi làm việc trục hai bị xoắn, uốn, kéo (hoặc nén) Trong ứng suất xoắn lớn so với ứng suất lại, ta cần tập trung tính trục theo giá trị M2max : M2max = 3.1 Ứng suất xoắn cực đại trục cacđăng: τ = = (MN/m2) Trong : α:là góc lệch trục Do cardan thuộc loại truyền mômen xoắn từ hộp số đến cầu chủ động nên ta chọn α = 150 : 200 chọn α = 150 Momen chống xoắn nhỏ trục cacđăng Wx = m3) Thay số ta có : τ = = 25,53 () τ = 25,53 (MN/m2) < [τ]= 100 : 300 (MN/m2) thỏa điều kiện bền 3.2 Tính giá trị góc xoắn trục cardan Trong đó: Jx = (D4 – d4) = (0,14 – 0,0964) = 7,39.10-7 (m4) = 73,9 (cm4) Mơ men qn tính tiết diện xoắn: G: mô đun đàn hồi xoắn – theo [16] ta có: G = 80GN/m =8.10 kG/cm l2 = 125cm – chiều dài trục cardan thứ Memax mômen xoắn cực đại động Memax= 220N.m = 22kN.cm Thay số ta có : /cm = 1,1 0/m 1,10 mét chiều dài trục nhỏ giá trị góc xoắn cho phép mét chiều dài trục => thỏa yêu cầu 3 Tính tốn chốt chữ thập: dc P A A R P Hình 3.1 sơ đồ lực tác dụng lên chốt chữ thập Vì M2max > Mms nên lực P tính theo M2max Trong đó: R = D/2 + δ/2 + k ; δ: bề dày phần thịt nạn cardan; K hệ số an toàn k>0 Theo khảo sát thực tế ta chọn δ = 15 mm, k= 2mm R= =0,0465m : góc lệch trục Do cardan thuộc loại truyền mômen xoắn từ hộp số đến cầu chủ động nên ta chọn chọn Dưới tác dụng lực P, mặt cắt nguy hiểm A-A xuất ứng suất uốn cắt Ngoài bề mặt cổ chốt chữ thập chịu ứng suất chèn dập 3.1 ứng suất uốn ≤ [ ] = 350MN/m Với Wu – mô men chống uốn mặt cắt A-A Chốt có mặt cắt ngang hình tròn nên ta có: dc - đường kính mặt cắt ngang chốt Theo khảo sát thực tế ta có dc= 25mm=0.025m Ta có R = 46,5 mm ta chọn chiều dài cổ chốt l = 35mm = 0,035m thay số ta có: 2 221 MN/m ≤ [ ] = 350MN/m Thõa điều kiện uốn 3.2 ứng suất cắt Ở đây: S - diện tích tiết diện mặt cắt A-A S= Thay số ta được: 3.3 ứng suất chèn, dập -6 -4 Ở đây: F – diện tích tiết diện cổ chốt F = l.dc = 25.35.10 = 8,75.10 (m ) Thay số ta có: tính tốn nạng cardan b a h e B R A A P B Hình 4.1 sơ đồ lực tác dụgn lên nạn cardan Dước tác dụng lực P, tiết diện A-A xuất ứng suất uốn ứng suất xoắn: 4.1 Ứng suất uốn: Ở đây: Wu- mômen chống uốn tiết diện A-A Ta chọn mặt cắt tiết diện Elip: h – đường kính dài: ta tính h = D + 2k ta có D = 74mm (đã tính trên), K: độ dày bên so với đường kính D, chọn k =5mm h = 74 + 2.5= 84mm = 0,084m Chọn e = 86mm=0,086m Do tiết diện elip nên chọn b = 2δ = 30mm = 0,030m Thay số ta có: Thỏa điều kiện uốn 4.2 Ứng suất xoắn Chọn a = 0,0625m Wx- mômen chống xoắn tiết diện A-A Mặt cắt tiết diện Elip nên: Thay số ta có: thõa điều kiện bền xoắn ... kiện bền, cần tính toán trục hai ứng với trường hợp K khớp cardan khác tốc 1.Xác định kích thước trục theo số vòng quay nguy hiểm nt: Ta xác định số vòng quay cực đại nmax trục đăng ứng với tốc... kính ngồi Do bề dày thành trục rỗng có giá trị khơng đáng kể nên khối lượng vật liệu trục rỗng có mơmen chống xoắn cao nhiều so với trục đặc Ta chọn cardan trục rỗng tính tốn thiết kế Trang Giả... cấu cardan dọc nên tính tốn kiểm nghiệm bền ta tính theo phương án cardan khác tốc, nghĩa là: Khi K khớp cardan khác tốc trục bị động chịu mômen xoắn lớn Cho nên trục hai đủ bền trục đảm bảo điều