Thiết kế cầu chủ động xe khách 29 chỗ (khóa luận cơ điện và công trình)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CƠ ĐIỆN & CÔNG TRÌNH & KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP Tên khoá luận: THIẾT KẾ CẦU CHỦ ĐỘNG XE KHÁCH 29 CHỖ NGÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT ÔTÔ MÃ NGÀNH 7510205 Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN BÁ VŨ Sinh viên thực : NGUYỄN QUANG HUY Lớp : K61-KOTO Khóa học : 2016-2020 Hà Nội, 2020 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……Ngày….Tháng….Năm 2020 Giảng viên hướng dẫn i MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Thực trạng xu hướng phát triển ngành ô tô Việt Nam 1.2 Tổng quan cầu chủ động ô tô 11 1.2.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại cầu chủ động 11 1.2.2 Cấu tạo chung nguyên lí làm việc cầu chủ động 14 1.2.3 Cấu tạo phận 15 1.3 Mục tiêu đề tài 24 1.4 Nội dung nghiên cứu 24 1.5 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 24 1.5.1 Đối tượng nghiên cứu 24 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu 24 1.6 Phương pháp nghiên cứu 25 1.6.1 Phương pháp thu thập kế thừa tài liệu: 25 1.6.2 Phương pháp tính tốn lý thuyết: 25 CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 26 2.1 Các phương án đề xuất 26 2.1.1 Phương án 1: Truyền lực đơn vi sai đối xứng 26 2.1.2 Phương án Truyền lực kép, vi sai đối xứng 27 2.1.3 Phương án 3: Truyền lực đơn, vi sai cam 28 2.2 Ưu, nhược điểm phương án 30 2.2.1 Phương án 30 2.2.2 Phương án 30 2.2.3 Phương án 30 2.3 Tiêu chí lựa chọn phương án 31 2.4 Kết luận phương án thiết kế 31 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ KĨ THUẬT 32 ii 3.1 Thông số đầu vào cho thiết kế 32 3.1.1 Nhiệm vụ đồ án thiết kế cầu chủ động 32 3.1.2 Các thông số cho trước 32 3.2 Thiết kế tính tốn truyền lực 32 3.2.1 Xác định thông số truyền lực 32 3.2.2 Xác định lực tác dụng lên truyền lực 37 3.2.3 Tính tốn kiểm tra bền bánh truyền lực 39 3.2.5 Tính ổ đỡ trục bánh chủ động 43 3.3 Tính tốn vi sai 44 3.3.1 Cấu tạo vi sai đối xứng 44 3.3.2 Tính tốn kích thước vi sai đối xứng 45 3.3.3 Tính tốn bền vi sai 47 3.4 Chế độ tải tính tốn cho bán trục 52 3.4.1 Các chế độ tải trọng tính tốn 52 3.4.2 Tính tốn ổ bi đỡ bán trục 55 3.4.3 Tính tốn cho bán trục giảm tải nửa 56 3.5 Tính dầm cầu chủ động với bán trục giảm tải nửa 58 3.5.1 Tính có lực kéo cực đại (hình a) 59 3.5.2 Chế độ lực phanh cực đại ( hình 3.7.b) 61 3.5.3 Chế độ ngang cực đại 62 3.5.4 Chế độ lực thẳng đứng cực đại 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Doanh số thị trường ô tô Việt Nam năm 2017 Hình 1.2 Lượng xe nhập năm 2018 so với kỳ 2017 Hình 1.3 Các mẫu xe bán chạy thị trường ơtơ Việt Nam tính đến hết tháng 11/2018 Hình 1.4 Phân loại theo bố trí cầu chủ động xe 13 Hình 1.5.Cấu tạo cầu chủ động 14 Hình 1.6 Các loại truyền lực 16 Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý truyền lực kép kiểu tập trung 17 Hình 1.8 Sơ đồ ngun lý truyền lực kép kiểu phân tán 18 Hình 1.9 Bán trục không giảm tải 21 Hình 1.10 Bán trục giảm nửa tải ½ 21 Hình 1.11 Bán trục giảm ¾ tải 22 Hình 1.12 Bán trục giảm tải hồn tồn 22 Hình 2.1 Cấu tạo cầu chủ động với truyền lực đơn vi sai đối xứng 26 Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo cầu chủ động với truyền lực kép vi sai đối xứng 27 Hình 2.3 Truyền lực đơn vi sai cam 28 Hình 3.1 Chiều xoắn bánh chủ động 34 Hình 3.2 Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe, truyền lực 37 Hình 3.3 Sơ đồ kết cấu trục bánh chủ động 41 Hình 3.4 Sơ đồ tính tốn ứng suất chèn dập bánh vi sai 50 Hình 3.5 Sơ đồ bán trục 52 Hình 3.6 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô 53 Hình 3.7 Sơ đồ lực tác động lên dầm cầu chủ động 60 Hình 3.8 Sơ đồ lực tác dụng lên dầm Cầu chủ động chế độ 62 iv ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày với phát triển nhanh chóng kinh tế quốc dân nhu cầu vận tải chung vận tải hành khách nói riêng nước ta ngày tăng nhanh Vận chuyển hành khách mặt vừa đảm bảo mặt thời gian chất lượng phục vụ mặt khác phải đảm bảo an toàn, bền vững xe Để đáp ứng nhu cầu phương tiện vận tải phát triển nhanh chóng, đường phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam Ngành công nghiệp ôtô Việt Nam chuyển từ xu nhập ơtơ ngun sang việc chế tạo đóng xe nước Chính việc làm góp phần giảm chi phí vận tải Tuy nhiên đặc thù kinh tế, phát triển khoa học kĩ thuật nước tập chung chế tạo chi tiết phận tổng thành đơn giản Do sách phủ hầu hết hãng ôtô tiếng hàng đầu giới như: TOYOTA; FORD; MERCEDERBENZ; NISSAN; HYUNDAI; GM …đều gián tiếp trực tiếp đầu tư chuyển giao công nghệ sản xuất lắp ráp loại xe có chất lượng cao phù hợp với thị trường Việt Nam đặc biệt xe khách Chính việc thiết kế cầu chủ động cho xe khách phù hợp với trình độ kỹ thuật ngành khí Việt Nam Được giúp đỡ Thầy giáo : Nguyễn Bá Vũ em xin chọn đề tài : “Thiết kế cầu chủ động cho xe khách 29 chỗ” nhằm góp số phần nhỏ vào phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam Sau thời gian làm việc với nỗ lực thân với bảo giúp đỡ tận tình thầy Nguyễn Bá Vũ thầy cô môn giúp em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tuy nhiên thời gian có hạn, kiến thức cịn hạn chế em khơng tránh khỏi sai xót Rất mong đóng góp thầy bạn để đề tài em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Nguyễn Quang Huy CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Thực trạng xu hướng phát triển ngành ô tô Việt Nam Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam ngành sinh muộn, đời sau nước khu vực từ 40-50 năm Sau quãng thời gian ngắn, ngành công nghiệp ô tô Việt Nam quy tụ số tập đồn ơ-tơ lớn giới Ford, Mercedes, Toyota… “hình thành” lên 18 doanh nghiệp (DN) FDI 38 DN nước tham gia sản xuất với lực khoảng 460 nghìn xe/năm, bao gồm đầy đủ chủng loại xe con, xe tải, xe khách… Và mức độ đáp ứng đủ kịp thời nhu cầu ô-tô nước theo mục tiêu đề mặt số lượng Ngành cơng nghiệp tơ đóng góp nguồn thu đáng kể cho ngân sách nhà nước, bình quân khoảng tỷ USD/năm Chỉ tính riêng khoản thuế giải vấn đề việc làm cho khoảng 80 000 người lao động Bên cạnh đó, cần ghi nhận thời gian qua, ngành công nghiệp tích lũy nhiều kinh nghiệm việc lắp ráp ô tô sản xuất số phụ tùng, linh kiện… Đây có lẽ “tiền đề quan trọng” cho việc xây dựng phát triển ngành sản xuất - chế tạo ô tô theo định hướng quy hoạch tương lai Tuy nhiên, thực tế để ngành công nghiệp ô tô phát triển theo kế hoạch định thật đễ thực sớm chiều Hiện loay hoay quy hoạch, định hướng phát triển Ngành công nghiệp ô tô khẳng định sớm việc tỷ lệ nội địa hóa, thực ngành sản xuất chưa đạt tiêu chí đề Tỷ lệ nội địa hóa thấp so với mục tiêu đề 40% vào năm 2005 60% vào năm 2010 loại xe thông dụng xe tải, xe khách, xe Một điều đáng ghi nhận từ cố gắng Công ty CP tơ Trường Hải (Thaco) vượt khó với tâm để có sản phẩm mang thương hiệu Made in Vietnam đạt tỷ lệ nội địa hóa bình qn từ 15 đến 18% xe khoảng 33% xe tải nhẹ Thực tế ngành công nghiệp hỗ trợ cho ngành cơng nghiệp ơtơ hình thành, cịn yếu Mục tiêu quy hoạch đặt tỷ lệ sản xuất nước động hộp số 50- 90% vào năm 2010, nhiên đến chưa sản xuất được, số lượng DN tham gia ngành công nghiệp phụ trợ đến khoảng 210 DN Nhưng DN chủ yếu thuộc loại vừa nhỏ sản xuất số chủng loại phụ tùng đơn giản, có hàm lượng cơng nghệ thấp gương, kính, ghế ngồi, dây điện, ắc quy, sản phẩm nhựa…, số DN đầu tư dây chuyền dập thân, vỏ xe Ngoài ra, chưa tạo hợp tác, liên kết chun mơn hố DN việc sản xuất, lắp ráp ô tô sản xuất phụ tùng linh kiện Và chưa hình thành hệ thống nhà cung cấp nguyên vật liệu sản xuất linh kiện quy mô lớn Kế hoạch cho giai đoạn tới: Quan điểm phát triển nhanh ngành công nghiệp ô tô đề từ cấp cao với số mục tiêu quan trọng tỷ lệ nội địa hố, thị trường tiêu thụ có lẽ cịn mang tính chủ quan kỳ vọng Tuy nhiên , cịn chưa lường hết khó khăn phát triển hạ tầng giao thơng, tính phức tạp thất thường thị trường ô tô Việt Nam Bên cạnh đó, quan quản lý DN chưa nhận thức hết tầm quan trọng ngành cơng nghiệp hỗ trợ, vậy, hành lang pháp lý chế sách phát triển ngành cơng nghiệp nói chung cho ngành cơng nghiệp tơ nói riêng ban hành chậm Tuy rằng, có ưu đãi số sách, tính thực thi sách hạn chế, đặc biệt tín dụng, việc tiếp cận vay vốn ưu đãi khó khăn, phức tạp Chính DN chủ yếu quan tâm đến việc lắp ráp ôtô, tư tưởng ăn xổi Ngoài ra, cần phải nhìn nhận thị trường tơ nội địa thực tế nhỏ bé, sản lượng xe sản xuất, lắp ráp nước mức độ từ 100 000 đến 120 000 xe năm với hàng trăm mẫu mã, chủng loại xe, việc đầu tư kêu gọi đầu tư sản xuất phụ tùng, linh kiện phục vụ sản xuất, lắp ráp ô tô khơng hấp dẫn khó mang lại hiệu Ngay việc xuất phụ tùng sang nước khu vực, DN đầu tư Việt Nam có lợi cạnh tranh nước chưa sản xuất phần lớn loại nguyên, vật liệu chủ yếu Ngoài ra, quốc gia sau khu vực sau nước Thái Lan, Indonesia, Malaisia, nên tập đồn tơ lớn đầu tư dự án Việt Nam có mạng lưới cung ứng phụ tùng, linh kiện hệ thống, DN Việt Nam khó tham gia vào chuỗi cung ứng phụ tùng, linh kiện toàn cầu họ Theo nhà quản lý hạ tầng giao thơng Việt Nam cịn yếu kém, chưa tạo điều kiện kích cầu cho ngành cơng nghiệp tơ Trong chế sách thuế, phí khơng ổn định, dàn trải, chưa thực tạo thành công cụ hữu hiệu để kích thích phát triển ngành Như sách thuế, phí cao ngành công nghiệp ô tô thời gian qua đẩy giá bán xe lên cao làm hạn chế sức mua bảo hộ cho DN sản xuất Về vấn đề này, theo chuyên gia, coi nguyên nhân dẫn đến hạn chế sức mua, bảo hộ lớn cho DN sản xuất nước cần phải phân tích kỹ có câu trả lời xác thực Khi Việt Nam gia nhập tổ chức thương mại giới (WTO), thực cam kết không phân biệt đối xử hàng sản xuất nước hàng nhập nên việc bảo hộ lớn DN sản xuất nước tồn Thuế tiêu thụ đặc biệt (TTĐB) mang tính chất giai đoạn lịch sử phải điều chỉnh, thời điểm hạ tầng giao thơng cịn kém, mức sống người dân chưa cao… Riêng ô tô sản xuất nước, khơng bị ảnh hưởng nhiều đến thuế nhập khẩu, song chịu thuế TTĐB phân theo số lượng chỗ ngồi dung tích xi-lanh theo quy định luật thuế TTĐB Còn thuế giá trị gia tăng (GTGT) khơng nên đề cập nhiều hầu hết sản phẩm tiêu dùng Việt Nam áp dụng thuế suất thuế GTGT 10% Việc áp thuế hướng đến khuyến khích DN tăng tỷ lệ nội địa hóa, đồng thời phát triển cơng nghiệp tơ, hướng đến xuất khẩu… Do đó, DN cần cố gắng tiết kiệm chi phí sản xuất kinh doanh, hạch tốn giá thị trường Người tiêu dùng Việt Nam “kỳ vọng” sau năm 2018 mua xe giá rẻ thuế nhập xe tơ ngun giảm 0% Tuy nhiên, ngược lại số ý kiến cho rằng, lúc hầu hết DN sản xuất lắp ráp ô tô nước chuyển sang thành nhà nhập Đánh giá hội cho ngành công nghiệp ô tô tiếp tục phát triển, theo nhà quản lý, không nhanh đến năm 2018 thuế nhập theo thỏa thuận ASEAN DN sản xuất nước khó theo kịp với thị trường Nếu muốn phát triển ngành cơng nghiệp tơ phải có sách “đột phá” Chính phủ tâm cần liệt để phát triển ngành công nghiệp ô tô Quan điểm mục tiêu, khác so với trước đây, hướng đến mục tiêu sản xuất phụ tùng, lắp ráp sản xuất xe nguyên với tỷ lệ nội địa hóa 50% Trong quy hoạch giai đoạn tới, việc quan trọng làm đạt mục tiêu đề Chủ tịch VAMA - Tổng giám đốc Ford Việt Nam cho rằng, việc cần làm có sách ổn định dự báo Tiếp đến xây dựng nhà cung ứng tham gia vào chuỗi cung ứng tồn cầu Theo báo cáo Hiệp hội nhà sản xuất ôtô Việt Nam (VAMA), doanh số tháng 12/2017 toàn thị trường đạt 27.882 xe, giảm 16% so với d₂ đường kính chân đáy lớn bánh hành tinh d  d e  2(0,2.ms )  92,84  2,8.8,44  89,64(mm) d₁ = 25mm đường kính chốt bánh hành tinh 2.4.5028,09.106 d   1,75(MN / m2 ) 3 3 3,14.(89,46.10 )  (25.10 ) d  d   10 (MN/m²) e Ứng suất chèn dập mặt đáy bánh bán trục: - Cơng thức tính ứng suất chèn dập mặt đáy bánh bán trục: = (MN/m²) Trong đó: q=4 Qₙ = M tt tg cos 1  10166,43( N ) 2.r3 q r₁ bán kính chia trung bình bánh bán trục - r₁ = 78,87 (mm) - Chọn =90mm → =4,2(MN/ )