Thiết kế, chế tạo mô hình cắt bổ cầu chủ động dẫn hướng làm thiết bị dạy học

MỤC LỤC MỞ ĐẦU .6 1.Lý do chọn đề tài 6 2. Mục tiêu nghiên cứu. .6 3. Đối tượng nghiên cứu .6 4. Phạm vi nghiên cứu 6 5.Giả thiết khoa học. .6 6. Phương pháp nghiên cứu .7 NỘI DUNG ĐỒ ÁN 8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CẦU DẪN HƯỚNG CHỦ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ .8 1.1. Nhiệm vụ, phân loại .8 1.1.1 Nhiệm vụ .8 1.1.2. Phân loại: 8 1.2. Cấu tạo cầu dẫn hướng chủ động 9 1.2.1:Bộ truyền lực chính 9 1.2.2 Cấu tạo và hoạt động của vi sai .18 1.2.3. Vi sai tăng ma sát: 24 1.2.4. Vi sai cam: 29 1.2.5: Vật liệu chế tạo các chi tiết của vi sai 30 1.2.6: Bôi trơn vi sai 31 Chương 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CẦU DẪN HƯỚNG CHỦ ĐỘNG XE TOYOTA 32 2.1 Nguyên lý và cấu tạo cầu dẫn hướng chủ động .32 2.2.Bánh răng côn chủ động,bánh răng côn bò động. 33 2.3. Bộ vi sai 34 2.5. Bán trục. .38 2.6. Dầm cầu 40 Chương 3: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CẦU DẪN HƯỚNG CHỦ ĐỘNG 41 3.1: Độ cứng vững của truyền lực chính 41 3.2: Tính toán truyền lực chính 42 3.2.1:Tính toán lực tác dung lên bánh răng 42 3.2.2: Tính bền bánh răng .45 3.3: Động học và động lực học của vi sai 46 3.4. Tính toán nửa trục theo độ bền .51 3.4.1.Xác đònh các lực tác dụng lên nửa trục 51 3.4.2: Tính toán nửa trục giảm tải một nửa .56 3.4.3:Tính toán nửa trục giảm tải ba phần tư: .58 3.4.4:Tính toán nửa trục giảm tải hoàn toàn: 60 3.4.5:Vật liệu chế tạo các nửa trục: 61 Chương 4: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MO ÂHÌNH CẦU DẪN HƯỚNG CHỦ ĐỘNG XE TOYOTA 68 4.1. Tổng quan .68 4.1.1. Tình hình chế tạo mô hình trong và ngoài nước 68 4.1.2. Sự cần thiết của việc chế tạo mô hình trong đào tạo nghề .68 4.2.Các phương án thiết kế 68 4.2.1.Phương án 1:mô hình bố trí kiểu bàn 69 4.2.2.Phương án 2:Mô hình bố trí trên khung xe cùng các hệ thống khác 69 4.3: Thiết kế các bộ phận mô hình 70 4.4:Phương án cắt bổ chi tiết .72 4.4.1:Phương án 1: Cắt bổ vỏ vi sai một nửa, cắt vỏ cam quay một nửa, cắt moay ơ một nửa .72 4.4.2:Phương án 2: Cắt 1/4 vỏ vi sai, 1/4 vỏ cam quay, 1/4 moay ơ 72 4.5: Lắp ráp thử nghiệm 74 I. Nhiệm vụ, phân loại cầu dẫn hướng chủ động 75 II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cầu chủ động 76 III. Nhận dạng và bảo dưỡng cầu chủ động .77 I. Nhiệm vụ,yêu cầu,phân loại bộ vi sai 80 II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ vi sai 81 III. Hiện tượng,nguyên nhân hư hỏng,phương pháp kiểm tra,sửa chữa và bảo dưỡng của bộ vi sai .86 IV. Bảo dưỡng và sửa chữa bộ vi sai 87 I. Nhiệm vụ,yêu cầu,phân loại bán trục .88 II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bán trục .89 III. Hiện tượng,nguyên nhân hư hỏng,phương pháp kiểm tra,sửa chữa và bảo dưỡng của bán trục 93 IV. Bảo dưỡng và sửa chữa bán trục .94 Tµi liƯu tham kh¶o .96 Lời Nói Đầu Trong vài thập kỷ gần đây, nền công nghiệp ôtô đã có những bớc phát triển lớn lao. Chẳng hạn, hệ thống điều khiển động cơ đã áp dụng công nghệ GDI (gasoline direct injection ) nhằm làm giảm tối đa tiêu hao nhiên liệu.Phần gầm của ôtô ngày nay đợc trang bị một số hệ thống nh: hệ thống phanh chống hãm cứng(ABS) hay hệ thống chống trợt (ASR), hệ thống treo điều khiển điện tử, hộp số tự động nhiều cấp . Do đó, hệ thống thân điện thân xe cũng đợc cải tiến nhằm làm cho chiếc ôtô ngày càng hoàn thiện hơn. Do có nhiều cải tiến để đáp ứng yêu cầu của khách hàng nên hệ thống gầm trên ôtô ngày nay rất phức tạp.Vì vậy, đề tài Thiết kế, chế tạo mô hình cắt bổ cầu chủ động dẫn hớng làm thiết bị dạy học có ý nghĩa quan trọng trong việc hớng dẫn các sinh viên, kỹ thuật viên, kỹ s .hiểu về nguyên lý để từ đó làm cơ sở tìm ra các h hỏng để sửa chữa. Các môn học trong trờng trang bị cho sinh viên kiến thức cơ bản về cấu tạo nguyên lý hoạt động .Nhng khi ra trờng thì công việc của hầu hết kỹ s ôtô là tìm ra các h hỏng trên xe.Cho nên đôi khi họ sẽ bị bỡ ngỡ, không biết bắt đầu từ đâu.Vì thế, đề tài này một phần nào đó sẽ giúp sinh viên sau khi ra trờng có thể tiếp cận với thực tế dễ dàng hơn. Tuy đề tài đã đạt đợc một số kết quả nhất định nh: Giới thiệu tổng quan về cầu chủ động dẫn hớng,nguyên lý cấu tạo cầu dẫn hớng chủ động trên xe toyota, nêu, soạn đợc các bài thực hành, các nguyên nhân h hỏng và hớng khắc phục .Nhng do kiến thức còn hạn chế và không có nhiều thời gian nên chắc chắn đề tài không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Mong đợc sự đóng góp ý kiến từ các thầy và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn ! MỞ ĐẦU 1.Lý do chọn đề tài. - Phương tiện dạy học trong các trường cao đẳng, Đại học ngành công nghệ ôtô vẫn còn chưa đầy đủ trong cả nước nói chung và Trường đại học SPKT nam đònh nói riêng. Việc thiết kế chế tạo mô hình cầu dẫn hướng chủ động trên xe TOYOTA góp phần tạo thêm phương tiện dạy học cho nhà trường. - Đề tài nghiên cứu nâng cao được kiến thức ,kỹ năng về cầu dẫn hướng chủ động trên xe TOYOTA cho sinh viên ngành cơ khí động lực. 2. Mục tiêu nghiên cứu. -Thiết kế chế tạo mô hình cầu dẫn hướng chủ động. - Thiết kế các bài soạn ứng dụng. - Nghiên cứu vế cấu tạo và nguyên lý làm việc của cầu dẵn hướng chủ động trên ôtô TOYOTA . 3. Đối tượng nghiên cứu. Cầu dẫn hướng chủ động trên ôtô TOYOTA được thiết kế mô hình làm phương tiện dạy học, triển khai trên mô hình thật và chọn phương án cắt bổ tối ưu. 4. Phạm vi nghiên cứu. - Thiết kế chế tạo mô hình cầu dẫn hướng chủ động trên xe ôtô TOYOTA . - Không gian nghiên cứu trong trường ĐHSP KT nam đònh. - Thời gian hoàn thành đề tài: 3 tháng. 5.Giả thiết khoa học. “Thiết kế chế tạo mô hình căt bổ cầu dẫn hướng chủ động góp phần tạo thêm thiết bò dạy học cho nhà trường và khi được ứng dụng sẽ nâng cao chất lượng dạy và học cho sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ôtô” - Giả thiết ta đưa ra các giải pháp thiết kế chế tạo mô hình cầu dẫn hướng chủ động - Tăng tính trực quan cho sinh viên về cầu dẫn hướng chủ động trên xe TOYOTA . Tạo điều kiện cho học sinh năng cao kiến thức về cấu tạò nguyên lý hoạt động và kỹ năng kiểm tra bảo dưỡng cầu dẫn hướng chủ động. 6. Phương pháp nghiên cứu. * Lấy kiến thức của chuyên gia. * Nghiên cứu nguồn tầi liệu: - Tìm kiểm những luận điểm trong lòch sử mà đồng nghiệp đi làm ,thu thập các thông tin: + Cơ sở lý thuyến có liên quan đến đề tài nghiên cứu. + Thành tựu lý thuyết có liên quan đến đề tìa nghiên cứu. + Kết quả nghiên cứu đẫ công bố trên sách báo. + Chủ trương chính sách có liên quan đến nội dung. + Số liệu thống kê - Nguôn tài liêu: + Tài liệu giáo trình ngành công nghệ ôtô â +Mạng INTERNET. - tổng hợp tài liệu: + Bổ sung tài liệu sau khi phân tích + Lựa chọn những tài liệu sau khi đã phân tích. + Sắp xếp tài liệu, giải thích các qui luật. * Phương pháp thực nghiêm: - Tách riêng từng phần thuần nhất để nghiên cứu. - Biến đổi môi trường nghiên cứu của đối tượng. - Tiến hành thí nghiệm. NỘI DUNG ĐỒ ÁN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CẦU DẪN HƯỚNG CHỦ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ 1.1. Nhiệm vụ, phân loại. 1.1.1 Nhiệm vụ. Cầu dẫn hướng chủ động sau giữ các nhiệm vụ sau: - Truyền công suất từ trục chủ động đến các bánh xe trước. - Giảm tốc giữa trục truyền động các đăng và trục bánh xe thông qua các bánh răng truyền lực chính và truyền lực cuối cùng (Nếu có). - Phân phối mômen xoắn tới các bánh xe chủ động. - Cho phép sai lệch tốc độ giữa các bánh xe khác nhau (bánh xe trái, phải) khi xe quay vòng. - Đỡ trọng lượng phía trước, cơ cấu phanh, toàn bộ hệ thống treo và khung xe. 1.1.2. Phân loại:  Theo vò trí đặt cầu: - Cầu trước chủ động - Cầu sau chủ động  Theo chức năng và kết cấu: - Cầu dẫn hướng chủ động: Loại này thường dùng cho xe có cầu chủ động phía trước vừa làm nhiệm vụ truyền mômen xoắn, vừa dẫn hướng chuyển động của xe. - Cầu chủ động không dẫn hướng: chỉ làm nhiệm vụ truyền mômen xoắn, không làm nhiệm vụ dẫn hướng 1.2. Cấu tạo cầu dẫn hướng chủ động. - Cầu dẫn hướng chủ động dùng trên xe có tính ưu việt cao, nó có hai ưu điểm là vừa chủ động vừa dẫn hướng. Vì vậy ngoài phần tương tự như cầu sau chủ động thì Cầu dẫn hướng chủ động còn có thêm cơ cấu điều khiển hướng mặt quay của bánh xe . -Cơ cấu bánh xe trước chủ động gồm có : truyền lực chính (1), bộ vi sai (3), bán trục (4), khớp đồng tốc (6), trục bánh xe dẫn hướng (8). Tất cả các chi tiết dều nằm trong vỏ cầu (2) và các nửa ống (5), phần vỏ cầu trước còn có cam quay gồm vỏ( 11) cùng cổ trục rỗng (7), bên ngoài cổ 7được các ổ bi (10) lồng vào để lắp bánh xe trước. 1. truyền lực chính 2. vỏ cầu 3. bộ vi sai 4. bán trục 5. các nửa ống; 6.khớp nối đồng tốc 7. cổ trục rỗng cam quay; 8.trục bánh xe; 9.bu lông; 10. ổ bi côn; 11. vấu cam quay; 12 trục đứng 13 .ổ bi đỡ trục đứng 14.phần vỏ mặt cầu 1.2.1:Bộ truyền lực chính. 1.2.1.1 Nhiệm vụ của truyền lực chính: Truyền lực chính để tăng môme xoắn và truyền mômen xoắn theo phương vuông góc (90 0 ) đối với trục dọc của ôtô. 1.2.1.2. Phân loại:  Theo truyền lực chính chia ra: - Cặp bánh răng côn với răng cong gồm: + Loại truyền động thông thường: Tâm trục và các bánh răng cắt nhau tại một điểm. + Loại truyền động HYPOID: Tâm trục các bánh răng không cắt nhau mà nằm trong hai mặt phẳng. - Loại truyền động bánh răng thẳng. - Loại trục vít. A. Kiểu bánh răng trụ B. Kiểu bánh răng côn  Theo số cặp bánh răng ăn khớp chia ra: - Loại đơn: Với một cặp bánh răng ăn khớp, có tỷ số truyền nhỏ - Loại kép: Với hai cặp bánh răng ăn khớp, có tỷ số truyền lớn  Theo cấp số tỷ số truyền chia ra: - Loại một cấp: Với tỷ số truyền không đổi. - Loại nhiều cấp : Thông thường là hai cấp tỷ số truyền. Hiện nay, trên ôtô thường dùng loại răng cong và bánh răng HYPOID. Loại trục vít thường chỉ dùng ở một số ôtô đặc biệt (thường ở ôtô 3 cầu chủ động). Loại truyền lực chính có hai cặp bánh răng, một cặp bánh răng nón hoặc HYPOID và một bánh răng trụ với vi sai bố trí sau cặp bánh răng thứ hai. . cầu của khách hàng nên hệ thống gầm trên ôtô ngày nay rất phức tạp.Vì vậy, đề tài Thiết kế, chế tạo mô hình cắt bổ cầu chủ động dẫn hớng làm thiết bị dạy. thành đề tài: 3 tháng. 5.Giả thiết khoa học. Thiết kế chế tạo mô hình căt bổ cầu dẫn hướng chủ động góp phần tạo thêm thiết bò dạy học cho nhà trường và khi