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

Bài tập lớn Thiết kế ôtô: Tính toán bền của bán trục giảm tải một nửa bao gồm những nội dung về xác định các lực tác dụng lên bán trục; tính toán bán trục giảm tải một nửa. Mời các bạn tham khảo bài tập lớn để hiểu rõ hơn về những nội dung này.

B  GIÁO D C VÀ ĐÀO T OỘ Ụ Ạ

TRƯỜNG Đ I H C S  PH M K  THU TẠ Ọ Ư Ạ Ỹ Ậ  THÀNH PH  H  CHÍ MINHỐ Ồ

KHOA C  KHÍ Đ NG L CƠ Ộ Ự

Môn h c: THI T K  Ô TÔ ọ Ế Ế

 

GVHD : MSc.Đ ng Qúyặ

HVTH : Hu nh Quang Th o. ỳ ả

MSSV: 12145163

Tp.H  Chí Minh, tháng 5 năm 2015 ồ

Đ  bài:ề  Tính toán b n c a bán tr c gi m t i m t n a.ề ủ ụ ả ả ộ ữ

Các thông s  cho trố ước: 

­ Chi u r ng c  s  c a xe: B = 2185 mm = 2,185 mề ộ ơ ở ủ

­ Chi u cao c a tr ng tâm xe: hề ủ ọ g = 1478 mm = 1,478 m

­ H  s  bám ngang  φệ ố 1 = 0,98

­ Khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm bạc đạn  b= 5 mm =  m

­ T i tr ng tĩnh tác d ng lên c u sau Gả ọ ụ ầ 2 = 108.103  N

­ Đường kính bán tr c t i m c c t nguy hi m D = 160 mm = 0,16 mụ ạ ặ ắ ể

­ Bán kính bánh xe  rb = 520 mm = 0.52 m

­ Momen xo n c c đ i c a đ ng c  Meắ ự ạ ủ ộ ơ max = 1452 N.m

­ H  s  t i tr ng d ng  kệ ố ả ọ ộ đ = 2

­ T  s  truy n tay s  1: iỉ ố ề ố h1 = 6,814

­ T  s  truy n truy n l c chính: iỉ ố ề ề ự o = 3,153

­ H  s  bám d c   = 0,8ệ ố ọ φ

PH N 1: XÁC Đ NH CÁC L C TÁC D NG LÊN BÁN TR C.Ầ Ị Ự Ụ Ụ

­ Z1 , Z2 : ph n l c th ng đ ng tác d ng lên bánh xe trái và ph i.ả ự ẳ ứ ụ ả

­ Y1 ,Y2  : ph n l c ngang tác d ng lên bánh xe trái và ph i.ả ự ụ ả

­ X1 , X2  : ph n l c c a l c vòng truy n qua các bánh xe ch  đ ng. l c Xả ự ủ ự ề ủ ộ ự 1, X2  

s  thay đ i chi u ph  thu c vào bánh xe đang chi u l c kéo hay l c phanh ( Xẽ ổ ề ụ ộ ệ ự ự K  hay XP) , l c X = Xự max khi xe ch y th ng.ạ ẳ

­ m2.G2 : l c th ng đ ng tác d ng lên c u sau.ự ẳ ứ ụ ầ

­ m2 : h  s  thay đ i tr ng lệ ố ổ ọ ượng tác d ng lên c u sau ph  thu c vào đi u ki n ụ ầ ụ ộ ề ệ chuy n đ ng.ể ộ

Trường h p xe đang truy n l c kéo : mợ ề ự 2 = m2k.

Ta đang tính co xe buýt nên ch n  mọ 2 = m2k  = 1,2

Trường h p xe đang phanh : mợ 2 = m2p=0.9

Ta đang tính cho xe buýt nên ch n  mọ 2 = m2p  = 0,81

­ Y : l c quán tính phát sinh khi xe chuy n đ ng trên đự ể ộ ường nghiêng ho c đang ặ quay vòng. L c n y đ t   đ  cao tr ng tâm xe. ự ầ ặ ở ộ ọ

PH N 2: TÍNH TOÁN BÁN TR C GI M T I M T N AẦ Ụ Ả Ả Ộ Ữ

S  đ  bán tr c gi m t i m t n a nh  hình trên.ơ ồ ụ ả ả ộ ữ ư

 Trường h p1 : ợ Xi = Ximax ; Y = 0 ; Z1 = Z2

Mômen u n do X1, X2 gây nên trong m t ph ng n m ngang:ố ặ ẳ ằ

Mux1 = Mux1 = X1.b = X2.b

Mômen xo n do X1, X2 gây nên:ắ

Mx1 = Mx1 = X1.rbx = X2.rbx 

N u đ t gi a bên ngoài n a tr c và v  c u không ph i là m t mà là 2   biế ặ ữ ữ ụ ỏ ầ ả ộ ổ  

c nh nhau thì kho ng cách b s  đạ ả ẽ ược l y đ n gi a   bi ngoài.ấ ế ữ ổ

Mômen u n do Zố 1, Z2 gây nên trong m t ph ng th ng đ ng:ặ ẳ ẳ ứ

Muz1 = Muz1 = Z1.b = Z2.b Khi truy n l c kéo c c đ i: ề ự ự ạ

­ Ứ ng su t u n t i ti t di n   bi ngoài v i tác d ng đ ng th i  ấ ố ạ ế ệ ổ ớ ụ ồ ờ

c a các l c X ủ ự 1, Z1 đ i v i n a tr c bên trái và X ố ớ ữ ụ 2, Z2 đ i v i n a  ố ớ ữ

tr c bên ph i: ụ ả

d : Đường kính bán tr c t i m c c t nguy hi m.ụ ạ ặ ắ ể

X1 , X2, Z1,Z2 tính b ng [MN] ằ

Thay các bi u th c X ể ứ 1 , X2, Z1,Z2 đã tính khi truy n l c kéo c c  ề ự ự

đ i trong tr ạ ườ ng h p 1, ta có: ợ

 

   

­ Ứ ng su t t ng h p c  u n và xo n là: ấ ổ ợ ả ố ắ

    

 

 

Đ i v i n a tr c bên ph i cũng tính t ố ớ ữ ụ ả ươ ng t  nh  n a tr c bên ự ư ữ ụ   trái.

Khi truy n l c phanh c c đ i: ề ự ự ạ

Thay các bi u th c X ể ứ 1 , X2, Z1,Z2 đã tính khi truy n l c phanh  ề ự

c c đ i trong tr ự ạ ườ ng h p 1, ta có:  ợ

   

 Tr ườ ng h p 2:  ợ Xi = 0 (X1= X2 = 0), Y = Ymax = m2G2 ;  Z1 ≠ Z2 ( xe b  ị

trượt ngang, m2 = 1, φ1=0,98 )

Lúc này n a tr c b  u n, kéo và nén, tuy nhiên  ng su t nén và  kéo tữ ụ ị ố ứ ấ ương 

đ i nh  nên ta b  qua trong lúc tính toán. N a tr c bên ph i s  ch u t ng ố ỏ ỏ ữ ụ ả ẽ ị ổ

s  2 mô men u n sinh ra do Zố ố 2 và Y2 sinh ra. N a tr c bên trái s  ch u hi uữ ụ ẽ ị ệ  

s  2 mô men u n sinh ra do Zố ố 1 và Y1

Trong đó:

­ Mu1 : Mô men u n c a n a tr c bên trái t i v  trí b c đ n ngoài.ố ủ ữ ụ ạ ị ạ ạ

­ Mu2 : Mô men u n c a n a tr c bên ph i t i v  trí b c đ n ố ủ ữ ụ ả ạ ị ạ ạ

ngoài

Thay các giá tr  , Y1, Y2, Z1, Z2 t  các bi u th c đã tính trong trị ừ ể ứ ường 2   ở trên. Sau đó la p t  s    đ  xem Mạ ỷ ố ể u1 > Mu2 hay Mu1 < Mu2. 

N u Mế u1 > Mu2 thì n a tr c s  tính theo Mữ ụ ẽ u1. Ngược l i n u Mạ ế u1 < Mu2 thì 

n a tr c s  tính theo Mữ ụ ẽ u2

Trong th c t  b nh  h n r t  nhi u so v i rự ế ỏ ơ ấ ề ớ b và hg. b i v y cho nên:ở ậ

Cho nên trong trường h p n y ta tính theo Mợ ầ u1:

 

 

=154,722695[MN/m2]

 Tr ườ ng h p 3:  ợ Xi = 0; Y = 0; Zi = Zimax=kđ 

Lúc này các n a tr c ch  u n, mô men u n: ữ ụ ỉ ố ố

  ng su t u n t i ti t di n b c đ n ngoài:Ứ ấ ố ạ ế ệ ạ ạ

 

=1,318359[MN/m2]