LÝ THUYẾT KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN ô TÔ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HCM KHOA CƠ KHÍ - CÔNG NGHỆ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TƠ LÝ THUYẾT KẾT CẤU VÀ TÍNH TỐN Ơ TƠ GVHD: Th.S LÊ QUANG TRÍ SVTH : Nguyễn Thị Thanh Nhã 17154060 Đỗ Trung Quân 17154074 Nguyễn Phước Thuận 17154100 TP HCM, Ngày 03 tháng 06 năm 2021 LỜI NÓI ĐẦU Trong kinh tế phát triển mạnh mẽ nước ta, nhu cầu sử dụng ô tô để phục vụ cho việc vận tải di chuyển ngày cao, địi hỏi ngành cơng nghiệp tơ phải phát triển theo để đáp ứng cho khách hàng đầy đủ tiện nghi nội - ngoại thất đảm bảo tính an tồn cho người sử dụng Một hệ thống thiếu tơ hệ thống lái Một hệ thống lái phải đảm bảo tính quay vịng bánh xe dẫn hướng, điều khiển dễ dàng, dễ chăm sóc sửa chữa, bảo dưỡng phù hợp với phần lớn đối tượng sử dụng Cũng mà hệ thống lái ngày cải tiến, tiêu chuẩn thiết kế chế tạo sử dụng hệ thống lái ngày nghiêm ngặt chặt chẽ Quá trình thực đồ án giúp đỡ bảo thầy Th.s Lê Quang Trí giảng dạy mơn học “Lý thuyết kết cấu tính tốn tơ” Cảm ơn thầy tạo điều kiện cho nhóm chúng em hoàn thành nội dung đồ án theo thời gian quy định Do hạn chế lực nên đồ án khơng tránh khỏi cịn nhiều thiếu sót Rất mong góp ý thầy bạn để nhóm cải thiện tốt Xin chân thành cảm ơn! Mục lục CHƯƠNG I TỔNG QUAN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1 Tổng quan 1.1.1 Công dụng 1.1.2 Các trạng thái quay vòng xe 1.1.3 Phân loại hệ thống lái 1.1.4 Yêu cầu hệ thống lái ôtô 1.2 Cấu tạo chung hệ thống lái 1.3 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế 1.3.1 e Phân tích phương án thiết kế cấu lái Cơ cấu lái trục vít – bánh vít Hình 1.6 Cơ cấu lái loại trục vít bánh vít Error! Bookmark not defined 1.3.2 Chọn phương án thiết kế CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ 2.1 Thông số đầu vào 2.2 Nội dung thực 2.3 Tính tốn thơng số hình học hệ dẫn động lái 2.3.1 Tính tốn hình thang lái 2.3.2 Xác định góc quay vịng lớn vơ lăng 12 2.3.3 Tính tỉ số truyền 12 2.3.4 Xác định lực tác dụng lên vành tay lái: 13 2.4 Thiết kế cấu lái (Loại Trục Vít – Bánh vít) 15 2.4.1 Tính tốn thiết kế trục vít 15 2.4.2 Tính tốn thiết kế bánh vít: 17 2.4.3 Tính trục lái 17 2.5 Kiểm tra bền cấu lái 18 2.6 Tính địn quay đứng địn quay khác dẫn động lái 19 2.6.1 Đòn quay đứng: 19 2.6.2 Đòn kéo 20 MỤC LỤC HÌNH Hình 2.5 Sơ đồ hình thang lái với góc ϴ góc địn nghiêng bên đường song song với trục dọc ô tô Hình 2.6 Biểu đồ đường đặc tính thực tế 10 Hình 2.7 Biểu đồ đường đặc tính lý thuyết thực tế (đã chọn) 11 Hình 2.8 Sơ đồ lực tác dụng lên hệ thống lái 13 Hình 2.9 Đặc điểm lực ngang tác dụng lên bánh xe quay vịng 14 Hình 2.10 Mặt cắt ngang dọc trục vít 15 Hình 2.11 Góc xoắn ốc vít 16 Hình 2.12 Sơ đồ tính cấu lái 18 Hình 2.13 Địn quay đứng 19 Hình 2.14 Hình thang lái 20 Hình 2.15 Bản vẽ trục vít 23 Hình 2.16 Bản vẽ bánh vít 24 MỤC LỤC BẢNG Bảng Các thông số đầu vào Bảng Bảng tính góc lái lý thuyết Bảng Bảng tính góc lái thực tế so với lý thuyết 10 Bảng thơng số hình học trục vít 16 Bảng Bảng thông số hình học bánh vít 17 NHẬN XÉT CHƯƠNG I TỔNG QUAN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1 Tổng quan 1.1.1 Công dụng Hệ thống lái ôtô dùng để thay đổi hướng chuyển động ô tô nhờ quay vòng bánh xe dẫn hướng để giữ phương chuyển động thẳng hay chuyển động cong ôtô cần thiết Việc điều khiển hướng chuyển động xe thực sau: vành lái tiếp nhận lực tác động người lái truyền vào hệ thống lái, trục lái truyền mômen từ vô lăng tới cấu lái, cấu lái tăng mômen truyền từ vành lái tới dẫn động lái, dẫn động lái truyền chuyển động từ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng Kết cấu lái phụ thuộc vào cấu chung xe chủng loại xe Để quay vòng người lái cần phải tác dụng vào vơ lăng lực Đồng thời cần có phản lực sinh từ mặt đường lên mặt vng góc với bánh xe Để quay vịng bánh xe dẫn hướng phải quay quanh tâm quay tức thời quay vòng 1.1.2 Các trạng thái quay vòng xe Sự chuyển động thay đổi hướng chuyển động xe đường trình phức tạp Khi xe chuyển động đường vòng với tốc độ thấp ứng với vị trí góc quay vành tay lái định bánh xe quay vòng với bán kính quay vịng R0 tương ứng Đây coi trạng thái quay vòng tĩnh (quay vòng đủ) Trong thực tế xe thường chuyển động tốc độ lớn, q trình quay vịng động, trạng thái quay vịng đủ xảy mà thường gặp trạng thái quay vòng thiếu quay vòng thừa xảy sở việc thay đổi tốc độ chuyển động, đàn hồi lốp hệ thống treo Khi quay vòng thiếu, để thực quay vịng xe theo bán kính R người lái phải tăng góc quay vành lái lượng qvl Khi quay vòng thừa, để thực quay vòng xe theo bán kính R0 người lái phải giảm góc quay vành lái lượng qvl Quay vòng thừa quay vòng thiếu trạng thái quay vòng nguy hiểm, làm tính ổn định tính điều khiển xe chúng gia tăng lực ly tâm (vận tốc quay vòng xe tăng kéo theo lực ly tâm quay vòng tăng) Ở trạng thái yêu cầu người lái phải có kinh nghiệm xử lý tốt Vấn đề chất tải, độ đàn hồi lốp có ảnh hưởng tới tính quay vịng tính an toàn chuyển động xe, đặc biệt xe có vận tốc lớn 1.1.3 Phân loại hệ thống lái Có nhiều cách để phân loại hệ thống lái ơtơ: a Phân loại theo phương pháp chuyển hướng - Chuyển hướng hai bánh xe cầu trước (2WS) - Chuyển hướng tất bánh xe (4WS) - Chuyển hướng bằng cách thay đổi vận tốc dài hai bên bánh xe b Phân loại hệ thống lái theo đặc tính truyền lực - Hệ thống lái khí - Hệ thống lái khí có trợ lực c Phân loại theo kết cấu cấu lái - Cơ cấu lái kiểu trục vít glơbơit - lăn - Cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi – – cung - Cơ cấu lái kiểu bánh - - Cơ cấu lái loại liên hợp (trục vít, ê cu, cung răng) d Phân loại theo cách bố trí vành lái - Bố trí vành lái bên trái (theo luât đường bên phải) - Bố trí vành lái bên phải (theo luật đường bên trái) 1.1.4 Yêu cầu hệ thống lái ôtô Là hệ thống định đến tính an tồn ổn định chuyển động tơ hệ thống lái Theo hệ thống lái cần đảm bảo yêu cầu sau: - Hệ thống lái phải đảm bảo điều khiển hướng linh hoạt an tồn tơ loại đường khác tùy thuộc vào vận tốc chuyển động Sự điều khiển linh hoạt an toàn phụ thuộc vào yếu tố kết cấu: khả quay vòng lớn không gian hạn chế, độ rơ vành lái, tỉ số truyền hệ thống lái, khả tự ổn định tơ Cụ thể:    Góc quay vành lái tối đa người lái không vượt vòng quay vành lái Lực vành lái phù hợp với khả điều khiển người sử dụng Độ rơ vành lái không lớn - Hệ thống lái phảm đảm bảo có khả giảm lực va đập từ mặt đường truyền lên vành lái - Phải có khả ổn định hướng chuyển động, đặc biệt xe thẳng - Hạn chế tối đa ảnh hưởng hệ thống treo đến hệ thống lái, nhằm đảm bảo khả điều khiển hướng ô tô hoạt động đường xấu 1.2 Cấu tạo chung hệ thống lái Cấu tạo chung hệ thống lái bao gồm phần chính: vành tay lái, cấu lái, dẫn động lái - Cơ cấu lái hộp giảm tốc, đảm bảo phần lớn tỷ số truyền hệ thống lái - Vành tay lái cấu để người điều khiển sử dụng để điều chỉnh xe quay vòng chuyển hướng theo ý muốn, vành tay lái kết nối với cấu lái trục lái - Dẫn động lái gồm phận dẫn động bố trí từ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng gồm: đòn bên, đòn ngang trục quay bánh xe Vành tay lái Trục lái Cơ cấu lái Đòn quay đứng Thanh kéo dọc Địn quay ngang Hình thang lái Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống lái 1.3 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế 1.3.1 Phân tích phương án thiết kế cấu lái a Cơ cấu bánh Hình Cơ cấu lái loại bánh – Cơ cấu lái đặt vỏ xe để tạo góc ăn khớp lớn cho truyền nghiêng, trục đặt nghiêng ngược chiều với chiều nghiêng răng, nhờ ăn khớp truyền lớn, làm việc êm phù hợp với việc bố trí vành lái xe Cơ cấu lái kiểu bánh - có ưu điểm sau: + Cơ cấu lái đơn giản gọn nhẹ Do cấu lái nhỏ thân tác dụng dẫn động lái nên khơng cần địn kéo ngang cấu lái khác + Có độ nhạy cao ăn khớp trực tiếp + Sức cản trượt, cản lăn nhỏ truyền mô men tốt nên tay lái nhẹ + Có khả tự động triệt tiêu khe hở chỗ ăn khớp Tỉ số truyền thuân nghịch bằng bằng 0,8 đến 0,9 b Trục vít globơit – lăn Vỏ cấu lái Trục quay đứng Con lăn Tấm lót Trục vít lõm Đai ốc Hình Cơ cấu lái loại trục vít lõm lăn Trục lăn 10 Trục lái Ưu điểm: + Nhờ trục vít có dạng glơbơit chiều dài trục vít khơng lớn tiếp xúc ăn khớp lâu diện rộng hơn, nghĩa giảm áp suất riêng tăng độ chống mài mòn + Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc phân tán tùy theo cỡ ơtơ mà làm lăn có hai đến bốn vòng ren + Mất mát ma sát nhờ thay ma sát trượt bằng ma sát lăn + Có khả điều chỉnh khe hở ăn khớp bánh c Trục vít ê cu bi – cung Hình 1.4 Cơ cấu lái loại trục vít - ê cu bi - cung Ưu điểm: Do ăn khớp toàn chiều dài cung nên áp suất bé, giảm ứng suất tiếp xúc hao mòn Nhược điểm: Tuy nhiên loại có nhược điểm có hiệu suất thấp d Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay Hình 1.5 Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay Cơ cấu lái có ưu điểm thiết kế tỷ số truyền thay đổi theo quy luật khác tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng Cơ cấu lái loại thường sử dụng hệ thống lái khơng có cường hóa tơ tải tơ khách Tuy nhiên loại có nhược điểm hiệu suất thấp chốt thường mòn nhanh kiểu cấu lái sử dụng tơ βmax = arctg[ 2800 ] = 36,30 √(6000−25)2 −28002 −1470 2.3.2 Xác định góc quay vịng lớn vơ lăng αmax = α1max il Trong đó: αmax: gọi vịng quay vành lái lớn tính từ vị trí thẳng α1max : góc quay vịng lớn bánh xe dẫn hướng cầu trước (35o) i1: gọi tỷ số truyền hệ thống lái (i1 =19,1) Ứng với góc quay bánh dẫn hướng 35o ÷ 40o từ vị trí trung gian vành tay lái quay ÷ 1,75 vịng ( khơng lớn vịng) vị trí trung gian lúc tơ chạy thẳng Thay thơng số tính vào cơng thức ta tìm góc quay vơ lăng lớn nhất: αmax= 19,1.35o = 668,5o ≈ 1,857 (vòng) < vịng : thỏa mãn điều kiện 2.3.3 Tính tỉ số truyền - Tỉ số truyền dẫn động lái id : Nó phụ thuộc vào kích thước quan hệ cánh tay địn id = 0,85 ÷ 1,1 Chọn id = - Tỷ số truyền cấu lái: Ta có tỷ số truyền hệ thống lái bằng tích tỷ số truyền cấu lái tỷ số truyền dẫn động lái => Chọn iω = 18 Đối với ô tô du lịch, tỷ sô truyền iω lấy từ 12 ÷ 20 - Tỉ số truyền theo góc hệ thống lái ig: Tỉ số truyền theo góc hệ thống lái tính theo cơng thức ig = iω x id= 18*1=18 ( Không vượt 25) - Tỉ số truyền lực hệ thống lái i1: + Cánh tay đòn quay vòng: Cánh tay đòn cmin xác định theo thực nghiệm, với ô tô tải loại thường c min= 30÷60 mm Vì tơ chọn ô tô nên cmin M1= 4350.0,015.0,025= 1,6313 (Nm) Hình 2.9 Đặc điểm lực ngang tác dụng lên bánh xe quay vịng - Mơ men cản bánh xe trượt lê đường: Khi có lực ngang Y tác dụng lên bánh xe đàn hồi bên lốp diện tích tiếp xúc lốp đường bị quay tương đối mặt phẳng bánh xe Điểm đặt lực ngang Y dịch chuyển đoạn x phía sau trục bánh xe M2 = Y.x= Gbx.φ.x  Hệ số bám ngang đường nhựa đường bê tơng φ= 0,7÷0,8 ->Chọn φ= 0,7  x: Tay đòn lực ngang trụ đứng hệ thống lái x = 0,5√r0 − rbx 𝑟0 = 𝑑+2𝐵 = 14+2.7,35 25,4 = 364,45 (𝑚𝑚) rbx= λ.ro= 0,93 364,49= 339 (mm) Với lốp áp suất thấp: λ= 0,93 ÷ 0,935 -> Chọn λ= 0,93 => 𝑥 = 0,5√364,452 − 3392 = 67 (mm) = 0,067 (m) => M2 = Gbx.φ.x = 4350.0,7.0,067 = 203,98 (Nm) - Tổng mô men cản quay vòng hai bánh dẫn hướng là: Mc= 2.( M1+ M2).γ= 2.( 1,6313+ 203,98).1,07= 440,02 (Nm) Với γ hệ số tính đến ảnh hưởng mơ men cản cần thiết để làm ổn định dẫn hướng M3 gây cầu trước ô tô bị nâng lên γ= 1,07÷1,15 -> Chọn γ= 1,07 * Hiệu suất hệ thống lái: Chọn hiệu suất thuận cấu lái: ŋt= 0,72 ( ŋt = 0,67 ÷ 0,72) Chọn hiệu suất nghịch cấu lái: ŋn= 0,5 14 - Hiệu suất tính đến tiêu hao ma sát cam quay khớp nối truyền động lái, với tơ có cầu trước dẫn hướng ŋl= 0,5 ÷ 0,7 Chọn ŋ l= 0,6 * Lực tác dụng lên vành tay lái: Plmax = r.i Mc ω id ŋt ŋl 440,02 = 0,23.18.1.0,72.0,6 = 246,03 (N)  il: Tỷ số truyền tổng cộng từ vành tay lái đến bánh xe dẫn hướng  r: bán kính vành tay lái 2.4 Thiết kế cấu lái (Loại Trục Vít – Bánh vít) 2.6.1 Tính tốn thiết kế trục vít a Thiết kế trục vít Chọn vật liệu chế tạo trục vít thép xemangtic hóa 20X - Chọn khoảng cách trục A , số z2 bánh vít, số mối ren z1 + Đối với truyền trục vít truyền động số mối ren z1= 1, 2, Chọn mối ren trục vít Z1=2 => Chọn Z2= 32 ( bảng 7-2 CTM) + Khoảng cách trục: aw= 0,5.m.(q+Z2+ 2.x)= 0,5.5.(8+32)= 100 (mm) m: chọn sơ mô đun m =  x: hệ số dịch chỉnh khoảng ± 0,7 => Chọn x=0  q: hệ số đường kính chọn dựa vào m (bảng 7.2 CTM) => Chọn q=8 Hình 2.10 Mặt cắt ngang dọc trục vít 15 Thơng số hình học Kí hiệu α m q Góc biên dạng ren α Mơ đun dọc trục vít m Hệ số đường kính q (bảng 7.2-CTM) Số mối ren trục vít Cơng thức Chiều cao đầu ren Chiều cao chân ren Z1 Z2 ha1 hi1 Đường kính vịng chia d1 Đường kính vịng đỉnh Đường kính vịng đáy Bước xoắn ốc da1 di1 pz Chiều dài phần ren trục vít b1 Bước ren trục vít p p α = 20o m=5 q=8 (với A=100mm :Tra bảng 7.2-CTM) Z1=2 Z2=32 ha1= m= hi1= 1,2.m=1,2.5=6 d1=m.q=5.8=40 d2=m.Z2=5.32=160 da1= d1+2.m=40+2.5= 50 di1= d1-2,4.m= 40- 2,4.5=28 pz= Z1.p=2.15,71= 31,42 b1 ≥ (C1+C2.Z2).m =(11+0,06.32).5=64,6 Vì Z1=2 => C1= 11 C2= 0,06 Z2:Z1=32:2 (bảng 7.2-CTM) p=m.π= 5.π = 15,71 Chiều dài làm việc trục vít L1 L1=d2.sinγ= 160.sin(14o2’)= 39 Bảng thơng số hình học trục vít - Góc xoắn ốc vít ( góc nâng ren vít): Hình 2.11 Góc xoắn ốc vít Góc xoắn ốc vít xác định theo cơng thức: 𝑡𝑎𝑛𝛾 = 𝑝𝑧1 𝜋.𝑑1 = 𝜋.𝑚.𝑍1 𝜋.𝑑1 = 𝑍1 𝑞 = = 0,2 => γ ≈ 11o3’ 16 Đơn vị Độ mm mm mm mm mm mm mm mm mm 2.6.2 Tính tốn thiết kế bánh vít: Thơng số Kí hiệu Đường kính vịng trịn tính tốn Đường kính vịng đỉnh bánh vít Đường kính vịng đáy Đường kính lớn bánh vít Giá trị d2 d2= m.Z2=5.32=160 da2 da2= d2+2.ha2=m.(Z2+2)=5.(32+2)= 170 di2 di2=d2-2.hi2 =m.(Z2-2,4)=5.(32-2,4)=148 daM2 Đơn vị mm mm mm daM2 ≤ da2 + 6m/(Z1+2)= 177,5 mm mm Chiều rộng bánh vít b2 Khi Z1=1 b2 ≤ 0,75.da1= 0,75.50= 37,5 Góc ơm trục vít bánh vít Chiều cao tương ứng bánh vít Chiều rộng tương ứng bánh vít Góc nghiêng bánh vít δ Sin δ= b2/(da1-0,5m)= 52º h h= (da2 - di2) = (170-148)/2= 11 b b=p/2=7,855 β β = γ1= 14,04 Độ mm mm Độ Bảng Bảng thơng số hình học bánh vít Chọn bánh vít chế tạo bằng thép xemangtit 20X 2.6.3 Tính trục lái Trục lái làm bằng thép rỗng tính theo ứng suất xoắn lực tác dụng vành lái:  Trong đó:  Pl max R.D MN / m 4 0,2.(D  d )  - Plmax : lực lái lớn tác dụng lên vô lăng - D, d : đường kính đường kính ngồi trục lái -R :bán kính vành tay lái, R = 0,23m Chọn vật liệu chế tạo trục lái thép C40 không nhiệt luyện, phôi chế tạo phơi thép ống có ứng suất tiếp xúc cho phép    50  80 MN / m Chọn sơ kích thước trục lái : 17 D=40 (mm); d= 30 (mm) τ= 246,03.0,23.0,04 0,2.(0,04 −0,034 ) = 6467074(N/m2 ) = 6,467 (MN/m2) τ ≤ [τ]: Thỏa mãn điều kiện Vậy ta chọn kích thước sơ kích thước thiết kế Với trục lái dài cần phải tính tốn theo độ cứng ( góc xoắn trục) θ= τ L3 2.10,68.0,9 = = 0,06 (rad) D G 0,04.8 104 L3: Chiều dài trục lái, chọn L3= 900 (mm) = 0,9 (m) G: mô đuyn đàn hồi dịch chuyển (G= 8.104 MN/m2) 2.5 Kiểm tra bền cấu lái Truyền động loại trục vít – bánh vít cần đảm bảo cho có độ bền uốn - Ứng suất chèn dập Ứng suất chèn dập cho phép [σ]cd= 90 ÷ 120 MN/m2 𝜎𝑐𝑑 = T F - Diện tích tiếp xúc: => F=2.h.b=2.11.7,855=172,81(mm ) h :C h iề u c ao tươ ng ứ ng c r ă ng bá nh ví t b: Ch iề u rộ ng tươ ng ứ ng c ră ng bá nh vít Hình 2.12 Sơ đồ tính cấu lái - Lực dọc trục vít: T= Plmax R r1 tgα Tro ng : T : lự c dọc tr ục ví t r : Bá n kí nh vị ng c h ia c tr ục vít , d /2 =2 mm 18 P lma x : lực tác d ụ ng lớ n nhấ t lê n vô lă ng R : bá n kí nh vơ lă ng , R = 23 mm T= 246,03.230 = 14159,5 (N) 20 𝑡𝑔11,3 σcd = T 14159,5 = = 82 N/mm2 F 172,81 Vì σcd < [σ]cd nên thỏa mãn điều kiện bền 2.6 Tính đòn quay đứng đòn quay khác dẫn động lái 2.6.1 Đòn quay đứng: Đòn quay đứng cấu lái dùng để truyền chuyển động từ trục bị động cấu lái đến dọc dẫn động lái Thực nghiệm chứng tỏ rằng lực cực đại tác dụng lên địn quay đứng thường khơng q 0,5.G1 (G1 - trọng lượng tác dụng lên bánh xe trước tơ trạng thái tĩnh) Tính toán với giá trị Q, giá trị lớn ta chọn Q1= 0,5.Gbx= 0,5.4350= 2175 (N) Chọn la=150 mm Q2 = Plmax R Iω ŋt la 246,03.230 10−3 18.0,72 = 150 10−3 = 4889,11 (N) => Chọn Q = Q2 = 4889,11 (N) Đòn quay đứng chế tạo từ thép cacbon Hình 2.13 Địn quay đứng trung bình 40,40X,40XH tơi ram - Khoảng cách tâm chốt cầu đến trục đòn quay đứng: lc = 40 mm Chọn đòn kéo dọc đòn kéo ngang chế tọa bằng thép cacbon trung bình 40 19 => Với D=40 mm Wu= 0,1.D3= 0,1.403= 6400 mm3 Wx = 0,2.D3= 0,2.403= 12800 mm3 - Ứng suất uốn: σu = Q la 4889,11.150 = = 114,59 N/mm2 Wu 6400 - Ứng suất xoắn: τx = Q lc 4889,11.40 = = 15,28 N/mm2 Wx 12800 σu < [σu]= 150 - 200 N/mm2 τx < [τx]= 50 - 80 N/mm2 Vậy kết tính thỏa mãn điều kiện bền 2.6.2 Địn kéo Tính địn dẫn động chủ yếu tính địn dọc BC đòn ngang ĐE Đòn dọc kiểm tra theo uốn dọc lực Q đòn ngang kiểm tra theo uốn dọc lực N N= X p c Gbx m1p ϕ c = e e Trong đó: m1p: Hệ số phân bố lại trọng lượng lên cầu dẫn hướng phanh (m1p= 1,4) Φ: hệ số bám (chọn Φ=0,7) Xp: lực phanh tác dụng lên bánh xe Cánh tay đòn c =25mm e: cánh tay địn hình Hình 2.14 Hình thang lái e = cos(19 ).213= 201,4 (mm) => N = 4350.1,4.0,7.25 2.201,4 = 264,6 (N) 20 - Ứng suất nén + Đòn kéo dọc:chọn thép ống loại 40 (Dd=40mm) Tiết diện ngang đòn kéo dọc: Chọn d = 0,8.Dd=0,8.40=32 mm fd = π.(Dd −d2 ) Vậy σd = 4889,11 452,16 = π.[Dd −d2 ] = π.[402 −322 ] = 452,16 𝑚𝑚2 = 10,81 (N/mm2 ) + Đòn kéo ngang: fn = fd = 452,16 mm2 N 264,6 σn = f = 452,16 = 0,585 (N/mm2 n - Ứng suất uốn: + Đòn kéo dọc: σud = π2 EJd l2b fd Trong đó: E – mơđuyn đàn hồi vật liệu chế tạo dọc ngang (E=2,1.105 MN/m2) lb chiều dài kéo dọc (Chọn lb= 800 mm) Jd mơ men qn tính tiết diện dọc D 2π Jd = ∫ ρ3 dρ ∫ cos2 Φ dΦ = d D d4 ( − ) (2π + sin2π) 16 16 404 324 = ( − ) (2π + sin2π) = 149676 (mm4 ) 16 16 21 Suy σud π2 E Jd π2 105 149676 = = = 1021 N/mm2 lb fd 800 452,16 Chọn lb = 800 mm + Đòn kéo ngang: σun = π2 EJn n2 fn Trong đó: E – mơđuyn đàn hồi vật liệu chế tạo dọc ngang (E=2,1.105 MN/m2) n chiều dài kéo ngang (Chọn ln= 1200 mm) Jn mơ men qn tính tiết diện ngang Jn = Jd=149676 mm4 Suy π2 𝐸 𝐽𝑛 𝜋 105 149676 σun = = = 453,76 𝑁/𝑚𝑚2 l𝑏 𝑓𝑛 12002 452,16 Độ dự trữ bền tính theo K = σud σun 1021 = 453,76 =2,25 K thuộc khoảng (1,252,5) nên thõa mãn độ dữu trữ bền 2.6.3 Khớp cầu ( Rotuyn lái) Khớp cầu kiểm nghiệm theo ứng suất chèn dập vị trí làm việc kiểm tra độ bền cắt vị trí ngàm Lực tác dụng lên khớp cầu lực tác dụng lên đòn quay đứng Q Chọn vật liệu chế tạo khớp cầu thép 20XH có [σcd]= 30 N/mm2 , Q = 4889,11 (N) - Kiểm tra ứng suất chèn dậptại bề mặt làm việc khớp cầu: σcd = 22 Q F′ Trong đó: F’: Diện tích tiếp xúc mặt cầu đệm rotuyn Trong thực tế diện dích làm việc chiếm 2/3 bề mặt khớp cầu, nên bề mặt chịu lực tiếp xúc chiếm 1/3 bề mặt khớp cầu D’ đường kính khớp cầu, chọn theo thực tế D’= 35mm 1 F = π D′2 = 𝜋 352 = 1283 (𝑚𝑚2 ) 3 => σcd = 4889,11 1283 = 3,81 N/mm2 σcd < [σcd] nên thỏa mãn điều kiện bền - Kiểm tra độ bền cắt: Kiểm tra rotuyn vị trí ngàm, với ứng suất cắt cho phép [τc] = 80 N/mm2 Ứng suất cắt: Fc = π.D′2 => τc = Q Fc = = 𝜋.352 = 962 (𝑚𝑚2 ) 4889,11 962 = 5,08 (N/mm2 ) τc < [τc] nên thỏa mãn điều kiện bền Trục vít: Hình 2.15 Bản vẽ trục vít 23 Bánh vít Hình 2.16 Bản vẽ bánh vít 24 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính tốn thiết kế tơ – Đặng Q Lý thuyết ô tô máy kéo – Nguyễn Hữu Cần Dư Quốc Thuận Phạm Minh Thái Nguyễn Văn Tài Lê Thị Vàng Giáo trình Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc Bài tham khảo khóa trước \Desktop\đồ án thtri\url.html 26