Thiết kế xe cứu hộ giao thông đường bộ loại nhỏ Thiết kế xe cứu hộ giao thông đường bộ loại nhỏ Thiết kế xe cứu hộ giao thông đường bộ loại nhỏ luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG THIẾT KẾ XE CỨU HỘ GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ LOẠI NHỎ Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN THÀNH Đà Nẵng – Năm 2019 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế xe cứu hộ giao thông đường loại nhỏ Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thành Số thẻ SV: 103150158 Lớp: 15C4B Trước tình hình giao thông đường nước ngày phức tạp, dân số tăng nhanh kèm theo lượng người tham gia giao thơng khơng ngừng tăng, số vụ tai nạn giao thông tăng nhanh theo thống kê năm, vụ tai nạn nghiêm trọng gây nguy hiểm tính mạng tổn thấp khơng nhỏ cải vật chất, phương tiện bị hư hỏng nặng làm tốn chi phí sửa chữa gây nên tình trạng tắc đường, vào cao điểm nạn tắc đường gây nhiều thời gian ảnh hưởng lớn đến công việc người tham gia giao thông Với mong muốn khắc phục vấn đề ùn tắc giao thông tai nạn cách nhanh chóng, em hướng đến đề tài đồ án tốt nghiệp “Thiết kế xe cứu hộ giao thông đường loại nhỏ” Trên sở đồ án thiết kế xe cứu hộ cỡ nhỏ thuận tiện cho công tác cứu hộ đường chật hẹp đô thị, thành phố Bản thiết kế giúp phần giúp cho doanh nghiệp, Gara lớn vừa tự sản xuất xe cứu hộ để phục vụ cho góp phần giải vấn đề nạn cách nhanh chóng Đồ án đưa giải pháp phương án tính tốn thiết kế cấu cấu thành xe cứu hộ loại nhỏ, thực cơng việc cứu hộ vốn có ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Thành Lớp: 15C4B Khoa: Cơ Khí Giao Thơng Số thẻ sinh viên: 103150158 Ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí Tên đề tài đồ án: Thiết kế xe cứu hộ giao thông đường loại nhỏ Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Thông số kỹ thuật xe tải sở KIA THACO FRONTIER 140 - Thông số kỹ thuật xe chỗ FORTUNER 2.4 MT - Tham khảo xe cứu hộ thị trường Nội dung phần thuyết minh tính tốn: - Chương 1: TỔNG QUAN VỀ XE CỨU HỘ GIAO THƠNG 1.1 Giao thơng cứu hộ giao thơng 1.2 Tình hình giao thơng Việt Nam cần thiết xe cứu hộ giao thông 1.3 Vấn đề giao thơng vận tải vai trị xe cứu hộ giao thông 1.4 Giới thiệu số xe cứu hộ giao thông 1.5 Các cấu thiết bị xe - Chương 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Phân tích lựa chọn phương án cứu hộ 2.2 Phân tích lựa chọn xe sở 2.3 Lựa chọn xe bị nạn để tính tốn 2.4 Các bước cơng nghệ thi cơng - Chương 3: THIẾT KẾ XE CỨU HỘ 3.1 Tính tốn phản lực lực kéo cần thiết nâng xe độ cao hx 3.2 Tính ổn định xe cứu hộ 3.3 Tính tốn hệ thống thủy lực 3.4 Kiểm tra độ bền kết cấu - Chương 4: TÍNH TỐN CỤM TỜI KÉO 4.1 Tính tốn tang tời 4.2 Chọn động thủy lực 4.3 Tính tốn hộp giảm tốc Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): - Bản vẽ bố trí chung xe cứu hộ (A3) - Bản vẽ tổng thể ô tô sở KIA THACO FRONTIER 140 (A3) - Bản vẽ bố trí chung đồn xe kéo hộ (A3) - Bản vẽ đồ thị động lực học (A3) - Bản vẽ nâng (A3) - Bản vẽ kéo (A3) - Bản vẽ lắp hộp giảm tốc (A3) - Bản vẽ lắp tang tời kéo (A3) - Bản vẽ sơ đồ hệ thống thủy lực (A3) Họ tên người hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 02 / 09 / 2019 Ngày hoàn thành đồ án: 15 / 12 /2019 Đà Nẵng, ngày 15 tháng 12 năm 2019 Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn PGS TS Dương Việt Dũng TS Nguyễn Việt Hải LỜI NÓI ĐẦU Hiện với phát triển kinh tế khoa học kỹ thuật, lượng phương tiện giao thông lưu hành ngày lớn Mặc dù hệ thống hạ tầng sở giao thông ngày nâng cấp số vụ tai nạn ngày xảy nhiều Bên cạnh chất lượng xe lưu hành Việt Nam khơng cịn đảm bảo đa số xe cũ, nên việc xe gặp cố đường thường hay xảy Những lúc thế, với hệ thống giao thông Việt Nam, đặc biệt đường thành thị việc tất yếu xảy ách tắc giao thơng Việc nhanh chóng giải tỏa ách tắc giao thông sau xảy tai nạn, hay xe gặp cố đường vấn đề đặt ra, sở loại phương tiện cứu hộ giao thông đời để đáp ứng nhu cầu Xe cứu hộ giao thông chế tạo với nhiều chủng loại kích cỡ để đưa loại phương tiện bị tai nạn, hay gặp cố khỏi vùng ách tắc giao thông, đưa trạm sửa chữa bảo hành Hiện nay, kinh tế nước ta phát triển nhanh, với hội nhập kinh tế giới, công nghiệp ô tô đà phát triển mạnh mẽ, thể đầu tư mở rộng nhanh chóng cơng ty tơ như: TOYOTA, DEAWOO NISSAN, HUYNDAI, FORD, Do lượng xe tham gia giao thơng tăng đáng kể, theo phát sinh vấn đề tai nạn giao thông cứu hộ giao thơng Dựa sở tìm hiểu nhu cầu xe cứu hộ giao thông nay, với hướng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Việt Hải em giao đề tài THIẾT KẾ XE CỨU HỘ GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ LOẠI NHỎ làm đề tài tốt nghiệp Sau thời gian nghiên cứu làm việc đến đồ án em hồn thành, song khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong góp ý quý báu hoàn thiện đề tài thầy Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Việt Hải tận tình giúp đỡ em thời gian qua ! Sinh viên thực Nguyễn Văn Thành CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài riêng em thực hiện, đề tài không trùng lặp với đồ án tốt nghiệp vòng năm trước Các số liệu sử dụng tính tốn từ tài liệu có nguồn gốc rõ ràng, theo quy định Sinh viên thực Nguyễn Văn Thành Thiết kế xe cứu hộ giao thông đường loại nhỏ MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ XE CỨU HỘ GIAO THÔNG 1.1 Giao thông cứu hộ giao thông 1.2 Tình hình giao thơng Việt Nam cần thiết xe cứu hộ giao thông 1.3 Vấn đề giao thông vận tải vai trị xe cứu hộ giao thơng 1.3.1 vấn đề giao thông 1.3.2 Vai trị xe cứu hộ giao thơng 1.4 Giới thiệu số xe cứu hộ giao thông 1.5 Các cấu thiết bị cứu hộ xe 12 Chương 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 13 2.1 Phân tích lựa chọn phương án cứu hộ 13 2.1.1 Phương án kéo xe nâng thủy lực 13 2.1.2 Phương án chở xe bị nạn thùng xe 14 2.1.4 Phương án kết hợp kéo xe nâng thủy lực cẩu xe 15 2.2 Phân tích lựa chọn xe sở 18 2.3 Lựa chọn xe bị nạn để tính tốn 19 2.4 Các bước công nghệ thi công 20 2.4.1 Tháo dỡ thùng xe cũ 20 2.4.2 Gia cố phần khung chassis 20 2.4.3 Lắp ráp cấu thiết bị cứu hộ xe 21 2.4.4 chạy thử kiểm tra hoạt động cấu 21 Chương 3: THIẾT KẾ XE CỨU HỘ 23 3.1 Tính tốn phản lực lực kéo cần thiết nâng xe độ cao hx 23 SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải Thiết kế xe cứu hộ giao thông đường loại nhỏ 3.1.1 Xác định tạo độ trọng tâm xe kéo 23 3.1.2 Tính tốn phản lực lực kéo xe cần thiết 24 3.2 Tính ổn định xe cứu hộ 27 3.2.1 Tính tọa độ trọng tâm xe cứu hộ 28 3.2.2 Kiểm tra tính ổn định xe cứu hộ 29 3.2.3 Tính tốn động lực học tô sau cải tạo 32 3.2.3.1 Bảng thông số 32 3.2.3.2 Xây dựng đồ thị đặc tính ngồi động 33 3.2.3.3 Xây dựng đồ thị cân lực kéo, công suất ô tô 34 3.2.3.4 Xác định nhân tố động lực học D 38 3.2.3.5 Xác định thời gian quãng đường tăng tốc 41 3.3 Tính toán hệ thống thủy lực 44 3.3.1 Tính xylanh nâng hạ cần 44 3.3.2 Chọn bơm thủy lực 46 3.4 Kiểm tra độ bền kết cấu 49 3.4.1 Kiểm tra độ bền phần I (càng kéo) 49 3.4.1.1 Tính ứng suất pháp z 51 3.4.1.2 Tính ứng suất tiếp 52 3.4.2.3 Kiểm nghiệm bền 53 3.4.1.4 Tính bền cho chốt O 53 3.4.2 Tính tốn phần II (càng nâng) 56 3.4.2.1 Tính bền tạo mặt cắt C-C 58 3.4.2.2 Tính bền chốt xoay ví trí nối nâng sắt xi 61 3.4.2.3 Kiểm tra bền chốt xylanh nâng hạ nâng 63 3.4.2.4 Kiểm tra bền chốt xylanh nâng hạ kéo 64 Chương 4: TÍNH TỐN CỤM TỜI KÉO 67 4.1 Tính tốn tang tời 67 SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải Thiết kế xe cứu hộ giao thông đường loại nhỏ 4.1.1 Thông số 67 4.1.2 Tính trục tang 68 4.1.2.1 Tính sơ đường kính trục tang 68 4.1.2.2 Xác định trị số tác dụng lực từ chiết quay lên trục 70 4.1.2.3 Xác định đường kính đoạn trục 73 4.2 Chọn động thủy lực 75 4.3 Tính tốn hộp giảm tốc 77 4.3.1 Thông số hộp giảm tốc 78 4.3.2 Tính tốn cặp truyền trục vít – bánh vít 79 4.3.2.1 Chọn vật liệu 79 4.3.2.2 Xác định ứng suất cho phép 80 4.3.2.3 Chọn số mối ren Z1 trục vít tính số Z2 bánh vít 81 4.3.2.4 Định mơđun m, hệ số đường kính q khoảng cách trục A 81 4.3.2.5 Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất hệ số tải trọng 82 4.3.2.6 Kiểm nghiệm ứng suất uốn bánh vít 83 4.3.2.8 Tính lực tác dụng 84 4.3.3 Tính tốn trục 85 4.3.3.1 Tính sơ đường kính trục 85 4.3.3.2 Xác định trị số tác dụng lực từ chiết quay lên trục 87 4.3.3.3 Xác định đường kính đoạn trục 93 KẾT LUẬN 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 Xe cứu hộ có nhiệm vụ kéo Hình 1.2 Xe cứu hộ có nhiệm vụ cẩu xe Hình 1.3 Xe cứu hộ có nhiệm vụ chở xe 10 Hình 1.4 Xe cứu hộ hạng nhẹ 10 Hình 1.5 Xe cứu hộ hạng trung 11 Hình 1.6 Xe cứu hộ hạng nặng 11 Hình 2.1 Phương án kéo xe nâng thủy lực 13 Hình 2.2 Phương án chở xe bị nạn thùng xe 14 Hình 2.3 Phương án kết hợp kéo xe nâng chở xe thùng xe 15 Hình 2.4 Phương án kéo xe nâng thủy lực 15 Hình 2.5 phương án kết hợp kéo xe nâng, chở xe cẩu xe 16 Hình 2.6 Phương án xe cứu hộ chuyên cẩu xe 17 Hình 2.7 Xe sở KiA THACO FRONTIER 140 thùng lửng 19 Hình 2.8 Bước cơng nghệ thi công 22 Hình 3.1 Sơ đồ tính tọa độ trọng tâm xe kéo 24 Hình 3.2 Sơ đồ tính phản lực tác dụng lên đầu ngàm lực kéo cần thiết 24 Hình 3.3 Sơ đồ tính tọa độ trọng tâm xe kéo 28 Hình 3.4 Sơ đồ tính ổn định dọc tĩnh xe kéo 29 Hình 3.5 Sơ đồ tính ổn định dọc động xe kéo lên dốc 31 Hình 3.6 Đồ thị đặc tính động 34 Hình 3.7 Đồ thị cân cơng suất 38 Hình 3.8 Đồ thị cân lực kéo 38 Hình 3.9 Đồ thị nhân tố động lực học 40 Hình 3.10 Đồ thị gia tốc 40 Hình 3.11 Đồ thị gia tốc ngược 40 SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải Môđun: m = (mm) Số mối ren trục vit: Z1 = , số bánh vít: Z = 31 Hệ số đường kính: q = Góc ăn khớp: = 20o Góc vít: = o '30" Khoảng cách trục: A = 141 (mm) Hệ số chiều cao răng, thường lấy: f = Chiều cao đầu răng: h ' = ( f + ).m = (mm) Chiều cao chân răng: h" = ( f + c0 + ).m = 8, (mm) Hệ số khe hở hướng tâm: c0 = 0, 0,3, chọn c0 = 0, Đường kính vịng chia trục vít: dc1 = q.m = 8.8 = 63 (mm) Đường kính vịng đỉnh trục vít: De1 = dc1 + f0 m = 77 (mm) Đường kính vịng chân ren trục vít: Di1 = dc1 − f m − 2.c0 m = 46, (mm) Bước ren trục vít: t = m = 21,98 (mm) Chiều dài phần có ren trục vít: L (11 + 0, 06.Z ).m = 89, 66 (mm), trục vít mài mòn tăng thêm chiều dài L, lấy L = 89, 66 + 25 = 114, 66 Để tránh cân trục vít, chọn chiều dài L số nguyên lần bước dọc Vì x= L 114, 66 = = 5, 22 , lấy trịn x = định xác L = x.t = 6.21, 98 = 132 t 21,98 (mm) Đường kính vịng chia bánh vít: dc = Z m = 217, 00 (mm) Đường kính vịng đỉnh bánh vít: De = (Z + f0 + 2. ).m = 231,00 (mm) Đường kính vịng chân ren bánh vít: Di = dc − f0 m − 2.c0 m = 200, 20 (mm) Chiều rộng bánh vít: B 0,75.De1 = 57,75 (mm), chọn B = 60 (mm) 4.3.2.8 Tính lực tác dụng - Lực vịng P1 trục vít lực dọc trục Pa2 bánh vít: SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 84 P1 = Pa = M1 2.28676, 69 = = 910,37 (N) d c1 63 - Lực vịng P2 bánh vít lực dọc trục Pa1 trục vít: P2 = Pa1 = 2.M 2.712800 = = 6569,59 (N) dc 217, 00 - Lực hướng tâm Pr1 trục vít lực hướng tâm Pr2 bánh vít: Pr1 = Pr = P2 tan = 6569,59.tan 20o = 2391,13 (N) 4.3.3 Tính tốn trục 4.3.3.1 Tính sơ đường kính trục - Đường kính trục tính sơ qua công thức: d M (4.13) 0, 2[ ] + Trục vào I: d M1 0, 2[ ] Trong đó: d: Là đường kính trục vào I M : Là momen cáp trục tang, M1 = 28676,69 (N.mm) [ ] : Là ứng suất xoắn cho phép, [ ] =15 50( MPa) , chọn [ ] = 50( MPa) Thay giá trị vào (4.13) ta được: d1 M1 28676, 69 =3 = 14,33(mm) 0, 2[ ] 0, 2.50 Trục vào I nối với động thủy lực, chọn đường kính d = 25(mm) + Trục II: d2 M2 0, 2[ ] Trong đó: SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 85 d: Là đường kính trục II M : Là momen cáp trục tang, M = 712800 (N.mm) [ ] : Là ứng suất xoắn cho phép, [ ] =15 50( MPa) , chọn [ ] = 50( MPa) Thay giá trị vào (4.2) ta được: d M2 712800 =3 = 41, 46(mm) 0, 2[ ] 0, 2.50 Trục II nối với trục tang, chọn đường kính d = 45(mm) - Xác định khoảng cách đoạn trục + Chiều dài moay nửa khớp nối đầu nối trục vít với trục vịng đàn hồi: lm 21 = (1, 1,5)d1 lm 21 = (1, 1,5).25 = 30 37,5(mm) Chọn lm 21 = 30(mm) + Chiều dài moay bánh vít: lm 22 = (1, 1,8)d lm 22 = (1, 1,8).45 = 63 81 (mm) Chọn lm 22 = 70 (mm) + Chiều dài moay nửa khớp nối trục bánh vít: lm 23 = (1, 1,5)d2 lm 23 = (1, 1,5).45 = 54 67,5 Chọn lm 23 = 60 (mm) + k1 : khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến thành hộp khoảng cách chi tiết quay: k1 = 10 20(mm), chọn k1 = 10(mm) + k2 : khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành hộp: k2 = 10 15 (mm), chọn k2 = 10 (mm) + k3 : khoảng cách từ mặt cạnh chi tiết quay đến nắp ổ: k3 = 10 20 (mm), SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 86 chọn k3 = 10 (mm) + hn : Chiều cao nắp ổ đầu bulông: hn = 15 20 (mm), chọn hn = 15 (mm) + b1 , b2 : bề rộng ổ lăn trục I trục II, bảng 14P sách thiết kế chi tiết máyNguyễn Trọng Hiệp [2], chọn ổ đũa dãy cho trục vít (lực dọc trục lớn), chọn bề rộng b1 = 45,5 (mm),Chọn ổ đũa dãy cho trục bánh vít có bề rộng b2 = 27 (mm) + khoảng cách gối: l11 = (0,85 1).De = (0,85 1).257,15 = 218,58 257,15 (mm), chọn l11 = 230 l12 = 0,5.(lm 21 + b1 ) + k3 + hn = 62,75 (mm) l13 = l11 = 115 (mm) l22 = 0,5.(b2 + lm 22 ) + k1 + k2 = 68,5 (mm) l21 = 2.l22 = 137 (mm) l23 = l21 + 0,5.(b2 + lm 23 ) + hn + k3 = 205,5 (mm) Hình 4.6 Sơ đồ tính khoảng cách hộp giảm tốc trục vít 4.3.3.2 Xác định trị số tác dụng lực từ chiết quay lên trục - Tính lực tác dụng lên trục Ta có lực tác dụng hình 4.7 SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 87 Hình 4.7 Lực từ truyền tác dụng lên trục P1 = Pa = 910,37 (N) P2 = Pa1 = 6569,59 (N) Pr1 = Pr = 2391,13 (N) - Xét lực tác dụng lên trục I (trục vít) Hình 4.8 Sơ đồ tính lực tác dụng lên trục I Do sử dụng nối trục vòng đàn hồi nên tồn không đồng tâm làm suất tải trọng phụ Lực vòng nối trục: Ft = 2.M 2.28676, 69 = = 2294,13 (N) d1 25 Lực hướng tâm nối trục: Fr = (0, 0,3) Ft Chọn Fr = 0, 25Ft = 0, 25.2294,13 = 573,53 (N) Trong mặt phẳng Oxz ta có: + Xét cân momen điểm A: M A =0 SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 88 l12 Ft + l13 P1 − Px (l13 + l11 ) = Px = l12 Ft + l13 P1 62, 75.2294,13 + 115.910,37 = = 1266,36 (N) l11 230 + Xét cân momen điểm B: M B =0 (l12 + l11 ).Ft + l11.Px1 − l13 P1 = Px1 = l13 P1 − (l12 + l11 ).Ft l11 Px1 = 115.910,37 − (62, 75 + 230).2294,13 = −2494,11 (N) 230 Trong mặt phẳng Ozy ta có: + Xét cân momen điểm A: M A =0 l12 Fr − l13 Pr1 + l11.Py = Py = l13 Pr1 − l12 Fr 115.2391,13 − 62, 75.573,53 = = 1217,17 (N) l11 230 + Xét cân momen điểm B: M B =0 (l12 + l11 ).Fr − l11.Py1 + l13 Pr1 = Py1 = (l12 + l11 ).Fr + l13 Pr1 l11 Py1 = (62, 75 + 230).573,53 + 115.2391,13 = 1401, 78 (N) 230 - Tính momen trục I (trục vít) Tính momen tiết diện sau: + Tiết diện A2 lắp gối đỡ + Tiết diện A3 tiết diện trục vít SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 89 + Monen hai đầu đoạn trục A1, A4 có giá trị + Tại tiết diện A2: M ux = l12 Ft = 62, 75.2294,13 = 143956,97 (N.mm) M uy = l12 Fr = 62, 75.573,53 = 35989, 24 (N.mm) M u = M ux2 + M uy2 = 143956,97 + 35989, 242 = 148387, 45 (N.mm) M x = M1 = 28676, 69 (N.mm) + Tại tiết diện A3: M ux3 = l13 Px = 115.1266, 36 = 145631, 31 (N.mm) M uy− = l13 Py + d c1 63 Pa1 = 115.1217,17 + 6569,59 = 346916, 36 (N.mm) 2 M uy+ = l13 Py = 115.1217,17 = 139974, 42 (N.mm) M u = M ux2 + M uy2 = 145631,312 + 346916,362 = 201993,36 (N.mm) M x = M1 = 28676, 69 (N.mm) Từ giá trị tính ta lập biểu đồ lực momen Hình 4.9 Biểu đồ momen tác dụng lên trục vít SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 90 - Xét lực tác dụng lên trục II (trục bánh vít) Hình 4.10 Sơ đồ tính lực tác dụng lên trục II Do sử dụng nối trục vòng đàn hồi nên tồn không đồng tâm làm suất tải trọng phụ Lực vòng nối trục: Ft = 2.M 2.712800 = = 31680 (N) d1 45 Lực hướng tâm nối trục: Fr = (0, 0,3) Ft Chọn Fr = 0, 25Ft = 0, 25.31680 = 7920 (N) Trong mặt phẳng Oxz ta có: + Xét cân momen điểm A: M A =0 −l23 Ft + l21.Px − l22 P2 = Px = l23 Ft + l22 P2 205,5.31680 + 68,5.6569,59 = = 44235, 21 (N) l21 137 + Xét cân momen điểm B: M B =0 −l21.Px1 + (l21 − l22 ).P2 + (l23 − l21 ).Ft = Px1 = (l21 − l22 ).P2 + (l23 − l21 ).Ft l21 Px1 = (137 − 68,5).6569,59 + (205,5 − 137).31680 = 19124, 79 (N) 137 Trong mặt phẳng Ozy ta có: SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 91 + Xét cân momen điểm A: M A =0 −l23 Fr + l21.Py + l22 Pr = Py = l23 Fr − l22 Pr 205,5.7920 − 68,5.2391,13 = = 10684, 43 (N) l21 137 + Xét cân momen điểm B: M B =0 l21.Py1 − (l21 − l22 ).Pr − (l23 − l21 ).Fr = Py1 = (l21 − l22 ).Pr + (l23 − l 21 ).Fr l21 Py1 = (137 − 68,5).2391,13 + (205,5 − 137).7920 = 5155,57 (N) 137 - Tính momen trục I (trục vít) Tính momen tiết diện sau: + Tiết diện A2 tiết diện lắp moay bánh vít + Tiết diện A3 tiết diện lắp gối đỡ + Monen hai đầu đoạn trục A1, A4 có giá trị + Tại tiết diện A2: M ux = l22 Px1 = 68,5.19124, 79 = 1310048, 29 (N.mm) M uy− = l22 Py1 = 68,5.5155,57 = 353156,32 (N.mm) M uy+ = l22 Py1 + dc 217, 00 Pa = 68,5.5155,57 + 910,37 = 451931, 58 (N.mm) 2 M u = M ux2 + M uy2 = 1310048, 292 + 451931,582 = 1356814, 62 (N.mm) M x = M tg = 712800 (N.mm) + Tại tiết diện A3: M ux = (l23 − l21 ).Ft = (205,5 − 137).31680 = 2170080 (N.mm) SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 92 M uy = (l23 − l21 ).Fr = (205,5 − 137).7920 = 542520 (N.mm) M u = M ux2 + M uy2 = 21700802 + 5425202 = 2236867, 26 (N.mm) M x = M tg = 712800 (N.mm) Từ giá trị tính ta lập biểu đồ lực momen Hình 4.11 Biểu đồ momen tác dụng lên trục bánh vít 4.3.3.3 Xác định đường kính đoạn trục - Xác định đường kính Trục vít (trục I) Đường kính trục tiết diện tính theo cơng thức: d M td (4.14) 0,1. Trong đó: M td : Là momen tương đương M td = M u2 + 0,75.M x2 SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 93 Với : M u , M x : Là momen uốn xoắn tiết diện tính tốn [ ] : Là ứng suất xoắn cho phép thép, tra bảng 7-2 giáo trình Thiết kế chi tiết máy- Nguyễn Trọng Hiệp [2], vật liệu thép 45 tơi cải thiện có giá trị [ ] = 67 (N/mm2) + Tại tiết diện A1 ta có: M x = 28676,69 (N.mm) M u = (N.mm) M td = M u2 + 0,75.M x2 = 02 + 0, 75.28676,692 = 24834, 74 (N.mm) Thay vào công thức (4.14) ta được: d M td 24834, 74 =3 = 15,5 (mm) 0,1. 0,1.67 Tại A1 nối với nối trục, chọn đường kính d = 30 (mm) + Tại tiết diện A2: M x = 28676,69 (N.mm) M u = 148387, 45 (N.mm) M td = M u2 + 0,75.M x2 = 148387, 452 + 0,75.28676,692 = 150451,32 (N.mm) Thay vào công thức (4.3) ta được: d M td 150451,32 =3 = 28, (mm) 0,1. 0,1.67 Chọn đường kính d = 35 (mm) + Tại tiết diện A3: M x = 28676,69 (N.mm) M u = 201993,36 (N.mm) M td = M u2 + 0,75.M x2 = 201993,362 + 0,75.28676,692 = 203514,33 (N.mm) Thay vào công thức (4.3) ta được: SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 94 d M td = 0,1. 203514,33 = 31, (mm) 0,1.67 Chọn đường kính d = 77 (mm), trùng với đường kính vịng đỉnh ren trục vít + Tại tiết diện A4: M x = (N.mm) M u = (N.mm) Chọn đường kính d = 35 (mm) để đồng với ổ đỡ tiết diện A2 - Xác định đường kính trục bánh vít (trục II) Đường kính trục tiết diện tính theo cơng thức: d M td (4.15) 0,1. Trong đó: M td : Là momen tương đương M td = M u2 + 0,75.M x2 Với : M u , M x : Là momen uốn xoắn tiết diện tính tốn [ ] : Là ứng suất xoắn cho phép thép, tra bảng 7-2 giáo trình Thiết kế chi tiết máy- Nguyễn Trọng Hiệp [2], vật liệu thép 45 cải thiện có giá trị [ ] = 67 (N/mm2) + Tại tiết diện A2: M x = 712800 (N.mm) M u = 1356814,62 (N.mm) M td = M u2 + 0,75.M x2 = 1356814,622 + 0,75.7128002 = 1490640, 40 (N.mm) Thay vào công thức (4.15) ta được: d M td 1490640, 40 =3 = 60, (mm) 0,1. 0,1.67 Chọn đường kính d = 75 (mm), đường kính lớn ổ lăn để lắp bánh SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 95 vít vào tiết diện lắp đặt, thay + Tại tiết diện A3: M x = 712800 (N.mm) M u = 2236867, 26 (N.mm) M td = M u2 + 0,75.M x2 = 2236867, 262 + 0,75.7128002 = 2320482, 29 (N.mm) Thay vào công thức (4.3) ta được: d M td 2320482, 29 =3 = 69, (mm) 0,1. 0,1.67 Chọn đường kính d = 70 (mm), + Tại tiết diện A4: M x = 712800 (N.mm) M u = (N.mm) M td = M u2 + 0,75.M x2 = 02 + 0,75.7128002 = 617302,91 (N.mm) Thay vào công thức (4.3) ta được: d M td 617302,91 =3 = 45, (mm) 0,1. 0,1.67 Chọn đường kính d = 50 (mm), lắp nối trục với trục tang + Tại tiết diện A1: M x = (N.mm) M u = (N.mm) Chọn đường kính d = 70 (mm) để đồng với ổ đỡ tiết diện A3 SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 96 KẾT LUẬN Qua trình tìm hiểu, khảo sát loại xe cứu hộ giao thông hoạt động nước, đồng thời tham khảo tài liệu, giáo trình học trường mạng internet em hoàn thành xong đề tài đồ án tốt nghiệp “Thiết kế xe cứu hộ giao thông đường loại nhỏ” Đề tài hướng đến thiết kế xe cứu hộ cỡ nhỏ, linh hoạt tham gia cứu hộ loại xe bị nạn dù điều kiện đường xá chật hẹp mà sử dụng loại xe cứu hộ cỡ lớn khơng khả thi Bên cạnh phương án thiết kế dựa vấn đề thiết kế xe cứu hộ với chi phí thấp, dễ dàng sản xuất cơng nghệ sẵn có doanh nghiệp hay Gara vừa lớn nước, giúp doanh nghiệp hay Gara dễ dàng tiếp cận Xe cứu hộ giao thông thiết kế dựa xe sở KIA THACO FRONTIER 140, Sau thiết kế xe có thơng số cứu hộ sau: - Tốc độ tối đa: 126 km/h, không thay đổi nhiều so với tốc độ tối đa xe sở 123 km/h - Khả leo dốc: 23,8 %, thấp so với xe sở 35% - Tải trọng tối đa tác dụng lên ngàm kéo mà xe hoạt động bình thường (xe không bị bốc đầu) 1,929 - sức kéo lớn tời cáp 1,188 Trong khn khổ kiến thức thời gian cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu xót q trình làm đồ án, mong quý thầy hội đồng đóng góp ý kiến để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lý thuyết ô tô máy kéo – Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng – Nhà xuất Khoa Học Và Kỹ Thuật [2] Thiết kế chi tiết máy – Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẩm – Nhà xuất Giáo Dục Việt Nam [3] Catalogue MSG30-8249/UK [4] Catalogue HY30-3300/UK [5] TCXDVN 104 : 2007 “ Đường đô thị - yêu cầu thiết kế “ [6] QCVN 09:2015/BGTVT “quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng an toàn kỹ thuật bảo vệ môi trường xe ô tô” [7] Catalogue xe tải KIA THACO FRONTIER 140 [8] Catalogue xe TOYOTA FORTUNER 2.4 MT [9] Nguyên lý động – Nguyễn Tất Tiến – Nhà xuất Giáo Dục [10] Giáo trình hệ thống khí nén – Thủy lực – Nguyễn Ngọc Điệp, Lê Thanh Vũ, Nguyễn Đức Nam – Nhà xuất TP.Hồ Chí Minh 10/2007 [11] Thiết kế tính tốn tơ máy kéo – tập 1, 2, – Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên – Nhà xuất Giáo Dục 1996 [12] Sức bền vật liệu – Đỗ Kiến Quốc – Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh SVTH: Nguyễn Văn Thành GVHD: TS Nguyễn Việt Hải 98 ... tai nạn giao thông cứu hộ giao thông Dựa sở tìm hiểu nhu cầu xe cứu hộ giao thông nay, với hướng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Việt Hải em giao đề tài THIẾT KẾ XE CỨU HỘ GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ LOẠI NHỎ làm... Thành Thiết kế xe cứu hộ giao thông đường loại nhỏ MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ XE CỨU HỘ GIAO THÔNG 1.1 Giao thông cứu hộ giao thông 1.2 Tình hình giao thơng... án tốt nghiệp ? ?Thiết kế xe cứu hộ giao thông đường loại nhỏ? ?? Trên sở đồ án thiết kế xe cứu hộ cỡ nhỏ thuận tiện cho công tác cứu hộ đường chật hẹp đô thị, thành phố Bản thiết kế giúp phần giúp