đồ án tính toán kiểm nghiệm hộp số xe ford everest full file

CHƯƠNG Giới thiệu chung xe ford everest 1.1 Giới thiệu chung xe ford everest Ford Everest loại ơtơ đa dụng chỗ cho gia đình Ford Everest sản phẩm chiến lược Ford thị trường châu Á, sản xuất theo nghiên cứu nhu cầu khách hàng khu vực châu Á - Thái Bình Dương Khi thiết kế ý nhiều đến việc đảm bảo chất lượng động học tốt, tính ổn định chuyển động tốt, điều khiển nhẹ nhàng, đảm bảo độ tin cậy cao thuận tiện cho việc chăm sóc bảo dưỡng Với giá thành phù hợp với thu nhập người dân Việt Nam nên xe Ford Everest ưa chuộng H×nh1.1:Xe Ford Everest Ford Everest có loại: 2.5lít, 4x2 (truyền động cầu sau, động diezel); 2.6lít, 4x2 (truyền động cầu sau, động xăng); 2.5lít, 4x4 (hai cầu chủ động, động diezel) Điều bật công nghệ Ford Everest 4x2 4x4 động diezel trang bị động Turbo diezel 2.5, xi-lanh, trục cam đơn có hệ thống làm mát khí nạp intercooler Còn Ford Everest 4x2 động xăng trang bị động xăng 2.6 lít, trục cam đơn với hệ thống phun xăng điện tử EFI Ford Everest sử dụng động khoẻ lại tiết kiệm nhiên liệu Xe Ford Everest 4x4 trung bình tiêu hao khoảng lít diezel/100km Trang bị số tay, ly hợp thiết kế với đĩa ma sát đơn, điều khiển thuỷ lực, lò xo đĩa mang đến hiệu động cao đảm bảo vận hành êm tốc độ Động có tổng dung tích xi lanh theo nhà sản xuất 2499cc, đường kính hành trình xi lanh l 93x92mm 1.2 Đặc tính kỹ thuật xe ford everest [8] TT 01 Ký Giá trị Thông số kỹ thuật hiệ (Đặc điểm) u Thông số kích thớc Chiều dµi toµn bé ChiỊu réng toµn bé ChiỊu cao toµn Chiều dài sở Tâm vết bánh xe : + Trớc + Sau Khoảng sáng gầm xe : + Tríc + Sau 02 La B H L B1 B2 1475 1470 210 140 140 Thông số trọng lợng Tải trọng Trọng lợng xe không tải : Trọng lợng toàn : 03 5009 1789 1835 2860 Đơn vị mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm KG KG Ga 1921 G 2632 KG Th«ng sè vỊ tính thông qua Bán kính quay vòng nhỏ Rmin 6.2 m T Gãc vỵt tríc S Gãc vợt sau Góc vợt dốc lớn Góc nghiêng ngang cho x phÐp ChiỊu s©u léi níc H Vmax VËn tèc lín nhÊt xe Ge Møc tiªu hao nhiªn liƯu 04 35 27 30 20 0,5 144 §é §é §é §é m Km/h l/100 Km Thêi gian tăng tc t 014 s 100km Thông số động Động turbo diesel 2.5L trục Động đốt cam đơn có làm mát khí nạp/4Cyl SOHC Dung tích công tác 2499 cc Đờng kính xy lanh D D 93 mm Hành trình pít tông S S 92 mm Tû sè nÐn 4,6 C«ng suÊt Nemax 109 HP Sè vòng quay neN nN 3500 V/ph Nm Mô men M 266 emax V/ph Sè vßng quay neM 05 nM 2000 Thông số hệ thống truyền lực Ma sát khô, đĩa,lò xo ép bố trí trung tâm, dẫn động khí, cáp Ly hợp Cơ khí, cấp, đồng tốc tất số Hộp số Tỷ sè truyÒn hs ih1 ih2 ih3 ih4 iL 06 07 08 3,55 2,09 0,71 1,00 5,77 Th«ng sè vỊ hƯ thống lái Bánh trụ Cơ cấu lái xoắn, Tỷ số truyền i Dẫn động lái Cơ khí Thông số hệ thống phanh Phanh trớc Phanh đĩa Phanh sau Phanh guốc Thông số phần vận hành Hệ thống treo c lp Số lợng bánh xe 4+1 Inch Kích thc ca lp xe 1.3 Đặc tính cụm hệ thống ca xe Ford everest 1.3.1 Động +, Ford Everest 4x4 ng c diezel trang bị động Turbo diezel 2.5, xi-lanh, trục cam đơn có hệ thống làm mát khí nạp intercooler Còn Ford Everest 4x2 động xăng trang bị động xăng 2.6 lít, trục cam đơn với hệ thống phun xăng điện tử EFI Ford Everest trang bị động khoẻ vận hành hiệu điều kiện đường xá địa hình, lại tiết kiệm nhiên liệu Xe Ford Everest 4x4 trung bình tiêu hao khoảng lít diezel/100km Trang bị số tay, ly hợp thiết kế với đĩa ma sát đơn, điều khiển thuỷ lực, lò xo đĩa mang đến hiệu suất truyền mơmen xoắn cao đảm bảo vận hành êm mi tc +, Hệ thống làm mát: h thng làm mát khí nạp intercooler ,trục cam đơn +, HƯ thống bôi trơn hỗn hợp cỡng hoàn toàn bức: kiểu không, kết hợp bơm vung té, có dung lợng 4,7 lÝt 1.3.2 HƯ thèng trun lùc KiĨu c¬ khÝ cã cÊp gåm: Ly hỵp; hép sè chÝnh; cầu chủ động +, Ly hỵp: Đĩa ma sát đơn, điều khiển thủy lực với lò xo đĩa +, Hép sè: hệ thống truyền động với hộp số AT cấp Hệ thống động kiểu cam đơn SOHC thay kiểu trục cam kép DOHC Công nghệ phun nhiên liệu đơn đường tăng áp TCDi (Turbo Direct Common - Rail Injection) tăng áp turbin VGT có làm mát khí nạp 1.3.3 HƯ thèng l¸i HƯ thống lái Ford everest bao gồm cấu lái, dẫn động lái trợ lực lái.Cơ cấu lái loại bánh trụ, bố trí lái ngang Dẫn động lái gồm có: vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động đăng, lái ngang, cam n khớp nối 1.3.4 Hệ thống phanh: HƯ thèng phanh xe Ford Everest lµ hƯ thèng phanh dẫn dộng thuỷ lực, sử dụng câú phanh đĩa cầu trớc, cấu phanh tang trống cÇu sau 1.3.5 HƯ thèng treo, lèp, khung: -HƯ thèng treo trªn xe : +,Trước: Hệ thống treo độc lập xoắn kép ống giảm chấn +, Sau: Loại nhíp với ống giảm chấn - Lèp xe gồm lốp lốp dự phòng (Vnh(mõm) ỳc hợp kim) +,Cì lèp/ ¸p st lèp( kg/cm3): 245/ 70R16 -Phần chịu lực khung vỏ xe Thit k kt cấu thân xe siêu cứng, có thêm gia cường hai bên nhằm giảm tối đa tác động lên người ngồi xe Hai bên thành xe gia cường với siêu cứng bảo vệ có va chạm từ hai phía Ch¬ng II phân tích đặc điểm kết cấu cầu xe ford everest 2.1 Yêu cầu cầu xe Cầu xe chủ ®éng lµ tỉng thµnh ci cïng hƯ thèng trun lực Nó có chức tăng mô men, truyền mô men phân phối mô men xoắn tới bánh xe chủ động Mặt khác nhận phản lực từ mặt đờng tác dụng lên đỡ toàn phần trọng lợng xe phân bố lên cầu Cầu chủ động ô tô bao gồm cụm tổng thành sau: - Truyền lực - Cơ cấu vi sai - Bán trục - Dầm cầu Để đảm bảo khả làm việc cầu xe phải đạt đợc yêu cầu sau : - Bảo đảm truyền lực ®Ịu, cã tû sè trun hỵp lý phï hỵp víi chất lợng kéo tính kinh tế nhiên liệu - Hiệu suất truyên động cao, làm việc không ồn - Kích thớc nhỏ gọn để tăng khoảng sáng gầm xe - Trọng lợng nhỏ để giảm tải trọng động - Đảm bảo động học bánh xe dẫn hớng toàn xe quay vòng 2.2 Truyền lực (TLC) Trun lùc chÝnh (TLC) lµ mét bé phËn rÊt quan trọng cầu xe, có nhiều loại loại có u điểm nhợc điểm riêng nh : - Truyền lực đơn - Truyền lực kÐp - Trun lùc chÝnh hai cÊp 2.2.1 C«ng dơng, yêu cầu Truyền lực có công dụng nh sau : 10 - Truyền thay đổi mô men - Thay đổi phơng truyền lực Truyền lực có loại : - Truyền động thông thờng (đờng tâm trục chủ động trục bị động cắt nhau) - Truyền động hypôit (đờng tâm trục chủ động trục bị động không cắt nhau) Để bảo đảm khả làm việc truyền lực cần đạt yêu cầu: - Đảm bảo tỷ số truyền cần thiết nhằm bảo đảm hiệu suất cao nhiệt độ số vòng quay thay đổi - Đảm bảo đủ bền, độ cứng vững cao, gối đỡ làm việc không ồn, kích thớc nhỏ gọn Đối với cầu chủ động xe Ford Everest th× dïng trun lùc chÝnh kÐp bè trÝ trung t©m 2.2.2 KÕt cÊu cđa trun lùc chÝnh xe Ford Everest TLC cđa xe Ford everest lµ TLC kép bố trí trung tâm Truyền lực kép truyền sử dụng cặp truyền ăn khớp, so với truyền lực đơn truyền lực kép có tỷ số truyền lớn mà đảm bảo khoảng sáng gầm xe tốt Truyền lực kép đợc sử dụng nhiều xe cầu, cầu xe có tải trọng lớn Cấp thứ bao gồm cặp bánh côn có cấu tạo nh truyền lực cấp bánh côn trình bày Trong kết cấu bánh côn bị động không lắp lên vỏ vi sai mà đợc chế tạo liền với bánh trụ nhỏ Trục mang bánh côn bị động bánh trụ nhỏ đợc gối vỏ cầu băng hai ổ bi Cấp thứ hai bao gồm cặp bánh trụ: bánh trụ chủ động đợc chế tạo liền trục với trục bánh côn bị động; bánh trụ bi dộng vành đợc lắp với vỏ vi sai bulông 11 Hình2.1 Truyền lực kÐp Trun lùc chÝnh kÐp lµ bé trun sư dơng cặp truyền ăn khớp, so với truyền lực đơn truyền lực kép có tỷ số truyền lớn mà đảm bảo khoảng sáng gầm xe tốt ổ đỡ bên trái trục trung gian đựoc đặt hốc bánh côn bị động ổ lăn kim ổ dùng để đỡ ổ bên trái trục trung gian ổ lăn côn làm nhiệm vụ đỡ chặn, điều chỉnh khe hở ổ dùng đệm bên Đồng thời dùng để điều chỉnh ăn khớp bánh côn 2.3 Vi sai Vi sai phận quan trọng cầu xe, gồm nhiều loại khác nh : - Vi sai bánh côn đối xứng - Vi sai tăng ma sát - Vi sai loại cam - Vi sai kiểu trục vít 2.3.1 Công dụng, yêu cầu Vi sai có công dụng nh sau : Đảm bảo cho bánh xe chủ động quay đợc với tốc độ góc khác nhau, đồng thời dùng để phân chia mô men xoắn cho bánh xe cầu xe chủ động cho cầu xe chủ động xe Để bảo đảm khả làm vi sai cần đạt yêu cầu: - Phân phối mô men cho bánh xe cách hợp lý 12 - Bảo đảm cho bánh xe quay với vận tốc góc khác Khi quay vòng hệ số cản cầu khác hệ số bám khác - Hiệu suất làm việc cao, ®é tin cËy lµm viƯc tèt, kÝch thíc vµ träng lợng nhỏ 2.3.2 Phân tích kết cấu vi sai cầu chủ động xe Ford Everest Vi sai cầu chu động xe Ford Everest vi sai côn đối xứng.đây loại vi sai rât phỏ biến Các bánh hành tinh vi sai vỏ vi sai tháo rời Vi sai đối xứng thuộc loại vi sai có ma sát bé Về mặt kết cấu xe có tải trọng lớn xe có tải trọng bé vi sai nh khác số bánh vi sai, kết cấu vỏ vi sai bánh bán trục Số bánh hành tinh phụ thuộc vào mô men xoắn đặt vỏ vi sai bánh hành tinh với vỏ vi sai tháo rời đợc liền Tổng số bánh bán trục chọn bội số số số bánh hành tinh Mặt tháo rời thờng qua trục bánh hành tinh, nửa hộp đợc lắp đồng tâm nhờ gờ Mặt bích vỏ vi sai dùng lắp ghép bánh bị động truyền lực trung ơng Giữa mặt tỳ bánh hành tinh mặt cầu thờng có đĩa đồng để giảm ma sát để dễ đặt bánh vi sai 13 Thay sè vµo ta cã :  tx  1725,89 [MPa]  tx  1500  2500 [MPa] Vậy bánh bảo đảm bền theo ứng suất tiếp xúc Kiểm nghiệm trục ổ đỡ Do trục ngắn đợc đỡ chắn nên trục bảo đảm độ bền làm việc tốt Hình 3.2: Bố trí ổ đỡ bánh chủ động 3.2.2 Kiểm nghiệm vi sai Vi sai bánh côn ®èi xøng cã s¬ ®å ®éng häc nh sau : Hình 3.3 : Sơ đồ động học vi sai côn đối xứng 21 Ta có bảng thông số truyền vi sai cđa xe Ford Everest nh sau [8]: Th«ng số Bánh Vi sai Bán trục ZH=10 ZM=16 Số Đờng kính chia de1= Chiều dài đờng sinh trung bình Chiều rộng vành Mô đun pháp tuyến trung bình Nửa góc côn chia 47,5mm L= 38 mm b=13,44 mm mntb= mm  32 ChiÒu cao chân de2= 76mm 58 hf1=3,38 hf2=6,62m mm m Chiều cao đầu trung bình ha1=5,62mm ha2=2,38mm Góc chân f 5,07 f 9,86 Góc đầu a1 9,86 a 5,07 Góc nghiêng Góc ăn khíp 22  35  19 TÝnh to¸n bỊn c¸c chi tiÕt cđa bé vi sai : - Chế độ tính toán nh truyền lực : Mô men tính toán tác dụng lên bánh bán trục đợc xác định theo điều kiện bám : M tt = 0,5.G  max rk = 749,2 [Nm] - Lực vòng xác định theo công thức : P M tt rtb [3.7] Trong ®ã : rtb= L.sin  = 20,13 [mm] Ta cã : P= 37218,08 [N] - Kiểm tra bền bánh theo ứng suất uốn : u  P   u  0,85.b.mn y [3.8] Trong : y- Hệ số dạng xác định theo số tơng đơng Ztđ 23 Z td ZH 21,45 [răng] cos cos  Ta chän Zt® = 22 suy y = 0,373  u  -øng suÊt uèn cho phÐp,  u  =600 – 900 Mpa Thay sè vµo ta cã :  u = 593,44 Mpa VËy ta thÊy bánh bảo đảm bền theo ứng suất uốn - Kiểm tra bánh theo ứng suất tiếp xúc :  tx 0,418 P.E b cos  sin   1    r1td r2td   tx [3.9] Trong : E-Mô đun đàn hồi vật liệu bánh E= 2,15.10 MPa ritd -Bán kính tơng đơng i=1;2 ritd ritb cos  i cos  i ritb -B¸n kính trung bình bánh côn rtb  L sin  20,18 [mm] Ta cã : r1td  35,48 [mm] r2td  56,75 [mm] Thay sè vµo ta cã :  tx  1683,95 [MPa] 24  tx  1500  2000 [MPa] VËy b¸nh bảo đảm bền theo ứng suất tiếp xúc - Chốt bánh hành tinh đợc kiểm tra theo ứng suất chèn dập ứng suất cắt : + øng suÊt chÌn dËp : d  M tt  50  60 MPa r1 d1 b.q [3.10] Thay sè vµo ta cã :  d = 63,27.106 [N/m2] = 63,27 (MPa) Trong ®ã : r1 = 40 [mm] d1 = 15 [mm] + øng suÊt c¾t :  4.M tt  60  100  MPa r1 d12  q [3.11] Thay sè vµo ta cã :  = 72,23.106 [N/m2] = 72,23 [MPa] 3.2.3 KiĨm nghiƯm b¸n trơc 25 Hình3.4 Sơ đồ bán trục giảm tải hoàn toàn Tính bền bán trục - Loại bán trục giảm tải hoàn toàn chịu xoắn, ứng suất tác dụng lên bán trục xác định theo công thức sau :  Pk max rk Wx [2.35] Trong ®ã : Wx Mô men chống xoắn tiết diện W x G.J p   d 16 = 5,3.10-6 [m3] Jp - Mô men quán tính tiết diện xo¾n [m4] 7,95.10-8 [m4]  d Jp  = 32 26 d - đờng kính bán trục [30 mm] rk = 0,378 [m] Thay vµo ta cã :  = 385,133.106 [N/m2] = 385,133 [MPa]    500 650( MPa) Vậy bán trục bảo đảm chịu xoắn - Ngoài ứng suất uốn xoắn, bán trục đợc kiểm tra theo góc xoắn cực đại max (tÝnh theo ®é)  max  M tt l 180 G.J x  [3.12] Trong ®ã : Mtt Mô men tính toán tác dụng lên bán trục [2041,2 Nm] l Chiều dài bán trục [0,485 m] G Mô đun đàn hồi loại hai [G=8.1010 N/m2] Jx Mô men quán tính tiết diện xo¾n [m4] Jx   d = 7,95.10-8 [m4] 32 Thay sè vµo ta cã :  max = 8,92 Góc xoắn cho phép đạt tới 90 150 1m chiều dài Vậy bán trục xoắn 27 giới hạn cho phép 3.2.4 Kiểm nghiệm dầm cầu Tính bền dầm cầu chủ động không dẫn hớng Dầm chịu uốn xoắn tác dụng ngoại lực, tính toán coi trọng lợng phần treo phân bố sang hai bên bánh xe Dầm cầu đợc tính toán theo chế độ sau : - Chế độ lực kéo cực đại - Chế độ lực phanh cực đại Chế độ lực kéo cực đại : Mô men tính toán đợc xác theo công thức nh bán trục - Dầm cầu chịu uốn mặt phẳng thẳng ®øng : Md  Gi i l [3.13] - Dầm cầu chịu uốn mặt phẳng nằm ngang : M n  Pk max l [1.14] - DÇm cÇu chịu xoắn : M x Pk max rk [3.15] - Mặt cắt nguy hiểm dầm cầu vị trí đặt nhíp với mô men tổng hợp : 28 M   M d2  M n2  M x2 [3.16] Các lực tác dụng lên dầm cầu đợc thể qua biểu đồ mô men sau : Hình 3.5 Lực tác dụng lên dầm cầu chủ động lực kéo cực đại Thay số vào tính toán cuối cïng ta cã : Md = 4845,62 [Nm] Mn = 291 [Nm] Mx = 2142,6 [Nm] M 29 =5688,75 [Nm] - ứng suất dầm cầu mặt cắt nguy hiÓm :  M  M d2  M n2  M x2 Wu Wu [3.17] Trong ®ã : Wu Mô men chống uốn mặt cắt I – I [m3] Wu  d  D 1    vµ   D 32 [3.18] D= 50 [mm] ; d = 30 [mm] Ta cã : Wu = -9 10676.10 [m ] VËy øng suÊt nguy hiÓm :  M = 292,68.106 [N/m2] = Wu 292,68 [MPa] - øng suÊt cho phÐp cña dầm cầu : Dầm cầu chế tạo từ gang rèn :   300MPa ;   20MPa DÇm cÇu thÐp :   500MPa ;   400MPa ChÕ độ lực phanh cực đại : - Dầm cầu chịu uốn mặt phẳng thẳng đứng : Md Gi i l - Dầm cầu chịu uốn 30 mặt phẳng nằm ngang : M n Pk max l - Dầm cầu chịu xoắn (đoạn dầm bị xoắn tính từ vị trí đặt mâm phanh đền tâm diện tÝch b¾t nhÝp) : M x  Pk max rk ứng suất đợc xác định tơng tự nh trờng hợp lực kéo cực đại Các lực tác dụng lên dầm cầu đợc thể qua biểu đồ mô men sau : Hình3.6 Lực tác dụng lên dầm cầu chủ động lực phanh cực đại - Mặt cắt nguy hiểm dầm cầu vị trí đặt nhíp với mô men tổng hợp : 31 M M d2  M n2  M x2 - øng suất dầm cầu mặt cắt nguy hiểm :  M  M d2  M n2  M x2 Wu Wu Nh vËy sau kiÓm nghiệm cầu xe dảm bảo chế độ ứng suất tải trọng Kết luận: Đồ án môn học kết cấu tính toán ô tô toán vận dụng lí thuyết môn học kết cấu xe quân sự, lí thuyết ô tô vận dụng tổng hợp kiến thức đợc học sức bền vật liệu, chi tiết máy, nguyên lí máy để giải Quá trình làm đồ án giúp hệ thống lại kiến thức học áp dụng vào giải vấn đề mà nhiệm vụ đồ án đặt Đồ án giúp có thêm kiến thức chuyên nghành kiến thức tổng hợp khác tạo điều kiện cho trình học tập nh trình công việc sau Qua thời gian thực đồ án với giúp đỡ nhiệt tình thầy môn ô tô quân hoàn thành đồ án môn học 32 Nhng trình tính toán, kết đồ án lý thuyết mong đợc bảo thầy giáo để giúp hoàn thiện đồ án làm tảng cho đồ án tốt nghiệp sau Đồ án bao gồm 27 trang thuyết minh 01 vÏ A0 Cơ thĨ nh sau: Giíi thiƯu thĨ xe Ford Everest hệ thống xe Tính toán kiểm nghiệm chi tiết cầu sau xe Ford Everest Vẽ đợc bán vẽ lắp cầu sau xe Ford Everest Khả áp dụng vào thực tế : Nếu hoàn thiện tốt kết đồ án áp dụng vào trình học tập, nghiên cứu học viên kiểm tra giảng viên khoá học sau Tôi xin chân thành cảm ơn Chu Quang Mạnh 33 Tài liệu tham khảo [1]- Nguyễn Hữu Cẩn-Phan Đình Kiên- Thiết kế tính toán ô tô máy kéo -Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp -1984 [2]- Trịnh Chất - Lê Văn UyểnTính toán thiết kế hệ dẫn động khí -Nhà xuất giáo dục -2002 [3]- Ngun Phóc HiĨu- Hìng dÉn thiÕt kÕ m«n häc”kÕt cấu tính toán ôtô quân tập III- Học viện kỹ thuật quân -1998 [4]- Phạm Đình Vi-Vũ Đức Lập Cấu tạo ô tô quân - Học viện kỹ thuật quân sự1995 [5]- Nguyễn Đức Ngọc - Kết cấu tính toán ôtô - Nhà xuất giao thông vận tải-1984 [6]- Nguyễn Phúc Hiểu - Vũ Đức Lập - Kết cấu tính toán ô tô - Häc viƯn kü tht qu©n sù -2002 [7]- Ngun Trêng Sinh- Sè tay vÏ kü thuËt c¬ khÝ - Häc viện kỹ thuật quân -2001 [8]- Thông số kĩ tht vµ híng dÉn sư dơng xe Ford Everest 34 35 ... sau Đồ án bao gồm 27 trang thuyết minh 01 vẽ A0 Cụ thể nh sau: Giới thiệu cụ thể xe Ford Everest hệ thống xe Tính toán kiểm nghiệm chi tiết cầu sau xe Ford Everest Vẽ đợc bán vẽ lắp cầu sau xe Ford. .. 4.625 Xy lanh 3.2 Tính toán kiểm nghiệm chi tiết cầu xe 17 Trong phần ta tính toán kiểm nghiệm ®èi víi c¸c bé phËn sau : - Trun lùc kép bánh trụ thẳng - Vi sai bánh côn đối xứng - Bán trục giảm tải... thực đồ án với giúp đỡ nhiệt tình thầy môn ô tô quân hoàn thành đồ án môn học 32 Nhng trình tính toán, kết đồ án lý thuyết mong đợc bảo thầy giáo để giúp hoàn thiện đồ án làm tảng cho đồ án tốt